NO339494B1

NO339494B1 - System for fortøyning av et fartøy til havs og innenbords anordning av stigerør

Info

Publication number: NO339494B1
Application number: NO20072163A
Authority: NO
Inventors: John Stephen Baross; Robin Stuart Colquhoun
Original assignee: Nat Oilwell Varco Uk Limited
Priority date: 2004-10-01
Filing date: 2007-05-02
Publication date: 2016-12-19
Also published as: US7690434B2; ATE525278T1; WO2006037964A1; EP1796958A1; CA2623963A1; BRPI0516740A8; EP1796958B1; AU2005291043B2; GB0421795D0; CN101035708A; CN101035708B; DK1796958T3; NO20072163L; BRPI0516740A; CA2623963C; US20080277123A1; AU2005291043A1; BRPI0516740B1

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører et system for fortøyning av et fartøy til havs og innenbords anordning av stigerør, og en fremgangsmåte for fortøyning av et fartøy i et havmiljø. Spesielt, men ikke utelukkende, vedrører oppfinnelsen et system for fortøyning til havs og innenbords anordning av stigerør for et fartøy, så som et flytende produksjonslagrings- og lossefartøy (FPSO) eller et flytende lagrings- og lossefartøy (FSO) og en fremgangsmåte for fortøyning av et fartøy i et havmiljø.

Innen olje- og gassundersøkelses- og produksjonsindustrien vil brønnfluider (olje og gass) fra oljebrønner til havs kunne transportere til land ved hjelp av undersjøiske rørledninger som er lagt på sjøbunnen. Imidlertid medfører installering av undersjøiske rørledninger anvendelse av reserverte rørlegningsfartøyer, med meget høye tilhørende kapitalutgifter, og anvendelsen av slike rørledninger er derfor bare kommersielt mulig i begrensede situasjoner. Som et resultat har undersøkelse av olje- og gassfelt i visse områder, spesielt slike langt til havs eller på steder med dypt vann, tidligere vist seg å være av så marginal verdi at det ikke har vært verd å utvinne de tilgjengelige olje- og gassreserver.

For å møte dette problem har det vært bevegelser i industrien i retning av utnyttelse av olje- og gassfelt til havs ved anvendelse av FPSO-er eller FSO-er. Et FPSO fortøyes på et sted til havs og er typisk koblet til et antall produksjonsbrønner for midlertidig lagring av produserte brønnfluider som periodisk eksporteres til land av tankskip. FPSO-er omfatter typisk fasiliteter for å separere utvundne brønnfluider i forskjellige bestanddeler (olje, gass og vann) for å stabilisere råoljen for transport via tankskip. FSO-er er fortøy et på samme måte og muliggjør lagring av utvundne brønnfluider og vil enten kunne kobles fra sine fortøyninger for å reise til et lossested eller de utvundne fluider vil på samme måte bli eksporteret via tankskip. I motsetning til FPSO-er har FSO-er ikke utstyr for å separere brønnfluidene i forskjellige bestanddeler og anvendes derfor i mer begrensede tilfeller, typisk for lagring av stabilisert lavtrykks råolje.

Mens noen fartøy er konstruert eller utført for disse formål er mange FPSO-er og FSO-er ombygninger av eksisterende handels-tankskip. Omhyggede fartøy av denne type har vanligvis fungert tilfredsstillende, men det foreligger et stadig behov for en betydelig reduksjon av omkostningene for å forbedre økonomien ved fremtidig utvikling og produksjon av olje- og gassfelt, spesielt dem som for øyeblikket er bedømt som marginale.

De hittil anvendte tankskip har ofte krevet omfattende ombygningsarbeide for å gjøre dem i stand til å kunne drives som FPSO eller FSO. Utstrekningen av ombygningsarbeidet avhenger av faktorer inklusive de spesielle omstendigheter som fartøyet skal fortøyes ved til havs.

Flere forskjellige systemer er blitt utviklet for fortøyning av fartøyer så som FPSO-er og FSO-er. Ved ett system strekker f.eks. samleledninger seg fra sjøbunnen til en fortøynings-sammenstilling som omfatter et flytende fortøynings-knutepunkt som er anbragt like under havoverflaten. Knutepunktet er fortøyet til havbunnen via et antall fortøyningskjettinger, og samleledningene strekker seg fra havbunnen til knutepunktet. Et fartøyet, så som et FPSO er koblet til knutepunktet ved hjelp av en skrubbekjetting som er forankret til fartøyets bakk, og skrubbekjettingen og samleledningene strekker seg over en rampe frem til fartøyets baug. Mens FPSO-et kan bevege seg som en værhane rundt på havflaten under de herskende vind/tidevannsforhold er graden av bevegelse som muliggjøres begrenset (av skrubbekjettingen og samleledningene) til omtrent en og en halv rotasjon av fartøyet i forhold til knutepunktet i hver dreieretning; fartøyet må da enten frakobles og tilbakestilles med kjettingen og samleledningene i de originale posisjoner, eller dreies tilbake til sin midtkurs ved hjelp av et annet fartøy. Ytterligere problemer omfatter at baugen må styrkes for å kunne oppta belastninger som påføres via kjettingene og samleledningene og at kjettingen og samleledningene i tidens løp slites på grunn av skrubbe-/skure-bevegelse mot fartøyets baug.

Ved et alternativt system er en oppdriftssylinder plassert med en del over og en del under havflaten. Sylinderen er fortøyet til havbunnen via en flerhet fortøyningskjettinger som er forbundet med sylinderen, og sylinderen er forbundet med et fartøy, så som et FPSO via en utliggerramme på FPSO-et. Rammen er koblet til sylinderen via en svivel for å muliggjøre at fartøyet vil kunne svinge som en værhane i vinden/tidevannet, men ikke fritt om de to ortogonale akser. Ved anvendelse krever sylinderen at den opprettholdes i vertikal orientering for å opprettholde forbindelse med rammen og å tillate bevegelse som en værhane. Vind-, bølge- og tidevanns-belastninger på FPSO-et overføres til sylinderen via rammen og vil kunne være ekstremt høye. I tilfelle av at kraften av en storm-styrtsjø feks. virker på fartøyet og søker å bevege det akterover, genereres et høyt bøyemoment ved sylindertoppen. Dette skyldes avstanden mellom stedet hvor fortøyningskjettingene er forbundet med sylinderen og stedet hvor forbindelsesrammen er koblet til sylinderen; denne avstand er bestemt ved nødvendigheten av å sikre at FPSO-et ikke treffer fortrøyningslinene. Som et resultat opplever forbindelsesrammen store krefter og er derfor en forholdsvis tung omfangsrik konstruksjon som bidrar til kompleksiteten ved ombygningen av et tankskip for anvendelse som et FPSO, og til hele vekten av konstruksjonen ved fartøybaugen. Sylinderen må likeledes være robust og tung for å utholde det store bøyemomentet.

Ytterligere systemer medfører innføringen av et roterende lite tårn i skroget av et fartøy, hvilket muliggjør inngrep med en undersjøisk bøye som først er anbragt under overflaten. Installasjon av systemer av denne type medfører dyp inntrengning i fartøyskonstruksjonen, hvilket nødvendiggjør en betydelig periode i tørrdokk. Slike systemer er derfor forholdsvis tidkrevende og dyre å installere. Videre er det vanskeligere å oppnå forbindelse mellom fartøyet og systemer av denne type, idet bøyen må befinne seg under overflaten når fartøyet nærmer seg stedet over den.

Alle systemer som er utviklet til dags dato har derfor lidt av flere mangler, inkludert at de ikke tillater fartøyet å bevege seg som en værhane kontinuerlig uten restriksjoner; at de har vært vanskelige å installere og forbindes på stedet; at de har hatt en usikker evne til hurtig, pålitelig og sikkert å kunne frakoble fartøyet; og at de har hatt en relativt begrenset sjødyktighet. Systemer som anvender en skrubbekjetting koblet til et undersjøisk knutepunkt har også hatt tendens til risiko for lokal kombinert strekk-bøye-utmattelse i den øvre fortøyningskjetting hvor den går på tvers over en rampe eller et rulleklyss på sin bane til en bakkdekk-forankring.

Disse problemer gjelder i forhold til det å bringe strømnings-stigerør eller -ledninger (ledninger for hydrokarboner eller andre fluider), innenbords, så vel som andre stigerør eller -ledninger, så som strøm-/styrekabler (feks. elektriske ledninger og hydrauliske ledninger) og navlestrenger.

Fra US 4088089 er det kjent et lagringsfartøy som er permanent fortøyd til et fortøyningsben ved hjelp av et dreibart åk på bakken av fartøyet. Fortøyningsbenet er et stigerør eller en ankerkjetting som er festet til en sokkel på sjøbunnen. Strekkorgan er montert på fartøyet og er operativt forbundet med fortøyningsbenet for å utøve strekk i dette ved å løfte åket. Toppen av fortøyningsbenet er forbundet med enden av åket gjennom en fortøyningssvivel og et kardansk opphengt fortøyningsbord eller universalledd. En fluidsvivel kan være anbragt over fortøyningsbordet eller rundt en lastbærende aksel forbundet medfortøyningsbenet.

Blant hensiktene ved utførelser av foreliggende oppfinnelse er å unngå eller redusere i det minste én av de ovenstående ulemper.

