RU2657598C2 - Глубоководная разъемная турельная система с пологоволновой конфигурацией жесткого райзера - Google Patents
Глубоководная разъемная турельная система с пологоволновой конфигурацией жесткого райзера Download PDFInfo
- Publication number
- RU2657598C2 RU2657598C2 RU2015152044A RU2015152044A RU2657598C2 RU 2657598 C2 RU2657598 C2 RU 2657598C2 RU 2015152044 A RU2015152044 A RU 2015152044A RU 2015152044 A RU2015152044 A RU 2015152044A RU 2657598 C2 RU2657598 C2 RU 2657598C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- riser
- buoy
- wave
- transfer system
- vessel
- Prior art date
Links
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims abstract description 45
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims abstract description 45
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims abstract description 28
- 238000007667 floating Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 16
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 12
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 7
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 claims description 6
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 4
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 2
- 239000012815 thermoplastic material Substances 0.000 claims description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 abstract description 2
- 238000004873 anchoring Methods 0.000 abstract 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000002860 competitive effect Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 210000003127 knee Anatomy 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000003351 stiffener Substances 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B17/00—Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
- E21B17/01—Risers
- E21B17/012—Risers with buoyancy elements
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING
- B63B21/00—Tying-up; Shifting, towing, or pushing equipment; Anchoring
- B63B21/50—Anchoring arrangements or methods for special vessels, e.g. for floating drilling platforms or dredgers
- B63B21/507—Anchoring arrangements or methods for special vessels, e.g. for floating drilling platforms or dredgers with mooring turrets
- B63B21/508—Anchoring arrangements or methods for special vessels, e.g. for floating drilling platforms or dredgers with mooring turrets connected to submerged buoy
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING
- B63B21/00—Tying-up; Shifting, towing, or pushing equipment; Anchoring
- B63B21/50—Anchoring arrangements or methods for special vessels, e.g. for floating drilling platforms or dredgers
- B63B21/502—Anchoring arrangements or methods for special vessels, e.g. for floating drilling platforms or dredgers by means of tension legs
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING
- B63B22/00—Buoys
- B63B22/24—Buoys container type, i.e. having provision for the storage of material
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B17/00—Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
- E21B17/01—Risers
- E21B17/015—Non-vertical risers, e.g. articulated or catenary-type
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B19/00—Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables
- E21B19/002—Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables specially adapted for underwater drilling
- E21B19/004—Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables specially adapted for underwater drilling supporting a riser from a drilling or production platform
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Geology (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Ocean & Marine Engineering (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
- Revetment (AREA)
- Bridges Or Land Bridges (AREA)
Abstract
Настоящее изобретение относится к глубоководной разъемной турельной системе с пологоволновой конфигурацией жесткого райзера. Система перемещения углеводородов из месторождений, которые расположены под морским дном. Турель присоединена к добывающему углеводородному судну, плывущему по морской поверхности. Углеводороды перемещаются через, по меньшей мере, один жесткий цепной райзер, проходящий от морского дна к бую, и вышеупомянутую систему перемещения углеводородов составляют верхняя секция, по меньшей мере, одного практически жесткого райзера, непосредственно прикрепленная к бую и оборудованного обтекателями. Средняя секция жесткого райзера оборудована плавучими модулями таким образом, что она приобретает форму пологой волны. Нижняя секция практически жесткого райзера находится в контакте с морским дном на расстоянии X от вертикальной оси буя, которое составляет менее чем расстояние Y между вертикальной осью буя и якорным приспособлением причальных линий. Достигается простота и безопасность повторного соединения элементов конструкции, и сохранность их в надлежащем состоянии. 14 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение предлагает систему перемещения углеводородов на больших водных глубинах из месторождений, расположенных под морским дном, к турели, которая находится в поворотном соединении с добывающим углеводороды судном, плывущим по морской поверхности, причем углеводороды перемещаются через, по меньшей мере, один по существу жесткий цепной райзер, проходящий с морского дна, система перемещения углеводородов включает три или более групп причальных линий, разделенных равными промежутками, причем каждая группа причальных линий содержит, по меньшей мере, две отдельные причальные линии, в которых присутствуют части из сложнополиэфирных тросов, и у которых нижние концы прикрепляются к морскому дну якорным приспособлением; эти группы причальных линий с промежуточными открытыми секторами, в которых располагается, по меньшей мере, один по существу жесткий цепной райзер, по существу жесткий цепной райзер и сгруппированные причальные линии у верхних концов соединяет и поддерживает один буй, который может присоединяться и отсоединяться от нижней части турели; верхняя часть буя оборудована гидравлическим разъемом, который находится в гидравлическом соединении с верхним концом разъема по существу жесткого цепного райзера, для прикрепления к системе перемещения текучих сред к турели и для обеспечения перемещения углеводородов с морского дна на добывающее судно, причем буй оборудован плавучими приспособлениями, обеспечивающими, что при отсоединении от турели буя, включая прикрепленный по существу жесткий райзер и сгруппированные причальные линии, он плавает под волновой активной зоной в верхней половине глубины воды, предпочтительно в верхней четверти. Настоящее изобретение также предлагает причальную линию для системы перемещения углеводородов и райзер для системы перемещения углеводородов.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Все больше и больше морских углеводородных месторождений обнаруживаются в глубоководных областях, где имеется недостаточная инфраструктура, и может оказаться экономически конкурентоспособной концепция плавучей системы добычи, хранения и отгрузки (FPSO).
