NO333536B1

NO333536B1 - Underwater construction, as well as methods of construction and installation thereof

Info

Publication number: NO333536B1
Application number: NO20052919A
Authority: NO
Inventors: Etienne Beatrix; Tegwen Bertrand Marie Kerdanet
Original assignee: Acergy France Sa
Priority date: 2002-11-29
Filing date: 2005-06-15
Publication date: 2013-07-01
Also published as: NO20052919L; BR0316109A; AU2003296725A1; US20070003374A1; GB0508108D0; GB0227850D0; WO2004051052A1; NO20052919D0; GB2409696B; GB2409696A

Abstract

En konstruksjon (200) for undervannsinstallasjon har oppdrift fordelt i det vesentlige langs sin lengde for å flytetransportere konstruksjonen i horisontal orientering til et installasjonspunkt. Når konstruksjonen blir stilt på høykant holder den fordelte oppdriften konstruksjonen i en i det vesentlige vertikal orientering og operasjonstilstand, uten behov for ytterligere, ikke-fordelt oppdrift (for eksempel uten at vesentlig strekk er tilveiebrakt av en toppbøye eller et overflatefartøy (100)). Konstruksjonen kan innbefatte en fleksibel eller stiv stigerørsledning for hydrokarboner. Oppdriftsmoduler kan så bli festet med mellomrom mellom dem, for eksempel for å oppnå en konstruksjon lignende en SLOR, eller COR, men uten en toppbøye. Oppdriftsmodulene kan alternativt være fri til å gli langsgående langsmed konstruksjonen for å bibringe deres oppdriftskraft gjennom hverandre til toppen av konstruksjonen.A structure (200) for subsea installation has buoyancy distributed substantially along its length to float transport the structure in horizontal orientation to an installation point. When the structure is set upright, the distributed buoyancy keeps the structure in a substantially vertical orientation and state of operation, without the need for additional, non-distributed buoyancy (for example, without significant tension provided by a top buoy or a surface vessel (100)). The structure may include a flexible or rigid hydrocarbon riser line. Buoyancy modules can then be attached at intervals between them, for example to achieve a construction similar to a SLOR, or COR, but without a top buoy. The buoyancy modules may alternatively be free to slide longitudinally along the structure to impart their buoyancy force through each other to the top of the structure.

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte og anordning for oppdrifts-strekkbegrensning (buoyancy tensioning) av offshore-dypvannskonstruksjoner. Den finner spesielt nytte ved strekkbegrensning av en slank, vertikal eller nært vertikal, bunnforankret undervannskonstruksjon, slik som et stigerør eller en bunt med stigerør (som kan, men ikke trenger, inkludere et konstruksjonselement) eller en navlestreng. The present invention relates to a method and device for buoyancy tensioning of offshore deep-water structures. It finds particular utility in the tensile restraint of a slender, vertical or near-vertical, bottom-anchored underwater structure, such as a riser or bundle of risers (which may, but need not, include a structural element) or an umbilical.

Strekkbegrensning er den handlingen å sikre at en marin konstruksjon ikke opplever avvik fra sin nominelle stående posisjon som ville falle utenfor de akseptable grenser, selv under ekstreme værforhold, idet grensene eventuelt er definert med henvisning til den forekommende sjøtilstand. Det bør alltid være tilstrekkelig strekk til å sikre stabilitet, uavhengig av vekten til konstruksjonen og vekten til rørledningene/stigerøret som henger ned fra konstruksjonen. Stretch limitation is the act of ensuring that a marine structure does not experience deviations from its nominal standing position that would fall outside the acceptable limits, even under extreme weather conditions, as the limits are possibly defined with reference to the occurring sea state. There should always be sufficient tension to ensure stability, regardless of the weight of the structure and the weight of the pipelines/risers hanging down from the structure.

Konstruksjonen kan danne en del av et såkalt hybrid stigerør, med en øvre og/eller nedre deler ("jumpers") laget av fleksibelt stigerør. US-A-6082391 (Stolt/Doris) foreslår et spesielt hybrid stigerørstårn bestående av en tom sentral kjerne som understøtter en bunt med stigerør, noen benyttet for oljeproduksjon og andre benyttet for vann- og gassinjeksjon. Denne typen tårn har blitt utviklet og tilsatt for eksempel i Girassol-feltet i Angola. Isolasjonsmaterialet i form av syntaktiske skumblokker omkranser kjernen og rørene, og adskiller de varme og kalde fluidledningene. Ytterligere bakgrunnsteknikk har blitt publisert i artikkelen "Hybrid Riser Tower: from Functional Specifications to Cost per Unit Length" av J-F Saint-Marcoux og M Rochereau, DOT XIII Rio de Janeiro, 18 oktober 2001. Oppdaterte versjoner av slike stigerør har blitt foreslått i WO 02/053869 Al. The construction can form part of a so-called hybrid riser, with an upper and/or lower part ("jumpers") made of flexible riser. US-A-6082391 (Stolt/Doris) proposes a special hybrid riser tower consisting of an empty central core supporting a bundle of risers, some used for oil production and others used for water and gas injection. This type of tower has been developed and added, for example, in the Girassol field in Angola. The insulation material in the form of syntactic foam blocks surrounds the core and the pipes, and separates the hot and cold fluid lines. Additional background engineering has been published in the article "Hybrid Riser Tower: from Functional Specifications to Cost per Unit Length" by J-F Saint-Marcoux and M Rochereau, DOT XIII Rio de Janeiro, October 18, 2001. Updated versions of such risers have been proposed in WO 02/053869 Al.