Ifølge et første aspekt ved foreliggende oppfinnelse er det tilveiebragt et system for fortøyning og innføring av stigerør for fartøy til havs som angitt i krav 1.

Ved å muliggjøre slik relativ rotasjon mellom fartøyet og det første fortøyningsorgan letter oppfinnelsen bevegelse av fartøyet ved ytre belastning, under anvendelse, og reduserer krefter som overføres til/utholdes av fartøyet og fortøynings- og stigerørsystem-komponentene. Følgelig vil koblingssammenstillingen ifølge oppfinnelsen ikke behøves for å understøtte de forholdsvis store belastninger som er funnet ved tidligere kjente systemer. Dessuten muliggjør systemet alt sannsynlig omfang av fartøyets bevegelse i forhold til det første fortøyningsorgan uten utstrakt slitasje eller skade på komponenter, hverken på systemet eller på selve fartøyet. Spesielt vil fartøyet være i stand til å bevege seg som en værhane (dvs. å bevege seg som reaksjon på utøvede vind-, bølge- og/eller tidevannsbelastninger, for å vende seg mot retningen for herskende vind, bølger og/eller tidevann) og å hive seg, stampe, rulle, stige og falle, duve og slingre.

Det vil forstås at de tre innbyrdes perpendikulære rotasjonsakser vil befinne seg rundt eller referere seg til det første fortøyningsorgan og vil bli bestemt når fartøyet befinner seg i nøytral eller ubelastet posisjon. Således har det første fortøyningsorgan tre frihetsgrader ved sin bevegelse.

Stigerøret vil kunne bestå av eller ha form av et fluidstrømnings-stigerør eller - samleledning, som kan være en ledning for hydrokarboninneholdende fluider eller andre fluider. Alternativt vil stigerøret kunne bestå av eller ha form av en strøm- og/eller styrekabel, så som en elektrisk og/eller hydraulisk kabel. Stigerøret kan være en navlestreng omfattende en samleledning og én eller flere strøm- og/eller styrekabler. Systemet vil derfor kunne muliggjøre innenbords anordning av enhver ønskelig type stigerør i et fartøy. Referanser her til innenbords anordning av et stigerør og et system for innenbords anordning av stigerør vedrører her å bringe et stigerør innenbords eller ombord i et fartøy og et slikt system.

Hvor stigerøret består av eller har form av et fluidstrømningsstigerør eller samleledning vil overføringsledningen kunne være en overførings-samleledning, og sammenkobling av det første og andre fortøyningsorgan vil kunne lette strømning av fluid mellom fluidstrømnings-stigerøret, overførings-samleledningen og fartøyet. Overførings-samleledningen vil kunne foreligge for passasje av fluid fra fluidstrømnings-stigerøret inn i overførings-samleledningen og til fartøyet og omvendt.

Hvor stigerøret består av eller har form av en strøm- og/eller styrekabel vil overføringsledningen kunne tilveiebringe en elektrisk og/eller hydraulisk og/eller annen forbindelse med stigerøret. Dette vil kunne lette strømtilførsel, dataoverføring og/eller tilførsel av hydraulisk styrefluid.

Fortrinnsvis omfatter koblingssammenstillingen videre en understøttelse innrettet til å kunne monteres på fartøyet, og det andre fortøyningsorgan vil kunne være innrettet til å monteres for bevegelse i forhold til understøttelsen. Understøttelsen kan være en utliggerunderstøttelse og kan være en bæreramme eller lignende. Understøttelsen kan være lokalisert så den rager ut over en baug eller hekk av fartøyet, eller ut fra siden av fartøyet. Dette vil tilveiebringe klaring for innretting og tilkobling av det første og andre fortøyningsorgan.

Fortrinnsvis omfatter koblingssammenstillingen også et ytre kardanorgan som vil kunne monteres for rotasjon i forhold til en del av koblingssammenstillingen, spesielt understøttelsen. Sammenstillingen vil også kunne omfatte et indre kardanorgan som er montert for rotasjon i forhold til det ytre kardanorgan. Ytterligere vil sammenstillingen kunne omfatte en roterbar kobling for å lett rotasjon av det indre kardanorgan i forhold til det første fortøyningsorgan. Den roterbare kobling, det indre kardanorgan og det ytre kardanorgan muliggjør sammen relativ rotasjon mellom fartøyet og det første fortøyningsorgan om de nevnte rotasjonsakser.

Det indre kardanorgan kan være roterbart om en indre kardanakse og det ytre kardanorgan om en ytre kardanakse. De indre og ytre kardanorganakser kan være anbragt hovedsakelig perpendikulært på hverandre. Dette vil kunne lette relativ rotasjon mellom fartøyet og det første fortøyningsorgan om to av de tre innbyrdes perpendikulære rotasjonsakser.

Den roterbare kobling vil kunne lette rotasjon mellom det indre kardanorgan og det andre fortøyningsorgan for derved å muliggjøre relativ rotasjon mellom fartøyet og det første fortøyningsorgan om én av de tre rotasjonsakser. Den roterbare kobling vil derfor kunne være anordnet mellom det indre kardanorgan og det andre fortøyningsorgan. Alternativt vil den roterbare kobling kunne lette rotasjon mellom det andre fortøyningsorgan og det første fortøyningsorgan for å muliggjøre slik rotasjon. Den roterbare kobling vil således kunne være anordnet mellom det første og andre fortøyningsorgan og vil kunne være koblet til ett av disse organer. Den roterbare kobling kan være en svivel og kan omfatte et rotasjonslager av spesielt marint lagermateriale.

Det indre og ytre kardanorgan vil kunne være ringformede ringer og den indre kardanring kan være plassert inne i den ytre kardanring. Ved foretrukne utførelser, hvor koblingssammenstillingen omfatter en understøttelse innrettet til å kunne monteres på fartøyet, vil det ytre kardanorgan kunne være roterbart montert til understøttelsen, og det indre kardanorgan vil kunne være roterbart montert til det ytre kardanorgan. Hvor det indre og ytre kardanorgan består av ringformede ringer vil den indre kardanring kunne være montert til den ytre kardanring ved hjelp av indre lagertapper og den ytre kardanring vil kunne være montert til understøttelsen ved hjelp av ytre lagertapper, idet lagertappene av den indre kardanring er plassert perpendikulært på den ytre kardanrings lagertapper.

Koblingssammenstillingen, spesielt understøttelsen (som kan være en utliggerkonstruksjon) kan være løsbart monterbar på fartøyet. Dette vil kunne lette fjerning av koblingessammenstillingen hvis det er nødvendig. Dette kan være ønskelig hvor koblingssammenstillingen feks. er anordnet på et fartøy, så som et tankskip som er ombygget for anvendelse som et FPSO eller FSO og det er ønskelig å ombygge fartøyet igjen for anvendelse som et standard tankskip.

Fortrinnsvis er det første fortøyningsorgan flytende og kan bestå av eller definere et flytende organ. Alternativt kan systemet omfatte et separat flytende organ og det første fortøyningsorgan vil kunne kobles indirekte til det flytende organ via en kjetting eller lignende. Det første fortøyningsorgan eller det flytende organ kan hovedsakelig være rørformet og kan valgfritt være sylindrisk rørformet og kan definere en innvendig kanal for opptagelse av hovedstigerøret. Dette kan tjene både til å styre stigerøret til inngrep med det første fortøyningsorgan og vil også kunne beskytte stigerøret mot skade, feks. ved kontakt med fartøyet ved stormtil stander.

Det første fortøyningsorgan og/eller det flytende organ kan være innrettet til å kunne lokaliseres på overflaten før sammenkobling av det første og andre fortøyningsorgan. Følgelig vil i det minste en del av det første fortøyningsorgan rage over havflate-nivået. Alternativt kan hele det første fortøyningsorgan være innrettet til å kunne anbringes under havflatenivået. Dette vil kunne beskytte det første fortøyningsorgan og stigerøret mot belastninger, så som vind- og bølgebelastninger. I denne situasjon vil lokaliseringen av det første fortøyningsorgan/flytende organ kunne være indikert ved hjelp av en markeringsbøye eller lignende.

Det første fortøyningsorgan kan være innrettet til å fortøyes til eller i forhold til sjøbunnen i havmiljøet via en flerhet av fortøyningsliner. Fortøyningslinene kan være kjettinglenker, fortøyningskabler av wire eller polymert tau eller annet materiale, eller en kombinasjon av disse. Fortøyningslinene kan være innrettet til å tåle belastningen av fartøyet på det første fortøyningsorgan, å opprettholde organet i stilling og/eller forhindre eller minimalisere overføring av belastninger til stigerøret. Fortøyningslinene kan være koblet til eller nær en nedre ende eller parti av det første fortøyningsorgan. Under anvendelse vil dette kunne tilveiebringe tilstrekkelig klaring mellom fortøyningslinene og fartøyets skrog når det første og andre fortøyningsorgan er forbundet.