В рамках концепции FPSO для новых глубоководных месторождений разъемные варианты FPSO построены на основе решений, включающих судовую турель, разъемную систему и, возможно, райзер. Типичная разработка месторождения включают 12 подводных скважин глубиной 6200 футов (1900 м), которые присоединяются к четырем подводным коллекторам. Предполагается, например, что подводящие трубопроводы состоят из двух контуров, присоединяясь к системе FPSO через четыре райзера. Небольшое количество добываемого газа выводится через трубопровод, а вывоз добываемой нефти осуществляют челночные танкеры. Потенциальное требование ввода большого объема воды при высоком давлении также составляет часть предложений. Подводящие трубопроводы могут иметь номинальный диаметр 8 дюймов (20,32 см) и предназначаться для давления 7,5 килофунтов на квадратный дюйм (51,71 МПа).
Хотя месторождение обычно имеет давление на закрытой промывочной трубе, превышающее 10 килофунтов на квадратный дюйм (68,95 МПа), предполагается, что расчетное давление в подающих трубопроводах и райзерах может снижаться посредством размещения системы интегрированной защиты от высокого давления (HIPPS).
С другой стороны, потенциальное требование ввода большого объема воды при высоком давлении также является необходимым, т.е. подающий воду райзер должен быть предназначен для давления, превышающего 10 килофунтов на квадратный дюйм (68,95 МПа). Подводные конструкции могут составлять два контура (каждый из которых включает по два коллектора), которые присоединяются к системе FPSO через четыре райзера. Небольшое количество добываемого газа можно выводить через трубопровод, имеющий номинальный диаметр 6 дюймов (15,24 см), а вывоз добываемой нефти могут осуществлять челночные танкеры.
До недавних разработок глубоководной причальной технологии концепция гибридного райзера представляла собой единственное доступное решение с разъемными FPSO. Однако по сравнению с концепцией SCR или пологоволновых SCR концепция гибридного райзера имеет более сложную конструкцию, для нее требуется больше оборудования, более высокая грузоподъемность судна для установки, а также большие капитальные расходы.
В патенте США № 5957074 представлена система причала и райзера для использования с имеющим причальную турель добывающим углеводороды судном, которую составляют: три группы причальных линий, расположенных под углами, составляющими приблизительно 120°, причем каждая группа включает три отдельные причальные линии, три группы причальных линий имеют промежуточные открытые сектора, и каждая из них прикрепляется к морскому дну у первого конца и прикрепляется к турели для добычи углеводородов у второго конца; и система поддержки практически жесткого цепного райзера, расположенная в открытых секторах, чтобы поддерживать жесткий цепной райзер.
