NO338921B1 - Undersjøisk forankring med fleksible stigerør - Google Patents

Description

Forankring av undersjøiske fleksible stigerør

Denne oppfinnelsen vedrører systemer og fremgangsmåter for å forankre dynamiske fleksible stigerør brukt i undersjøisk olje- og gassindustri.

I offshore olje- og gassproduksjon må produksjonsfluid omfattende råolje og/eller naturgass transporteres fra et undersjøisk brønnhode til overflaten. I denne hensikt strømmer produksjonsfluid langs undersjøiske rørledninger omfattende brønnstrømsrør på havbunnen og stigerør som strekker seg oppover fra havbunnen. På overflaten gjennomgår typisk produksjonsfluidet behandling og midlertidig lagring på en overflateinstallasjon, slik som en plattform eller et flytende produksjons-, lagrings- og lossingsfartøy (FPSO).

I denne beskrivelsen er henvisninger til stigerør ikke begrenset til rør som fører produksjonsfluid. Stigerør kan også inkludere dynamiske navlestrenger eller kabler, slik som kobber- og fiberoptiske kabler for å transportere fluider, kraft og/eller data mellom overflaten og havbunnen for å bistå undersjøiske produksjonsoperasjoner.

Stigerør omfatter typisk en bunnseksjon som løper generelt horisontalt parallelt med havbunnen, og en stående stigende seksjon som strekker seg fra bunnseksjonen mot overflaten. Den stigende seksjonen heller bratt eller er i det vesentlige vertikal og kan være i det vesentlige rett eller krum langs sin lengde.

En skarpt krummet bunnbøyings- (eng.: bottom bend) eller nedhengsbøyings- (eng.: sag bend)seksjon omdirigerer stigerøret mellom den horisontale bunnseksjonen og den stående stigende seksjonen. Nedhengsbøyingsseksjonene strekker seg oppover langs stigerøret fra et landingspunkt ved hvilket stigerøret begynner å bøye seg bort fra kontakten med havbunnen. Det er i nedhengsbøyingsseksjonen at stigerøret er mest sårbart for skade på grunn av overbøying og materialtretthet når stigerøret bøyes inder installasjon og i bruk.

I en fritthengende konfigurasjon kan et stigerør være hengt opp som en kjedelinje som omdirigeres med relativ skarp krumning i nedhengsbøyingsseksjonen for å løpe langs havbunnen. Ulike andre konfigurasjoner er kjent, i hvilke et stigerør er gitt mellomliggende støtte ved oppdrift eller andre midler på ett eller flere steder midtvanns mellom overflaten og havbunnen. Slik mellomliggende støtte gir en bølgende form til stigerørets stigende seksjon, noe som bidrar til å isolere nedhengsbøyingsseksjonen fra dynamisk bevegelse av den øvre enden av stigerøret, som kan drives av virkningen av bølger eller tidevann. Eksempler er 'lazy-S', 'steep-S', 'lazy-wave', 'steep-wave' og 'pliant-wave'-konfigurasjoner. Noen slike konfigurasjoner er beskrevet i American Petroleum lnstitute's anbefalte praksis for fleksible rør, publikasjon 17B (API RP17B).

Oppfinnelsen vedrører fleksible stigerør, eller i det minste stigerør som er fleksible i og rundt nedhengsbøyingsseksjonen. Fagmannen forstår klart betydningen av "fleksibel" i sammenheng med av fluidbærende ledninger, slik som stigerør; han forstår også forskjellen mellom fleksible og stive ledninger.

Spesifikt har betegnelsene "fleksibel" og "stiv" klare betydninger i den undersjøiske olje- og gassindustrien, som skiller seg i viktige henseender fra generelt språk og ut fra den mest begrensede betydningen av disse betegnelsene. Til tross for navnene er spesielt fleksible rør ikke fullstendig fleksible utover bøyebelastningen; stive rør er heller ikke uten fleksibilitet.

Fleksible rør brukt i den undersjøiske olje- og gassindustrien er beskrevet i API (American Petroleum lnstitute)-spesifikasjon 17J og API Anbefalt praksis 17B. Rørlegemet er sammensatt av en komposittstruktur av lagdelt materiale, i hvilken hvert lag har sin egen funksjon. Polymerrør og -innhyllinger sikrer typisk fluidtetthet og varmeisolasjon. Motsatt tilveiebringer stållag eller -elementer mekanisk styrke, for eksempel danner sammenlåsende stålbånd et skall eller en trykkhvelving, og en strekkarmering dannes av spiralviklet vaier. Fleksible rør termineres og samles ved hjelp av endebeslag.