Ved utførelsesformer av oppfinnelsen vil systemet kunne være et system for fortøyning av og anordning av stigerør innenbords i et dynamisk posisjonerbart fartøy. Som det er kjent innen industrien, er dynamisk posisjonerte (DF) fartøy i stand til å opprettholde sin geografiske posisjon ved hjelp av et styresystem som inkluderer et antall posisjonspropeller rundt fartøyets skrog. Hvor systemet er utført for anvendelse ved et slikt fartøy vil det ikke være nødvendig å fortøye det første fortøyningsorgan til eller i forhold til sjøbunnen, idet det ikke kreves at fortøyningsorganet skal holde fartøyet i stilling. Under disse omstendigheter vil stigerøret kunne utholde den forholdsvis lille belastning som det første fortøyningsorgan utsettes for på grunn av feks. vind-, bølge-og tidevannskrefter.

Det første og andre fortøyningsorgan vil kunne omfatte eller definere hhv. første og andre koblingsorganer og kan være innrettet til å kunne kobles sammen via en hurtigkoblings- og -frakoblingsanordning. Ved anvendelse vil dette kunne lette innretting, til- og frakobling av det første og andre koblingsorgan. Ett av det første og andre fortøyningsorgan vil kunne utgjøre et hannorgan og det andre et hunnorgan, hvor hunnorganet er innrettet til å oppta hannorganet for inngrep av organene. Koblingssammenstillingen kan omfatte en låseanordning for å låse sammen det første og andre fortøyningsorgan. Låseanordningen vil kunne omfatte i det minste én sperrehake, låsehake eller -tapp, som kan være innrettet til å tilveiebringe et løsbart inngrep mellom det første og andre fortøyningsorgan.

Koblingssammenstillingen kan omfatte en overgangskobling for sammenkobling av det første og andre fortøyningsorgan. Overgangskoblingen vil kunne sikres til det første fortøyningsorgan og kan således være anordnet som del av det første fortøyningsorgan og vil kunne være tilpasset for å kunne kobles løsbart til det andre fortøyningsorgan. Imidlertid vil overgangskoblingen også kunne være løsbart koblet til det første fortøyningsorgan. Overgangskoblingen kan også være innrettet til å understøtte stigerøret og kan definere en stigerør-opphengningsenhet. Løsbar sikring av stigerør- opphengnings-enheten til det første fortøyningsorgan vil kunne lette adgangen til stigerørene for vedlikehold. Koblingssammenstillingen vil kunne omfatte en jekke-sammenstilling eller -anordning for selektivt å adskille det første og andre fortøyningsorgan med en ønskelig eller egnet avstand.

Fortrinnsvis omfatter systemet en flerhet av stigerør og en tilsvarende flerhet av overføringsledninger. Hver overføringsledning kan være tilordnet et tilsvarende stigerør. Alternativt vil én eneste overføringsledning kunne være tilordnet en flerhet av stigerør. Hvor stigerøret er et fluidstrømnings-stigerør vil hvert stigerør kunne være koblet til eller tilordnet en separat brønn for strømning av brønnfluider inneholdende olje og/eller gass til fartøyet.

Overføringsledningen/hver overføringsledning kan være koblet til det/hvert respektive stigerør ved hjelp av en roterbar ledningskobling, så som en svivel eller lignende, som kan være anordnet som del av eller være tilkoblet det andre fortøyningsorgan. Dette vil kunne lette fartøyets værehanebevegelse mens forbindelse opprettholdes mellom stigerøret og overføringsledningen.

Fortrinnsvis muliggjør koblingssammenstillingen ubegrenset rotasjon av fartøyet i forhold til det første fortøyningsorgan om den ene av de nevnte rotasjonsakser, som kan være en vertikal Y-akse. Dette vil kunne lette fullstendig værhanebevegelse av fartøyet rundt det første fortøyningsorgan. Rotasjon av fartøyet i forhold til det første fortøyningsorgan om de andre to av de nevnte rotasjonsakser kan være begrenset, avhengig av dimensjonene koblingssammenstillingen og spesielt av dimensjonene av det indre og ytre kardanorgan. Imidlertid vil rotasjon på i det minste opp til 60° fra en nøytral posisjon om de andre to av de nevnte akser kunne tillates, hvilket gir opp til 120° total tillatelig rotasjon.

Systemet vil kunne omfatte en anordning for justering av en posisjon eller orientering av det andre fortøyningsorgan i forhold til det første fortøyningsorgan for å lette sammenkobling av det første og andre fortøyningsorgan. Spesielt hvor koblingssammenstillingen omfatter en roterbar kobling og indre og ytre kardanorganer vil systemet kunne omfatte en anordning for justering av en rotasjonsposisjon av det ytre kardanorgan i forhold til understøttelsen; og/eller av det indre kardanorgan i forhold til det ytre kardanorgan; og/eller en rotasjonsorientering av det første og andre fortøyningsorgan.

Foreliggende oppfinnelse vil kunne lette strømning av brønnfluider fra et stigerør i form av en fluid-samleledning via en overførings-samleledning til et fartøy. I tillegg eller alternativt vil oppfinnelsen kunne utnyttes under omstendigheter hvor det er ønskelig å losse fluid fra fartøyet via overførings-samleledningen og inn i hovedsamleledningen. Dette vil kunne lette lossing av fluid som føres av fartøyet inn i en brønn, så som for å stimulere produksjon, og/eller tilføre brønnfluider fra fartøyet til et lagrings- eller overføringssystem for etterfølgende overføring til en alternativ lokalitet. Referanser her til overføring av fluid mellom hoved-samleledningen, overførings-samleledningen og fartøyet bør derfor tolkes overensstemmende.

Ifølge et andre aspekt ved oppfinnelsen er det tilveiebragt en fremgangsmåte for fortøyning av et fartøy i et havmiljø, hvilken fremgangsmåte omfatter de trinn: å lokalisere et første fortøyningsorgan i et havmiljø;

å koble et stigerør til det første fortøyningsorgan;

å koble et andre fortøyningsorgan av en koblingssammenstilling som er montert på fartøyet til det første fortøyningsorgan, slik at relativ rotasjon mellom fartøyet og det første fortøyningsorgan om tre innbyrdes perpendikulære rotasjonsakser muliggjøre;

å koble en overføringsledning mellom fartøyet og det andre fortøyningsorgan; og å koble overføringsledningen til stigerøret.

Fremgangsmåten vil kunne omfatte kobling av et fluidtrømnings-stigerør til det første fortøyningsorgan og kobling av en overførings-samleledning til det andre fortøyningsorgan. Etter kobling av overførings-samleledningen til fluidstrømnings-stigerøret vil fremgangsmåten kunne omfatte å overføre fluid mellom fluidstrømnings-stigerøret, overførings-samleledningen og fartøyet.

Ytterligere trekk ved fremgangsmåten er definert ovenfor i forbindelse med det første aspekt ved oppfinnelsen.

Ifølge et tredje aspekt ved foreliggende oppfinnelse er det tilveiebragt et system for fortøyning av og innenbords anordning av stigerør ved et fartøy til sjøs, hvilket system omfatter;

et første fortøyningsorgan innrettet til å kunne lokaliseres i et havmiljø;

i det minste ett stigerør innrettet til å kunne kobles til det første fortøyningsorgan;

en understøttelse innrettet til å kunne monteres på et fartøy;

et ytre kardanorgan montert for rotasjon i forhold til understøttelsen;

et indre kardanorgan montert for rotasjon i forhold til det ytre kardanorgan;

et andre fortøyningsorgan innrettet til å kunne kobles til det første fortøyningsorgan;

en roterbar kobling for å lette rotasjon av det indre kardanorgan i forhold til det første fortøyningsorgan; og

i det minste én overføringsledning innrettet til å være koblet mellom fartøyet og det andre fortøyningsorgan;

hvor det første og det andre fortøyningsorgan, under anvendelse, er innrettet til å kunne forbindes for å koble overføringsledningen til stigerøret;

og hvor den roterbare kobling, det indre kardanorgan og det ytre kardanorgan sammen muliggjør rotasjon av fartøyet i forhold til det første fortøyningsorgan.

Det vil kunne være tre frihetsgrader ved bevegelse av fartøyet i forhold til det første fortøyningsorgan, hvilke tilveiebringes av det indre og det ytre kardanorgan og den roterbare kobling.

