NO323675B1

NO323675B1 - Komposittfortoyning samt fremgangsmate for tilvirkning, transport og anordning av samme

Info

Publication number: NO323675B1
Application number: NO20034768A
Authority: NO
Inventors: Hanna Shaddy; Salama Mamdouh
Original assignee: Conocophillips Invest Norge As
Priority date: 2001-04-27
Filing date: 2003-10-24
Publication date: 2007-06-25
Also published as: US20070271897A1; US7862891B2; NO20034768D0; NO20034768L; BR0209227A; WO2002095101A1; US20030037529A1; GB0325064D0; GB2391872A; BR0209227B1; GB2391872B

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en ny komposittfortøyning for anvendelse for å støtte eller forankre en struktur så som en flytende plattform eller et fartøy, og spesielt for anvendelse for å fortøye en strekkforankret plattform (TLP, tension leg platform) til havbunnen på dypt vann, samt fremgangsmåter for tilvirkning, transport og anordning av fortøyningen. Den nye komposittfortøyningen er ikke tvunnet og omfatter flere kjernetråder med stor diameter som er profiltrukket fra en kompositt omfattende karbonfiber og en polymer matrise.

Komposittfortøyninger (også referert til som kabler, spennliner, støtteliner, for-tøyningsliner og liknende) kan anvendes for å sikre flytende strukturer så som TLP-er på dypt vann. Spesielt på dyp over omtrent 1200 meter (4000 fot) gir komposittfortøy-ninger betydelige økonomiske og tekniske fordeler og er mer pålitelige sammenliknet med stålfortøyninger. Kompositter så som karbonfibre innstøpt i et polymert matrisemateriale er lette og innehar høy egenstyrke og stivhet samt utmerket bestandighet mot korrosjon og utmatting, hvilket gjør dem attraktive for vanndyp-følsomme komponenter så som fortøyninger og stigerør eller kontrollkabler, som transporterer hydro-karboner fra et brønnhode på havbunnen. Videre er det enkelt å utruste kompositter med instrumentering så som fiberoptikk integrert i kompositten for overvåkning av belastning og integritet.

Konvensjonelle komposittfortøyninger for TLP-er omfatter øvre og nedre endekonnektorer, henholdsvis for kopling til TLP-en og et fundament på havbunnen, samt et taulegeme med flere parallelle, tvinnede kordeler. De tvinnede kordelene det refe-reres til her dannes av et tvunnet knippe av små, parallelle kjernetråder med en diameter på omtrent 3-6 mm, og omfatter typisk i området fra omtrent 50 til 200 kjernetråder pr. kordel, der knippet av kjernetråder er tvunnet i spiral, typisk omtrent 2 til 3° på de ytre kjernetrådene. De flere parallelle, tvinnede kordelene, der hver kordel typisk er omtrent 50 til 75 mm i diameter, er også lett tvunnet for å oppnå en spiraltvinning i den konvensjonelle fortøyningen, også referert til her som en tvunnet fortøy-ning. Størrelsen til den konvensjonelle fortøyningen bestemmes av antallet tvinnede kordeler, som dikteres av kravene til styrke og aksialstivhet for en gitt fortøyningsbruk (f.eks. størrelsen til den aktuelle TLP, vanndyp, havstrømmer, stormhistorie, etc). Antallet tvinnede kordeler pr. konvensjonelle fortøyning er typisk fra omtrent 8 til 30. Konvensjonelle fortøyninger tvinnes som beskrevet over slik at de kan kveites opp på fortøyningsspoler, typisk med en diameter som er større enn omtrent 4,0 meter og fortrinnsvis fra omtrent 4 til 8 meter. For at de konvensjonelle komposittfortøyningene skal være kveilbare, er det nødvendig med kjernetråder med en diameter som ikke er større enn omtrent 6 mm, ellers blir størrelsen til den nødvendige spolen upraktisk, som beskrevet nedenfor. De kveilede fortøyningene blir transportert på trommelskip eller -lektere for anordning og fortøyning av en TLP til havbunnen.

Fremgangsmåten for å tilvirke en konvensjonell, kveilbar komposittfortøyning omfatter de trinn å: tilvirke kompositt-kjernetråder med liten diameter, sette sammen kjernetrådene til tvinnede kordeler, sette sammen den tvinnede fortøyningen fra flere tvinnede kordeler (omfattende det å legge til fyllstoff og profilskapende materiale som nødvendig) og terminere de tvinnede kordelene i øvre og nedre endekonnektorer av fortøyningen. Tilvirkning av konvensjonelle, kveilbare komposittfortøyninger er beskrevet i følgende konferanseartikkel, som inntas her ved referanse i sin helhet: Composite Carbon Fiber Tether for Deepwater TLP Applications, presentert ved Deep Offshore Technology Conference, holdt i Stavanger 19-21 oktober 1999.

Komposittmaterialer for tilvirkning av kjernetråder består av fibre med liten diameter (fra omtrent 6 tii omtrent 10 mikroner) med høy styrke og elastisitetsmodul, fortrinnsvis karbonfibre, innstøpt i et polymert matrisemateriale, f .eks. harpiks eller lim. Vanlig kjent herdeplast eller polymere matriser av herdepiast kan anvendes. Foretrukne matrisematerialer omfatter vinylestere og epoksy. Harpiksmaterialene har bundede grenseflater som innehar de ønskede egenskapene til både karbonfibrene og matrisen. Karbonfibrene tar opp hovedandelen av lastene i komposittmaterialet, mens matrisen holder fibrene i den foretrukne orienteringen. Matrisen tjener også tit å overføre taster til karbonfibrene, og beskytter fibrene mot omgivelsesmiljøet. Karbonfibre innlemmet i matrisen kan være spunnet i lange, kontinuerlige lengder; korte (fra omtrent 25 til omtrent 100 mm) diskontinuerlige fibre kan imidlertid også anvendes.

Kompositt-kjernetråder blir typisk tilvirket ved pultrusjon av komposittmaterialet omfattende karbonfibrene og det polymere matrisematerialet. Pultrusjon omfatter det å trekke de harpiksfuktede fibrene gjennom en pressform heller enn å presse dem gjennom pressformen som under ekstruderingsprosesser anvendt for bearbeiding av metall. Pressformens størrelse og utforming bestemmer den endelige størrelsen og formen til det profiltrukkede komposittproduktet. Det finnes mange kommersielle pro-filtrekkere så som Glasform, Inc., DFI Pultruded Composites Inc., Exel Oyj, Strongwell Corp., Spencer Composites Corp. og andre som er i stand til å tilvirke kompositt-kjernetrådene. Kjernetråder anvendt i konvensjonelle, kveilbare fortøynin-ger har typisk et rundt tverrsnitt. De tilvirkede kompositt-kjernetrådene har typisk en vekt som er omtrent 1/6 av den til en ekvivalent ståltråd. Som beskrevet tidligere er kjernetråder for anvendelse i konvensjonelle komposittfortøyninger typisk fra omtrent 3 til omtrent 6 mm i diameter, og er ofte kveilet opp på kjernetrådspoler, for eksempel en kjernetrådspole med diameter 1,8 eller 2,2 m, for transport til en kordel og/eller en fasilitet for tilvirkning av fortøyninger.