GB-A-2346188 (2H-offshore) presenterer et alternativ til hybridstigerørstårnbunten, spesielt en "consentric offset riser" (COR). Stigerøret i dette tilfellet inkluderer en enkelt produksjonsstrømningsledning anordnet inne i et ytre rør. Andre ledninger slik som gassløfte-, kjemisk injeksjons-, test-, og hydrauliske kontrolledninger er anordnet i ringrommet mellom kjernen og det ytre røret. Hovedstrømningsveien i systemet er tilveiebragt av det sentrale røret, og ringrommet kan bli fylt med vann eller termisk isolasjonsmateriale. Vanninjeksjonsledninger, som generelt har en diameter som er lik strømningsledningen, rommes ikke, og krever antakelig sin egen stigerørskonstruksjon. Et enklere enkeltledningsforskjøvet stigerør (single line offset riser (SLOR)) blir også markedsført av 2H Offshore Engineering Limited. GB-A-2346188 (2H-offshore) presents an alternative to the hybrid riser stack, specifically a "concentric offset riser" (COR). The riser in this case includes a single production flow line disposed within an outer tube. Other lines such as gas lift, chemical injection, test, and hydraulic control lines are arranged in the annulus between the core and the outer tube. The main flow path in the system is provided by the central pipe, and the annulus can be filled with water or thermal insulation material. Water injection lines, which are generally the same diameter as the flow line, are not accommodated and presumably require their own riser construction. A simpler single line offset riser (SLOR) is also marketed by 2H Offshore Engineering Limited.

Tidligere løsninger er basert på bruken av en toppbøye som gir en del av (eller hele) det påkrevde strekket til den slanke konstruksjonen, som, i sin andre ytterende, er forankret til sjøbunnen. Denne toppbøyen kan være tilveiebragt med et gjenopprettingsmoment for å motvirke alle slags momenter indusert av annen fastspent "hardware", slik som overgangsslanger (connecting jumpers), forankringskabler, etc. Videre kan denne tappbøyen bli fortøyet til andre deler av konstruksjonen gjennom en stiv forbindelse (som overfører momenter) eller gjennom en hengslet (3D eller i det minste 2D). Den slanke konstruksjonen kan også være utstyrt med fordelt oppdrift, for å tilveiebringe understøttelse når den er horisontal (slik at den for eksempel kan bli tauet). Previous solutions are based on the use of a top buoy which provides part of (or all) of the required tension to the slender structure, which, at its other end, is anchored to the seabed. This top buoy can be provided with a restoring moment to counteract all kinds of moments induced by other fixed "hardware", such as connecting jumpers, anchor cables, etc. Furthermore, this pin buoy can be moored to other parts of the structure through a rigid connection ( which transmit moments) or through a hinge (3D or at least 2D). The slender structure can also be equipped with distributed buoyancy, to provide support when horizontal (so that it can be towed, for example).

Tilveiebringelse av oppdriftstanker og flytende operasjoner for å tilkoples hovedstøtte-konstruksjonen er kostbare og en hovedbegrensning ved prosjektplanlegging. Med de nåværende konstruksjoner er tilkopling av toppbøyen til andre deler av konstruksjonen, enten det blir utført på land eller offshore, en vanskelig operasjon, og tid- og ressurs-krevende. Provision of buoyancy tanks and floating operations to connect to the main support structure are costly and a major limitation in project planning. With the current constructions, connecting the top buoy to other parts of the construction, whether it is carried out on land or offshore, is a difficult operation, and time and resource-consuming.

Videre, dersom bøyen er stivt forbundet til andre deler av den slanke konstruksjonen, vil koplingsdelen sannsynligvis være utsatt for høye belastninger og/eller utmatting, avhengig av måten hele konstruksjonen er installert på, miljøbetingelsene på stedet, etc. Furthermore, if the buoy is rigidly connected to other parts of the slender structure, the connecting part is likely to be subjected to high loads and/or fatigue, depending on the way the whole structure is installed, the environmental conditions of the site, etc.