Strukturen til fleksible rør tillater stor bøyedefleksjon (eng.: bending deflection) uten betydelig økning i bøyespenning. Komposittstrukturens bøyegrense bestemmes av den elastiske grensen til strukturens ytterste plastlag, typisk den ytre mantelen, hvilken grense typisk er 6 % til 7 % bøyebelastning. Overskridelse av denne grensen fører til ugjenopprettelig skade på strukturen. Følgelig er minimum bøyeradius eller MB R til fleksible rør brukt i undersjøisk olje- og gassindustri typisk mellom 3 og 6 meter.

Stive rør brukt i undersjøisk olje- og gassindustri er spesifisert i API-spesifikasjon 5L og Anbefalt praksis 1111.1 motsetning til fleksible rør består et stivt rør vanligvis av eller omfatter minst ett rør av fast stål eller stållegering. Ytterligere materiallag kan imidlertid legges til, slik som et innvendig kledningslag eller utvendig beleggingslag. Slike ytterligere lag kan omfatte polymer, metall eller komposittmateriale. Stive rør termineres med en skråkant eller en gjenge og er sammenstilt ende-mot-ende ved sveising eller ved å skru dem sammen.

Den tillatte defleksjonen i drift for stive rør bestemmes av elastisitetsgrensen for stål, som er ca. 1 % bøyebelastning. Overskridelse av denne grensen førte til plastisk deformasjon av stålet. Det følger at MBR-en til stive rør brukt i undersjøisk olje- og gassindustri typisk er ca. 100 til 300 meter. Lett plastisk deformering kan imidlertid bøtes eller rettes på ved hjelp av mekaniske midler, slik som utretting. Under spoleleggingsinstallasjon av en stiv rørledning dannet av sveisede stive rør, kan den stive rørledningen slik spoles på en spole med en typisk radius på mellom 8 og 10 meter. Dette innebærer en bøyebelastning på mer enn 2 % for konvensjonelle diametere til stive rør, noe som krever at røret må rettes ut mekanisk under utspoling.

Polymerkomposittrør er også kjent, men er ennå ikke spesifisert i standarder skreddersydd for undersjøisk olje- og gassindustri. Slike rør er basert på et rør dannet av polymerharpiks forsterket av fibermateriale, slik som glassfibre eller karbonfibre. Ytterligere lag, slik som belegg, kan legges til. Som fleksible rør, termineres og sammenstilles polymerkomposittrør ved hjelp av endebeslag. Polymerkomposittrør er i det vesentlige stive, men kan tåle mer bøyebelastning enn stive stålrør; de kan imidlertid ikke bøyes like mye som fleksible rør.

Per lengde er fleksible stigerør dyrere enn stive stigerør, men de har ulike fordeler sammenlignet med stive stigerør. Et fleksibelt stigerør kan for eksempel følge en

strammere bøyeradius i nedhengsbøyingsseksjonen uten å risikere skade. Dette tillater en mer kompakt stigerørsanordning. I tillegg har et fleksibelt stigerør bedre egenskaper når det gjelder materialtretthet, det er mindre følsomt overfor virvelinduserte vibrasjoner og kan romme et større område av relativ bevegelse mellom sin øvre ende og

landingspunktet. Å styre bøyningsradiusen til fleksible rør er imidlertid kritisk med hensyn til pålitelighet.

Oppfinnelsen dreier seg særlig om fleksible stigerøranordninger i hvilke et havbunnsanker eller -fundament som virker på stigerøret, styrer landingspunktet, slik at spenning i stigerøret overføres til ankeret og ikke til havbunnen ved landingspunktet. Slike ankere karakteriserer steep-S- og steep-wave-konfigurasjonene.

Sammen med ankeret kreves en føringsanordning for å holde et fleksibelt stigerør på det ønskede landingspunktet, samtidig som stigerøret beskyttes mot overdreven bøying eller materialtretthet i nedhengsbøyingsseksjonen.

