NO323715B1 - Jekkeplattform og fremgangsmate ved montering og heving av en tank ved bruk av plattformen - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse angår en jekkeplattform av typen som omfatter en flytende øvre lekter slik anbrakt at den kan beveges langs lengden på sine understøtningsben, mekaniske midler for bevegelse av bena relativt lekteren og en neddykkbar lagertank tiltenkt å hvile på bunnen.

Den angår videre en fremgangsmåte ved montering av en neddykket tank på en jekkeplattform av den forannevnte typen og en fremgangsmåte ved heving av en slik tank.

Slike typer plattformer brukes ved drift av oljefelt. Det som skjer er at før den utvunnede råoljen blir transportert, f.eks. med båt til land, blir den neddykkede tanken anvendt til midlertidig lagring.

Det er kjent praksis for dette formålet å tilveiebringe en stor-kapasitets lagertank som bena til jekkeplattformen hviler på.

I kjente plattformer er tanken i alminnelighet fremstilt med betongvegger. Den danner et fundament som resten av plattformen hviler på.

Ved installering av plattformen blir lagertanken fløtet sepa-rat ut til stedet hvor plattformen skal monteres. Deretter blir den neddykket ved vektøkning med fylling av vann tatt fra havet.

Når tanken er understøttet på bunnen, blir lekteren i plattformen som bærer bena fløtet ut til over tanken. Deretter blir bena senket inntil deres nedre ender hviler på den øvre overflaten til tanken. Lekteren blir deretter jekket opp til over havnivået.

En slik fremgangsmåte ved montering av en plattform er effek-tiv og godt behersket. I tilfellet med plattformer som skal flyttes omkring på oljefeltet flere ganger under deres leve-tid, kan imidlertid lagertanken ikke benyttes om igjen.

Dette skyldes, siden tanken er uavhengig, at det er ekstremt vanskelig og risikofylt å heve den fra bunnen.,

Hver gang plattformen blir flyttet til et nytt sted, er det således nødvendig først å montere en ny tank. Dette øker kostnadene ved omplassering av plattformen betydelig.

Videre er etterlating av den neddykkede lagertanken når den øvre lekteren er omplassert skadelig for miljøet.

US-patent 4907912 beskriver en jekkeplattform som omfatter en flytende øvre lekter samt en nedsenkbar lagertank hvor lagertanken er løsbart koplet til jekkeplattformen under transport av plattformen sammen med lagertanken.

Formålet med oppfinnelsen er å fremskaffe en jekkeplattform, samt en fremgangsmåte ved montering og demontering av den, hvilke tillater plattformen å bli anvendt flere ganger på ad-skilte steder etter tur, til en lavere kostnad og uten virk-ning for miljøet.

Til dette formålet er gjenstanden for oppfinnelsen en jekkeplattform som angitt i krav 1.

I henhold til særlige utførelsesformer omfatter plattformen ett eller flere av kjennetegnene angitt i de uselvstendige kravene.

En annen gjenstand for oppfinnelsen er i henhold til krav 12 en fremgangsmåte ved nedsenking av en neddykkbar tank på en jekkeplattform.

En siste gjenstand for oppfinnelsen er i henhold til krav 16 en fremgangsmåte ved heving av en neddykket tank på en jekkeplattform.

Oppfinnelsen vil bli bedre forstått ved studering av beskri-velsen, bare gitt i form av eksempel og gjort med henvisning til tegningene, som vil følge, hvor: Fig. 1 viser et tre-firedels perspektivriss av en jekkeplattform i henhold til oppfinnelsen i transportstilling; Fig. 2 viser et sideriss av plattformen i fig. 1 under transport ; Fig. 3-7 viser sideriss av plattformen under suksessive fa-ser ved monteringen av denne; og Fig. 8 viser en kurve som representerer kraften påført midle-ne for bevegelse av bena som en funksjon av dybden som tanken er neddykket til.

Plattformen i henhold til oppfinnelsen, vist i transportstillingen i fig. 1 og 2, omfatter en øvre lekter 10 som er slik anbrakt at den kan beveges, og slik at dens stilling kan re-guleres på vertikale ben 12. Den omfatter videre en neddykkbar lagertank 14 tiltenkt å hvile på bunnen via bæresåler 16. Etter montering danner tanken 14 med sålene 16 en basis 17 som understøtter strukturen dannet av lekteren 10 og av bena 12.