В докладе "Решения глубоководного причала и райзера для разъемных FPSO", опубликованном заявителем на конференции DOT в 2011 г., описываются также разъемные системы, такие как плавучий турельный причал (BTM), с которыми сочетаются стальные райзеры или внешняя турельная система, включающая цилиндрический буй, с которым соединяется FPSO через систему сочлененных траверс, и, таким образом, прерываются перемещения/шаговые движения FPSO от собственного цилиндрического буя SCR. Внешняя турель такого типа допускает, что стальные райзеры и шлангокабели находятся в простой цепной конфигурации. Система, включающая BTM, имеет внутреннюю турельную систему FPSO, поддерживающую разъемный буй (см. фиг. 1). Функция буя заключается в том, чтобы поддерживать причальные линии и райзеры/шлангокабели при разъеме, т.е. буй медленно опускается в толщу воды до равновесного состояния (по меньшей мере, на 50 м ниже уровня моря), где движение волн является минимальным.
Преимущество данной концепции заключается в том, что все основное оборудование (например, шарнирная колонна) остается на турели, в то время как буй остается простым, и его основная функция состоит в том, чтобы обеспечивать плавучесть в разъемной конструкции.
Известны системы пологоволновых SCR, которые непосредственно присоединяются к внутренней турели в глубоководной среде (FPSO типа BC-10).
Требуется экономичная альтернатива для гибридных райзеров, т.е. система турели и причала, в которой можно использовать стальной цепной райзер (SCR), в частности, система BTM, к которой присоединяются пологоволновые SCR.
В соединенных конструкциях, когда точки подвеса райзера совершают перемещения (вертикальные, шаговые и вращательные) вместе с судном, прерывание движений судна от точки касания (TDP) райзера достигается посредством использования распределенной плавучести в каждом райзере и шлангокабеле, и получается имеющая форму пологой волны система. Использование пологоволнового SCR является более предпочтительным, чем использование стальных райзеров и шлангокабелей в простой цепной конфигурации, потому что уменьшается полезная нагрузка райзера на буй BTM буй во время разъема.
Однако в имеющихся документах предшествующего уровня техники не описан способ обеспечения целостности компонентов таких систем, в частности, после разъема. Система согласно настоящему изобретению предусматривает определенное расположение компонентов в таком порядке, который обеспечивает целостность райзеров, шлангокабелей и причальных линий, таким образом, что становиться простым и безопасным повторное соединение, и все элементы сохраняются в надлежащем состоянии и не повреждаются.
Предлагаемая система обеспечивает, что во время разъема происходит относительное вертикальное движение между буем и судном, а также обеспечивается отсутствие соударений между двумя плавучими объектами после того, как буй отделяется от турели.
Кроме того, поскольку обеспечивается быстрое соединение и разъединение (QCDC), в результате которого можно отсоединять буй от судна в течение нескольких минут, следующая задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы даже в случае аварийного разъема отсутствовали соударения и повреждения райзеров, шлангокабелей и причальных линий.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить систему перемещения углеводородов на больших водных глубинах из месторождений, расположенных под морским дном, к турели, которая находится в поворотном соединении с добывающим углеводороды судном, плывущим по морской поверхности, причем углеводороды перемещаются через, по меньшей мере, один практически жесткий цепной райзер, проходящий с морского дна, система перемещения углеводородов включает три или более групп причальных линий, разделенных равными промежутками, причем каждая группа причальных линий содержит, по меньшей мере, две отдельные причальные линии, в которых присутствуют части из сложнополиэфирных тросов, и у которых нижние концы прикрепляются к морскому дну якорным приспособлением; три группы причальных линий с промежуточными открытыми секторами, в которых располагается, по меньшей мере, один практически жесткий цепной райзер, этот практически жесткий цепной райзер и сгруппированные причальные линии у верхних концов соединяет и поддерживает один буй, который может присоединяться и отсоединяться от нижней части турели; верхняя часть буя, оборудованная гидравлическим разъемом, которая находится в гидравлическом соединении с верхним концом разъема практически жесткого цепного райзера, для прикрепления к системе перемещения текучих сред турели и для обеспечения перемещения углеводородов с морского дна на добывающее судно, причем буй оборудован плавучими приспособлениями, обеспечивающими, что при отсоединении от турели буя, включая прикрепленный практически жесткий райзер и сгруппированные причальные линии, он плавает под волновой активной зоной в верхней половине глубины воды, предпочтительно в верхней четверти, причем верхняя секция всего практически жесткого райзера непосредственно прикреплена к бую и оборудована обтекателями, средняя секция практически жесткого райзера оборудована плавучими модулями, таким образом, что она приобретает форму пологой волны, и нижняя секция всего практически жесткого райзера находится в контакте с морским дном на радиальном расстоянии X от вертикальной оси буя, которое составляет менее чем радиальное расстояние Y между вертикальной осью буя и якорным приспособлением причальных линий. Преимущество настоящего изобретения заключается в том, что высота пологоволнового райзера составляет от 80% до 100% радиального расстояния X, и в сочетании пологоволновые райзеры и причальная система обеспечивают для судна максимальное смещение судна, составляющее 8% глубины воды, когда буй присоединяется к судну. Кроме того, высота пологоволнового райзера может составлять от 100% до 300%, например 150% радиального расстояния X.