Ifølge et fjerde aspekt ved oppfinnelsen er det tilveiebragt en baug- eller hekk- eller sidefortøyning som fritt vil kunne beveges som en værhane og et system for innenbords anordning av stigerør, omfattende: anordninger for fortøyning av et bortførings-tankskip eller buffer-tankskip og/eller et FPSO til sjøbunnen og én eller flere fluid-samleledninger og/eller brønnstyre-navlestreng eller elektrisk navlestreng-stigerør som forbinder sjøbunn-utstyr med tankskipet eller FPSO-et;

hvor fortøyningssystemet omfatter i det minste tre kjetting- eller tau- eller hybrid-fortøyningsliner med eller uten ankre, hvor hver line er festet til løfteører ved den nedre ende av en sylindrisk ringformet oppdriftssylinder hvis øvre ende er festet i en spesielt utformet fortøyningssvivel som er opphengt i en kardan i en bærende utligger som rager frem fra fartøyets baug på bakkdekknivå eller ved akterenden eller en annen posisjon borte fra fartøyets esing og understøttes dessuten av konstruksjonsorganer som stikker ut fra fartøyets skrog, typisk ved bakkdekknivå eller lavere;

hvor kardanen er utformet for å kunne tilpasses et vinkelformet avvik av oppdriftssylinderens akse i forhold til skjæringspunktet for skipets kjøl- og hekkplan på pluss eller minus 60° i enhver retning som oppstår som et resultat av skipets bevegelser av første og andre orden, og som bare er gjenstand for den tvungne unngåelse av interferens med bulb-baugen;

hver fluidsamleledning og navlestreng forløper fra retningen for brønnen på sjøbunnen eller undervannns-utstyret og stiger opp som et stigerør i form av en "doven bølge" eller

en annen egnet form og entrer den nedre ende av den ringformede oppdriftssylinder via polymere bendavstivere som er festet til den nedre ende av sylinderen og rager nedenfor sylinderen, idet hver samleledning og navlestreng så stiger opp via sylinderen og via fortøyningssvivelen og kardanen til en ovenfor beliggende opphengningsramme, og derfra oppad via dobbeltventil-forsynte hurtig-frakoblinger til en flerbaners svivel-stabel med sin indre (geodetisk fikserte asimut)) del stående på den øvre del av hurtigfrakoblingssammenstillingen og stigerør-opphengningsenheten innenfor den indre ring av den spesielle fortøyningssvivel og den ytre del av den flerbaners svivelstabel som følger fartøyets asimut (svivelstabelen vil kunne bestå av én eneste banesvivel alene, ved anvendelser hvor det bare foreligger ett fluidlednings-stigerør og ingen navlestreng);

de fluid- og elektriske ledninger fra den ytre del av svivelstabelen som passerer ned mellom den midtre og den indre kardanring i form av korte bæreliner som avsluttes ved fartøyets røropplegg og kabler ved et opphengningssted i fartøyets forstavn, typisk mellom hoved- og bakkdekknivået, hvorfra fluidledningene fortsetter til nød-stengeventiler (ESDer)og en innenbords manifold;

flerbanesvivelstabelen er beskyttet mot været i et beskyttende hus som er montert på den ytre ring av fortøyningssvivelen for å gjøre det lettvint og sikkert å gjennomføre ettersyns- og vedlikeholdsarbeide på stabelen;

hvor stigerørs-opphengningsrammen er en integrert del av en spesielt utformet stigerørs-opphengnings-enhet (RHU) som ved sin øvre ende innlemmer den nedre del av den flerbaners fluidledning og den elektriske lednings hurtigfrakoblings-sammenstilling (QDC) inkludert det nedre ventil sett og som ved sin nedre ende innlemmer en spesielt utformet forriglingsboks (LC) som inneholder to sett av klinker som hhv. låser RHUen inne i oppdriftssylinderen og låser hele RHUen inkl. oppdriftssylinder-sammenstillingen inne i den indre ring av fortøyningssvivelen;

hvor RHUen er i stand til brytes (frigjøres) like ovenfor Lcen, og den øvre del av den sammen med QDCen og svivelstabelen blir jekket opp for å gi adgang ovenfor LCen for arbeide i forbindelse med innledende inntrekning og befestigelse av stigerørene og enhver etterfølgende utskiftning av stigerør;

hvor fartøyet er i stand til å avstå fra fortøyningen ved å aktivere QDCen og så frigjøre oppdriftssylinderen med RHUen fremdeles låst inne i denne, og oppdriften av oppdriftssylinderen er slik at det sikres at toppen av sylinderen og RHUen forblir over

vannivået og alle fjernings-funksjoner fjernstyres fra fartøyets bro uten at det kreves at mannskapsmedlemmer skal være til stede på eller nær anordningene som utgjør oppfinnelsen eller hele bakkdekkområdet;

hvor fortøyningssvivelen innbefatter en indeksert rotasjonsmotor eller -anordning for å muliggjøre at den indre del av fortøyningssvivelen sammen med QDC-sammenstillingen vil kunne rotere til den riktige geodetiske asimut for å kunne gjenoppta sylinderen og RHUen uavhengig av fartøyets asimut;

hvor et par vinsjer er montert i det sylindriske rom mellom den øvre del av QDCen og svivelstabelen med vinsjlinene forløpende ned gjennom QDCen for befestigelse til toppen av RHUen på oppdriftssylinderen (med mannskap stående på konstruksjonen som henger fra den indre ring av fortøyningssvivelen) når fartøyet nærmer seg for oppfanging og gjentilkobling, slik at sylinderen så vil kunne trekkes mot fartøyet og fartøyet mot sylinderen mens kardanen automatisk kommer i passende innretting for tilpasning og befestigelse;

hvor den hydrauliske tilførsel til QDCen og til klinkene i LCen sendes fra fartøyet via fluidbanesviveler i svivelstabelen, og låsene og de hydrauliske kretser og styringer er utformet for å tilveiebringe passende fungerende forriglinger og feilsikker oppførsel.

Ved et ytterligere aspekt ved oppfinnelsen er det tilveiebragt en koblingssammenstilling som definert i de vedføyede krav. Ytterligere trekk ved koblingssammenstillingen er definert ovenfor.

Utførelsesformer av foreliggende oppfinnelse vil nå bli beskrevet bare ved hjelp av eksempler under henvisning til de vedføyede tegninger, hvor

fig. 1 er et skjematisk sideriss av et fartøy vist fortøyet til et offshore system for fortøyning og innenbords anordning av stigerør i overensstemmelse med en foretrukken utførelse av oppfinnelsen,

fig. 2 er et forstørret perspektivriss av systemet og en baug av fartøyet på fig. 1,

fig. 3 er et forstørret tverrsnittsbilde av en del av et første fortøyningsorgan og en del av en koblingssammenstilling omfattende et andre fortøyningsorgan av systemet vist på fig. 1,

fig. 4 er et riss av et komplett første fortøyningsorgan av systemet på fig. 1,

fig. 5 er et tverrsnitt av det første fortøyningsorgan, etter linjen A - A på fig. 4,

fig. 6 er et forstørret riss av en del av systemet vist på fig. 1, sett fra den andre side og illustrerer når fartøyet opplever en stor støtkraft i retning akterover,

fig. 7 er et forstørret riss av en del av systemet vist på fig. 1 og illustrerer når fartøyet opplever en stor kraft i retning tverrskips,

fig. 8 er et forstørret riss av en del av en låsesammenstilling og en stigerør-opphengningsenhet av systemet vist på fig. 1,

fig. 9 er et skjematisk tverrsnitt av det første fortøyningsorgan av systemet på fig. 1, tatt på et sted hvor det støter mot en stigerør-opphengning av systemet

fig. 10 - 13 er riss som illustrerer trinnene ved en fremgangsmåte for å koble sammen det første og det andre fortøyningsorgan av systemet vist på fig. 1,

fig. 14 er et forstørret riss av en nedre del av det første fortøyningsorgan vist på fig. 4,

fig. 15 er et riss som illustrerer en del av systemet på fig. 1 under installasjon, utskiftning eller inspeksjon og vedlikehold av stigerør,

fig. 16 er et riss som illustrerer en del av systemet under en vedlikeholdsprosedyre,

fig. 17 er et perspektivriss av et fartøy vist fortøyet til et fortøynings- og samleledningssystem til havs i henhold til en alternativ utførelse av oppfinnelsen,

fig. 18 er et sideriss av baugen av et fartøy vist fortøyet til et fortøynings- og samleledningsystem til havs i henhold til en ytterligere alternativ utførelse av oppfinnelsen,

fig. 19 er et riss av systemet på fig. 18, sett før sammenkobling av det første og andre fortøyningsorgan av systemet, eller etter frakobling,

fig. 20 er sideriss av en baug av et fartøy vist fortøyet til et fortøynings- og samleledningsystem til havs i henhold til enda en ytterligere utførelse av oppfinnelsen, og

fig. 21 er et riss av systemet på fig. 20 før sammenkobling av det første og andre fortøyningsorgan av systemet.

Først skal man betrakte fig. 1, hvor det er vist et skjematisk sideriss av et fartøy 10 vist fortøyet til et system for fortøyning og innenbords anordning av stigerør i overensstemmelse med en foretrukken utførelse av foreliggende oppfinnelse, hvilket system generelt er betegnet med henvisningstallet 12. Systemet 12 er vist mer detaljert i det forstørrede perspektivriss på fig. 2, og på fig. 3 i et forstørret partielt tverrsnitt av en del av systemet 12 på fig. 1.

Fartøyet 10 vil kunne foreligge i form av et FPSO, FSO, et bortføringstankskip eller et buffertankskip og er på figurene vist fortøyet til en havbunn 14 ved hjelp av systemet 12, for overføring av brønnfluider, så som olje eller gass, til fartøyet 10. Systemet 12 omfatter et første fortøyningsorgan i form av en oppdriftssylinder 16 som er vist separat på fig. 4 og i tverrsnittet på fig. 5, som er tatt etter linjen A - A på fig. 4. Som vist på fig. 1 er oppdriftssylinderen 16 plassert i et havmiljø 18, så som en sjø eller et hav. Systemet 12 omfatter også i det minste ett, og i den viste, foretrukne utførelse, en flerhet stigerør, hvorav fem er vist på fig. 1 og er betegnet med henvisningstallene 20a - 20e. Stigerørene 20a - 20e har form av fluidstrømnings-stigerør eller samleledninger og strekker seg fra sjøbunnen 14 inn i oppdriftssylinderen 16. Den iboende oppdrift av hoved-fluidsamleledningene 20a - 20e utnyttes for å anordne ledningene i en "doven bølge"-konfigurasjon som reduserer belastningen på samleledningene og muliggjør bevegelse av oppdriftssylinderen 16 uten å overføre utstrakte belastninger til samleledningene 20a - 20e. Imidlertid omfatter sylinderen 16 oppdriftskamre 17 og er således naturlig flytende for å understøtte stigerørene 20. Det vil forstås at enhver annen alternativ konfigurasjon av samleledningene 20a - 20e vil kunne anvendes. Hver av hoved-samleledningene 20a - 20e strekker seg fra et respektivt undersjøisk brønnhode (ikke vist) eller pumpeutstyr (ikke vist) anordnet på sjøbunnen 14 for å tilføre brønnfluider via den respektive hovedsamleledning 20 til fartøyet 10.