For eksempel beskriver EP 0894938 et fleksibelt stigerør hvis stigende seksjon støttes i en steep-S-konfigurasjon. Stigerørets nedhengsbøyingsseksjon er utstyrt med en bøyebegrensningsinnretning, også kjent som en bøyebegrenser. Bøybegrensningsinnretningen omfatter en serie leddelte sammenlåsingselementer, som ryggvirvler rundt stigerøret som samvirker med hverandre når stigerøret bøyer seg. Når elementene når en bøyegrense, låser de seg sammen for å tvinge en minimum bøyeradius på stigerøret de omgir. En bøyle klemmes rundt stigerørets nedhengsbøyingsseksjon, enten direkte eller via bøyebegrensningsinnretningen. Bøylen tjores fast av en vaierkobling til et fastliggende tjoringspunkt på et dødvektsfundament.

Vaierkoblingen ifølge EP 0894938 tillater bøylen og følgelig stigerørets nedhengsbøyingsseksjon å bevege seg i forhold til fundamentet. Samtidig som bøyebegrensningsinnretningen begrenser amplituden til dynamisk bøyning, vil følgelig nedhengsbøyingsseksjonen fortsatt være utsatt for gjentatte bøyesykluser og følgelig materialtretthet. I hovedsak motstår bøyebegrensningsinnretningen statiske belastninger ved overbøying under installasjon og berging av stigerøret, men den kan ikke effektivt motstå dynamiske belastninger forårsaket av bevegelse av stigerøret under drift.

GB 2410756 beskriver én av søkerens tidligere løsninger for å forankre nedhengsbøyingsseksjonen til et fleksibelt stigerør. Denne løsningen omfatter et undersjøisk fundament utstyrt med en blokkskive for å trekke nedhengsbøyingsseksjonen i posisjon på toppen av fundamentet, til hvilket nedhengsbøyingsseksjonen deretter forbindes med sjakler.

I GB 2410756 er nedhengsbøyingsseksjonen kledd med en hylse ved hjelp av en stiv krummet ledning som må festes på det fleksible stigerøret før legging. Vinkelen mellom den horisontale bunnseksjonen og den stående stigende seksjonen av stigerøret forhåndsbestemmes av ledningens krumning og er slik fastliggende før legging. Følgelig kan ikke buen tegnet av nedhengsbøyingsseksjonen endres under eller etter legging for å tilpasse toleranser i fundamentets posisjon og rørledningsseksjonenes lengde.

US 2007/0081862A1 vedrører en rørledningssammenstilling og en fremgangsmåte for å installere en rørledningssammenstilling, hvori rørledningen strekker seg minst delvis på en havbunn og krummer oppover fra havbunnen langs en krum seksjon derav, idet rørledningen strekker seg mot en leveringsende tilveiebrakt ved vannoverflaten, hvori en forbindelsesinnretning forbinder rørledningen ved et koblingspunkt til en forankringsinnretning på havbunnen for å hindre koblingspunktet i å bevege seg oppover. Rørledningsinnretningen omfatter minst to rørledningssammenstillinger som er forbundet med hverandre i en betydelig avstand fra havbunnen. I stigerørforankringssystemet for dybvannsanvendelser er stigerøret et hybrid stigerør som holdes stående og under strekk ved hjelp av en undersjøisk oppdriftsmodul posisjonert på en dybde under påvirkningen av bølgevirkning. Følgelig begrenser stigerørforankringssystemet oppadgående bevegelse av stigerøret snarere enn bøying forårsaket av lateral bevegelse av stigerøret.

Ulike utførelsesformer av US 2007/0081862 bruker en vaier, en kjetting eller en stang som en kobling mellom et fundament og et stigerør. Under jevnt oppadgående spenning påført av et hybrid stigerør i dypt vann kan en vaier, kjetting eller stang hindre oppadgående bevegelse av stigerøret og derved effektivt opprettholde en ønsket krumning i nedhengsbøyingsseksjonen. Slike koblinger kan imidlertid ikke tåle kompresjons- eller bøyekrefter som ville påføres en kobling mellom et stigerør og et fundament i grunnere vann. I det tilfellet, som i EP 0894938 ovenfor, ville nedhengsbøyingsseksjonen utsettes for gjentatte bøyesykluser og følgelig materialtretthet.