Annen kjent teknikk av generell relevans er som følger. US 5615977 beskriver et komposittstigerør innbefattende stive og fleksible partier - stigerørpartier er koplet sammen ved hjelp av en serie fleksible skjøter for dannelse av en stigerørskonstruksjon. Flyteinnretninger er festet i punkter langsmed lengden av stigerøret for å få stigerøret til å innta en slapp S-konfigurasjon. Stigerøret kan bli sammenstilt på innstallasjonsstedet eller fjernsammenstilt og installert ved overflatetauing til installasjonsstedet mens det er luftfylt, etterfulgt av bruk av styrekabler for å kople stigerøret til sjøbunnsinnstallasjonsstedet, etterfulgt av flømming av stigerøret for å la det synke til sjøbunnen. Other known techniques of general relevance are as follows. US 5615977 describes a composite riser comprising rigid and flexible sections - riser sections are joined together by means of a series of flexible joints to form a riser structure. Floats are attached at points along the length of the riser to cause the riser to assume a slack S configuration. The riser can be assembled at the installation site or remotely assembled and installed by surface towing to the installation site while inflated, followed by the use of control cables to connect the riser to the seabed installation site, followed by flooding the riser to allow it to sink to the seabed.

US 5150987 beskriver en stigerørskonstruksjon anbrakt fra moonpoolen til et boretårn. Stigerørene i denne konstruksjonen er konstruert for nøytral oppdrift. I noen utførelsesformer er et stigerør tilveiebrakt med oppdrift festet i punkter langsmed lengden av stigerøret. US 5150987 describes a riser structure placed from the moonpool to a derrick. The risers in this construction are designed for neutral buoyancy. In some embodiments, a riser is provided with buoyancy attached at points along the length of the riser.

US 2002/0074135 vedrører et system for å oppnå vertikal adkomst til oljebrønner som inkluderer en spolbart ettergivende styrekonstruksjon. Oppdrift benyttes til å få styrekonstruksjonen til å tilpasses foretrukne konfigurasjoner. US 2002/0074135 relates to a system for achieving vertical access to oil wells which includes a flushable compliant guide construction. Buoyancy is used to make the steering structure adapt to preferred configurations.

Som en konsekvens, er det et formål med oppfinnelsen å tilveiebringe en fremgangsmåte for tilveiebringelse av oppdrift til en flytende konstruksjon som løser ett eller flere av de ovennevnte ulemper. As a consequence, it is an object of the invention to provide a method for providing buoyancy to a floating structure which solves one or more of the above-mentioned disadvantages.

I et første aspekt av oppfinnelsen er det tilveiebragt en langstrakt konstruksjon for undervannsinstallasjon, hvilken konstruksjon innbefatter minst en stiv stigerørsledning som strekker seg i det vesentlige over hele lengden til konstruksjonen for overføring av fluid mellom sjøbunnen og sjøoverflaten, idet den langstrakte konstruksjonen har oppdrift fordelt i det vesentlige langs sin lengde, og idet mengden og fordelingen av nevnte oppdrift er tilstrekkelig både for å flyte konstruksjonen i horisontal orientering til et installasjonspunkt, og, når konstruksjonen er stilt på høykant, å bibeholde konstruksjonen i en i det vesentlige vertikal orientering og operasjonstilstand, idet oppdriften innbefatter et flertall oppdriftsmoduler, og idet oppdriftsmodulene er frie til å gli langsgående langsmed konstruksjonen, for å bibringe deres oppdriftskraft gjennom hverandre til toppen av konstruksjonen, i stedet for å bli overført til den understøttede konstruksjonen i punkter langs lengden av denne. In a first aspect of the invention, an elongated construction for underwater installation is provided, which construction includes at least one rigid riser line which extends substantially over the entire length of the construction for transferring fluid between the seabed and the sea surface, the elongated construction having buoyancy distributed in substantially along its length, and the amount and distribution of said buoyancy being sufficient both to float the structure in a horizontal orientation to an installation point, and, when the structure is on its side, to maintain the structure in a substantially vertical orientation and operational condition, the buoyancy comprising a plurality of buoyancy modules, and the buoyancy modules being free to slide longitudinally along the structure, to impart their buoyancy force through each other to the top of the structure, rather than being transferred to the supported structure at points along the length of d one.

I et andre aspekt av oppfinnelsen er det tilveiebragt en fremgangsmåte for installasjon av en langstrakt undervannskonstruksjon med en stigerørsledning for overføring av fluid mellom sjøbunnen og sjøoverflaten, innbefattende fordeling av oppdrift i det vesentlige langs lengden av undervannskonstruksjonen, idet oppdriften innbefatter et flertall oppdriftsmoduler som er frie til å gli langsgående langsmed konstruksjonen; flytetransportering av undervannskonstruksjonen til installasjonspunktet; og stilling og forankring av konstruksjonen på høykant, enten direkte eller indirekte, til sjøbunnen, idet den fordelte oppdriften er tilstrekkelig til å holde konstruksjonen i en i det vesentlige vertikal orientering uten en vesentlig ytterligere separat oppdriftskonstruksj on. In another aspect of the invention, there is provided a method for installing an elongated underwater structure with a riser line for transferring fluid between the seabed and the sea surface, including distribution of buoyancy substantially along the length of the underwater structure, the buoyancy including a plurality of buoyancy modules which are free to slide longitudinally along the structure; floating transportation of the underwater structure to the installation point; and position and anchoring of the structure on a high edge, either directly or indirectly, to the seabed, the distributed buoyancy being sufficient to keep the structure in a substantially vertical orientation without a substantially further separate buoyancy structure.