Systemet omfatter også en koblingssammenstilling 22 som inkluderer en understøttelse

i form av en ramme 24 som er montert på en baug 26 av fartøyet 10 på bakkdekket 27, som best vist på fig. 2. Koblingssammenstillingen omfatter et andre fortøyningsorgan av systemet 12, som generelt er betegnet med henvisningstallet 28. Det andre

fortøyningsorgan 28 danner en andre kobling for tilkobling til en første kobling som defineres ved en hals 30 av oppdriftssylinderen 16.

Systemet 12 omfatter også i det minste én, ved den viste, foretrukne utførelse en flerhet overføringsledninger, hvorav seks er vist og er betegnet med henvisningstallene 32a - 32e, og som hver svarer til et respektivt stigerør 20. Overføringssamleledningene er anordnet som korte ledningslengder 32a - 32e og er hver innkoblet mellom fartøyet 10 og den andre kobling 28 og tjener til å overføre fluid via det respektive stigerør 20 til fartøyet 10 når den andre kobling 28 er koblet til oppdriftssylinderen 16, slik som mer detaljert beskrevet nedenfor.

Oppdriftssylinderen 16 er fortøyet i havmiljøet 18 ved hjelp av et antall fortøyningsliner 34 som er koblet til løfteører på sylinderen 16. Som vist på fig. 2 vil det kunne foreligge tre slike fortøyningsliner 34a - 34c og fortøyningslinene kan være kjettingkjeder, kabler, wirer eller en kombinasjon av slike. Som det vil forstås av fagfolk vil valget av den riktige fortøyningsline 34 avhenge av faktorer inklusive vanndybden i omgivelsene 18 til sjøs. Ved den viste utførelse er det imidlertid anvendt kjettingkjeder 34a - 34c som er forankret til sjøbunnen 14 og tjener til å opprettholde posisjonen av oppdriftssylinderen 16 innenfor akseptable toleranser og til å bære belastninger som ved bruk blir overført til sylinderen 16 fra fartøyet 10.

Slik det vil bli mer detaljert beskrevet nedenfor muliggjør koblingssammenstillingen 22 en relativ rotasjon mellom fartøyet 10 og oppdriftssylinderen 16 om tre innbyrdes perpendikulære rotasjonsakser X, Y og Z, som vist på fig. 2. Aksene X og Z ligger i et horisontalplan og forløpet perpendikulært på hverandre. Y-aksen ligger i et vertikalplan og forløper perpendikulært på både X- og Z-aksen. I en nøytral posisjon av systemet

12, hvor oppdriftssylinderen 16 er orientert vertikalt og ikke opptar noen ytre belastning på fartøyet 10, forløper X-aksen parallelt med en hovedlengde- eller -pilakse av fartøyet 10; Y-aksen forløper parallelt med en hovedlengdeakse av oppdriftssylinderen 16, og Z-aksen forløper parallelt med et hekk- eller tverrskipsplan av fartøyet 10.

Ved hjelp av denne anordning vil fartøyet 10 kunne bevege seg som en værhane i overensstemmelse med de fremherskende vind-, bølge- og/eller tidevannsforhold, hvorved fartøyet blir dreiet for å vende mot retningen av den påførte belastning ved rotasjon om Y-aksen. Dessuten muliggjør koblingssammenstillingen 22 en vinkelavbøyning om Z-aksen mellom fartøyet 10 og oppdriftssylinderen 16 på opptil 60° akterut og 15° forover fra nøytralposisjonen på fig. 2, som vist på fig. 6 som er et forstørret riss av systemet 12, vist når fartøyet 10 opplever en stor bølgekraft i retning akterover. Det skal bemerkes at visse komponenter av systemet 12 er utelatt fra fig. 6 for forenklet illustrasjon. Relativ rotasjon mellom fartøyet og oppdriftssylinderen 16 om X-aksen er vist på fig. 7, hvor fartøyet 10 opplever en stor tverrskipskraft som utledes fra kombinasjonen av feks. lavfrekvent slingring og hiving og bølgefrekvensrulling. De relative dimensjoner av systemet 12 og spesielt av koblingssammenstillingen 22 er slik at ubegrenset rotasjon av fartøyet 10 i en bane rundt en omkrets av oppdriftssylinderen 16 er mulig (om Y-aksen). I tillegg er disse dimensjoner slik at en vinkelformet skjevinnretting på opptil 60° fra vertikalen er mulig i enhver annen retning, som vist på fig. 6 og 7, og bare gjenstand for styring for å unngå inngrep med bulbbaugen. Således muliggjøres en total relativ bevegelse på opptil ca. 75° om Z-aksen (60° under brottsjø akterut og ca. 15° under brottsjø forut) og opp til 120° om X-aksen. Sylinderen 16 omfatter fenderlister 21 som forhindrer skade på sylinderen via tilfeldig kontakt med fartøyets baug 26.

Systemet 12 letter derfor fartøyfortøyning og innenbords anordning av stigerør selv hvor fartøyet opplever ekstreme belastninger på grunn av vind-, bølge- og/eller tidevannskrefter.

Konstruksjonen og fremgangsmåten for betjening av systemet 12 vil nå bli beskrevet mer detaljert under henvisning også til fig. 8-17.

Som best vist på fig. 2 og 3 omfatter bærerammen 24 ytre bærearmer 36 og 38 ved hvis hjelp den andre kobling 28 henger fra fartøyet 10. Koblingssammenstillingen 22 omfatter et ytre kardanorgan i form av en ytre kardanring 40 som er roterbart montert mellom de ytre bærearmer 36 og 38 ved hjelp av lagertapper 42. Koblingssammenstillingen 22 omfatter også et indre kardanorgan i form av en indre kardanring 44 som er roterbart montert til den ytre kardanring 40 ved hjelp av lagertapper 46 som er best vist på fig. 6. Lagertappen 42 og 46 er anbragt på akser som står perpendikulært på hverandre, slik at respektive rotasjonsakser av de ytre og indre kardanringer 40 og 44 også er perpendikulære.

En indre flensforsynt svivelring 48 er montert og henger fra den indre kardanring 44 og den indre kardanring 44 og den indre svivelring 48 definerer sammen en svivel 50. Dette letter rotasjon mellom den indre kardanring 44 og den indre svivelring 48 via egnede lagre (ikke vist). En integrert konstruksjon i form av et nedre hus 52 er koblet til og strekker seg nedad fra den indre svivelring 48, og den andre kobling 28 er koblet til den indre svivelring 48 og strekker seg langs det nedre hus 52 og henger således fra den indre kardanring 44.

Den ytre kardanring 40 letter vinkelforskyvning mellom fartøyet 10 og oppdriftssylinderen 16 i retning forover og akterover, som vist på fig. 6, ved rotasjon om de ytre bærearmer 36 og 38 på lagertappene 42. På samme måte muliggjør den indre kardanring 44 vinkelforskyvning mellom fartøyet 10 og oppdriftssylinderen 16 i tverrskipsretningen på fig. 7, ved rotasjon av den indre kardanring 44 i forhold til den ytre kardanring 40 på lagertappene 46.

Den andre kobling 28 omfatter et hus 54 som er anbragt inne i og er sikret i forhold til den indre svivelring 48. Den andre kobling 28 omfatter en låseanordning 56 som danner en øvre del av en hurtigfrakobling (QDC) 58 som også er vist på fig. 8. En nedre del 63 av QDCen 58 danner del av en stigerør-opphengningsenhet (RHU) 60 som også omfatter en låsekappe 61 som er sikret til sylinderhalsen 30 ved hjelp av klinker 62a. RHUen 60 understøtter stigerørene 20 som strekker seg oppad gjennom en sentral aksel 64 av sylinderen 16 og inkluderer en låsekappe. RHUen 60 er normalt permanent låst fast til hodet eller halsen 30 av sylinderen 16 og utgjør en integrert del av sylinderen.

Fig 9 viser tverrsnitt av strømnings-stigerør 20a - 20f ved grenseflaten mellom sylinderen 16 og QDCen 58. Fig. 9 viser også hydrauliske og elektriske navlestrengkjerner 68 som anvendes for å styre drift av QDCen 58.

