NO782785L - Undervannsreservoar for lagring av raaolje - Google Patents

Description

"Undervannsreservoar for lagring av råolje".

Foreliggende oppfinnelse angår et stasjonært undervanns^reservoar for anbringelse på sjøbunnen i middels eller stor dybde, samt innrettet for å lagre store mengder råolje, og en fremgangsmåte for montering av sådant reservoar.

Rasjonell utvinning av oljeforekomster under havbunnen er

i praksis avhengig av et antall ytterst viktige arbeids-operasjoner, hvorav transport og lagring av den frembragte råolje på ingen måte er minst viktig. For nærværende transporteres i de fleste tilfeller den frembragte råolje gjennom undervannsrør til lagringsreservoar langs kysten og derfra til lasteanlegg for tankskip.

Oppdagelse av oljeforekomster på stadig større dyp og lenger fra kysten, £'j'ørc'det imidlertid til ét stadig større problem å transportere råoljen gjennom undervannsrør, således at det faktisk nå synes å være av betydning å se på de foreliggende muligheter for lagring av råolje på det sted hvor den utvinnes.

De reservoarer som for nærværende anvendes for dette formål

kan være av flytende type, men anvendelse av sådanne reservoarer vil være for kostnadskrevende ved meget store dybder, eller reservoarene kan være av nedsenket type, men i dette tilfelle er praktisk anvendelse for nærværende begrenset til midlere dybde, slik som f.eks. 150 meter.

Det stasjonære undervannsreservoar i henhold til foreliggende oppfinnelse er ikke beheftet med sådanne vanskeligheter i bruk, dets innstallasjon er meget enkel og et reservoar av denne art er særlig egnet for å være tilkoblet en enkelt bøye med leddet forbindelseben, for å muliggjøre lasting av sjøgående tankskip.

Dette stasjonære undervannsreservoar i henhold til foreliggende oppfinnelse vil nå bli nærmere beskrevet ved hjelp av et ikke begrensende utførelseeksempel og under henvisning til de vedføyde tegninger, hvorpå: Fig. 1, la og 2 viser henholdsvis en oversiktskisse,. etter tverrsnitt og et vertikalt lengdesnitt gjennom et undervannsreservoar i henhold til foreliggende oppfinnelse. Fig. 3 viser et sammensatt system for midlere sjødybder og som utgjøres av foreliggende stasjonære undervannsreservoar og en bøye med leddet forbindelseben; Fig. 3a viser et tverrsnitt gjennom systemet i fig. 3; og Fig. 4, 5, 6 og 7 viser flere stadier av en nedsenkning av det stasjonære undervannsreservoar og dets plassering j på tilsiktet sted på sjøbunnen, mens et tverrsnitt av

reservoaret på sin rette plass er vist i fig. 7a.

Det stasjonære undervannsreservoar kan også utnyttes som for-tøyning for en bøye for sjøgående tankskip. En sådan bøye og dens forbindelse med undervannsreservoaret er allerede beskrevet i norsk patentskrift nr. 135.088. Forbindelse-benene er forbundet både med bøyen og reservoaret ved hjelp av leddforbindelser av underversaltype, som tillater bøyen å beveges horisontalt under påvirkning av strømmer i sjøen og bølger, samt også under innflydelse av fortøyningstrekk fra et fortøyet tankskip.

For oljefelt med forholdsvis lav produksjonskapasitet kan

den øvre del av bøyen være utført slik at den rommer et lite

anlegg for behandling av råolje.

Det stasjonære undervannsreservoar i henhold til foreliggende oppfinnelse utgjøres hovedsakelig av en stålkonstruksjon av langstrakt form og hvis lengdeutstrekning er større enn dybden til sjøbunnen der hvor reservoaret skal nedsenkes.

Konstruksjonen består av lagringsceller av sylindrisk eller prismatisk tverrsnitt og anordnet langs en eller flere rekker av dobbeltbunn-typen. Avstivningsribber for celle-skallene er anordnet på utsiden av cellene, således at lagrings-cellenes innside er helt jevn.

Fundamentblokken A og mellomrommene B mellom cellene anvendes for ballastmasse. Hver lagringscelle er oppdelt i to kammere av en membran utført i gummiert seilduk som utgjør tjeneste som skillemembran mellom råolje og sjøvann. Denne separator-membran kan på sitt midtområde være utstyrt med oppsamlings-basseng av metall, for oppsamling av mulig fast sediment-material som kan foreligge i råoljen. En sådan skillemembran er allerede beskrevet og patentsøkt i norsk patentansøkning nr. 74.1256.