Oppfinnelsen tilveiebringer videre en slik konstruksjon i sin installerte tilstand. Denne teknikken fjerner behovet for en toppbøye, og erstatter den med fordelt oppdrift på stigerørene og konstruksjonen. Fordelt oppdrift er selvfølgelig kjent for utforming av deler av stigerør og lignende konstruksjoner, for eksempel for å kontrollere landings- oppførselen i såkalte "bølge"-konfigurasjoner - dette er beskrevet i visse tidligere kjente dokumenter angitt ovenfor. Dette er generelt i forbindelse med en kjetting/kjedekonstruksjon opphengt fra et hovedfartøy. The invention further provides such a construction in its installed state. This technique removes the need for a top buoy, replacing it with distributed buoyancy on the risers and structure. Distributed buoyancy is of course known for designing parts of risers and similar structures, for example to control landing behavior in so-called "wave" configurations - this is described in certain prior art documents cited above. This is generally in connection with a chain/chain structure suspended from a main vessel.

Oppdriftsmodulene kan alternativt være fri til å gli langsgående langsmed konstruksjonen, for å bibringe deres oppdriftskraft gjennom hverandre til toppen av konstruksjonen, i stedet for å bli overført til den understøttede konstruksjonen i punkter langs lengden av denne. Dette alternativet blir foretrukket i henhold til oppfinnelsen i en ytterligere patentsøknad med den samme prioritetsdato som den foreliggende oppfinnelsen, publisert som WO 2004/051051. Innholdet i denne andre søknaden er inkorporert her som referanse. Alternatively, the buoyancy modules may be free to slide longitudinally along the structure, to impart their buoyancy force through each other to the top of the structure, rather than being transferred to the supported structure at points along its length. This alternative is preferred according to the invention in a further patent application with the same priority date as the present invention, published as WO 2004/051051. The contents of this second application are incorporated herein by reference.

Nevnte oppdriftskonstruksjon kan innbefatte i det minste en stiv stigerørsledning. Konstruksjonen i sin operasjonstilstand kan være tilkoplet en fleksibel overgangsslange (jumper) eller lignende fleksibel del i sin toppende for tilkobling til en kilde eller destinasjon for fluid. Bare en mindre andel av den fleksible overgangsslangen kan ha fordelt oppdrift. Oppdriften kan være fordelt på en slik måte at den gir den fleksible delen en "bratt bølgeform", for å påføre strekk kolineært med konstruksjonen, og således unngå store bøyemomenter i undervannskonstruksjonen. Said buoyancy structure may include at least one rigid riser line. The construction in its operational state may be connected to a flexible transition hose (jumper) or similar flexible part at its top end for connection to a source or destination for fluid. Only a small proportion of the flexible transition hose can have distributed buoyancy. The buoyancy can be distributed in such a way as to give the flexible part a "steep waveform", to apply tension collinear with the structure, thus avoiding large bending moments in the underwater structure.

Undervannskonstruksjonen vil vanligvis være et stigerør, eller en bunt med stigerør. Bunten med stigerør kan innbefatte et antall adskilte stigerør som omkranser et sentralt stigerør eller støtte. The underwater structure will usually be a riser, or a bundle of risers. The bundle of risers may include a number of separate risers surrounding a central riser or support.

Oppdriftsmodulene kan være adskilt i det vesentlige regelmessig langs undervannskonstruksjonen for å gjøre det mulig for konstruksjonen å bli flytetransportert til utplasseringsstedet i en i det vesentlige horisontal orientering forut for utplassering. The buoyancy modules may be spaced substantially regularly along the underwater structure to enable the structure to be float transported to the deployment site in a substantially horizontal orientation prior to deployment.

Fordelingen av oppdrift over lengden av stigerøret kan bli valgt for å tilveiebringe i det vesentlige normal orientering av de fleksible delene når de festes til konstruksjonen, slik at eventuelt bøyemoment indusert av strekk i de fleksible stigerørene blir minimalisert. The distribution of buoyancy over the length of the riser may be chosen to provide substantially normal orientation of the flexible members when attached to the structure, so that any bending moment induced by tension in the flexible risers is minimized.