Som vist på fig. 8 bærer huset 54 av den andre kobling 28 en flerbaners svivelstabel 70 som omfatter et antall primære fluidsviveler 72a - 72f, som hver er tilordnet et respektivt stigerør 20 og ledningslengde 32. De primære fluidsviveler 72 tilveiebringer fluidforbindelse mellom et stigerør 20 og den respektive ledningslengde 32 og forenkler ubegrenset rotasjon av fartøyet 10 om sylinderen 16 under opprettholdelse av fluidstrømning. Koblinger vil kunne strekke seg mellom svivelene 72 og stigerørene 20. En sekundær svivel sammenstilling 74 er anordnet ovenfor eller nedenfor de primære fluidsviveler 72 og tilveiebringer klinkeaktivering fra sylinder til fortøyningssvivel; QDC-ventilaktivering; QDC-frigjøringsaktiveiing; tilkobling av navlestrengens hydrauliske ledning; tilkobling av den hydrauliske kjerne 68; og tilkobling til annet hjelpeutstyr. En valgfri metanolledning 76 og elektrisk sleperingboks 78 for håndtering av navlestrengens kraft- og signalkjerner 68 er også vist på fig. 8. Huset 54 inneholde rørnett som strekker seg fra QDCen 58 til svivelstabelen 70 og inntreknningsvinsjer (ikke vist) som anvendes under kobling, slik det vil bli beskrevet nedenfor.

I forbindelse med fig. 10 - 13 vil nå fremgangsmåten for tilkobling av den andre kobling 28 til oppdriftssylinderen 16 bli beskrevet. På fig. 10 er fartøyet 10 vist å nærme seg sylinderen 16, som er vist med RHUen 60 festet til sylinderhalsen 30 via klinker 62b. Et beskyttelsesdeksel 80 er også vist på plass på RHUen 60. En koblingsline 82 er koblet til dekselet 80 og er markert med en bøye 84. Når det er ønskelig å tilpasse den andre kobling 28 til oppdriftssylinderen 16 hektes en vinsj line 86 fast til koblingslinen 82, som vist på fig. 10. Koblingslinen 82 er da spol et inn som vist på fig. 11 og ligger an mot en nedre ende av det nedre hus 52 under rotering av koblingssammenstillingen 22 rundt bærearmene 36 og 38 via den ytre kardanring 40. Automatisk innretting av svivelen 50 og sylinderhodet av RHUen 60 er sikret under inntrekningen ved hjelp av kardanenes 40, 44 to vinkelformede frihetsgrader og sylinderens 16 to frihetsgrader.

Når sylinderen 16 er fanget opp er det viktig at asimut av stigerøroppstillingen og den nedre del av QDC-sammenstil-_ lingen 58 om stabelens sentralakse er tilpasset asimut av stigerørkoblingene på undersiden av den øvre del av QDC-sammenstillingen 58. Endelig justering kan oppnås ved hjelp av enkle mekaniske føringer (ikke vist), men asimutene må først være bragt til omtrentlig innretting ved anvendelse av et indekseringssystem (ikke vist). Dette blir gjort ved innpasning av en gear-ring på et passende nivå rundt stabelen, så som i svivelen 50 ved hjelp av en tilhørende hydraulisk motor og gear-kasse. En operatør med en fjernstyringsboks (wandering lead) befinner seg i en posisjon hvor han kan obervere at RHUen 60 og sylinderen 16 nærmer seg hverandre, og vender så stabelen for å passe til asimutene av de øvre og nedre deler.

Følgelig roteres den andre kobling 28 for å rette den inn med RHUen 60 ved å rotere svivelen 50 av indekseringssystemet. Ytterligere innvinding vil da trekke RHUen 60 inn i en innvendig kanal 88 som defineres av det nedre hus 52, som vist på fig. 12, og fartøyet 10 beveges da forover til basisposisjon med sylinderen 16 i vertikal orientering, som vist på fig. 13. Sylinderen 16 trekkes da opp og låseanordningen 56 betjenes for å gripe inn med en øvre ring 90 av RHUen, som vist på fig. 3. De nedre klinker 62a aktiveres også for å gripe inn med det nedre hus 52 og sylinderen 16 er låst og bæres i huset ? og er klar for drift.

Etter tilkobling av egnet testing av systemets 12 integritet vil fluidkommunikasjon mellom stigerørene 20 og fartøyet 10 via de primære fluidsviveler 72 og ledningslengder 32 kunne påbegynnes. Den ytre kardanring 40, den indre kardanring 44 og svivelen 50 muliggjør fullt omfang av fartøyets bevegelse ved vind-, bølge- og tidevannsbelastning, inklusive enhver kombinasjon av stamping, duving, rulling, stigning, hiving og dreining og også værhanebevegelse (en spesiell manifestasjon av dreining) uten nødvendighet for frakobling fra oppdriftssylinderen 16. Bevegelse av sylinderen 16 under belastning, som feks. vist på fig. 6 og 7, bevirker en grad av bøyning av stigerørene 20 hvor de entrer sylinderen 16. Følgelig, som vist på fig 14, som er et forstørret riss av en nedre del av oppdriftssylinderen 16, er det anordnet bendavstivere 92 rundt stigerørene 20; to slike bendavstivere 92a og 92b er vist på stigerørene 20a og 20b. Disse tilveiebringer beskyttelse av stigerørene 20 mot skade ved kontakt med sylinderen 16.

Når det er ønskelig å oppheve forbindelsen med oppdriftssylinderen 16, vil det kunne gjennomføres en styrt opphevelse i pent vær. Dette oppnås ved å frigjøre låseanordningen 56 og klinkene 62a og fire sylinderen 16 til posisjonen på fig. 13. Dette tilveiebringer en klaring 94 som letter adgangen til igjen å sikre beskyttelsesdekselet 80 og koblingslinen. RHUen 60 fires da ut av det nedre hus 52. Koblingslinen 86 vil da kunne frakobles og fartøyet 10 vil kunne bevege seg bort fra sylinderens 16 posisjonering, feks. for passering til losselokalisering eller hvis det er ønskelig å forlate olje-/gassfeltet. Under visse omstendigheter, så som en nødoppgivelse, eller i tung sjø, vil det ikke være tillatt for mannskapet å oppholde seg i nærheten og RhUen vil kunne frigjøres uten noe beskyttende deksel.

Fig. 15 viser en optimal vedlikeholdesprosedyre hvor låseanordningen 56 er frigjort og en jekksammenstilling 89 er aktivert. Denne bærer huset 54 oppad for å tilveiebringe en klaring 94 for adgang til RHUen 60.

Under andre omstendigheter vil det kunne være ønskelig eller nødvendig å ha adgang til RHUen 60 for å gjennomføre vedlikeholdsarbeide, så som på understøttelser for stigerørene 20 eller for å gjennomføre installasjon/utskiftning av stigerør. For å muliggjøre dette betjenes klinkeorganene 62a for å frigjøre en nedre ring 96 av RHUen 60 og jekksammenstillingen 89 aktiveres for å bære det andre koblingshus 54 og RHUen oppad for å tilveiebringe en klaring 98 for adgang til innsiden av RHUen 60 og stigerørene 20, som vist på fig. 16.

Fig. 16 viser nettopp den første kobling av FPSOet til sylinderen 16; sylinderen 16 (uten RHUen 60) og dennes fortøyninger 34 er installert før FPSOet 10 ankommer feltet. Stigerørene 20 er likeledes installert før FPSOets ankomst og er forsynt med bøye. RHUen er installert på FPSOet 10 på skipsverftet. Den øvre del av RHUen 60 er den nedre del av QDCen 58, og QDCen 58 er låst i tilkoblet modus. Når FPSOet 10 ankommer stedet blir sylinderen fanget opp og innfestet, bunnen av RHUen 60 blir innfestet i den, RHUen 60 frigjort ved mellomnivået og hele stabelen oppad fra dette frigjorte nivå blir jekket opp for å gi adgang for kobling av stigerør til stigerørs-opphengningflenser. En vinsj oppfangningsline 82 (eller linen av en midlertidig liten vedlikeholdskran deployeres, bringes gjennom sylinderens 16 kjerne, bringes tilbake opp til overflaten og forbindes med det første stigerør 20a som er blitt hevet til overflaten og frigjort fra den midlertidige bøye. Denne aktivitet krever assistanse fra et annet fartøy; stigerørinstallasjon og -utskiftning er sjeldne hendelser. Det assisterende fartøy senker da toppen av stigerøret 20a inntil det befinner seg nedenfor sylinderen 16 og vekten av stigerøret 20a overføres til inntrekningslinen 82. Stigerøret 20a blir så trukket opp og opphengningsflensen boltes fast. Dette krever god adgang for "Hydratight" (TM) bolteutstyr og operatørene, som følge av behovet for å bryte RHUen 60 og jekke den fra hverandre. Denne prosess gjentas for hvert av stigerørene 20.

På fig. 17 er vist et perspektivriss av et fartøy 110 fortøyet til et fortøynings- og samleledningssystem til havs ifølge en alternativ utførelse av foreliggende oppfinnelse, hvor systemet generelt er betegnet med henvisningstallet 112. Systemet 112 er hovedsakelig lik systemet 12 på fig. 1 - 16 og like komponenter har fått samme henvisningstall tillagt 100. Fartøyet 110 kan være et fartøy lik fartøyet som er beskrevet ovenfor i forbindelse med fig. 1 - 16, men vil typisk være et FSO. Systemet 112 avviker fra systmet 12 ved at det bare omfatter ett eneste stigerør 120 og tilhørende ledningslengde 132 og krever derfor ikke flerbane-svivelstabelen 70 av systemet 12. Dessuten, med bare ett eneste stigerør 20 vil det ikke kreves noe indekseringsystem.