Lekteren 10 omfatter en hermetisk lukket kasse. Den er anbrakt på den konvensjonelle måte med produksjonsutstyr og bo-enheter, samt med et boretårn anordnet over en gjennomgående åpning 10A. Disse er ikke vist i figurene.

Lekteren 10 har f.eks. form som en likesidet trekant med 90 meter lange sider.

Høyden på lekteren er 10 meter. Med utstyret den bærer er dens vekt omtrent 25.000 t. Volumet til lekteren er omtrent 40.000 m<3>.

Enn videre er lekteren 10 utstyrt med en løftemekanisme 18 for hvert ben 12. Disse mekanismene er utformet for å bevege bena 12 relativt lekteren 10, særlig for å senke bena 12 og deretter å heve lekteren 10 til over havnivået etter at bena 12 har kommet til anlegg mot havbunnen. Likeledes er disse løftemekanismene 18 utformet for å tillate at bena 12 og tanken 14 kan heves.

Hvert vertikale ben 12 i dette spesielle tilfellet har et trekantet tverrsnitt. Den består av tre vertikale staver sam-menbundet med et gitterverk av metallrør. Den nedre enden på hvert ben er sveiset til den øvre overflaten på tanken 14.

Totalvekten for bena er omtrent 5.000 t.

Samlet har tanken 14 form som en likesidet trekant. Ett av topp-punktene er avkortet. Følgelig er den lengste siden av tanken 120 m lang, mens de to sidene som fører til det avkor-

tede topp-punktet er 95 m lange.

Tanken 14 er dannet av en metallkasse. Den har en basis 20 med et overflateareal større enn for lekteren 10. Denne basisen er sideveis omgitt langs to sider nær det avkortede topp-punktet av to øvre kanter 22 som danner avskjerminger. Disse kantene 22 avgrenser et trekantet område 20A på basisen 20, og dette er for understøtting av lekteren 10. Dette området 2OA for understøtting har et overflateareal som bare ubetyde-lig overstiger arealet til lekteren 10. Det er åpent langs en side motsatt det avkortede topp-partiet på tanken.

Basisen 20 er 7 m tykk. Den har en vertikal, gjennomgående åpning 28 for rørledninger til oljeproduksjon.

Kantene 22 som danner avskjerminger er begrenset av metall-kassen som danner tanken. Følgelig avgrenser de innvendig en del av tanken 14. Kantene 22 strekker seg i en høyde på 11 m over understøttingsområdet 2OA. Tanken 14 har dermed, sideveis langs to kanter, sider som har en total høyde på 18 m. Totalvolumet i tanken er omtrent 60.000 m<J>, for en vekt på omtrent 7.200 t.

Undersiden på tanken 14 har en ventil 26 som muliggjør at innsiden i tanken 14 og det omgivende havmiljøet selektivt kan settes i forbindelse.

Enn videre er innsiden i tanken 14 forbundet med et rør 27A som løper langs et ben 12 til en luftkompressor 27 montert på lekteren 10.

Sålene 16 er dannet av tunge kompakte blokker. Totalvekten på blokkene er omtrent 6.000 t. Høyden på hver såle er omtrent 2 m. De er festet under undersiden på tanken 14 ved dens hjør-ner. Overflatearealet på undersiden av tanken 14 dekket med sålene 16 er fordelaktig mindre enn halve totaloverflatearea-let på undersiden av tanken. Sålene er f.eks. i form av like-sidede trekanter med 30 m lange sider.

Sålene er festet under tanken 14 med holdere som kan løsgjø-res når basisen 17 er plassert på bunnen. Disse holderne består f.eks. av en mekanisk sperre eller ethvert annet egnet middel, f.eks. en kile anbrakt gjennom to ører, en festet til tanken og den andre festet til sålen som skal fastgjøres.

For å konstruere en slik oljeplattform er første trinnet å fremstille kassen som utgjør tanken 14. Denne kan deretter bringes til å flyte.