Generelt er det ønskelig å øke stivheten til kjernetråder anvendt i en fortøy-ning, og stivheten til en kjernetråd kan beregnes i henhold til følgende likning:

4x<2> ■ L • ( tung masse + addert masse )

n- T2

der E = aksialstivheten til en kjernetråd (Pa); A = tverrsnittsarealet til 1 fortøyning (m<2>); L = vanndypet (m); n = antall fortøyninger; T = egenperioden for hivbevegelse (s), typisk fra omtrent 5 til omtrent 5,5 sekunder; tung masse = plattformens masse (kg); og addert masse = massen til det vannet som settes i bevegelse når plattformen beveger seg (kg). En stivere kjernetråd kan typisk ikke bøyes like mye som en mindre stiv kjernetråd. Gitt at kjernetrådene typisk må kveiles opp på en kjernetrådspole for transportering, er kjernetrådens bøyestivhet proporsjonal med kjernetrådens diameter (d) opphøyet i fjerde potens (dvs. d<4>). Det er således nødvendig å anvende en kompositt-kjernetråd med liten diameter (dvs. fra omtrent 3 til omtrent 6 mm) for at den resulterende kjernetrådspolens diameter skal ha en akseptabel størrelse for håndtering og transport og for at den kraften som er nødvendig for å kveile opp kjernetråden og holde den på plass på spolen skal være akseptabel. Mer spesifikt, i forbindelse med dimensjonering av kjernetrådspolen, er tøyningen i den oppkveilede

kjernetråden lik diameteren til kompositt-kjernetråden dividert med kjernetrådspolens diameter. I en passende dimensjonert spole er tøyningen i kjernetråden mindre enn 50% av kjernetrådens tøyning før brudd. Dersom kompositt-kjernetråden har 1% tøy-ning før brudd, må således da kjernetrådspolens diameter være større enn 200 ganger kjernetrådens diameter for at det skal være mulig å kveile opp kjernetråden på kjernetrådspolen uten å skade kjernetråden. Dersom kompositt-kjernetråden har Vz% tøyning før brudd, må da kjernetrådspolens diameter være større enn 400 ganger kjernetrådens diameter. Diameteren til en spole refererer til spolens nav eller kjerne. Kort fortalt, når kjernetråden selv må kveiles (eller en kordel eller fortøyning som omfatter kjernetråden må kveiles, som beskrevet nedenfor), må kjernetrådens diameter og/eller stivhet være anpasset deretter.

I en konvensjonell kveilbar komposittfortøyning er kjernetrådene satt sammen til knipper og danner tvinnede kordeler. De tvinnede kordelene kan være tilvirket ved anvendelse av typiske fremgangsmåter for sammenstilling av ståltrådtau. Spesifikt blir kjernetrådene matet ut fra kjernetrådspolene og trukket gjennom en ledeplate for bun-ting. Når det nødvendige antall kjernetråder pr. kordel er lagt ut, blir ledeplatene rotert for å skape en lett spiraltvinning, typisk 2 til 3° på de ytre kjernetrådene. Tvinning av kordelen gjør kordelen tilstrekkelig medgjørlig for håndtering, oppkveiling og transportering uten i betydelig grad å påvirke aksialstyrken og -stivheten. Kjernetrådene i de tvinnede kordelene blir holdt fast i posisjon ved omspinning med teip eller en annen festeanordning, skåret til ønsket lengde og kveilet opp på kordelspoler for anvendelse ved sammensetting av taulegemet. Generelt omfatter spoler for tvinnede kordeler spoler med en diameter på 1,8 eller 2,2m, så som de anvendt som kjernetrådspoler.

De tvinnede kordelene settes sammen for å danne en konvensjonell, kveilbar komposittfortøyning 5 (dvs. en tvunnet fortøyning) som vist i figur 1. Den konvensjonelle, kveilbare fortøyningen 5 er tilvirket av flere tvinnede kordeler 15, idet de tvinnede kordelene videre er tvunnet i forhold til hverandre og danner den tvinnede fortøyningen 5. Det kan sees at det er tilveiebrakt et stort antall kompositt-kjernetråder 10, som er buntet sammen og danner individuelle, tvinnede kordeler 15.1 denne konkrete figuren er det tilveiebrakt femten tvinnede kordeler 15 som danner den tvinnede fortøyningen 5, og en typisk konvensjonell fortøyning kan omfatte fra omtrent 8 til omtrent 30 tvinnede kordeler. De tvinnede kordelene 15 blir holdt på plass av en profilert struktur 20, som fyller tomrommene mellom de tvinnede kordelene 15 og også tilveiebringer en anordning for å bibringe en spiraltvinning av de flere tvinnede kordelene 15 (og med det danne den tvinnede fortøyningen 5). Den profilerte strukturen 20 er fortrinnsvis tilvirket av en plastikk så som polyvinylklorid (PVC) eller polypropylen, og kan være delt inn i stykker så som et senterprofil 25, et mellomprofil 30 og et ytre profil 35. Den profilerte strukturen 20 kan også inneholde tomrom 40. Et fyllmateriale kan være tilveiebrakt i tomrommet mellom de tvinnede kordelene 15. Foretrukne fyllstoffer i henhold til denne oppfinnelsen er skum, som blir anvendt for å gi fortøyningen oppdrift, som beskrevet nedenfor.

De tvinnede kordelene 15 kan fritt bevege seg individuelt i lengderetningen, hvilket muliggjør individuell justering og således en bedre fordeling av aksielle laster. Kompositt-kjernetrådene 10 og de tvinnede kordelene 15 kan fritt virke eller bevege seg uavhengig i den tvinnede fortøyningen 5. Med andre ord forekommer det relativ aksiell bevegelse mellom vedsidenliggende kompositt-kjernetråder 10 innenfor en tvunnet kordel 15 og mellom vedsidenliggende tvinnede kordeler 15 innenfor en tvunnet fortøyning 5.1 motsatt fall må hele diameteren til den konvensjonelle, kveilbare fortøyningen 5 betraktes ved beregning av fortøyningsspolens diameter, ettersom tøyningen vedrører diameteren til det legemet som kveiles opp dividert med spoiens diameter, som beskrevet tidligere. Ved at en tilveiebringer en vridning av kompositt-kjernetrådene 10 (via de tvinnede kordelene 15 og den tvinnede fortøy-ningen 5) og holder dem atskilte og uavhengige kan diameteren til de individuelle kompositt-kjernetrådene 10 tilnærmelsesvis anvendes ved beregning av diameteren til fortøyningsspolen, i stedet for den totale diameteren til den tvinnede fortøyningen 5. Fortøyningsspolen gjøres imidlertid typisk noe større for å ta hensyn til friksjonen mellom vedsidenliggende kompositt-kjernetråder 10 når den konvensjonene fortøynin-gen kveiles opp på fortøyningsspolen.

Som vist i figur 2 kan tvinnede kordeler 16 og 17 av forskjellig størrelse bli anvendt for på en bedre måte å innrette alle de tvinnede kordelene 16 og 17 innenfor en utvendig mantel eller kappe 45. Fortrinnsvis er tverrsnittsarealet inne i mantelen 45 fylt av tvinnede kordeler 16 og 17, og andelen tomrom minimert. De tvinnede kordelene 16 og 17 fyller typisk minst 30 % av arealet til den konvensjonelle, kveilbare fortøyningen 5, og mer typisk 50 % av arealet til fortøyningen 5. Den profilerte strukturen 20 og eventuelt fyllmateriale bedrer typisk ikke ytelsen til den tvinnede fortøyningen 5, og det er således ønskelig å minimere andelen slike komponenter for å unngå uønsket ekstra vekt og økt størrelse.