Det stasjonære undervannsreservoar som er gjenstand for foreliggende oppfinnelse er konstruert enten i et skipsverft eller i dokk ved anvendelse av moduler som er fremstilt på forhånd.

Ved å utnytte en prosess som nå er blitt vanlig, sjøsettes undervannstanken og slepes så til det sted som er blitt valgt for nedsenkning av tanken, slik som skjematisk vist i fig. 4.

På nedsenkningsstedet fortøyes reservoaret til en konisk

bøye som er forankret til sjøbunnen i passende avstand fra anbringelsestedet på sjøbunnen, hvoretter nedsenkningen og innstallasjonen av reservoaret innledes.

For å oppnå korrekt plassering av reservoaret på sjøbunnen, utøver utlegningsfartøyet en sådan trekkraft på reservoarr konstruksjonen under nedsenkningen at den ende av konstruksjonen som er forbundet med den koniske bøye under nedsenkningen beskriver en sirkelbue.

Selve nedsenkningen utføres ved å fylle reservoarkammerne

med sjøvann og en væske med mindre egenvekt, med begynnelse fra kammerne nærmest den koniske fortøyningsbøye.

Sjøvann kan anvendes alene hvis det sørges for å fylle det indre av noen få reservoarkammére med trykkluft, eller hvis.. kammerne er konstruert slik at de er i stand til å motstå

ytre trykk tilsvarende den vanndybde hvor reservoaret skal innstalleres.

Innstallasjonsprosessen for reservoaret finner sted i flere trinn: Trinn a) Reservoaret nedsenkes mens det svinges på langs ved innføring av en væskeballast i kammerne, ved begynnelse fra de kammere,,som befinner seg nærmest den koniske bøye. Dette trinn vedvarer inntil ytterenden av den konstruksjon som er forbundet med den koniske bøye, når sjøbunnen (fig. 5).

Trinn b) Nedsenkningen av reservoaret fortsetter etter hvert som ballasten økes eller eventuelt tyngdepunktet for den ballast som allerede er tilført, forskyves bort fra konstruksjonens innledende kontakt med sjøbunnen, ved innbyrdes utskifting av vann og nevnte fluid med mindre egenvekt (fig. 6). Skrå-stillingen av konstruksjonen blir da mindre og mindre inntil reservoaret er anbragt med hele sin lengde på sjøbunnen.

Under dette stadium er det meningen at trekkraften fra utleg-ningsfartøyet skal anpasses slik at reservoaret inntar den ønskede orientering^! forhold til sjøbunnen og også'' sørger for sikker nedsenkning.

Hvis det skal innstalleres et system sammensatt av et stasjonært undervannsreservoar og en bøye med leddede forbindelseben, håndteres bøyens ben direkte på reservoaret. Ettersom hvert ben utgjør et eget fortrengningslegeme, vil bøyens ben ved avslutning av nedsenkningsprosessen innta vertikal stilling og er således klare til å motta bøyen.

Trinn c) Såsnart reservoaret er nedlagt på sjøbunnen, til-føres det ytterligere ballast ved å fylle grusJéller sand eller et annet,passende material med egenvekt større enn vann,

i de spesielt anordnede kammejfe for dette formål, for derved å

gi reservoaret tilstrekkelig undervannsvekt til å sikre dets stabile stilling på sjøbunnen, selv under de vanskeligste værforhold (fig. 7).

Det stasjonære undervannsreservoar i henhold til oppfinnelsen utgjør en del av det sammensatte system som er beskrevet ovenfor, eller også av et system som omfatter en produksjonsplattform og en lastebøye for tankskip.

Et sådant sammensatt bygningssystem virker på følgende måte:

Den råolje som frembringes av produksjonsanlegget, som kan

være anbragt på en uavhengig plattform eller i den tidligere beskrevede bøye, slik som antydet ovenfor, svinges til å trenge inn i reservoarkamrene og presser herunder membranen nedover, således at det vann som befinner seg mellom membranen og kammeret! bunn, forskyves ut av kammeret, da den nedre del av reservoaret befinner seg i direkte forbindelse med den omgivende sjø. Innstrømningen av råolje'avbrytes så snart membranene forskyves til anlegg mot de respektive bunnflater i de respektive reservoarkammére.Når så et tankskip fortøyes til lastebøyen, tømmes reservoarene av seg selv på grunn av forskjellen i egenvekt mellom vann og olje, ved utnyttelse av det velkjente volumfdrtrengningsprinsipp.