Lekteren 10 og bena 12 blir deretter, mens den sistnevnte er flytende, bygget direkte på det sentrale understøttingsområ-det 2OA på tanken. Følgelig krever fremstillingen av en slik plattform bare bruken av en tørrdokk under innledningsfasen av byggingen.

Når lekteren 10 og bena 12 har blitt fullført, blir sålene 16 fløtet ut til undersiden av tanken 14. For å oppnå dette blir sålene 16 prefabrikkert, og deretter neddykket og holdt nær overflaten med flytelegemer med et egnet volum. De blir skjø-vet under hjørnene på tanken 14 og festet der med holdere.

For å installere plattformen i henhold til oppfinnelsen blir de suksessive trinnene vist i fig. 2 til 7 utført.

I konfigurasjonen vist i fig. 1 og 2 blir lekteren 10, mens ventilen 26 er lukket og tanken 14 er tom, holdt over havnivå. Plattformen blir på denne måten transportert ut til stedet hvor den skal monteres.

Mens lekteren utstyrt med produksjonsutstyret blir transportert, beskytter sidekantene 22 som danner avskjermingene mot bølgene.

Avskjermingene 22 danner beskyttende fribord med en høyde på omtrent 11 meter over havnivå, idet tanken trenger ned i vannet til en dybde på omtrent 7 m.

Når produksjonsstedet for plattformen er nådd, blir ventilen 26 på undersiden av tanken 14 åpnet. Under virkningen av totalvekten på plattformen synker denne, mens tanken 14 fyller seg, dermed gradvis ned i vannet.

Siden tanken 14 ikke har noen åpning ved det øvre partiet, presser luften opprinnelig rommet i denne seg sammen i en eller flere luftbobler 30 avgrenset til de øvre delene i tanken 14. Særlig presser luften seg sammen innvendig i kantene 22 som danner klokkeformede hulrom.

Når trykket i luftboblene 30 er lik trykket i vannet i tanken, befinner plattformen seg, som vist i fig. 3, i en stilling med likevekt. I denne stillingen er høyden på luftboblene 30 betegnet B3. Denne høyden tilsvarer avstanden som skiller den øvre veggen på kanten 22 fra væskenivået i tanken 14. For denne høyden B3 på luftboblene er volumet med luft innestengt i tanken 14 omtrent 33.000 m3.

I denne likevektstillingen med plattformen synkende i vannet, er lekteren 10 delvis neddykket. Den spiller følgelig en rol-le for å holde hele plattformen flytende. Særlig i utførelsen som beskrives er lekteren 10 neddykket til en dybde betegnet C3 på omtrent 5 m.

I denne stillingen korresponderer kraften påført løftemeka-nismene med en oppadrettet kraft på bena under virkningen fra oppover-kraften påført tanken 14. Denne tilstanden tilsvarer punktet betegnet A3 i fig. 8, hvor kraften er negativ.

Mens plattformen er i denne tilstanden, blir trykkluft til-ført tanken 14.

Følgelig øker kraften utøvet av tanken 14 via bena på løfte-mekanismene 18 og korresponderer med en tilstand representert ved punktet A3' i fig. 8.

I denne stillingen er høyden på luftboblen B3 øket og dybden C3 som lekteren 10 er neddykket til, er tilsvarende redusert.

Luftvolumet i tanken er nå f.eks. 55.000 m<3>.

Fra denne stilling, med ventilen 26 holdt åpen, er bena 12 ved bruk av løftemekanismen 18 påført en kraft som bidrar til å bevirke at tanken 14 senkes.

Under denne senkingen bryter den øvre delen på kantene 22 gjennom vannflaten, slik at hele tanken 14, som fremstilt i fig. 4, er neddykket. I denne stillingen er høyden B4 på luftboblene 30 redusert tilsvarende. Likeledes har dybden C4 som lekteren 10 er neddykket til, avtatt. Den sistnevnte er f.eks. omtrent 1 m. For dybden på tanken 14 som her betraktes korresponderer kraften påført med løftemiddelet 18 med punktet A4 i fig. 8.

Tanken 14 blir senket sakte nok til å sikre at trykket utvendig og innvendig i tanken vil nå likevekt pga. vannet som entrer tanken gjennom ventilen 26. Særlig blir pauser holdt med faste intervaller under senkingen.