I tillegg er en stangkobling som foreslått i US 2007/0081862 ikke praktisk å installere i grunt vann: å innrette og feste en slik stang i en beholder lar seg ikke gjøre, ettersom stigerøret vil bevege seg under installering på grunn av sjøens dynamikk og installasjonsfartøyets hiv. For å få en stangkobling til å virke, må stangen være forhåndsinstallert på fundamentet, et forbindelsessystem må beveges fra fundamentet til den frie enden av stangen, og et innrettings- og festesystem må legges til for å koble stangen og stigerøret. US 2007/0081862 foreslår ingen slike tiltak. Noen utførelsesformer ifølge US 2007/0081862 omfatter også en fiksert føring gjennom hvilken et stigerør kan gli. En slik anordning er ikke egnet til et fleksibelt stigerør, ettersom friksjon vil slite bort den ytre mantelen til et slik stigerør.

Annen teknikk som angår undersjøiske stigerør er beskrevet i publikasjonene US4695189A1, US5807027A og GB2324416A.

Det er på denne bakgrunnen at den foreliggende oppfinnelsen har blitt utformet.

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en undersjøisk fleksibel stigerørsinstallasjon, kjennetegnet ved trekkene som er angitt i patentkrav 1.

Trekk ved utførelser av foreliggende oppfinnelses stigerørsinstallasjon ifølge patentkrav 1 er angitt i patentkravene 2 til 12.

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en fremgangsmåte for å forankre et fleksibelt undersjøisk stigerør med bratt konfigurasjon til havbunnen, kjennetegnet ved trekkene som er angitt i patentkrav 13.

Trekk ved utførelser av foreliggende oppfinnelses fremgangsmåte ifølge patentkrav 13 er angitt i patentkravene 14 til 15.

I én betydning beror oppfinnelsen på en undersjøisk fleksibel stigerørsinstallasjon, omfattende: et havbunnsfundament, et fleksibelt stigerør med bratt konfigurasjon forankret til havbunnen ved hjelp av fundamentet, en festeformasjon fiksert i forhold til stigerøret på en posisjon som er hevet over havbunnen, og en lokaliseringsformasjon fiksert i forhold til fundamentet på en posisjon som er hevet over havbunnen, der lokaliseringsformasjonen kan gå i inngrep med festeformasjonen på stigerøret for å holde igjen festeformasjonen og stigerøret mot bevegelse når de slik er i inngrep.

Festeformasjonen er fiksert på praktisk vis direkte til stigerøret, men kan være bevegelig langs og låsbart i forhold til stigerøret.

Foretrukket omfatter installasjonen en stående stiv lokaliseringsstruktur som er festet stivt til eller er integrert i fundamentet, og som støtter stivt lokaliseringsformasjonen. Lokaliseringsformasjonen er på egnet vis orientert for å gå i inngrep med en ytre overflate til festeformasjonen som er innenfor 15° av vertikalen, generelt parallelt med en lignende orientert underliggende del av stigerøret.

Fordelaktig virker et trekkesystem direkte eller indirekte mellom stigerøret og fundamentet for å trekke festeformasjonen mot lokaliseringsformasjonen.

En låsemekanisme kan være tilveiebrakt for å låse festeformasjonen til lokaliseringsformasjonen. En slik mekanisme holder på egnet vis en konveks overflate til festeformasjonen i inngrep med en komplementær konkav lokaliseringsoverflate til lokaliseringsformasjonen.

Stigerøret strekker seg typisk fra en generelt horisontal bunnseksjon til en generelt stående stigende seksjon via en krum nedhengsbøyingsseksjon som strekker seg oppover fra havbunnen. I det tilfellet er festeformasjonen foretrukket posisjonert over nedhengsbøyingsseksjonen. Festeformasjonen kan for eksempel være posisjonert på nivå med en stigende seksjon av stigerøret tilstøtende til nedhengsbøyingsseksjonen.

En nedre bøyestyringsinnretning er foretrukket posisjonert mellom festeformasjonen og havbunnen for å virke på stigerørets nedhengsbøyingsseksjon. På lignende vis er en øvre bøyestyringsinnretning foretrukket posisjonert mellom festeformasjonen og en øvre ende av stigerøret for å virke på stigerørets stigende seksjon. I begge tilfeller støttes den øvre og/eller nedre bøyestyringsinnretningen på beleilig vis av festeformasjonen.