Кроме того, в сочетании пологоволновые райзеры и причальная система могут обеспечивать для судна максимальное смещение судна, составляющее от 6 до 10% глубины воды, когда буй присоединяется к судну.
Следующее преимущество настоящего изобретения заключается в том, что верхняя часть пологоволнового райзера оборудована обтекателями, которые уменьшают силы лобового сопротивления вследствие нагрузок от течений и скорости снижения буя во время разъема, и пологоволновой райзер оборудован в своей нижней части устройствами, подавляющими вызванные вихреобразованием вибрации. Как правило, обтекатели используются по следующим трем основным причинам:
1. Подавление вызванной вихреобразованием вибрации в течениях для режимов соединения и разъема, которые являются типичными для систем стальных райзеров во всех плавучих устройствах. Можно использовать пояс обшивки или обтекатели, хотя пояс обшивки является наиболее распространенным решением, поскольку считается более устойчивым.
2. Уменьшение лобового сопротивления вследствие глубинных течений в режиме разъема, что имеет большое значение, в частности, когда течение имеет глубокий профиль и высокую интенсивность. Нагрузки лобового сопротивления на райзеры, главным образом, в горизонтальном направлении, как правило, вызывают смещение буя и заставляют буй оседать, когда причальная система является очень мягкой в режиме разъема. Одна из основных причин использования буя из пеноматериала заключается в том, что сильные течения затягивают буй на глубину до 200 м, что делает стальной буй неэкономичным.
3. Устранение или уменьшение сжатия или перенапряжения райзера во время осуществления режимов соединения и разъема. Обтекатели выполняют важную задачу уменьшения нагрузок лобового сопротивления на райзеры, главным образом, в направлении вверх, когда FPSO перемещается вертикально вниз (режим соединения), или когда буй опускается (разъем). Нагрузки лобового сопротивления вызывают сжатие или перенапряжение райзера в верхней части цепи и в области вертикального колена, когда скорость движения вниз от шагового и вертикального перемещения FPSO (режим соединения) или опускания буя (разъем) превышает пороговое значение, и с этим связана "конечная скорость райзера". Одна важная конструкционная проблема конфигурации разъемного буя и системы стальных пологоволновых райзеров (SLWR) заключается в том, чтобы сбалансировать скорость снижения буя, которая должна быть достаточно высокой для освобождения FPSO и достаточно медленной для предотвращения сжатия или перенапряжения райзера. Согласно предпочтительному варианту осуществления, пологоволновой райзер на своем верхнем конце оборудован стальным силовым соединением и/или шарнирным соединением. Согласно предпочтительному варианту осуществления, пологоволновой райзер покрыт теплоизоляционным слоем для обеспечения потока перемещаемых углеводородов.
Еще одно преимущество настоящего изобретения заключается в том, что нижняя часть пологоволнового райзера помещается горизонтально на морское дно и может на одном конце подниматься с морского дна, в то время как другой конец сохраняет свое положение на морском дне.
Следующее преимущество настоящего изобретения заключается в том, что пологоволновой райзер изготовлен из стали, композитного материала, термопластического материала или их сочетаний.