Kraften påført fra løftemiddelet 18 til bena 12 fortsetter som vist i fig. 5, for å senke tanken 14. Høyden B5 på luftboblene 30 som er innestengt i tanken 14 avtar således, mens tanken 14 gradvis synker. På den samme tid øker høyden, betegnet C5, som lekteren 10 er neddykket til.

I fig. 8 korresponderer denne innledningsfasen for senkningen av tanken 14 med kurvepartiet betegnet A5. Mens tanken 14 gradvis synker, avtar kraften, som vist i denne figuren, på-ført av løftemekanismen, uttrykt i absolutt verdi. Dette skyldes at, siden det hydrostatiske trykket i vannet øker med dybden, vil volumet av luften rommet i luftboblene 30 avta, hvilket dermed reduserer oppdriften for tanken 14.

For en gitt dybde for neddykkingen, betegnet Pi, som i det angjeldende eksemplet er lik omtrent 40 m, er kraften påført med løftemekanismene utlignet.

For dybder utover denne dybden for neddykkingen Pi, er luftboblene 30 innestengt i tanken 14 ikke nok til å holde tanken flytende. Dermed utøver tanken 14 en trekk-kraft på bena 12. Denne trekk-kraften blir overført til løftemekanismene 18 som deretter blir, som fremstilt i fig. 8 med kurvepartiet A6, utsatt for en strekk-kraft.

Denne senere fasen for senkingen av tanken 14 korresponderer med fasen vist i fig. 6, hvor høyden B6 på luftboblene er redusert. Enn videre øker, mens bena 12 utøver en strekk-kraft på lekteren 10, dybden, betegnet C6, som denne lekteren er neddykket til. Den er da, når tanken 14 er i like i nærheten av havbunnen, f.eks. i størrelsen 7 m.

Gjennom fasen som korresponderer med kurvepartiet A6, holder lekteren 10 tanken 14 tilbake, for å hindre den sistnevnte i for rask nedsenkning. Særlig blir løftemekanismene 18 fri-gjort sakte nok for å tillatte at trykket innvendig og utvendig i tanken 14 utlignes.

Til slutt blir lekteren 10, når tanken 14 er blitt plassert på bunnen via sålene 16, hevet til over havnivå. Luften inne-holdt i tanken blir sluppet ut, f.eks. gjennom de vertikale rørledningene montert i stavene på bena.

Kraften utøvet på løftemidlene korresponderer deretter med punktet A7 i fig. 8. I denne stillingen er bena 12 låst direkte til lekteren, hvilket hindrer vedvarende påkjenning på løftemekanismene 18.

Når plattformen har blitt montert som tidligere beskrevet, blir kammeret dannet av tanken 14 anvendt til å lagre oljen utvunnet ved hjelp av plattformen.

Det vil forstås at under hele senkingen av tanken 14 er trykket innvendig og utvendig for denne tanken mer eller mindre alltid likt, hvilket hindrer at høy belastning blir påført veggene i tanken. Følgelig kan veggene være fremstilt av en relativt tynnvegget plate.

I den hensikt å forflytte oljeplattformen må den returneres til transportstillingen vist i fig. 2.

For å gjøre dette, blir trinnene fulgt ved senking av tanken 14 gjentatt i omvendt rekkefølge.

Særlig blir først av alt en luftboble med en høyde B7 inji-sert inn i tanken.

En trekk-kraft blir deretter utøvet på bena 12 ved bruk av løftemekanismene 18. Denne trekk-kraften blir utøvet inntil det tidspunktet tanken 14 når neddykkingsdybden Pi.

Deretter bidrar tanken 14 til å heve seg av seg selv til overflaten. For å begrense hastigheten som den stiger med, utøver løftemekanismene 18 en kraft på bena 12, som påvirker tanken nedover. I denne konfigurasjon tynger lekteren 10 tanken ned.

Dermed kan hevehastigheten bli redusert, slik trykkdifferan-sen mellom innsiden og utsiden for tanken ved ethvert tids-punkt praktisk talt er null.

Passende dekompresjonstrinn tillater vann å strømme tilfreds-stillende gjennom ventilen 26, slik at trykket i tanken 14 er lik det hydrostatiske trykket på den dybden som tanken er neddykke t til.