Konseptet ifølge oppfinnelsen omfatter også en fremgangsmåte for å forankre et fleksibelt undersjøisk stigerør med bratt konfigurasjon til havbunnen, der fremgangsmåten omfatter å bringe en festeformasjon i inngrep med en lokaliseringsformasjon, hvori festeformasjon er fiksert i forhold til stigerøret, og lokaliseringsformasjonen er fiksert i forhold til havbunnsfundamentet, begge på posisjoner som er hevet over havbunnen.

Fremgangsmåten omfatter foretrukket å trekke festeformasjonen i inngrep med lokaliseringsformasjonen og deretter låse festeformasjonen som er i inngrep, til lokaliseringsformasjonen.

Fordelaktig kan bøyninger i en stigende seksjon og/eller en nedhengsbøyingsseksjon til stigerøret begrenses eller avstives samtidig som korresponderende reaksjonslaster føres til fundamentet via festeformasjonen.

Festeformasjonen kan posisjoneres over havbunnen ved å bevege festeformasjonen langs stigerøret før festeformasjonen låses i forhold til stigerøret.

Oppsummert tilveiebringer oppfinnelsen et system og en fremgangsmåte for å installere, forankre og feste den nedre bøyen til et fleksibelt stigerør i bratt konfigurasjon (særlig bratt-bølge eller bratt-S) i grunt vann. En basestruktur omfatter et fundament i havbunnen og en stående struktur med en beholder for å koble det fleksible stigerøret til den stående strukturen. Et trekkesystem, slik som en returblokkskive eller vinsj, trekker det fleksible stigerøret mot beholderen.

Oppfinnelsen tillater en bøyning i et fleksibelt rør å følge en forhåndsbestemt bane og holdes mot krefter som ellers ville forårsake bevegelse som fremmer materialtretthet.

Tilbehør montert på det fleksible stigerøret kan omfatte: en bøyebegrensende innretning for å begrense krumning i bøyeregionen til det fleksible stigerøret, og en klemme for å koble et nedre punkt av en nesten vertikal stigende seksjon av stigerøret til beholderen. Tilbehør montert på det fleksible stigerøret kan også omfatte en trompetform eller en bøyeavstiver over klemmen for å håndtere bøyemomentet mellom den fikserte klemmeposisjonen og den stigende seksjonen til stigerøret, hvis vinkel i forhold til vertikalen kan være opp til 15 °. Tilbehøret kan være i stand til å gli og til å låses på det fleksible stigerøret for nøyaktig posisjonering.

For at oppfinnelsen skal bli lettere å forstå vil det nå bli henvist, gjennom eksempler, til de medfølgende tegningene i hvilke: Figur 1 er et sideriss av en ankeranordning for et fleksibelt stigerør i samsvar med oppfinnelsen, der stigerøret trekkes mot en stående stiv lokaliseringsstruktur på toppen av et undersjøisk anker, og Figur 2 korresponderer med figur 2, men viser stigerøret i inngrep med en lokaliseringsformasjon til lokaliseringsstrukturen. Figur 1 og 2 viser en ankeranordning 10 i samsvar med oppfinnelsen for å forankre et fleksibelt stigerør 12 i en steep-wave- eller steep-S-konfigurasjon i grunt vann. "Grunn" betyr at vannet er grunt nok til at bølge- eller tidevannsvirkning som er typisk for lokaliseringen, påfører bevegelse langs lengden av stigerøret 12 under drift. En slik dybde kan for eksempel være 100 m til 500 m, der ca. 150 m er typisk.

Stigerøret 12 strekker seg i kontinuerlig lengde gjennom ankeranordningen 10, og unngår følgelig en undersjøisk forbindelse, slik som en flensforbindelse, som ofte brukes ved basen av et stigerør i steep-wave-konfigurasjoner. Stigerøret 12 omfatter en stående stigende seksjon 12A som strekker seg mot overflaten (ikke vist), og en bunnseksjon 12B som strekker seg fra den stigende seksjonen 12A generelt horisontalt parallelt med havbunnen 14. En skarpt krummet nedhengsbøyingsseksjon 12C er anbrakt mellom den stigende seksjonen 12A og bunnseksjonen 12B. Nedhengsbøyingsseksjonen 12C strekker seg oppover langs stigerøret 12 fra et landingspunkt 16, ved hvilket stigerøret 12 begynner å bøye seg bort fra kontakt med havbunnen 14.