Råoljen strømmer gjennom i spesielt anordnede slanger for

dette formål, og disse slanger kan i det viste utførelse-eksempel i fig. 3 være anordnet innvendig i de leddede for-tøyningsben for bøyen, idet oljen overføres gjennom flytende slanger fra bøyen til vedkommende tankskip.

Det stasjonære undervannsreservoar i henhold til foreliggende oppfinnelse kan gjenvinnes etter utvinningen av vedkommende oljeforekomst er avsluttet. Denne gjenvinning finner sted på følgende måte: En slange innføres i et passende antall kamre i reservoaret, idet slangen er forsynt med en kalibrert ventil, hvis kalibrering er slik at det indre trykk ikke overskrider det ytre trykk med mere enn en forut valgt forskjell, og er avpasset til reservoarets konstruktive fasthet.

Trykkluft innføres så i det indre av kammerne inntil det indre trykk når den forut valgte verdi, og ved denne prosess er det mulig å tømme kammerne og -samtidig lette reservoarets egen vekt, slik at dette kan gjenvinnes ved prosesstrinn i motsatt rekke-følge av de som ble utført ved innstallasjonen på sjøbunnen, hvilket vil si at reservoarets vekt nedsettes først ved den ende som under innstallasjonen ble sist fylt med sjøvann.

Det vil være åpenbart at det fortrengte volum av råolje ogVeller vann må være slik at også vekten av den ballast utballanseres, som sørger for at reservoaret holder seg på sjøbunnen når det er fylt med råolje.

Claims (8)

1. Stasjonært undervannsreservoar for lagring av råolje store og midlere vanndyp og utført helt i stål, karakterisert ved at nevnte reservoar er oppdelt i lagringskamre som hver arbeider i samsvar med volumfortrengningsprinsippet og er utstyrt med en skillemembran anordnet for å skille tilført råolje fra vann og utført i gummiert vev som hindrer forurensning.

2. Undervannsreservoar som angitt i krav 1, karakterisert ved at det er utført for regulert og ballansert selvnedsenkning ved fylling av lagrings:,, kammerneuten anvendelse av store overflatefartøy, bortsett fra de som er påkrevet for korrekt plassering av reservoaret.

3. Undervannsreservoar som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at det innstalleres ved hensiktsmessig fylning av væske med lav egenvekt.

4. Undervannsreservoar som angitt i krav 1-3, karakterisert ved at reservoarets inn-stallas jon finner sted i to trinn, idet reservoaret under et første trinn tvinges fra nær horisontal stilling til nær vertikal stilling ved en endekant hvilende mot /sjøbunnen, og det annet innstallasjonstrinn omfatter en svingning av reservoaret om nevnte endekant inntil det har inntatt horisontal stilling på sjøbunnen, idet innstallasjonen finner sted ved at reservoaret tvinges til å gå gjennom en rekke likevekts-stillinger både ved tilførsel av fluider med forskjellige egenvekt og ved utskiftning av nevnte fluider mellom reservoarets kammer e..

5. Undervannsreservoar som angitt i krav 1 - 4, karakterisert ved at det er utstyrt med spesielt anordnede rom, som når nedsenkningen er fullført, fylles med grus og sand eller et annet passende material med større egenvekt enn sjøvann, for således å gi reservoaret tilstrekkelig stabilitet på sjøbunnen.

6. Undervannsreservoar som angitt i krav 1-5, karakterisert ved at reservoaret inngår i et sammensatt system som også omfatter en bøye med leddede fortøyningsben for fortøyning og lasting av tankskip, idet nevnte sammensatte system også er i stand til å romme anlegg som er nødvendig for behandling og pumping av råolje.

7. Undervannsreservoar som angitt i krav 1-6, karakterisert ved at den bøye som inngår som en del av nevnte sammensatte system, kan innstalleres samtidig med reservoaret for nedsetning av både innstallerings-tid og omkostninger.

8. Undervannsreservoar som angitt i krav 1-7, karakterisert ved at reservoaret kan gjenvinnes ved innføring av trykkluft i lagringskammerne.