Tanken er følgelig i enhver tilstand, det være seg under montering, drift eller demontering, i trykklikevekt.

Enn videre er kraften påført løftemekanismene, med en plattform som her beskrevet, relativt liten ved montering av en tank med stor kapasitet.

Dessuten tjener denne tanken som, ved senking og heving av tanken, en stabilisator for lekteren som flyter på vannet.

Under fremstilling tillater den spesielle formen på tanken at den tjener som en flytedokk, hvilket gjør det mulig at lekteren og bena blir fremstilt direkte på den flytende tanken.

Under visse særlig vanskelige forhold, særlig når havbunnen er ustabil, er det en fare for at undersiden på basisen 17 kan henge fast til bunnen.

I dette tilfelle blir holderne som fester tanken 14 til i det minste noen såler 16, løsgjort før heving av tanken 14. Denne løsgjøringen kan f.eks. utføres av en dykker. Dermed forblir noen av sålene 16 på bunnen og tillater at tanken 14 kan heves.

Når basisen 17 er plassert på bunnen, er situasjonen at det sentrale området på tanken 14, pga. tykkelsen på sålene 16, blir holdt i avstand fra bunnen med et mellomrom I (fig. 7) på omtrent 2 m. Følgelig blir overflaten til undersiden på tanken ikke holdt fast mot bunnen ved å sette seg fast, og tanken kan derfor heves.

ves tiabake ^tLa^" ^ d— *

Claims (19)