I dette eksemplet heller den stigende seksjonen 12A bratt i en vinkel på opp til 15 ° på vertikalen tilstøtende til ankeranordningen 10, selv om denne helningen vil variere i samsvar med en eventuell krumning i den stigende seksjonen 12A langs sin lengde.

Ankeranordningen 10 omfatter en rørformet hylse eller klemme 18 som omringer stigerøret 12, og er fiksert til stigerøret 12 ved en posisjon som er hevet over havbunnen 14.1 dette eksempelet er klemmen 18 posisjonert rundt bunnen av den stigende seksjonen 12A, like over nedhengsbøyingsseksjonen 12C. Her opplever stigerøret 12 og dermed klemmen 18 intet bøyemoment i en nominal konfigurasjon.

Klemmen 18 kan festes til stigerøret 12 ved friksjon eller ved sveising; festefremgangsmåten vil avhenge av materialet av hvilket stigerøret 12 er dannet. Klemmen 18 kan festes til stigerøret 12 på et offshore fabrikasjonsanlegg eller offshore om bord på et installasjonsfartøy.

Et undersjøisk anker 20 eller fundament, slik som en påle eller en dødvektsblokk, er nedsenket i havbunnen 14. En stående stiv lokaliseringsstruktur 22, hvis nedre ende er fiksert til ankeret 20 rager opp over ankeret 20. En øvre ende av lokaliseringsstrukturen 22 omfatter en lokaliseringsformasjon 24 som er formet som en beholder for å passe sammen med og holde klemmen 18 som omringer stigerøret 12.1 dette eksempelet har spesifikt lokaliseringsformasjonen 24 en komplementær konkav delvis sylinderformet seteflate 26 mot klemmen 18 i samme høyde som for klemmen 18 over havbunnen 14. Seteflaten 26 er orientert for å matche helningen til stigerøret 12 og følgelig til klemmen 18 i den høyden.

Lokaliseringsstrukturen 22 støtter en låsemekanisme 28 som virker i motsetning til lokaliseringsformasjonens 24 seteflate 26. I dette eksempelet omfatter låsemekanismen 28 begrensende bånd 30, selv om andre låseanordninger er mulige.

En vaier 32 er festet til klemmen 18 for å trekke klemmen 18 i inngrep med

lokaliseringsstrukturens 24 tetningsflate 26 under installasjon av stigerøret 12, som vist i figur 1. Ankeret 20 støtter en returblokkskive 34 rundt hvilken vaieren 28 passerer, slik at oppadgående spenning på vaieren 32 trekker klemmen 18 og stigerøret 12 nedover. Klemmen 18 ender i flenser 36 som går i inngrep med lokaliseringsformasjonen 24 over og under seteflaten 26 for å sikre aksial lokalisering av stigerøret 12.

Når vaieren 32 og blokkskiven 34 er bruk til å trekke klemmen 16 i inngrep med lokaliseringsformasjonens 24 seteflate 26 som vist i figur 2, kan låsemekanismen 28 opereres av en dykker eller ROV for å omslutte klemmen 18 på stigerøret 12. Låsemekanismen 28 trekker klemmen 18 i nærere inngrep med lokaliseringsformasjonen 24 eller i det minste hindrer at klemmen 18 trekkes bort fra og dermed går ut av inngrep med lokaliseringsformasjonen 24.

Når klemmen 18 går stivt i inngrep med lokaliseringsstrukturens 22 lokaliseringsformasjon 24, hindres klemmen 18 og stigerøret 12 i aksial og lateral bevegelse og også i rotasjon. Når klemmen 18 slik er i inngrep fungerer den som festeformasjon for å holde stigerørets 12 base i en fastliggende posisjon i forhold til havbunnen 14.

Ankeranordningen 10 omfatter ytterligere øvre og nedre bøyningsstyringsinnretninger posisjonert rundt stigerøret 12 henholdsvis over og under klemmen 18. I dette eksempelet omfatter en øvre bøyestyringsinnretning en klokkeåpning 38, trompetform eller "tulipan" som demper overbøying og materialtretthet til stigerøret 12 ved å styre bøyemomentet mellom den fastliggende klemmen 18 og den stigende seksjonen 12A til stigerøret 12.