Sammensettingen av den konvensjonelle, kveilbare fortøyningen 5 utføres ved hjelp av en konvensjonell kontrollkabel-lukkemaskin. Spoler som inneholder de tvinnede kordelene 15 og de profilerte strukturene 20 løftes opp på lukkemaskinen. De tvinnede kordelene 15 og de profilerte strukturene 20 blir deretter trukket gjennom lukkeplater. Under denne prosessen roterer maskinen for å gi en spiraivridning av de tvinnede kordelene 15 for å danne den tvinnede fortøyningen 5. En kjernetråd eller en annen festeanordning blir deretter anvendt for å holde enheten sammen før ekstrudering av den beskyttende, utvendige mantelen 45, for eksempel høydensitets polyetylen (HDPE), nylon eller tilsvarende, over de tvinnede kordelene for å holde de tvinnede kordelene på plass og beskytte fortøyningen under håndtering. Konvensjonelle, kveilbare fortøyninger kan være tilvirket i form av ett enkelt, sam-menhengende legeme som kveiles opp på en spole. Alternativt kan taulegemet være tilvirket i form av flere lengder eller stykker som kveiles opp på en spole. Stykkene forbindes ved hjelp av konnektorer (f .eks. kopiere eller krager) for å danne en sam-menhengende fortøyning. Oppdeling av fortøyningen er nyttig for å lette produksjon av kjernetråder, kordeler og fortøyninger, for å begrense spolens størrelse samt for å omgjøre fortøyningens lengde for gjenbruk.

Det endelige trinnet ved tilvirkning av en konvensjonell kveilbar komposittfor-tøyning er termineringsprosessen, som omfatter det å forbinde den tvinnede fortøy-ningen med øvre og nedre endekonnektorer. Terminering ved hjelp av harpikslagte konuser (resin-potted cones) har utbredt anvendelse innenfor tauverksindustrien. Harpikstermineringer har vist seg å være nyttige også for terminering av tvinnede komposittkordeler. De tvinnede kordelene festes til en endekonnektor av stål ved anvendelse av en sammenklemt konus (potted cone) teknikk tilsvarende den anvendt for terminering av ståltrådvaiere. De tvinnede kordelene spres med en gitt vinkel i stål-konusene, og konusen blir deretter fylt med epoksyharpiks. En vakuuminjek-sjonsmetode anvendes i denne prosessen for å unngå luftrom og for å sikre en jevn form. Anvendelse av en fleksibel konus og en sylindrisk metatlkonnektor med av-standsstykker vil kunne minimere effekten av bøyning av termineringene og gi en bedre fordeling av kjernetrådene inne i endekonnektoren. Alternativt kan de tvinnede kordelene termineres individuelt og deretter settes sammen til en fortøyning. Etter terminering blir fortøyningen kveilet opp på en passende dimensjonert konvensjonell fortøyningsspole med en trommeldiameter på fra omtrent 4 til 8m og en bredde på omtrent 5m for transport og anordning til sjøs. En passende dimensjonert fortøynings-spole bør velges basert på egenskapene til kompositt-kjernetrådene, som beskrevet tidligere.

Når konvensjonelle fortøyninger kveiles opp, blir de indre kjernetrådene som danner de tvinnede kordelene (og de indre tvinnede kordelene som danner den tvinnede fortøyningen) kveilet med mindre diameter enn de ytre kjernetrådene som danner de tvinnede kordelene (og de ytre tvinnede kordelene som danner den tvinnede fortøyningen), noe som påvirker posisjoneringen av kjernetrådene (og de tvinnede kordelene) i den konvensjonelle fortøyningen og kompresjons- og tøynings-kreftene som virker i disse. Tvinning av de individuelle kordelene (dvs. tvinnede kordeler) og den konvensjonelle fortøyningen selv (dvs. tvunnet fortøyning) gjør at kjernetrådene som danner de tvinnede kordelene og de tvinnede kordelene som danner den tvinnede fortøyningen utsettes for en effektiv "midlere diameter", i den forstand at ingen individuell kjernetråd eller tvunnet kordel alltid befinner seg på inner-siden eller yttersiden av spolen. Alle kjernetrådene som danner de tvinnede kordelene og de tvinnede kordelene som danner den tvinnede fortøyningen opprettholder således sin innbyrdes posisjon og utsettes for omtrent de samme kreftene mens de befinner seg på spolen.

NO 304 839 vedrører fortøyninger eller strekklegemer for bruk for eksempelvis strekkstagsplattformer eller strekkstagsbroer. Strekklegemet ifølge NO 304 839 kan betegnes som en konvensjonell, tvunnet løsning omfattende et antall karbon-fiberfilamenter samlet til et antall kordeler.

Det finnes en rekke problemer med konvensjonelle, kveilbare komposittfortøy-ninger. Forsøk på å maksimere fortøyningens stivhet begrenses av kravet om at kjernetrådenes diameter og/eller stivhet er konstruert slik at kjernetrådene (så vel som de resulterende tvinnede kordelene og den tvinnede fortøyningen) kan kveiles uten at kjernetrådene skades. Kveilbare fortøyninger som omfatter et stort antall kjernetråder er vanskeligere å tilvirke og håndtere, og resulterer i fortøyninger med større diameter som er mer utsatt for skadevirkninger som følge av bølgekrefter, så som utmatting og mulig brudd over tid. Kjernetrådkordeler resulterer typisk i en større andel uønsket hulrom i fortøyningen ettersom kordelene ofte ikke kan bli plassert tett, slik at det kreves mer fyllmateriale og/eller profilerte struktur som legger til uønsket vekt og øker størrelsen. Den nødvendige vridningen av de tvinnede kordelene og av den tvinnede fortøyningen for å lette kveiling øker også vanskelighetene og kostnad-ene ved tilvirkning og reduserer aksialstivheten til den kveilbare fortøyningen, og krever således et større antall kjernetråder for å kompensere for tapet av stivhet. Kostbare trommelskip er nødvendige for transport og anordning av kveilbare fortøy-ninger på TLP-er. Den nye komposittfortøyningen ifølge foreliggende oppfinnelse løser disse forskjellige problemene.

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en fleksibel komposittfortøyning, en fremgangsmåte for å tilvirke den fleksible komposittfortøyningen, en fremgangsmåte for å anordne den fleksible komposittfortøyning på en TLP samt fremgangsmåter for å transportere den fleksible komposittfortøyning og klargjøre for dette.

Den fleksible komposittfortøyningen omfatter én eller flere kompositt-kjernetråder innkapslet i en mantel. En andel av kjernetrådene kan være buntet til én eller flere kordeler, forutsatt imidlertid at kjernetrådene som danner kordelene ikke er tvunnet til tvinnede kordeler i den ferdige, ikke-tvinnede fortøyningen. Slike kordeler i den ikke-tvinnede fortøyningen, om noen, blir ikke tvunnet, og disse ikke-tvinnede kordelene blir heller ikke tvunnet i forhold til hverandre. I en utførelsesform omfatter kjernetråder for anvendelse i ikke-tvinnede fortøyninger karbonfibre med middels elastisitetsmodul (fra omtrent 32 til omtrent 35 msi) og har et sirkulært tverrsnitt med en diameter som er større enn omtrent 5 mm, fortrinnsvis fra omtrent 9 til omtrent 25 mm og mer foretrukket omtrent 12 mm. I en annen utførelsesform omfatter kjernetråder for anvendelse i ikke-tvinnede fortøyninger karbonfibre med høy elastisitetsmodul (fra omtrent 55 til omtrent 80 msi) og har et sirkulært tverrsnitt med en diameter som er mindre enn omtrent 10 mm, fortrinnsvis fra omtrent 3 til omtrent 9 mm og mer foretrukket omtrent 5 mm. De ikke-tvinnede fortøyningene omfatter typisk totalt fra omtrent 20 til omtrent 1000 kjernetråder, fortrinnsvis totalt fra omtrent 30 til omtrent 200 kjernetråder og mer foretrukket totalt fra omtrent 30 til 80 kjernetråder. Ytterligere utførelsesformer omfatter ikke-tvinnede fortøyninger der det totale antallet kjernetråder er mindre enn omtrent 30; der det totale antallet kjernetråder er mindre enn omtrent 10; og der fortøyningen omfatter én enkelt kjernetråd. Den ikke-tvinnede fortøyningen kan videre omfatte oppdriftsmateriale lagt til midlertidig eller permanent innenfor og/eller utenfor mantelen for å øke oppdriften til den ikke-tvinnede fortøynin-gen (fortrinnsvis slik at den ikke-tvinnede fortøyningen er nøytralt eller positivt flytende). De ikke-tvinnede fortøyningene kan videre omfatte endekonnektorer for kopling til TLP-en og et forankringsfundament på havbunnen, og de ikke-tvinnede fortøy-ningene kan være gitt en forbestemt lengde og delt inn i koplbare andeler for ytterligere å lette håndtering og transport.