Den fordelte oppdriften som det henvises til her vil generelt være av en permanent type, slik som syntaktisk skum. Justeringer i oppdriften kan bli gjort midlertidig ved å legge til moduler, eller spesielt ved å luftfylle flømmingsdelene av konstruksjonen i ulike trinn i installasjonsprosessen. The distributed buoyancy referred to here will generally be of a permanent type, such as syntactic foam. Adjustments in the buoyancy can be made temporarily by adding modules, or especially by filling the floating parts of the structure with air at various stages of the installation process.

Tett materiale kan bli benyttet for å fylle konstruksjonen under utplassering for å kompensere for den ekstra oppdriften som kreves av oppfinnelsen. Det tette materialet kan innbefatte sjøvann, eller kan være et materiale som er tettere enn omgivelsessjø-vannet. I tilfelle en landprodusert, tauet og på høykant stilt konstruksjon må nedover-strekket som må påføres under kantingen i bunnen av konstruksjonen overvinne nettooppdriften til konstruksjonen. I et slikt tilfelle, straks i operasjon, blir strekket på konstruksjonen (som for eksempel målt i ankeret) gitt ved hjelp av denne nettooppdriften pluss forskjellen i innholdsvekt mellom kantrings- (stille på høykant) og operasjonsfasene. For eksempel, dersom et gasstigerør blir installert fullt av vann, vil det, når det er i operasjon, bli ytterligere strukket av forskjellen i tetthet mellom gass og vann. Bruken av enda tyngre fluider, slik som boreslam, kan forutses under installasjon, for å øke nettooppdriften tilveiebragt straks i operasjonelle tilstander ved å tilføre en større mengde oppdriftsmateriale enn det som det kan kompenseres skikkelig for under installasjon. Dense material may be used to fill the structure during deployment to compensate for the additional buoyancy required by the invention. The dense material may include seawater, or may be a material that is denser than the surrounding seawater. In the case of a land-fabricated, roped-off structure, the downward tension that must be applied during the edging at the bottom of the structure must overcome the net buoyancy of the structure. In such a case, immediately in operation, the tension on the structure (as for example measured in the anchor) is given by means of this net buoyancy plus the difference in content weight between the capsizing (quietly on high side) and operational phases. For example, if a gas riser is installed full of water, when in operation it will be further stretched by the difference in density between gas and water. The use of even heavier fluids, such as drilling mud, can be anticipated during installation, to increase the net buoyancy provided immediately in operational conditions by adding a greater amount of buoyancy material than can be properly compensated for during installation.

Den ferdige installasjonen kan videre innbefatte fleksible overgangsslanger med fordelt oppdrift, hvis oppdrift bidrar til strekket i konstruksjonen i sin operasjonstilstand. Ved å utsette tilkoplingen av disse overgangsslangene inntil etter kantring og forankring av hoveddelen av konstruksjonen, kan nettooppdriften under kantring bli ytterligere redusert. The finished installation may further include flexible transition hoses with distributed buoyancy, whose buoyancy contributes to the tension in the structure in its operational state. By postponing the connection of these transition hoses until after the capsize and anchoring of the main part of the structure, the net buoyancy during capsize can be further reduced.

Utførelsesformer av oppfinnelsen vil nå bli beskrevet, bare som eksempler, med henvisning til de medfølgende tegninger, der: fig. 1 viser en kjent type stigerørskonstruksjon i et offshore-oljeproduksjons-system; Embodiments of the invention will now be described, as examples only, with reference to the accompanying drawings, where: fig. 1 shows a known type of riser construction in an offshore oil production system;

fig. 2 viser to stigerørsbunter som hver har en ny konstruksjon uten toppbøye, i henhold til en utførelsesform av den foreliggende oppfinnelse; og fig. 3 viser mer detaljert konstruksjonen av buntene i utførelsesformen i fig. 2, inkludert glidende oppdriftsmoduler. fig. 2 shows two riser bundles each having a new construction without a top bend, according to an embodiment of the present invention; and fig. 3 shows in more detail the construction of the bundles in the embodiment in fig. 2, including sliding buoyancy modules.

Figur 1 viser en flytende offshorekonstruksjon 100 matet av stigerørsbunter 110, som er understøttet av undervannsbøyer 115. Utstikkere 120 strekker seg fra bunnen av stigerørsbunten til de ulike brønnhodene 130. Den flytende konstruksjonen blir holdt på plass ved hjelp av forankringskabler (ikke vist), festet til ankeret (ikke vist) på sjøbunnen. Det viste eksempelet er av en type generelt kjent fra Girassol-utviklingen, nevnt i introduksjonen ovenfor. Figure 1 shows a floating offshore structure 100 fed by riser bundles 110, which are supported by underwater buoys 115. Outriggers 120 extend from the bottom of the riser bundle to the various wellheads 130. The floating structure is held in place by means of anchor cables (not shown), attached to the anchor (not shown) on the seabed. The example shown is of a type generally known from the Girassol development, mentioned in the introduction above.