Klokkeåpningen 38 er en generelt konisk bøyebegrenser med trompetform som vender oppover, og som støttes av klemmen 18, for eksempel ved å være fiksert til øvre ende av klemmen 18 ved hjelp av bolter. Klokkeåpningen 38 har en horn- eller trompetlignende form som er rotasjonssymmetrisk rundt en midtre lengdeakse, hvilken akse er innrettet med klemmens 18 midtre lengdeakse. Klokkeåpningen 38 kan være i to deler for å gjøre den i stand til å sammenstilles rundt stigerøret 12 offshore.

Det vil være tydelig at det stive inngrepet til klemmen 18 og lokaliseringsstrukturens 22 lokaliseringsformasjon 24 holder klokkeåpningen 38 stivt i forhold til ankeret 20 og gjør derved at klokkeåpningen 38 beskytter stigerøret 12 mer effektivt.

I dette eksempelet er den nedre bøyestyringsinnretningen en ryggvirvelbøyebegrenser 40 som omfatter samvirkende elementer av stål eller polymer. En øvre ende av bøyebegrenseren 40 er festet til klemmen 18, slik at bøyebegrenseren 40 henger fra klemmen 18 rundt stigerøret 18. Bøyebegrenseren 40 strekker seg fra klemmen 18 langs nedhengsbøyingsseksjonen 12C og forbi landingspunktet 16 til stigerørets 12 bunnseksjon 12B. Bøyebegrenseren 40 beskytter særlig stigerørets 12 nedhengsbøyingsseksjon 12C i overbøying under installasjon, som vist i figur 1, men kan også tilveiebringe beskyttelse for stigerøret 12 i drift.

I en mulig variant av oppfinnelsen trenger ikke klemmen installeres i en vinkel som ikke gir bøyemoment i en nominal konfigurasjon. I stedet kan for eksempel klemmen holdes generelt horisontalt for å skape en overbøyingsseksjon til stigerøret mellom nedhengsbøyingsseksjonen og den stigende seksjonen til stigerøret inni klemmen. I det tilfellet kan klokkeåpningen i figur 1 og 2 erstattes med en underbøyerføring som tjener som en øvre bøyestyringsinnretning.

I andre varianter av oppfinnelsen trenger ikke den øvre bøyestyringsinnretningen være en klokkeåpning eller en underbøyerføring, men kan i stedet være en bøyeavstiver, som igjen er fiksert til klemmen på egnet måte. En bøyeavstiver skiller seg fra en bøyebegrenser ved at den motstår bøying med progressivt økende motstand, særlig tilstøtende til grensesnittet mellom det fleksible stigerøret og den fikserte klemmen. På lignende vis trenger ikke den nedre bøyestyringsinnretningen være en bøyebegrenser, men kan i stedet være en bøyeavstiver eller en klokkeåpning med trompetform som vender nedover, der begge også er fiksert til klemmen på egnet måte.

Igjen - der en fiksert klemme støtter den øvre og/eller nedre bøyestyringsinnretningen, gjør dette at de beskytter stigerøret mer effektivt. Reaksjonslaster som oppstår på grunn av styring av bøyinger i stigerøret, kan også på egnet vis føres til ankeret og havbunnen via klemmen og lokaliseringsstrukturen.

Mange andre variasjoner er mulige innenfor oppfinnelsens konsept. Blokkskiven kan for eksempel være en kasteblokk hvis sideplate kan åpnes for å sette inn vaieren uten at vaieren må tres gjennom blokken. Alternativt kan en vinsj erstatte blokkskiven. For å takle høye innrettingslaster under den siste delen av inntrekkingen, kan et hydraulisk trekkesystem brukes i tillegg til en vaier, blokkskive eller vinsj, og slik potensielt redusere ankeres størrelse eller vekt.

Klemmen og/eller den øvre og/eller nedre bøyestyringsinnretningen kan anordnes for å gli langs og deretter låses til stigerøret for nøyaktig posisjonering i forhold til nedhengsbøyingsseksjonen. Slike operasjoner kan utføres over og foretrukket under vannoverflaten.

Claims (15)

1. Undersjøisk fleksibel stigerørsinstallasjon (10), omfattende: et havbunnfundament (20), et fleksibelt stigerør (12) med bratt konfigurasjon forankret til havbunnen (14) ved hjelp av fundamentet (20), en festeformasjon (18) fiksert i forhold til stigerøret (12) på en posisjon som er hevet over havbunnen (14),karakterisert veden lokaliseringsformasjon (24) fiksert i forhold til fundamentet (20) på en posisjon som er hevet over havbunnen (14), der lokaliseringsformasjonen (24) kan gå i inngrep med festeformasjonen (18) på stigerøret (12) for å holde igjen festeformasjonen (18) og stigerøret (12) mot bevegelse når de slik er i inngrep, og en låsemekanisme (28) for å låse festeformasjonen (18) til lokaliseringsformasjonen (24).