Fremgangsmåten for å tilvirke den fleksible komposittfortøyningen omfatter det å forsyne én eller flere kompositt-kjernetråder, innrette kjernetrådene aksielt og innkapsle kjernetrådene i en mantel på en slik måte at den resulterende fortøyningen ikke er tvunnet. Kjernetrådene kan være tilveiebrakt på en spole eller bli profiltrukket direkte ved et tilvirkningssted, fortrinnsvis beliggende ved et havneområde. Kjernetrådene kan være levert i form av midlertidig tvinnede kordeler på spoler, forutsatt at kordelene tvinnes opp før endelig sammensetting til den ikke-tvinnede fortøy-ningen. Oppdriftsmateriale kan legges til midlertidig eller permanent innenfor og/eller utenfor mantelen for å øke oppdriften til den ikke-tvinnede fortøyningen (fortrinnsvis slik at den ikke-tvinnede fortøyningen er nøytralt etler positivt flytende). Endekonnektorer for kopling til en TLP og et forankringsfundament på havbunnen kan legges til, og de ikke-tvinnede fortøyningene kan gis en forbestemt lengde og deles inn i koplbare andeler for ytterligere å lette håndtering og transport.

Fremgangsmåten for å anordne den fleksible komposittfortøyning på en flytende plattform omfatter det å sjøsette komposittfortøyningen, taue kompositt-fortøyningen til en offshore destinasjon, stille opp komposittfortøyningen og kople en nedre endekonnektor på fortøyningen til et forankringsfundament på havbunnen, samt kople den øvre endekonnektoren på fortøyningen til den flytende plattformen. I en utførelsesform omfatter fortøyningsprosessen videre det å øke dypgangen til den flytende plattformen før kopling av den øvre endekonnektoren til denne og deretter redusere dypgangen etter at den øvre endekonnektoren er tilkoplet slik at kompositt-fortøyningen settes under strekk som følge av oppdriften til den flytende plattformen. Fortrinnsvis er den flytende plattformen en strekkforankret plattform (TLP). Fortøyningen kan taues på overflaten eller under overflaten til fortøyningsstedet og kan forankres til sjøs for lagring før eller etter tauing.

Fremgangsmåten for å transportere den fleksible komposittfortøyning over et legeme av vann omfatter det å anbringe fortøyningen i vannet og taue fortøyningen til en offshore destinasjon. Fortøyningen kan taues på eller under vannoverflaten, og er fortrinnsvis en ikke-tvunnet fortøyning.

Fremgangsmåten for å klargjøre den fleksible komposittfortøyning for transport omfatter det å legge til oppdriftsmateriale til komposittfortøyningen og anbringe den flytende komposittfortøyningen i et legeme av vann. Oppdriftsmaterialet kan bli lagt til under tilvirkning av fortøyningen, etter tilvirkning eller begge deler. Den fleksible fortøyning, kan forankres til sjøs for lagring før eller etter tauing. Figur 1 er et tverrsnitt av en konvensjonell kveilbar komposittfortøyning med kjernetråd-kordeler av samme størrelse. Figur 2 er et tverrsnitt av en konvensjonell kveilbar komposittfortøyning med kjernetråd-kordeler av forskjellig størrelse. Figurene 3A-G er tverrsnitt av ikke-tvinnede fortøyninger i henhold til foreliggende oppfinnelse. Figurene 4A-D viser tilvirkning av en ikke-tvunnet fortøyning i henhold til foreliggende oppfinnelse;

Figurene 5 og 6 er tverrsnitt av fortøyningstermineringer.

De nye komposittfortøyningene i henhold til foreliggende oppfinnelse er ikke tvunnet, i motsetning til konvensjonelle, tvinnede komposittfortøyninger. Den ikke-tvinnede komposittfortøyningen omfatter én eller flere kompositt-kjernetråder omsluttet av en mantel, og omfatter typisk flere kompositt-kjernetråder omsluttet av mantelen. I den ikke-tvinnede fortøyningen er kjernetrådene innrettet i parallell, aksiell linje-føring og er ikke tvunnet hverken individuelt eller i forhold til hverandre. Mer spesifikt kan kjernetrådene kan være innrettet i knipper etler kordeler i den ikke-tvinnede for-tøyningen, men knippene eller kordelene blir ikke tvunnet for å danne tvinnede kordeler. Videre blir ikke knipper eller kordeler i den ikke-tvinnede fortøyningen tvunnet i forhold til hverandre (dvs. blir ikke tvunnet til en tvunnet fortøyning, som beskrevet tidligere). Typisk kan ikke de ikke-tvinnede komposittfortøyningene ifølge foreliggende oppfinnelse, etter sammenstilling, kveiles opp på spoler som beskrevet tidligere i forbindelse med konvensjonelle fortøyninger.

Kjernetråder for anvendelse i ikke-tvinnede fortøyninger kan være tilvirket av samme eller tilsvarende materialer (f.eks. karbonfibre i en polymer matrise) og ved hjelp av de samme eller tilsvarende metoder (f.eks. pultrusjon) som kjernetråder for anvendelse i konvensjonelle, kveilbare fortøyninger, som beskrevet tidligere. Kjernetråder for anvendelse i ikke-tvinnede fortøyninger har fortrinnsvis (men ikke nødven-digvis) en større diameter sammenliknet med de 3 tit 6 mm kveilbare kjernetrådene beskrevet tidligere i en konvensjonell, kveilbar fortøyning. Tverrsnittsarealet til individuelle kjernetråder for anvendelse i ikke-tvinnede fortøyninger er fortrinnsvis større enn omtrent 28mm<2.> Kjernetråder for anvendelse i ikke-tvinnede fortøyninger er typisk (men ikke nødvendigvis) ikke i stand til å bli kveilet opp på spoler som tidligere beskrevet i forbindelse med kveilbare kjernetråder anvendt i konvensjonelle, kveilbare fortøyninger. Forutsatt at kjernetrådene er kveilbare, kan kjernetrådene være kveilet opp på kjernetrådspoler for transport til produksjonsstedet for den ikke-tvinnede kom-posittfortøyningen. Dersom kjernetrådene ikke er kveilbare (som følge av størrelse, stivhet, tverrsnittsform, komposittsammensetning eller kombinasjoner av disse), blir da de større kjernetrådene fortrinnsvis tilvirket på stedet for tilvirkning av den ikke-tvinnede fortøyningen, som ideelt sett befinner seg nær et havneområde, som disku-tert nedenfor. En andel av kjernetrådene kan være buntet til én elter flere kordeler, forutsatt imidlertid at kjernetrådene som danner kordelene ikke er tvunnet til tvinnede kordeler i den ferdige, ikke-tvinnede fortøyningen. Kort fortalt er kordeler i den ikke-tvinnede fortøyningen, om noen, ikke tvunnet, og disse ikke-tvinnede kordelene er heller ikke tvunnet i forhold til hverandre.