Hver stigerørsbunn blir understøttet av den oppoverrettede kraften tilveiebragt av dens tilknyttede bøye 115. Fleksible overgangsslanger 135 blir så benyttet mellom bøyene og den flytende konstruksjonen 100. Strekket i stigerørsbuntene er et resultat av netto-effekten av oppdriften kombinert med den ultimate vekten av konstruksjonen og stige-rørene i sjøvannet. Fagmannen vil forstå at bunten kan være noen få meter i diameter, men er en svært slank konstruksjon med tanke på dens lengde (høyde) på for eksempel 500 m, eller selv en km eller mer. Konstruksjonen må bli beskyttet fra for stor bøying, og strekket i bunten er til hjelp i dette henseendet. Figur 2 viser to stigerør 200, 210 i den nye konstruksjonen tilknyttet en flytende konstruksjon 100. En eventuell toppoppdrift har blitt erstattet med fordelt oppdrift. Figuren viser konstruksjonen utsatt for et posisjoneringsawik (forårsaket av for eksempel sjøtilstanden). Det venstre stigerøret er under større strekk enn det høyre stigerøret, men bruk av fleksible toppseksjoner 220 tillater stigerørene å tilpasses til overgangene. Som nevnt i introduksjonen, kan hvert stigerør være et enkelt rør, men i det foreliggende eksempelet antas det å være en vesentlig bunt med rør, og den fleksible toppseksjonen en korresponderende bunt (navlestreng) av fleksible rør. Each riser bottom is supported by the upward force provided by its associated buoy 115. Flexible transition hoses 135 are then used between the buoys and the floating structure 100. The tension in the riser bundles is a result of the net effect of the buoyancy combined with the ultimate weight of the structure and riser - the pipes in the seawater. The person skilled in the art will appreciate that the bundle may be a few meters in diameter, but is a very slender construction considering its length (height) of, for example, 500 m, or even a km or more. The construction must be protected from excessive bending, and the tension in the bundle helps in this regard. Figure 2 shows two risers 200, 210 in the new structure associated with a floating structure 100. Any top buoyancy has been replaced with distributed buoyancy. The figure shows the structure exposed to a positioning deviation (caused by, for example, the sea state). The left riser is under greater tension than the right riser, but the use of flexible top sections 220 allows the risers to conform to the transitions. As mentioned in the introduction, each riser may be a single pipe, but in the present example it is assumed to be a substantial bundle of pipes, and the flexible top section a corresponding bundle (umbilical) of flexible pipes.

Oppdrift for stigerørene er tilveiebragt av oppdriften som allerede er fordelt langs dem for installasjonsformål, som jevnt fordeler komplementet krevet i operasjonstilstander. Det kan være ønskelig å kompensere for eventuelt overskudd av oppdrift, under installasjon, ved å fylle konstruksjonen med fluid som er tyngre enn de i operasjon. Buoyancy for the risers is provided by the buoyancy already distributed along them for installation purposes, which evenly distributes the complement required in operating conditions. It may be desirable to compensate for any excess buoyancy, during installation, by filling the construction with fluids that are heavier than those in operation.

En følge av fraværet av en toppbøye er at konstruksjonen understøttet på en slik måte ikke kan motstå et stort bøyemoment i toppen, siden den eneste motvirkende stivheten er gitt av stålet, og derfor er svært lav, grunnet slankheten til konstruksjonen. Ved å benytte fleksible seksjoner 220 for å kople til toppen av konstruksjonen overvinner dettet problemet, og tilveiebringer den med en bratt bølgeform, for å påføre strekk kolineært med konstruksjonen, unngås et stort bøyet- eller rotasjons-, moment. Hver fleksible seksjon 220, i det minste i området 230 over knutepunktet 240 med den stive delen 200/210, er også tilveiebragt med fordelt oppdrift for dette formålet. Strekket gitt av de fleksible rørene, under operasjon, blir tatt i betraktning ved bestemmelse av oppdriften som kreves langs selve konstruksjonen (for eksempel med hensyn til sikkerhetsmarginer, installasjonstid og andre parametere). Imidlertid, i den foretrukne utførelsesformen, er ikke oppdriften og strekket i de fleksible seksjonene påkrevd for å understøtte hoveddelen av konstruksjonen, og installasjon (kantring) blir utført forut for testing av overgangsslangene til toppen av konstruksjonen. A consequence of the absence of a top bend is that the structure supported in such a way cannot resist a large bending moment at the top, since the only counteracting stiffness is provided by the steel, and is therefore very low, due to the slenderness of the structure. Using flexible sections 220 to connect to the top of the structure overcomes this problem, providing it with a steep waveform to apply tension collinear with the structure, avoiding a large bending or rotational moment. Each flexible section 220, at least in the area 230 above the junction 240 with the rigid part 200/210, is also provided with distributed buoyancy for this purpose. The stretch provided by the flexible pipes, during operation, is taken into account when determining the buoyancy required along the structure itself (for example, taking into account safety margins, installation time and other parameters). However, in the preferred embodiment, the buoyancy and stretch of the flexible sections is not required to support the main body of the structure, and installation (cantilevering) is performed prior to testing the transition hoses to the top of the structure.