Согласно предпочтительному варианту осуществления, пологоволновой райзер включает трубчатые части, имеющие одинаковый внутренний диаметр, но различные характеристики и система для перемещения текучих сред включает, по меньшей мере, один пологоволновой эксплуатационный райзер для перемещения углеводородов из месторождения на судно, по меньшей мере, один пологоволновой райзер для вывода добытого газа с судна через подводный трубопровод и, по меньшей мере, один пологоволновой райзер для введения воды в углеводородное месторождение под морским дном. Еще одно преимущество настоящего изобретения заключается в том, что суммарная полезная нагрузка от пологоволновых райзеров составляет менее чем 1000 метрических тонн. Следующее преимущество настоящего изобретения заключается в том, что причальная линия включает две цепные части на конце, сложнополиэфирную часть между цепными частями и пружинный буй. Средняя секция практически жесткого райзера предпочтительно оборудована плавучими модулями с промежуточным поясом обшивки.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Далее настоящее изобретение будет подробно описано в отношении примерных варианты осуществления со ссылкой на сопровождающие чертежи, в числе которых:
фиг. 1 представляет внешнюю турель, присоединенную к BTM с пологоволновыми SCR согласно варианту осуществления настоящего изобретения;
фиг. 2 представляет буй BTM, который используется для соединения с внутренней турелью, согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения; и
фиг. 3 представляет систему райзеров и шлангокабелей с причальной системой FPSO и BTM с внутренней турелью.
ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1 представляет внешнюю турель, присоединенную к BTM с пологоволновыми SCR согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 1 представлена система 1 перемещения углеводородов на больших водных глубинах. Согласно варианту осуществления, представленному на фиг. 1, добывающее судно 7 причаливается к морскому дну через внешнюю турель 3, в нижней части которой может присоединяться и отсоединяться буй 6. Группы причальных линий 5 и райзеры 4 в пологоволновой конфигурации присоединяются к нижней части буя 6. Кроме того, на фиг. 1 и фиг. 3 четко видно радиальное расстояние X между вертикальной осью буя 6 и точкой, где райзер 4 находится в контакте с морским дном 2. Также четко видно, что радиальное расстояние Y между вертикальной осью буй 6 и якорными приспособлениями причальных линий 5 составляет более чем радиальное расстояние X.
Фиг. 2 представляет буй BTM, который используется для соединения с внутренней турелью, согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения. На фиг. 2 представлена турель BTM, которую составляют следующие компоненты:
- Буй BTM, взаимодействующий с внутренней турелью 12 через клетку и ряд конструкционных разъемов.
- Один или несколько конструкционных разъемов 14 между буем 6 и судном. Они могут представлять собой центральный разъем или несколько разъемов, которые распределяются вдоль окружности на верхней части буя BTM 6.
- Разъемы и отводящие устройства для добываемой текучей среды, вывода газа и каналов для шлангокабелей. Эти разъемы располагаются на верхней части буя.
- Конструкционная опорная система 13, которая перемещает полезную нагрузку турели на судно.
- Система маневрирования, состоящая из множества тележек.
- Шарнирная колонна 11, которую поддерживает балочная конструкция 10.
Основное ограничение концепции BTM в глубоководном применении обуславливает полезная нагрузка райзера и причала, которая определяет размер буя BTM, в частности, при увеличении глубины воды. Решение, которое позволяет ограничивать полезную нагрузку райзеров, заключается в том, чтобы сохранять место, имеющее форму пологой волны, на небольшой глубине ниже уровня моря. При увеличении глубины воды этот подход приводит к требованию повышенной плавучести и, следовательно, повышенной стоимости, а также к значительному увеличению нагрузки системы райзера на морское дно. Что касается уменьшения полезной нагрузки причальных линий, предложенное решение заключается в том, чтобы использовать сложнополиэфирные тросы и пружинные буи (в этом случае обеспечивается приблизительно 40 тонн чистой плавучести в расчете на одну причальную линию). I-образные трубы стальных райзеров наклонены под номинальным углом наклона райзера, позволяя отводить райзер от турели, когда FPSO устанавливается на место и присоединяется к бую. I-образные трубы шлангокабелей являются вертикальными, поскольку гибкие шлангокабели можно протягивать через соответствующие элементы жесткости на изгиб.
Каждый канал, в том числе для райзеров или шлангокабелей, имеет заданную систему разъемов и отводящих устройств на верхней части буя. Разъем/отвод предназначается для заданного давления канала и максимальной глубины буя BTM во время разъема (приблизительно 120 м). Система может отсоединяться в море при характерной высоте волны (Hs) вплоть до 8,8 м, и разъем можно осуществлять в море в состоянии, при котором Hs составляет, по меньшей мере, 2 м. Разъем можно осуществлять без помощи других судов. Более подробное описание турели и буя включает разъемы/отводы трубопроводов.