1. Jekkeplattform av typen som omfatter en flytende øvre lekter (10) slik anbrakt at den kan beveges langs en lengde på understøttingsben (12), mekaniske midler (18) for bevegelse av bena (12) relativt lekteren (10) og en neddykkbar lagertank (14) tiltenkt å hvile på bunnen, hvilken tank (14) avgrenser et klokkeformet hulrom for innestenging av en luftboble (30) i dens øvre del, tanken (14) er forbundet med den nedre enden av bena (12) slik at den kan beveges relativt lekteren (10) med de mekaniske midler (18) for bevegelse av bena, og de mekaniske midler (18) er utformet for å påføre bena en kraft som, på den ene siden, tjener til å bevirke at tanken (14) synker, og en motsatt kraft som, på den andre siden, tjener til å bevirke at tanken (14) stiger, karakterisert ved at tanken (14) omfatter en nedre åpning (26) i underkant av tanken (14) som mulig-gjør at innsiden i tanken (14) blir satt i kommunikasjon med havomgivelsene.
2. Plattform ifølge krav 1, karakterisert ved at den omfatter middel (27, 2 7A) for injiser ing av gass under trykk inn i tanken (14).
3. Plattform ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at tanken (14) omfatter en basis (20A) med et overflateareal som i det minste er likt et overflateareal for lekteren (10), og i det minste en øvre avskjerming (22) som delvis omgir basisen (20A), og som strekker seg langs lekteren (10) når sistnevnte er i tett nærhet til basisen (2OA) .
4. Plattform ifølge krav 3, karakterisert ved at den ene eller hver av avskjermingene (22) er utformet som en del av tanken (14).
5. 5. Plattform ifølge krav 3 eller 4, karakterisert ved at tanken (14) hovedsakelig har mange-kantform, særlig trekant- eller firkantform, og at avskjermingene (22) strekker seg langs det meste av lengden av i det minste to av sidene på tanken (14).
6. 6. Plattform ifølge ethvert av de foranstående krav, karakterisert ved at den nedre åpningen i tanken er utstyrt med en ventil (26) .
7. 7. Plattform ifølge ethvert av de foranstående krav, karakterisert ved at den omfatter i det minste en såle (16) for understøtting på havbunnen, idet sålen eller hver av sålene (16) er festet til undersiden på tanken (14) med holdere som, når basisen (17) er un-derstøttet på bunnen, kan bli løsgjort for å tillate at tanken (14), befridd fra i det minste den ene såle (16), kan stige.
8. 8. Plattform ifølge krav 7, karakterisert ved at overflatearealet for undersiden på bærestrukturen (14) dekket med den ene eller hver av sålene (16) er mindre enn halvparten av det totale overflatearealet for undersiden på bærestrukturen (14).
9. 9. Plattform ifølge krav 7 eller 8, karakterisert ved at den ene eller hver av sålene (16) er plassert nær en ytterkontur på tanken (14), idet et midtområde av tanken (14) forblir åpent.
10. 10. Plattform ifølge ethvert av kravene 7 til 9, karakterisert ved at høyden til den ene eller hver av sålene (16) er utformet for å holde et åpent rom (I) mellom havbunnen og området på undersiden til tanken (14) som ikke har noen såle.
11. 11. Plattform ifølge ethvert av kravene 7 til 10, karakterisert ved at de løsbare holderne omfatter en mekanisk sperre.
12. 12. Fremgangsmåte for nedsenking av en neddykkbar tank (14) på en jekkeplattform ifølge ethvert av kravene 1 til 11, idet tanken (14) først befinner seg umiddelbart under lekteren (10) som flyter på havoverflaten, karakterisert ved at den omfatter de følgende suksessive trinnene: a) tanken (14) settes i forbindelse med havomgiveIsene via den nedre åpning (26) som befinner seg i underkant av tanken (14), slik at trykket i luftboblen (30) og i vannet kommer i likevekt, idet tanken (14) først bare påvirkes av dens egen vekt, b) bena (12) senkes progressivt relativt lekteren (10) som holdes permanent flytende ved at vann gradvis strøm-mer inn i tanken (14) gjennom den nedre åpning (26), idet trykket i tanken (14) derved opprettholdes hovedsakelig lik det hydrostatiske trykket ved dybden til tanken, og c) lekteren jekkes opp over havnivå, når tanken (14) er understøttet på bunnen, ved bevegelse av lekteren relativt bena.
13. 13. Fremgangsmåte ifølge krav 12, karakterisert ved at en gass injiseres inn i tanken (14) før trinn b) med senking av bena.
14. 14. Fremgangsmåte ifølge krav 12 eller 13, karakterisert ved at volumet for luftboblen (30) er slik tilpasset at bena (12) tvinges nedover av bevegel-sesmiddelet (18) under en innledningsfase i trinn b) med nedsenking av bena, og nedsenkningen av bena (12) som bæres av tanken (14), motvirkes av bevege1sesmidlene (18) under en senere fase.
15. 15. Fremgangsmåte ifølge ethvert av kravene 12 til 14, karakterisert ved at pauser holdes i trinn b) med nedsenking av bena (12), slik at trykket innvendig og utvendig for tanken (14) tillates å nå likevekt ved at vann tilføres tanken.
16. 16. Fremgangsmåte ved heving av en neddykket tank (14) i en jekkeplattform ifølge ethvert av kravene 1 til 11, idet tanken (14) først er plassert på bunnen og lekteren (10) flyter på havoverflaten, karakterisert ved at den omfatter de følgende trinn: a) tanken (14) settes i forbindelse med havomgivelsene via dens nedre åpning (26) som befinner seg i underkant av tanken {14); b) en luftboble (30) innestenges i tanken (14), idet trykket i luftboblen (30) er lik det hydrostatiske trykket ved dybden for tanken (14); c) bena (12) heves gradvis relativt lekteren (10), som holdes permanent flytende ved at vann gradvis tillates å slippe ut, idet trykket i tanken (14) dermed holdes hovedsakelig lik det hydrostatiske trykket ved dybden til tanken (14).
17. 17. Fremgangsmåte ifølge krav 16, karakterisert ved at en gass injiseres inn i tanken (14) før trinn c) med heving av bena.
18. 18. Fremgangsmåte ifølge krav 16 eller 17, karakterisert ved at volumet for luftboblen (30) er slik tilpasset at bena (12) tvinges oppover av bevegelsesmidlene (18) under en innledningsfase i trinn c) med heving av bena, og hevingen av bena (12) som forskyves oppover av tanken (14) motvirkes av bevegelsesmidlene (18) under en senere fase.
19. 19. Fremgangsmåte ifølge ethvert av kravene 16 til 18, karakterisert ved at pauser holdes i trinn c) med heving av bena (12), slik at trykket innvendig og utvendig for tanken (14) dermed tillates å nå likevekt ved at vann slippes ut fra tanken.