2. Installasjonen ifølge krav 1, og som omfatteren stående stiv lokaliseringsstruktur (22) som er festet stivt til eller er integrert i fundamentet (20), og som støtter stivt lokaliseringsformasjonen (24).

3. Installasjonen ifølge krav 1 eller krav 2, hvori festeformasjonen (18) er fiksert direkte til stigerøret (12).

4. Installasjonen ifølge hvilket som helst foregående krav, ytterligere omfattende et trekkesystem (32, 34) som virker direkte eller indirekte mellom stigerøret (12) og fundamentet (24) for å trekke festeformasjonen (18) mot lokaliseringsformasjonen (24).

5. Installasjonen ifølge hvilket som helst foregående krav, hvori låsemekanismen (28) holder en konveks overflate til festeformasjonen (18) i inngrep med en komplementær konkav lokaliseringsoverflate (26) til lokaliseringsformasjonen (24).

6. Installasjonen ifølge hvilket som helst foregående krav, hvori stigerøret (12) strekker seg fra en generelt horisontal bunnseksjon (12B) til en generelt stående stigende seksjon (12A) via en krum nedhengsbøyingsseksjon (12C) som strekker seg oppover fra havbunnen (14), og festeformasjonen (18) er posisjonert over nedhengsbøyingsseksjonen (12C).

7. Installasjonen ifølge krav 6, hvori festeformasjonen (18) er posisjonert på nivå med en stigende seksjon (12A) av stigerøret (12) tilstøtende til nedhengsbøyingsseksjonen (12C).

8. Installasjonen ifølge krav 6 eller krav 7, ytterligere omfattende en nedre bøyestyringsinnretning (40) posisjonert mellom festeformasjonen (18) og havbunnen (14) for å virke på stigerørets (12) nedhengsbøyingsseksjon (12C).

9. Installasjonen ifølge hvilket som helst av kravene 6 til 8, ytterligere omfattende en øvre bøyestyringsinnretning (38) posisjonert mellom festeformasjonen (18) og en øvre ende av stigerøret (12) for å virke på stigerørets (12) stigende seksjon (12A).

10. Installasjonen ifølge krav 8 eller krav 9, hvori bøyestyringsinnretningen (38, 40) støttes av festeformasjonen (18).

11. Installasjonen ifølge hvilket som helst foregående krav, hvori lokaliseringsformasjonen (24) er orientert for å gå i inngrep med en festeformasjon (18) som er innenfor 15 ° av vertikalen.

12. Installasjonen ifølge hvilket som helst foregående krav, hvori festeformasjon (18) er bevegelig langs og låsbar i forhold til stigerøret (12).

13. Fremgangsmåte for å forankre et fleksibelt undersjøisk stigerør (12) med bratt konfigurasjon til havbunnen (14), der fremgangsmåten erkarakterisert vedå bringe en festeformasjon (18) i inngrep med en lokaliseringsformasjon (24) ved å trekke festeformasjonen (18) inn i inngrep med lokaliseringsformasjonen (24) og da å låse festeformasjonen (18) som er i inngrep, til lokaliseringsformasjonen (24) ved bruk av en låsemekanisme, hvori festeformasjon (18) er fiksert i forhold til stigerøret (12) på en posisjon som er hevet over havbunnen (24), og lokaliseringsformasjonen (24) er fiksert i forhold til havbunnsfundamentet (20) på en posisjon som er hevet over havbunnen (24).

14. Fremgangsmåten ifølge krav 13, omfattende å begrense eller avstive bøyninger i en stigende seksjon (12A) og/eller en nedhengsbøyingsseksjon (12C) til stigerøret (12) mens korresponderende reaksjonslaster føres til fundamentet (20) via festeformasjonen (18).

15. Fremgangsmåten ifølge krav 13 eller krav 14, omfattende å posisjonere festeformasjonen (18) i en posisjon som er hevet over havbunnen (14), ved å bevege festeformasjonen (18) langs stigerøret (12) før festeformasjonen (18) låses i forhold til stigerøret (12).