Kjernetråder for anvendelse i ikke-tvinnede fortøyninger omfatter fortrinnsvis (men ikke nødvendigvis) karbonfibre med middets etter høy elastisitetsmodul. Foretrukne billige karbonfibre med middels elastisitetsmodul (fra omtrent 32 msi til omtrent 35 msi, og fortrinnsvis omtrent 33 msi) er karbonfibre av polyakrylonitril (PAN), for eksempel de tilgjengelige fra Grafil Inc., Toray Industries, Inc., Akzo Nobel og ZOLTEK, blant andre. Foretrukne billige karbonfibre med høy elastisitetsmodul (fra omtrent 55 msi til omtrent 80 msi, og fortrinnsvis 70 msi) er de tilgjengelige fra Conoco tnc. og Mitsubishi Corp.

I en utførelsesform omfatter kjernetråder for anvendelse i ikke-tvinnede fortøy-ninger karbonfibre med middels elastisitetsmodul, og har et sirkulært tverrsnitt med en diameter som er større enn omtrent 5 mm, fortrinnsvis omtrent 9 til omtrent 25 mm og mer foretrukket omtrent 12 mm. I en annen utførelsesform omfatter kjernetråder for anvendelse i ikke-tvinnede fortøyninger karbonfibre med høy elastisitetsmodul, og har et sirkulært tverrsnitt med en diameter som er mindre enn omtrent 10 mm, fortrinnsvis omtrent 3 til omtrent 9 mm og mer foretrukket omtrent 5 mm.

Ikke-tvinnede fortøyninger ifølge foreliggende oppfinnelse omfatter typisk et totalt antall kjernetråder som er mindre enn det totale antallet kjernetråder i en konvensjonell, kveilbar fortøyning, idet det totale antall kjernetråder beregnes på grunn-lag av den nødvendige stivheten til fortøyningen, som beskrevet tidligere. De ikke-tvinnede fortøyningene omfatter typisk totalt fra omtrent 20 til omtrent 1000 kjernetråder, fortrinnsvis totalt fra omtrent 30 til omtrent 200 kjernetråder og mer foretrukket totalt fra omtrent 30 til 80 kjernetråder. Ytterligere utførelsesformer omfatter ikke-tvinnede fortøyninger der det totale antallet kjernetråder er lavere enn omtrent 30; der det totale antallet kjernetråder er lavere enn omtrent 10; og der fortøyningen omfatter én enkelt kjernetråd.

Kjernetrådenes tverrsnitt kan ha en hvilken som helst passende form, omfattende irregulær. Foretrukne kjernetråd-tverrsnittsformer omfatter de der vedsidenliggende kjernetråder slutter tett inntil hverandre, så som runde og flerekantede (f .eks. sekskantede, åttekantede, kvadratiske, trekantede og rektangulære), slik at hul rommet mellom kjernetrådene minimaliseres. Likeledes kan den ikke-tvinnede fortøynin-gen selv, så vel som eventuelle kordeler i denne, ha en rekke forskjellige tverrsnittsformer sammenliknet med konvensjonelle, kveilbare fortøyninger, som nesten ute-lukkende er sirkulære. Tettsluttende kjernetråder tilveiebringer en mye mer kompakt fortøyning som er mindre utsatt for bølgevirkninger og som fjerner eller minimaliserer andelen fyllmateriale og profilerte strukturer og med det reduserer fortøyningens vekt. Kjernetrådene kan være massive eller hule, det vil si ha minst ett tverrsnitt med et hull eller en åpning. Hule kjernetråder er fortrinnsvis åpne i begge ender og hule langs hele sin lengde, så som en slange eller et rør. For å kompensere for vanntrykket har hule kjernetråder fortrinnsvis styrkende elementer (eng. hoop wind), eller boringene i disse er fylt med et støttemateriale så som skum.

Eksempler på tverrsnitt for ikke-tvinnede fortøyningene ifølge foreliggende oppfinnelse er vist i figurene 3A-G, idet disse eksemplene er et lite utvalg av de mange mulige kombinasjonene og ikke skal oppfattes som begrensende for de mulige kombinasjoner. Foretrukne strukturer er vist i figurene 3A og 3D. I en utførel-sesform som anvender diskontinuerlige karbonfibre med høy elastisitetsmodul er en foretrukket struktur vist i figur 3B. Med henvisning til figur 3A omfatter en ikke-tvunnet fortøyning 125 flere massive, sekskantede kjernetråder 127 innrettet i en tilliggende, tettsluttende relasjon og beskyttet av en mantel 128. Et fyllmateriale 129 (og/eller en profilert struktur som tidligere beskrevet) fyller rommet mellom de utvendige overflatene til kjernetrådene 127 og den innvendige overflaten til mantelen 128. Med henvisning til figur 3B har en ikke-tvunnet fortøyning 130 et kvadratisk tverrsnitt og omfatter flere stablede, rektangulære massive kjernetråder 132 beskyttet av en mantel 137. Gitt den tettsluttende relasjonen mellom de rektangulære kjernetrådene 132 og mantelen 137 er det ikke nødvendig med fyllmateriale eller profilerte strukturer i den ikke-tvinnede fortøyningen 130. Med henvisning til figur 3C omfatter en ikke-tvunnet fortøyning 135 flere massive, sirkulære kjernetråder 142 som ikke er innrettet i kordeler. Den ikke-tvinnede fortøyningen 135 er beskyttet av en mantel 146, og et fyllmateriale 144 (og/eller en profilert struktur) fyller rommet mellom den utvendige overflaten til kjernetrådene 142 og den innvendige overflaten til mantelen 146. Med henvisning til figur 3D omfatter en ikke-tvunnet fortøyning 140 flere massive, sirkulære kjernetråder 132 innrettet i ikke-tvinnede kordeler 134. Kordelene 134 er beskyttet av en mantel 136, og et fyllmateriale 138 (og/eller en profilert struktur) fyller rommet mellom den utvendige overflaten til kordelene 134 og den innvendige overflaten til mantelen 136. Med henvisning til figur 3E omfatter en ikke-tvunnet fortøyning 150 flere massive, kvadratiske kjernetråder 152 innrettet i en inntilliggende, tettsluttende relasjon (vist delvis fylt for oversiktens skyld) og beskyttet av en mantel 153. Et fyllmateriale 154 (og/eller en profilert struktur) fyller rommet mellom de utvendige overflatene av kjernetrådene 152 og den innvendige overflaten til mantelen 153. Med henvisning til figur 3F omfatter en ikke-tvunnet fortøyning 155 flere massive, rektangulære kjernetråder 156 innrettet i en tilliggende, tettsluttende relasjon (vist delvis fylt for oversiktens skyld) og beskyttet av en mantel 157. Et fyllmateriale 158 (og/eller en profilert struktur) fyller rommet mellom de utvendige overflatene av kjernetrådene 156 og den innvendige overflaten til mantelen 157. Med henvisning til figur 3G omfatter en ikke-tvunnet fortøyning 160 flere små, massive sirkulære kjernetråder 162 (vist delvis fylt for oversiktens skyld) innrettet i ikke-tvinnede kordeler 164. Kordelene 164 omgir en sentrert, stor irregulært formet kjernetråd 165 med en boring 166, som angir at kjernetråden er hul. Den ikke-tvinnede fortøyningen 160 omfatter videre flere middels store, sirkulære kjernetråder 168 innrettet langs fortøyningens innvendige periferi. Den ikke-tvinnede fortøyningen 160 er beskyttet av en mantel 167, og hulrommene i fortøyningen er fylt med et fyllmateriale 169 (og/eller en profilert struktur).

Som beskrevet i detalj nedenfor kan ikke-tvinnede fortøyninger ifølge foreliggende oppfinnelse, og spesielt de som er konstruert og innrettet for anvendelse for å forankre en TLP til havbunnen, videre omfatte oppdriftsmateriale lagt til midlertidig eller permanent for å øke oppdriften til den ikke-tvinnede fortøyningen (fortrinnsvis slik at den ikke-tvinnede fortøyningen er nøytralt eller positivt flytende). De ikke-tvinnede fortøyningene kan videre omfatte endekonnektorer for kopling til TLP-en og et forankringsfundament på havbunnen, og fortøyningene kan være delt inn i koplbare andeler for ytterligere å lette håndtering og transport.