Фиг. 3 представляет систему райзеров и шлангокабелей с причальной системой FPSO и BTM с внутренней турелью. Согласно данному варианту осуществления, BTM включает внутреннюю турель FPSO 7, которая поддерживает разъемный буй 6. Буй предназначается, чтобы поддерживать причальные линии 5 и райзеры/шлангокабели 4 после разъема. Райзеры 4 имеют конфигурацию пологой волны посредством использования распределенной плавучести 8 в каждом райзере и шлангокабеле, и, следовательно, прекращаются движения судна от точки касания райзера.
Кроме того, данный чертеж четко показывает, что радиальное расстояние X между точкой касания райзера и вертикальной осью буя составляет менее чем радиальное расстояние Y между вертикальной осью буя и якорным приспособлением причальных линий.
Хотя в данном документе были описаны и проиллюстрированы конкретные варианты осуществления настоящего изобретения, следует понимать, что специалисты в данной области техники могут легко производить соответствующие модификации и видоизменения, и, следовательно, формула изобретения предназначается для интерпретации таким образом, чтобы распространяться на такие модификации и эквиваленты.
СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
1. Система перемещения
2. Морское дно
3. Внешняя турель
4. Райзер
5. Якорное приспособление
6. Буй
7. Добывающее судно
8. Распределенные плавучие модули
9. -
10. Верхняя балочная конструкция
11. Шарнирная колонна
12. Турельная конструкция
13. Опорная система
14. Конструкционный разъем
X = радиальное расстояние между точкой касания райзера и вертикальной осью буя
Y = радиальное расстояние между вертикальной осью буя и якорным приспособлением причальных линий.
Claims (19)
1. Система (1) перемещения углеводородов на больших водных глубинах из месторождений, расположенных под морским дном (2), в турель (3), которая находится в поворотном соединении с добывающим углеводороды судном, плывущим по морской поверхности, причем углеводороды перемещаются через, по меньшей мере, один по существу жесткий цепной райзер (4), проходящий от морского дна (2), содержащая:
- три или более групп причальных линий, разделенных равными промежутками, причем каждая группа причальных линий содержит, по меньшей мере, две отдельные причальные линии, в которых присутствуют части из сложнополиэфирных тросов, и у которых нижние концы прикреплены морскому дну якорным приспособлением; причем
- вышеупомянутые группы причальных линий выполнены с промежуточными открытыми секторами, в которых расположен, по меньшей мере, один по существу жесткий цепной райзер (4), причем по существу жесткий цепной райзер (4) и сгруппированные причальные линии у верхних концов соединены и поддерживаются одним буем, который может присоединяться и отсоединяться от нижней части турели (3),
- верхняя часть буя, оборудованная гидравлическим разъемом, которая находится в гидравлическом соединении с верхним концом разъема по существу жесткого цепного райзера (4), для прикрепления к системе перемещения текучих сред турели (3) и для обеспечения перемещения углеводородов с морского дна на добывающее судно, причем буй снабжен плавучими приспособлениями, обеспечивающими, что при отсоединении от турели (3) буй, включая прикрепленный по существу жесткий райзер (4) и сгруппированные причальные линии, плавает под волновой активной зоной в верхней половине глубины воды, предпочтительно в верхней четверти, отличающаяся тем, что группы райзеров присоединены к нижней части буя (6), причем верхняя секция всего по существу жесткого райзера (4) непосредственно прикреплена к бую и снабжена обтекателями, средняя секция по существу жесткого райзера (4) снабжена плавучими модулями (8) таким образом, что она приобретает форму пологой волны, и нижняя секция всего по существу жесткого райзера (4) находится в контакте с морским дном на радиальном расстоянии X от вертикальной оси буя, которое составляет менее чем радиальное расстояние Y между вертикальной осью буя и якорным приспособлением причальных линий,
причем место пологой волны находится на небольшой глубине ниже уровня моря.
2. Система перемещения углеводородов по п.1, отличающаяся тем, что высота пологоволнового райзера (4) составляет от 80% до 100% радиального расстояния X.