Bemerk at en kjettingkonfigurasjon for en spesiell overgangsslange kan bli vurdert hvis det induserte bøyemomentet er akseptabelt. For eksempel kan gassløfteovergangs-slangene (9 cm, tilnærmelsesvis 3,5 tommer), som er lette, være i en kjettingkonfigurasjon. Deres installasjon vil være endefram (lik Girassol-overgangsslangene). Note that a chain configuration for a special transition hose may be considered if the induced bending moment is acceptable. For example, the gas lift transition hoses (9 cm, approximately 3.5 inches), which are lightweight, can be in a chain configuration. Their installation will be end-to-end (similar to the Girassol transition hoses).

Figur 3 er et sideriss av en av stigerørene 200 i skjematisk detalj. Stigerørene innbefatter en bunt med stigerørsledninger 300 rundt en konstruksjonskjerne 310 for å tilveiebringe støtte. Den viste utførelsesformen viser oppdriftsmodulene 320 fri til å gli langs stigerørene, som beskrevet i vår samtidig løpende patentsøknad, publisert som WO 2004/051051. Intermodulinnretninger 330 mellom oppdriftsmodulene blir benyttet for å tilveiebringe et egnet grensesnitt mellom overflatene til tilstøtende moduler. Alt oppdriftsskyv påført toppen av konstruksjonen, som, i tilfellet for utførelsesformen beskrevet med henvisning til figur 2, kan være et knutepunkt 240 mellom stive 200 og fleksible 220 stigerørsbunter. Figure 3 is a side view of one of the risers 200 in schematic detail. The risers include a bundle of riser wires 300 around a structural core 310 to provide support. The illustrated embodiment shows the buoyancy modules 320 free to slide along the risers, as described in our co-pending patent application, published as WO 2004/051051. Intermodule devices 330 between the buoyancy modules are used to provide a suitable interface between the surfaces of adjacent modules. Any buoyancy thrust applied to the top of the structure, which, in the case of the embodiment described with reference to Figure 2, may be a junction 240 between rigid 200 and flexible 220 riser bundles.

I alternative utførelsesformer, kan modulene 320 være adskilt langs stigerøret 200, og forankret til kjernen 310. Selv om dette er spesielt egnet for en enkelt stigerørsledning (SLOR), blir det imidlertid mindre ønskelig når et antall tunge stigerørsledninger 300 henger fra topplaten, og påfører en kompresjonskraft på kjernen 310. In alternative embodiments, the modules 320 may be spaced apart along the riser 200, and anchored to the core 310. Although this is particularly suitable for a single riser line (SLOR), it becomes less desirable when a number of heavy riser lines 300 hang from the top plate, applying a compression force on the core 310.

En tilvirkning/installasjonssekvens for denne typen stigerør kan innbefatte de følgende trinn: A fabrication/installation sequence for this type of riser may include the following steps:

1. Tilvirkning på land, tom. 1. Manufacture on land, empty.

2. Sjøsetting (progressivt under tilvirkning eller i en operasjon), fortrinnsvis i et stillvannsområde. 3. Flømming med de valgte fluider (utført progressivt under sjøsetting og tilvirkning eller i en operasjon). 2. Launching (progressively during production or in an operation), preferably in a still water area. 3. Flooding with the selected fluids (carried out progressively during launching and manufacturing or in an operation).

4. Overflate- eller underoverflatetauing til stedet. 4. Surface or subsurface towing to site.

5. Kantring: den totale nettooppdriften til konstruksjonen kan ikke overskride vinsj-kapasiteten og/eller pullerttrekket til installasjonsfartøyet. 5. Overturning: the total net buoyancy of the structure cannot exceed the winch capacity and/or bollard pull of the installation vessel.

6. Forankring (overføring av strekk). 6. Anchoring (transfer of tension).

7. Fluiderstatning (dersom det er noe), som ytterligere strekker konstruksjonen. 8. Overgangsslangetilkopling, som ytterligere strekker konstruksjonen. 7. Fluid replacement (if any), which further stretches the construction. 8. Transition hose connection, which further extends the construction.

Fagmannen vil videre forstå at den eksakte formen til komponentene og fremgangsmåtene som benyttes kan variere fra de som er beskrevet heri uten å fravike fra omfanget av oppfinnelsen. The person skilled in the art will further understand that the exact form of the components and the methods used may vary from those described herein without deviating from the scope of the invention.