Med henvisning til figurene 4A-D, blir det ved tilvirkning av den ikke-tvinnede fortøyningen 85 ifølge foreliggende oppfinnelse forsynt flere kjernetråder 55, for eksempel fra kjernetrådspoler 60. Alternativt kan kjernetrådene 55, og spesielt kjernetråder som ikke er kveilbare som følge av størrelse, stivhet, tverrsnittsform, komposittsammensetning eller kombinasjoner av disse, bli tilvirket på stedet ved hjelp av protrusjonsutstyr (ikke vist) anordnet på stedet for tilvirkning av fortøyningen. De individuelle kjernetrådene 55 buntes sammen for å danne et kjernetråd-knippe 67, en prosess som kan forenkles ved å passere dem gjennom en føringsenhet 65 med huller for å føre hver av kjernetrådene 55 sammen. I motsetning til ved tilvirkning av en konvensjonell, kveilbar fortøyning, roteres ikke føringsenheten 65 for å skape en vridning i fortøyningen (dvs. en tvunnet fortøyning). Et tverrsnitt tatt langs linjen A-A gjennom kjernetråd-knippet 67 er vist ved referansenummer 75 i figur 4B. Alternativt kan kjernetrådene innrettes i ikke-tvinnede kordeler som beskrevet tidligere. Disse kordelene kan være satt sammen et annet sted og bli transportert til tilvirkningsstedet på spoler, i hvilket tilfelle kordelene kan være midlertidig tvunnet til tvinnede kordeler for kveiling og transport, men tvinnes opp før integrering i den ikke-tvinnede fortøyningen. De individuelle kjernetrådene 55 kan være lagt på myke støtter eller rulleelementer 70 tilveiebrakt med et mellomrom som hindrer uakseptabel bøyning av og slitasje på kjernetrådene. Kjernetrådene 55 kan legges til i knippet 67 individuelt eller samtidig og holdes på plass ved hjelp av midlertidige anordninger så som teip eller tråd. En beskyttende mantel 80, for eksempel av polyetylen, nylon eller liknende, ekstruderes over kjernetråd-knippet 67 ved hjelp av en mantlingsmaskin 86 for å danne den ikke-tvinnede fortøyningen 85. Den ikke-tvinnede fortøyningen 85 termineres ved å kutte fortøyningen til ønsket lengde og legge til endekonnektorer 90 og 95.

Termineringen anvendt for å legge til endekonnektorer 90 og 95 på den ikke-tvinnede fortøyningen 85 er tilsvarende den som blir anvendt for en stålfortøyning (f.eks. en konsentrert terminering). Med henvisning til figur 5 mottar en metallkonus 120 endene 122 av kompositt-kjernetrådene 124, og konusen blir fylt med et harpikssystem, for eksempel et epoksysystem. Alternativt, som vist i figur 6, dersom det anvendes kompositt-kjernetråder (eller kordeler av kjernetråder) med større diameter i fortøyningen, kan hver av de individuelle kjernetrådene (eller kordelene av kjernetråder) 124 termineres separat, noe som vil skape en sterkere forbindelse. En metallmuffe 123 blir festet til (med epoksy eller et annet harpikssystem) og forløper fra enden av hver individuelle kompositt-kjernetråd (eller kordel av kjernetråder) med stor diameter 124, og endene av disse metallmuffene 123 blir deretter forbundet, for eksempel ved å føre endene av metallmuffene 123 inn i en endekonnektor 126.

Den ikke-tvinnede fortøyningen 85 kan videre bli delt inn i to eller flere koplbare andeler (ikke vist) for å lette håndtering, idet andelene omfatter konnektoranord-ninger slik at de kan koples sammen før fortøyning. Som vist i fiugur 4D kan oppdriftsmateriale midlertidig og/eller permanent legges til den ikke-tvinnede fortøyningen 85. Permanent anordnet oppdriftsmateriale 100, for eksempel skum, kan være tilveiebrakt innenfor mantelen 80, for eksempel over knippet av kjernetråder 67 og/eller inn i hulrommene mellom disse. En annen fremgangsmåte for permanent å legge til oppdriftsmateriale er å pakke et oppdriftsmateriale så som skum rundt en første mantel og deretter tilveiebringe en andre mantel over skummet. Permanent oppdriftsmateriale blir fortrinnsvis lagt til under tilvirkning av den ikke-tvinnede fortøy-ningen. En hvilken som helst passende type oppdriftsmateriale som er kjent for fagmannen kan anvendes, for eksempel syntaktisk skum eller skumpotypropylen.

Midlertidig tillagt oppdriftsmateriale 105 kan være festet til utsiden av den ikke-tvinnede fortøyningen 85 og fjernes under eller etter anordning av fortøyningen. Ytterligere eksterne, midlertidige oppdriftsenheter (TBM, temporary-buoyancy-modules) 107 kan for eksempel være nødvendig etter kopling av en ikke-tvunnet TLP-fortøyning til fundamentet og før ankomst av TLP-en til fortøyningsstedet. Den ikke-tvinnede fortøyningen kan omfatte en spesialkrage (ikke vist) for TBM-enheten, eller TBM-enheten kan være festet på den øvre endekonnektoren som vist i figur 4D. En TBM kan anordnes etter at fortøyningen er oppstilt, elter en taubar TBM kan være anordnet på fortøyningslinen før sjøsetting. For eksempel kan taubare luftbeholdere av metall eller komposittmateriale bli anordnet på forhånd ved tilvirkningsstedet for å fjerne behovet for en offshore kran for å håndtere og feste TBM-enheten.

Fortrinnsvis blir ikke-tvinnede fortøyninger i henhold til foreliggende oppfinnelse, og spesielt TLP-fortøyninger, tilvirket ved en kystlinje, et havneområde etler en sjøside der de kan bli sjøsatt og tauet til en offshore destinasjon. Betegnelsene kystlinje, havneområde og sjøside anvendes synonymt og betyr i umiddelbar nærhet til en kontinuerlig vannvei fra tilvirkningsstedet til det stedet der fortøyningen skal anordnes, for eksempel en strandlinje eller en tilvirkningsenhet ved en brygge, en molo eller et havnebasseng. Fortrinnsvis har tilvirkningsstedet forholdsvis uhindret, direkte tilgang til åpent farvann (i motsetning til en vei som medfører svinging eller vending under navigering) for å minimalisere krumningen i de ikke-tvinnede fortøyningene under tauing. Den ikke-tvinnede fortøyningen kan bli lagt ut parallelt med, vinkelrett på eller i en vinkel i forhold til sjølinjen, og kan forsiktig bli lagt i sløyfe frem og tilbake (for eksempel i et åttetatlsmønster) på en hovedsaklig horisontal flate om nødvendig for å spare plass, forutsatt at konstruksjonsbegrensningene til den ikke-tvinnede fortøynin-gen ikke overstiges av bøyningen i sløyfene. Den ikke-tvinnede fortøyningen kan for eksempel bli sjøsatt ved hjelp av kraner når den ikke-tvinnede fortøyningen ligger parallelt med kystlinjen eller ved hjelp av en vinsj og rulleelementer når den ikke-tvinnede fortøyningen ligger vinkelrett på eller i en vinkel i forhold til sjølinjen. Den ikke-tvinnede fortøyningen kan forankres offshore for lagring før eller etter tauing. Tauebåter eller slepebåter egnet for å taue den sjøsatte fortøyningen er lettere tilgjengelige og billigere enn de relativt sjeldne, spesialinnrettede trommelskipene som blir anvendt for anordning av konvensjonelle, kveilede fortøyninger.