På fig. 18 er vist sideriss av en baug 226 av et fartøy 210 som er vist fortøyet til et system for fortøyning og innenbords anordning av stigerør til havs, i overensstemmelse med en ytterligere alternativ utførelse av foreliggende oppfinnelse, hvor systemet generelt er betegnet med henvisningstallet 212. Systemet 212 er hovedsakelig lik systemet 12 som vist på fig. 1 - 16 og like komponenter er forsynt med samme henvisningstall tillagt 200. Fartøyet 210 på fig. 18 er et DP-fartøy så som et FPSO, og omfatter posisjoneirngsorganer (ikke vist) for å vedlikeholde fartøyet på en fast geografisk beliggenhet. Dette gjør det mulig at fartøyet 210 kan holde seg på plass, dvs. i nærheten av en bøye 216 som danner et første fortøyningsorgan av systemet 212. Da fartøyet 210 er dynamisk posisjonert er det ikke nødvendig at bøyen 216 er fortøyet i forhold til havbunnen 14 ved hjelp av tunge fortøyningsliner, så som kjettingene 34, dette fordi bøyen 216 ikke behøver å overføre belastninger fartøyet 210 utsettes for på grunn av vind, bølger eller tidevann til havbunnen 14. Følgelig vil stigerør 220 være i stand til å holde bøyen 216 tilnærmelsesvis på plass. Imidlertid vil idekseringssystemet kunne utnyttes til å bøte på friksjon i en svivel av systemet 212; indekseringssystemet vil kunne aktiveres for å opprettholde en dreieposisjon (om Y-aksen) av bøyen 216. Dette sikrer at den nedre sammenstilling ikke dreier med FPSOet, som beveger seg som en værhane, hvilket kunne resultere i at stigerørene 220 vrir seg rundt hverandre og de enkelte stigerør 220 utsettes for utstrakt skadelig vridning. Stigerørene 220 blir således holdt på en konstant geodetisk asimut. I denne situasjon vil indekseringsmotoren bli styrt automatisk ved hjelp av et system av gyrokompasser og en datamaskin (ikke vist) med en manuell overstyring for nødsituasjoner.

Som vist på fig. 19, som er et riss sett før tilkobling av en andre kobling 218 til bøyen 216, hvor bøyens 216 naturlige oppdrift er slik at bøyen innledningsvis befinner seg under havflaten 19 og en markeringsbøye 284 indikerer lokaliseringen av den primære bøye 216. Ved lokalisering av bøyen 216 under havflaten 19 blir bøyen skjermet mot ytre belastninger på overflaten. Ellers er systemet 212 av samme konstruksjon og drives som systemet 12 på fig. 1 - 16.

På fig. 20 er vist sideriss av en baug 326 av et fartøy 310 som er vist fortøyet til et system for fortøyning og innenbords anordning av stigerør i overensstemmelse med enda en ytterligere alternativ utførelse av foreliggende oppfinnelse, hvor systemet generelt er betegnet med henvisningstallet 312. Systemet 312 er hovedsakelig lik systemet 12 på fig. 1 - 16 og like komponenter er forsynt med samme henvisningstall tillagt 300. På samme måte som ved systemet 212 på fig. 18 og 19, er imidlertid fartøyet 310 et DP-fartøy. Følgelig krever ikke det første fortøyningsorgan av systemet 312, som har form av en sylinder 316 (lik sylinderen 16 av systemet 12), å måtte fortøyes i forhold til havbunnen 14 ved hjelp av tunge fortøyningsliner; stigerørene er i stand til å holde sylinderen 316 tilnærmet på plass.

Som vist på fig. 21, som er et riss, sett før kobling av en andre kobling 318 til sylinderen 316, hvor sylinderens 316 naturlige oppdrift er slik at den innledningsvis befinner seg på et nivå lik nivået for sylinderen 16. Om ønskelig vil imidlertid sylinderen 316 innledningsvis kunne befinne seg under havflaten 19 på samme måte som bøyen 216 av systemet 212.

Forskjellige modifikasjoner vil kunne foretas ved det foregående uten å avvike fra oppfinnelsen ånd og rekkevidde.

F.eks. omfatter de ovenfor beskrevne utførelser av oppfinnelsen justerbare koblinger i form av indre og ytre kardanorganer som letter relativ rotasjon mellom fartøyet og det første fortøynigsorgan om to rotasjonsakser. Imidlertid vil systemet kunne omfatte hvilke som helst alternative, justerbare koblinger istedenfor kardanene.

Systemet vil kunne omfatte ethvert egnet stigerør som finnes i havmiljøet og som anvendes innen olje- og gassutvinnings- og produksjonsindustrien for å bringe stigerøret ombord eller innenbords i et fartøy.

Ved utførelsene av oppfinnelsen, hvor et DP-fartøy er fortøyet ved anvendelse av systemet, vil fartøyet kunne bevege seg som en værhane rundt det første fortøyningsorgan, roterende om en vertikal Y-akse med en liten eller minimal rotasjon om de andre rotasjonsakser. Ved å tillate fartøyet å bevege seg som en værhane vil belastninger på fartøyet kunne reduseres.

Det første og andre fortøyningsorgan vil kunne kobles sammen ved anvendelse av en hvilken som helst alternativ koblings-/låseanordning.

Claims

1. System for fortøyning og innenbords anordning av stigerør i et fartøy til havs, hvilket system omfatter: et flytende første fortøyningsorgan innrettet til å være lokalisert i et havmiljø; et fluidstrømninsstigerør (20) innrettet til å kobles til det første fortøyningsorgan, en koblingssammenstilling (22) innrettet til å monteres på et fartøy, hvor koblingssammenstillingen omfatter: en utligger-understøttelse (24) innrettet til å kunne monteres på fartøyet; et andre fortøyningsorgan (28) montert for bevegelse i forhold til og opphengt i utligger-understøttelsen, hvor det andre fortøyningsorganet er forbindbart med det første fortøyningsorganet for å lette kobling av stigerøret og overføringsledningen samt opphengning av det første fortøyningselement i utligger-understøttelsen; et ytre kardanorgan (40) som er montert i og for rotasjon i forhold til utligger-understøttelsen; et indre kadanorgan (44) montert i og for rotasjon i forhold til det ytre kardanorgan; en roterbar kobling (48) for å muliggjøre rotasjon av det indre kardanorgan i forhold til det første fortøyningsorgan; og en svivel (72) gjennom hvilken overførigsledningen kan kobles til fluidstrømningsstigerøret; hvorved i bruk: koblingssammenstillimgen er montert på et fartøy (10) for å tillate kobling av det første og andre fortøyningsorgan, for derved å lette kobling av fluidstrømningsstigerøret og overføringsledningen gjennom svivelen; idet det ytre kardanorgan, det indre kardanorgan og den roterbare kobling sammen tillater relativ rotasjon mellom fartøyet og det første fortøyningsorgan om tre innbyrdes perpendikulære rotasjonsakser (X,Y,Z), fluidstrømningsstigerøret strekker seg oppad gjennom den innvendige passasje i det første fortøyningsorganet, gjennom den roterbare kobling og det indre og ytre kardanorganet til svivelen, og den roterbare kobling tillater ubegrenset rotasjon mellom fartøyet og det første fortøyningsorganet om en vertikal akse (Y), og svivelen bevirker fluidforbindelse mellom fluidstrømningsstigerøret og overføringsledningen og muliggjør slik ubegrenset rotasjon mens fluidstrømning opprettholdes.

2. System ifølge krav 1, hvor fluidstrømningsstigerøret og overføringsledningen, når de er koblet sammen, strekker seg gjennom en åpning i det indre kardanorganet

3. System ifølge krav 1, hvor de tre innbyrdes perpendikulære rotasjonsakser er bestemt med referanse til det første fortøyningsorgan i nøytral posisjon.

4. System ifølge et av de foregående krav, hvor stigerøret er en ledning for hydrokarboninneholdende fluider.

5. System ifølge ethvert av de foregående krav, omfattende i det minste ett ytterligere stigerør, hvor det ytterligere stigerøret er en strøm- og/eller styrekabel.

6. System ifølge ethvert av kravene 1 til 4, omfattende i det minste ett ytterligere stigerør, hvor det ytterligere stigerøret er en elektrisk og/eller hydraulisk kabel.

7. System ifølge ethvert av de foregående krav 1 til 4, omfattende i det minste ett ytterligere stigerør, hvor det ytterligere stigerøret er en navlestreng.

8. System ifølge krav 4, hvor kobling av det første og det andre fortøyningsorgan letter strømning av fluid mellom fluidstrømningsstigerøret, overføringsledningen og fartøyet.

9 System ifølge krav 8, hvor overføringsledningen er bestemt for passasje av fluid fra fluidstrømningsstigerøret inn i overføringsledningen og til fartøyet, eller omvendt.

10. System ifølge krav 5 eller 6, omfattende en overføringsledning som tilveiebringer en elektrisk og/eller hydraulisk forbindelse til stigerøret.