Claims

1. Elongate structure for underwater installation, which structure (200) is characterized by including at least one rigid riser line (300) extending substantially over the entire length of the structure (200) for transferring fluid between the seabed and the sea surface, the elongated structure (200) has buoyancy distributed substantially along its length, and the amount and distribution of said buoyancy being sufficient both to float the structure (200) in a horizontal orientation to an installation point, and, when the structure (200) is positioned on its edge, to maintain the structure (200) in a substantially vertical orientation and operating condition, the buoyancy comprising a plurality of buoyancy modules (320), and the buoyancy modules (320) being free to slide longitudinally along the structure (200), to impart their buoyancy force through each other to the top of the structure (200), instead of being transferred to the supported structure at points along its length.

2. Construction according to claim 1, characterized in that the construction (200) in its installed state is connected to at least one flexible transition hose (220) at its top end to connect the riser line (300) to a source or destination for fluid.

3. Construction according to claim 2, characterized in that the flexible transition hose (220) is provided with distributed buoyancy, whose buoyancy contributes to the tension in the construction in its installed state.

4. Construction according to claim 3, characterized in that only a small proportion of the flexible transition hose (220) has distributed buoyancy.

5. A structure according to any one of claims 2 to 4, characterized in that the buoyancy is distributed in such a way as to give the flexible transition tube (220) a "steep wave configuration", to apply tension collinear with the structure (200), and thereby avoiding large bending moments in the construction (200).

6. Construction according to any one of claims 2 to 5, characterized in that the distribution of buoyancy along the length of the structure (200) is selected to provide substantially normal orientation of the at least one flexible transition hose (220) when attached to the structure (200), so that any bending moment induced by means of tension in the flexible transition hose (220) is minimized.

7. Construction according to any one of the preceding claims, characterized by including a number of separate riser conduits (300) surrounding a central core (310).

8. Construction according to claim 7, characterized in that the core (310) also functions as a riser line.

9. Construction according to claim 7, characterized in that the core (310) includes a support for the riser pipes (300).

10. Construction according to any one of the preceding claims, characterized in that the distributed buoyancy is of a permanent type, such as a syntactic foam.

11. Method for installing an elongated underwater structure with a riser line (300) for transferring fluid between the seabed and the sea surface, characterized by the distribution of buoyancy essentially along the length of the underwater structure (200), the buoyancy comprising a plurality of buoyancy modules (320) which are free to to slide longitudinally along the structure; floating the underwater structure (200) to the installation point; and positioning and anchoring of the structure (200) on a ridge, either directly or indirectly, to the seabed, the distributed buoyancy being sufficient to keep the structure (200) in a substantially vertical orientation without a substantially further separate buoyancy structure.

12. Method for installing an elongated underwater structure according to claim 11, characterized in that the riser line (300) in its installed state is connected to at least one flexible transition hose (220) at its top end for connection to a source or destination for fluid.

13. Method for installing an elongated underwater structure according to claim 12, characterized in that the flexible transition hose (220) is provided with distributed buoyancy, whose buoyancy contributes to the tension in the structure in its installed state.

14. Method for installing an elongated underwater structure according to claim 13, characterized in that only a small proportion of the flexible transition hose (220) is provided with distributed buoyancy.

15. A method of installing an elongated underwater structure according to any one of claims 12 to 14, characterized in that the buoyancy is distributed in such a way that the flexible transition hose (220) is given a "steep wave configuration", to apply tension collinear with the structure (200), thereby avoiding large bending moments in the underwater structure (200).

16. A method of installing an elongated underwater structure according to any one of claims 12 to 15, characterized in that the distribution of buoyancy over the length of the structure (200) is selected to provide substantially normal orientation of the flexible transition hoses (220). when they are attached to the structure (200), so that any bending moment induced by means of tension in the flexible transition hoses (220) is minimized.

17. Method for installing an elongated underwater structure according to any one of claims 12 to 16, characterized in that adjustments to the distributed buoyancy are made temporarily by adding subsequent modules.

18. Method for installing an elongated underwater structure according to any one of claims 12 to 16, characterized in that adjustments to the distributed buoyancy are made by filling with air and then flooding parts of the structure (200) in various stages of the installation process.

19. Method for installing an elongated underwater structure according to any one of claims 12 to 18, characterized in that dense material is used to fill the structure (200) during installation to compensate for the additional buoyancy required to carry out said method for installation.

20. Procedure for installing an elongated underwater structure according to claim 19, characterized in that the dense material includes seawater.

21. Method for installing an elongated underwater structure according to claim 19, characterized in that the dense material includes a material that has a greater density than the surrounding seawater.

22. Installed structure according to any one of claims 1 to 11, characterized in that the structure (200) has been placed on its edge and that the distributed buoyancy maintains the structure (200) in a substantially vertical orientation and operational state, without the need for further , non-distributed buoyancy.