Oppdrift kan bli lagt til eller fjernet fra fortøyningen som nødvendig for transport og/eller anvendelse etter anordning. En ikke-tvunnet fortøyning kan, men trenger ikke, kreve ekstra, midlertidig oppdrift for tauing av fortøyningen til plattformen og/eller for anordning på denne. Ved å tilveiebringe oppdrift under tauingen unngår en ned-hengning av og de assosierte belastningene på fortøyningen og letter tauingen. For-tøyningen kan befinne seg på overflaten eller under overflaten ved tauing, og oppdriften kan justeres som nødvendig for den ønskede taueposisjonen. Ved å tilveiebringe oppdrift under anordning unngår en å påføre overdrevne laster på fortøyningen. Permanent oppdrift kan bli anvendt etter anordning for å minimere spennvekten på den flytende plattformen. Fortrinnsvis er komposittfortøyningene tilnærmelsesvis nøytralt flytende ved anordning, slik at avsettelsen av TLP-en er konstant og ikke må økes for å ta hensyn til ytterligere vekt fra en fortøyning med negativ oppdrift. En komposittfor-tøyning kan således bli anvendt på ekstremt store dyp uten at den i nevneverdig grad legger ekstra vekt på den flytende plattformen.

Fortøyningen er typisk utrustet for tauing før den anbringes i vannet, for eksempel med oppdriftselementer som støtter de øvre og nedre endekonnektorene; midlertidige, fjernbare oppdriftselementer tilveiebrakt i en avstand fra hverandre langs for-tøyningens lengde dersom fortøyningen ikke er nøytralt flytende; midlertidige, fjernbare markør-type bøyer dersom fortøyningen er nøytralt flytende; navigeringslys og radarreflektorer; samt tauepunkter foran og bak. De klargjorte fortøyningene kan være lagret på land og bli sjøsatt kort tid før tauing, eller kan alternativt bli sjøsatt og forføyet på et skjermet sted for lagring før eller etter tauing. Typisk blir fortøyningene tauet én om gangen for å minimalisere risikoen for tap, og tre fartøy anvendes for å taue fortøyningen: et fremre tauefartøy, et bakre tauefartøy, og et følgefartøy for å redusere risikoen for at annen sjøtrafikk skal kollidere med eller kjøre over fortøynin-gen mens den blir tauet. Tauehastigheten ligger typisk i området mellom fra omtrent 6 til omtrent 8 knop, delvis avhengig av taueavstanden og værforholdene.

Etter anordning av passende permanent og/eller midlertidig oppdrift og sjøsett-ing av den ferdige, ikke-tvinnede fortøyningen som beskrevet tidligere, blir fortøynin-gen tauet av en flåte av tauefartøy til stedet hvor den flytende plattformen (f.eks. en TLP) skal fortøyes til havbunnen. Forankringsfundamenter, for eksempel et betong-fundament eller et sugeanker, er satt på forhånd i havbunnen ved fortøyningsstedet. Etter ankomst til fortøyningsstedet blir den ikke-tvinnede fortøyningen koplet fra taue-fartøyene og oppstilt, og den nedre endekonnektoren blir festet til den forhåndssatte forankringen. Mer spesifikt er et hjelpefartøy med en passende kran, en ROV-ftåte og TBM-enheter stasjonert ved fortøyningsstedet. Etter ankomst av fartøyene som tauer fortøyningen, bringer det fremre tauefartøyet den fremre, øvre endeandelen av fortøy-ningen tit kranen på hjelpefartøyet. Det bakre tauefartøyet forblir festet via en vinsje-vaier til den bakre, nedre endeandelen av fortøyningen. Oppdriftselementene blir fjernet fra den nedre endeandelen av fortøyningen, som etter dette holdes oppe av vinsjevaieren. For å stille opp fortøyningen mater det bakre tauefartøyet ut vinsjevaieren for å senke den nedre endeandelen av fortøyningen mot havbunnen, og den øvre endeandelen av fortøyningen holdes fast av kranen. Under oppstilling er andre fjernbare elementer så som markørbøyer og mellomliggende oppdriftselementer fjernet, for eksempel ved hjelp av trekkliner, akustisk aktiverte frigjøringsutløsere eller auto-matisk aktiverte, dybdefølsomme frigjøringsmekanismer. Når fortøyningen befinner seg i en hovedsaklig vertikal posisjon, blir vinsjevaieren koplet fra den nedre endeandelen av fortøyningen ved hjelp av en ROV fra hjelpefartøyet. En TBM blir testet til den øvre endeandelen av fortøyningen, og hjelpefartøyet manøvrerer den nedre endeandelen av fortøyningen over den ønskede fortøyningsfundament-mottakeren tilveiebrakt i havbunnen, under overvåkning av en ROV. Den nedre endekonnektoren av fortøyningen stikkes inn i fundamentet og låses i posisjon, hvorpå oppdriften til TBM-enheten justeres ved hjelp av en nedblåsningsslange som fordriver sjøvann i TBM-enheten med luft fra en kompressor på hjelpefartøyet. Når tauefartøyene har overført fortøyningen til hjelpefartøyet, kan flåten av tauefartøy returnere til basen for tauing av den neste fortøyningen. Operasjonene for oppstilling av fortøyningene fort-setter inntil alle fortøyningene er oppstilt og står selvstendig. Hjelpefartøyet forblir typisk på stedet i tiden mellom oppstilling og endelig anordning av TLP-en for å over-våke fortøyningene og justere oppdriften til TBM-enhetene som nødvendig.

Før kopling av den øvre endekonnektoren av fortøyningen til TLP-en, blir en vinsj med konstant trekk koplet til fortøyningen og aktivert samtidig som det blir lagt til ballast for å forårsake at TLP-en synker dypere ned i vannet (dvs. øke dypgangen til TLP-en). Den øvre endekonnektoren av fortøyningen koples til TLP-en, og dypgangen blir redusert ved å fjerne ballast til den korrekte dypgangen og strekken i fortøy-ningene er oppnådd. Typisk blir flere fortøyninger anordnet for å fastholde den flytende plattformen i posisjon. Anordning av komposittfortøyningen via tauing og oppstilling er tilsvarende det å taue og stille opp ståtfortøyninger, som beskrevet i følg-ende artikler, hver av hvilke inntas ved referanse her i sin helhet: Drilling and Productton Risers Can be Effectively Installed at a Much Lower Cost Using the Piperlines Towing Techniques, presentert ved Deep Offshore Technology 12<1>h International Conference holdt i New Orleans, Louisiana 7-9 november 2000; OTC 8100: The Heidrun Field - Heidrun TLP Tether System, presentert ved Offshore Technology Conference holdt i Houston, Texas 6-9 mai 1996 (s. 677 - 688); OTC 8101: The Heidrun Field - Marine Operations, presentert ved Offshore Technology Conference holdt i Houston, Texas 6-9 mai 1996 (s. 689 - 717); OTC 6361: Materials, Welding, and Fabrication for the Jolliet Project, presentert ved Offshore Technology Conference holdt i Houston, Texas, 7-10 mai 1990 (s. 159 -166); og OTC 6362: Instaliation of the Jolliet Field TLWP, presentert ved Offshore Technology Conference holdt i Houston, Texas 7-10 mai 1990 (s. 167 - 180).

Selv om det er foretrukket at fremgangsmåtene for klargjøring, transport og anordning beskrevet her anvendes for å anordne ikke-tvinnede fortøyninger av typen beskrevet her, kan disse fremgangsmåtene også anvendes for å anordne konvensjonelle komposittfortøyninger. For eksempel kan en spole som inneholder en konvensjonell fortøyning plasseres nær vannlinjen og fortøyningen taues ut derfra og anordnes som tidligere beskrevet.