11. System ifølge krav 10, hvor overføringsledningen letter strømlevering, dataoverføring og/eller tilførsel av hydraulisk styrefluid.

12. System ifølge krav 13, hvor utrager-understøttelsen er anbragt så den strekker seg forbi en baug (26) av fartøyet.

13. System ifølge ethvert av de foregående krav, hvor det indre kardanorgan er roterbart om en indre kardanakse og det ytre kardanorgan er roterbart om en ytre kardan-akse.

14. System ifølge krav 13, hvor aksene for det indre og det ytre kardanorgan er anordnet hovedsakelig perpendikulært på hverandre.

15. System ifølge ethvert av de foregående krav, hvor den roterbare kobling letter rotasjon mellom det indre kardanorgan og det andre fortøyningsorgan for derved å muliggjøre relativ rotasjon mellom fartøyet og det første fortøyningsorgan om en av de tre rotasjonsakser.

16. System ifølge krav 15, hvor den roterbare kobling er anordnet mellom det indre kardanorgan og det andre fortøyningsorgan.

17. System ifølge ethvert av de foregående krave, hvor den roterbare kobling letter rotasjon mellom det andre fortøyningsorgan og det første fortøyningsorgan, hvorved relativ rotasjon mellom fartøyet og det førte fortøyningsorgan om én av de tre rotasjonsakser lettes.

18. System ifølge krav 17, hvor den roterbare kobling er anordnet mellom det første og det andre fortøyningsorgan.

19. System ifølge ethvert av de foregående krav, hvor den roterbare kobling utgjøres av en svivel.

20. System ifølge ethvert av de foregående krav, hvor det indre og det ytre kardanorgan består av ringformede ringer.

21. System ifølge ethvert av de foregående krav, hvor det indre kardanorgan er montert til det ytre kardanorgan ved hjelp av indre lagertapper (42), idet lagertappene av det indre kardanorgan er anordnet perpendikulært på det ytre kardanorgans lagertapper.

22. System ifølge et av de foregående krav, hvor koblings-sammenstillingen er frigjørbart monterbar på fartøyet.

23. System ifølge et av de foregående krav, hvor det første fortøyningsorgan er innrettet til å plasseres på overflaten før det første og det andre fortøyningsorgan forbindes med hverandre.

24. System ifølge et av kravene 1 - 22, hvor hele det første fortøyningsorgan er innrettet til å plasseres under havflatenivået før det første og det andre fortøyningsorgan forbindes med hverandre.

25. System ifølge krav 24, hvor en lokalisering av det første fortøyningsorgan før sammenkoblingen er indikert ved hjelp av en markeringsbøye.

26. System ifølge et av de foregående krav, hvor det første fortøyningsorgan er innrettet til å fortøyes til en havbunn (14) i havmiljøet ved hjelp av en flerhet fortøyningsliner (34), og fortøyningslinene er innrettet til å bære belastningen av fartøyet på det første fortøyningsorgan, å holde organet på plass og/eller å minimalisere overføring av belastninger til hovedsamleledningen.

27. System ifølge krav 26, hvor fortøyningslinene er koblet til et nedre parti av det første fortøyningsorgan.

28. System ifølge et av kravene 1 - 25, hvor systemet er bestemt for et dynamisk posisjonerbart fartøy.

29. System ifølge et av de foregående krav, hvor det første og det andre fortøyningsorgan definerer hhv. respektive første og andre koblingsorganer.

30. System ifølge krav 29, hvor det første og det andre fortøyningsorgan er innrettet til å kunne kobles sammen ved en hurtigkobling og -frakobling.

31. System ifølge et av de foregående krav, hvor det ene av det første og andre fortøyningsorgan består av et hannorgan (60, 61) og det andre av et hunnorgan (54), idet hunnorganet er innrettet til å oppta hannorganet for inngrep mellom fortøyningsorganene.

32. System ifølge et av de foregående krav, hvor koblingssammenstillingen omfatter en låseanordning (56) for å låse sammen det første og det andre fortøyningsorgan.

33. System ifølge krav 32, hvor låseanordningen omfatter i det minste én klinke (62a, 62b) som er innrettet til å tilveiebringe et frigjørbart låseinngrep mellom det første og det andre fortøyningsorgan.

34. System ifølge et av de foregående krav, hvor koblingssammenstillingen omfatter en mellomkobling (60, 61)for sammenkobling av det første og det andre fortøyningsorgan.

35. System ifølge krav 34, hvor mellomkoblingen er sikret til det første fortøyningsorgan og således er anordnet som en del av det første fortøyningsorgan og er innrettet til å kobles frigjørbart til det andre fortøyningsorgan.

36. System ifølge krav 35, hvor mellomkoblingen også er innrettet til frigjørbart å kobles til det første fortøyningsorgan.

37. System ifølge et av kravene 34 - 36, hvor mellomkoblingen er innrettet til å understøtte stigerøret og definerer en stigerørs-opphengningsenhet.

38. System ifølge krav 35, hvor koblingssammenstillingen omfatter en jekkeanordning (89) for å heve en del av koblingssammenstillingen for å tilveiebringe adkomstplass (94) for å forbinde stigerøret med stigerørs-opphengningsenheten.

39 System ifølge et av de foregående krav, omfattende en flerhet fluidstrømningsstigerør (20a-20f)og en tilsvarende flerhet overføringsledninger (32a-32e), idet hver overføringsledning er tilordnet et tilsvarende fluidstrømningsstigerør.

40. System ifølge krav 39, hvor hvert fluidstrømningsstigerør er tilordnet en separat brønn for strømning av brønnfluider til fartøyet.

41. System ifølge ethvert av de foregående krav, hvor svivelen (72) er koblet til det andre fortøyningsorgan.

42. System ifølge ethert av de foregående krav, hvor det muliggjøres rotasjon mellom fartøyet og det første fortøyningsorgan om i det minste den ene av de to andre av de nevnte akser (X, Z) på opptil 60° fra en nøytral posisjon, hvilket tilveiebringer opp til 120° total tillatelig rotasjon.

43. System ifølge et av de foregående krav, omfattende en anordning for justering av en orientering av det andre fortøyningsorgan i forhold til det først fortøyningsorgan for å lette kobling av organene.

44. System ifølge krav 43, hvor koblingssammenstillingen omfatter en indekseringsanordning for å justere en rotasjonsorientering av det første og andre fortøyningsorgan.

45. System ifølge krav 44, hvor anordningen tjener til justering av i det minste én rotasjonsposisjon av det ytre kardanorgan i forhold til utrager-understøttelsen; og av det andre kardanorgan i forhold til det ytre kardanorgan.

46. Fremgangsmåte for fortøyning av et fartøy i et havmiljø, hvilken fremgangsmåte omfatter de trinn: å lokalisere et første fortøyningsorgan i et havmiljø, hvilket første fortøyningsorgan er flytende og rørformet og danner en innvendig passasje (64) for opptagelse av et fluidstrømningsstigerør; å koble et fluidstrømningsstigerør til det første fortøyningsorgan; å henge opp et andre fortøyningsorgan av en koblingssammenstilling i en utrager-understøttelse montert på fartøyet, og montere det andre fortøyningsorgan for bevegelse i forhold til utrager-understøttelsen; å forbinde det andre fortøyningsorgan til det første fortøyningsorgan for derved å henge det første fortøyningsorgan opp i utrager-understøttelsen, idet det andre fortøyningsorganet forbindes med det første fortøyningsorganet slik at relativ rotasjon mellom fartøyet og det første fortøyningsorgan om tre innbyrdes perpendikulære rotasjonsakser muliggjøres, idet nevnte relative rotasjon tillates av et ytre kardanorgan av koblingssammenstillingen montert for rotasjon i forhold til utrager-understøttelsen, et indre kardanorgan av koblingssammenstillingen montert i og for rotasjon i forhold til det ytre kardanorganet, og en roterbar kobling av koblingssammenstillingen for å muliggjøre rotasjon av det indre kardanorgan i forhold til det første fortøyningsorganet; å anbringe fluidstrømningsstigerøret slik at det strekker seg oppad gjennom den innvendige passasje i det første fortøyningsorganet, gjennom den roterbare kobling og det indre og ytre kardanorganet til en svivel av koblingssammenstillingen; å koble en overføringsledning mellom fartøyet og det andre fortøyningsorganet; og å koble overføringsledningen til fluidstrømningsstigerøret, idet overføringsledningen og fluidstrømningsstigerøret kobles gjennom svivelen; hvor den roterbare kobling tillater ubegrenset rotasjon mellom fartøyet og det første fortøyningsorgan om en vertikal akse (Y); og svivelen bevirker fluidforbindelse mellom fluidstrømningsstigerøret og overføringsledningen og muliggjør slik ubegrenset rotasjon mens fluidstrømning opprettholdes.

47. Fremgangsmåte ifølge krav 46, hvor fluidstrømningsstigerøret og overføringsledningen i sammenkoblet tilstand strekker seg gjennom det indre kardanorgan.

48. Fremgangsmåte ifølge krav 46 eller 47, omfattende å koble fluidstrømningsstigerøret til det første fortøyningsorgan og å koble overføringsledningen til det andre fortøyningsorgan.

49. Fremgangsmåte ifølge krav 46, omfattende å overføre fluid mellom fluidstrømningsstigerøret, overføringsedningen og fartøyet.