Eksempel

Det følgende eksempelet er en sammenlikning av dimensjonene til en konvensjonell, kveilbar komposittfortøyning identifisert som "Fortøyning A" med to ikke-tvinnede fortøyninger, som begge er tilvirket i henhold til denne oppfinnelsen, identifisert som "Fortøyning NS-1" med flere massive, rektangulære kjernetråder og "Fortøy-ning NS-2" med et antall massive, sirkulære kjernetråder.

To viktige parametere for å dimensjonere en fortøyning for en gitt belastning og for å tilveiebringe den nødvendige stivheten er det totale tverrsnittsarealet til

kompositt-kjernetrådene i fortøyningen og elastisitetsmodulen til kjernetrådene. Generelt, dersom elastisitetsmodulen til kompositt-kjernetråden økes (slik at komposittens stivhet økes), så reduseres det nødvendige tverrsnittsarealet til den lastbærende andelen av kompositten. Det totale tverrsnittsarealet til kjernetrådene som bærer lasten er lik tverrsnittsarealet til hver kjernetråd multiplisert med antallet kjernetråder. Sagt

på en annen måte kan det nødvendige antailet kjernetråder bestemmes ved å divi-dere det totale tverrsnittsarealet av kjernetråder som er nødvendig for å bære en gitt last og frembringe en spesifikk stivhet med tverrsnittsarealet til hver kjernetråd. Fra denne relasjonen kan det sees at for et gitt totalt tverrsnittsareal, anvendelse av

større kjernetråder, som er foretrukket i henhold til foreliggende oppfinnelse, resulterer i at et lavere antall kjernetråder må tilvirkes, bearbeides og innlemmes i fortøynin-gen. Tabellen nedenfor sammenlikner dimensjonene til de tre fortøyningene når elastisitetsmodulen til kompositten og tverrsnittsarealet til den lastbærende andelen av kompositten holdes konstant:

Som kan sees av tabellen, har de ikke-tvinnede fortøyningene NS-1 og NS-2 ifølge foreliggende oppfinnelse et betydelig lavere totalt antall kjernetråder og har en betydelig mindre total størrelse sammenliknet med den konvensjonelle, kveilbare komposittfortøyningen A.

Selv om foretrukne utførelsesformer av oppfinnelsen er vist og beskrevet, kan fagmannen foreta endringer av disse uten å fjerne seg fra oppfinnelsens idé og tære. Utførelsesformene som er beskrevet her er kun eksempler, og er ikke ment å være begrensende. Mange varianter, kombinasjoner og modifikasjoner av oppfinnelsen beskrevet her er mulige, og ligger innenfor oppfinnelsens ramme. Følgelig er ikke beskyttelsens ramme begrenset av beskrivelsen gitt ovenfor, men defineres av de etterfølgende kravene, idet rammen omfatter alle ekvivalenter til kravenes tema.

Claims

1. Fleksibel komposittfortøyning (85,125,130,135,140,150,155,160) omfattende flere kompositt-kjernetråder (55,127,132,142,152,156,162,165,168) som er omsluttet av en polymermantel (80,128,136,137,146,153,157,167), hvor kjernetrådene kan være sammenfattet i kordeler, karakterisert ved at kompositt-kjernetrådene (55,127,132,142,152,156, 162,165,168) ikke er tvunnet sammen, og hvor kordelene, der de finnes, ikke er tvunnet med hensyn til hverandre.

2. Fleksibel komposittfortøyning (85,125,130,135,140,150,155,160) ifølge krav 1, karakterisert ved at et parti av kompositt-kjernetrådene (55,127,132, 142,152,156,162,165,168) er tilvirket av karbonfibre med middels eller høy elastisitetsmodul, idet kjernetrådene (132,142,162,168) som er tilvirket med middels elastisitetsmodul er sirkulære og har en diameter som er større enn omtrent 5 mm.

3. Fleksibel komposittfortøyning (85,125,130,135,140,150,155,160) ifølge krav 1, karakterisert ved at et parti av kompositt-kjernetrådene (55,127,132, 142,152,156,162,165,168) er tilvirket av karbonfibre med middels eller høy elastisitetsmodul, idet kjernetrådene (132,142,162,168) som er tilvirket med høy elastisitetsmodul er sirkulære og har en diameter som er mindre enn omtrent 10 mm.

4. Fleksibel komposittfortøyning (85,125,130,135,140,150,155,160) ifølge krav 1, karakterisert ved at det totale antall kjernetråder (55,127,132,142,152, 156,162,165,168) er fra omtrent 30 til 200.

5. Fleksibel komposittfortøyning (85,125,130,135,140,150,155,160) ifølge krav 1, karakterisert ved at hver kjernetråd (55,127,132,142,152,156,162, 165,168) har et tverrsnitt som er utformet for å slutte tett inntil nabobeliggende kjernetråder (55,127,132,142,152,156,162,165,168).

6. Fleksibel komposittfortøyning (85,125,130,135,140,150,155,160) ifølge krav 1, karakterisert ved at et parti av kjernetrådene (55,127,132,142,152, 156,162,165,168) danner én eller flere kordeler (134,164).

7. Fremgangsmåte for tilvirkning av fleksibel komposittfortøyning (85,125,130, 135,140,150,155,160) ifølge krav 1, karakterisert ved de trinn å: a) tilveiebringe én eller flere kompositt-kjernetråder (55,127,132,142,152, 156,162,165,168); b) innrette kjernetrådene (55,127,132,142,152,156,162,165,168) i hovedsaklig aksiell linjeføring; og c) inneslutte kjernetrådene (55,127,132,142,152,156,162,165,168) i en mantel (80, 128,136, 137,146,153,157,167) på en slik måte at den resulterende fortøyningen (85,125,130,135,140,150,155,160) ikke tvinnes.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakterisert ved det å sammenbunte et parti av kjernetrådene (55,127, 132,142,152,156,162,165,168) til én eller flere kordeler (134,164) før inneslutt-ingen, idet kjernetrådene (55,127,132,142,152,156,162,165,168) som danner kordeler (134,164) ikke tvinnes i forhold til hverandre.

9. Fremgangsmåte for anordning av en komposittfortøyning (85,125,130,135, 140,150,155,160) ifølge krav 1 på en flytende plattform, karakterisert ved de trinn å: a) anbringe komposittfortøyningen (85,125,130,135,140,150,155,160) fra land og inn i et legeme av vann; b) taue komposittfortøyningen (85,125,130,135,140,150,155,160) til en offshore destinasjon; c) stille opp komposittfortøyningen (85,125,130,135,140,150,155,160) og kople en nedre endekonnektor (90, 95) av fortøyningen til et forankringsfundament på havbunnen; og d) kople en øvre endekonnektor (90,95) av fortøyningen (85,125,130,135, 140,150,155,160) til den flytende plattformen.

10. Fremgangsmåte for transport av en komposittfortøyning (85,125,130,135, 140,150,155,160) ifølge krav 1 over et legeme av vann, karakterisert ved det ytterligere trinn å sjøsette fortøyningen (85,125,130, 135,140,150,155,160) fra land og inn i legemet av vann og taue fortøyningen (85, 125,130,135,140,150,155,160) til en offshore destinasjon.

12. Fremgangsmåte for å klargjøre en komposittfortøyning (85,125,130,135, 140,150,155,160) ifølge krav 1 for transport, karakterisert ved det trinn å legge til oppdrift til komposittfortøyningen (85, 125,130,135,140,150,155,160) og sjøsette den flytende komposittfortøyningen (85,125,130,135,140,150,155,160) fra land og inn i et legeme av vann.