3. Система перемещения углеводородов по п.1, отличающаяся тем, что высота пологоволнового райзера (4) составляет от 100% до 300%, например 150%, радиального расстояния X.
4. Система перемещения углеводородов по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что пологоволновые райзеры (4) и причальная система в сочетании обеспечивают для судна максимальное смещение судна, составляющее 8% глубины воды, когда буй присоединен к судну.
5. Система перемещения углеводородов по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что пологоволновые райзеры (4) и причальная система в сочетании обеспечивают для судна максимальное смещение судна, составляющее от 6 до 10% глубины воды, когда буй присоединяется к судну.
6. Система перемещения углеводородов по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что верхняя часть пологоволнового райзера (4) снабжена обтекателями, которые уменьшают силы лобового сопротивления вследствие нагрузок от течений и скорости снижения буя во время разъема.
7. Система перемещения углеводородов по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что пологоволновой райзер (4) снабжен в своей нижней части устройствами, подавляющими вызванные вихреобразованием вибрации.
8. Система перемещения углеводородов по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что пологоволновой райзер (4) у своего верхнего конца снабжен стальным силовым соединением и/или шарнирным соединением.
9. Система перемещения углеводородов по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что пологоволновой райзер (4) покрыт теплоизоляционным слоем для обеспечения потока перемещаемых углеводородов.
10. Система перемещения углеводородов по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что нижняя часть пологоволнового райзера (4) размещена горизонтально на морском дне и выполнена с возможностью подъема на одном конце с морского дна, в то время как другой конец сохраняет свое положение на морском дне.
11. Система перемещения углеводородов по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что пологоволновой райзер (4) изготовлен из стали, композитного материала, термопластического материала или их сочетаний.
12. Система перемещения углеводородов по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что пологоволновой райзер (4) включает трубчатые части, имеющие одинаковый внутренний диаметр, но различные характеристики.
13. Система перемещения углеводородов по п.1, отличающаяся тем, что данная система для перемещения текучих сред включает, по меньшей мере, один пологоволновой эксплуатационный райзер (4) для перемещения углеводородов из месторождения на судно, по меньшей мере, один пологоволновой райзер (4) для вывода добытого газа с судна через подводный трубопровод и, по меньшей мере, один пологоволновой райзер (4) для введения воды в углеводородное месторождение под морским дном.
14. Система перемещения углеводородов по п.1, отличающаяся тем, что причальная линия включает две цепные части на конце, сложнополиэфирную часть между цепными частями и пружинный буй.
15. Система перемещения углеводородов по п.1, отличающаяся тем, что угол наклона на буе причальной линии составляет менее чем 60°, предпочтительно менее чем 45°, предпочтительнее менее чем 30° по отношению к вертикали, когда буй присоединяется к судну.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP13166710.7 | 2013-05-06 | ||
| EP13166710 | 2013-05-06 | ||
| PCT/EP2014/058558 WO2014180687A1 (en) | 2013-05-06 | 2014-04-28 | Deepwater disconnectable turret system with lazy wave rigid riser configuration |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2015152044A RU2015152044A (ru) | 2017-06-14 |
| RU2657598C2 true RU2657598C2 (ru) | 2018-06-14 |
Family
ID=48430464
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015152044A RU2657598C2 (ru) | 2013-05-06 | 2014-04-28 | Глубоководная разъемная турельная система с пологоволновой конфигурацией жесткого райзера |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9797203B2 (ru) |
| EP (1) | EP2994376B1 (ru) |
| AU (1) | AU2014264804B2 (ru) |
| CA (1) | CA2911428C (ru) |
| DK (1) | DK2994376T3 (ru) |
| MX (1) | MX2015015413A (ru) |
| RU (1) | RU2657598C2 (ru) |
| WO (1) | WO2014180687A1 (ru) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016191637A1 (en) | 2015-05-27 | 2016-12-01 | Wajnikonis Krzysztof | Flexible hang-off for a rigid riser |
| NO341927B1 (en) | 2016-05-10 | 2018-02-19 | Can Systems As | A buoy device |
| WO2017196182A1 (en) | 2016-05-10 | 2017-11-16 | Can Systems As | A buoy device |
| RU2733550C1 (ru) * | 2019-09-02 | 2020-10-05 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук (ИМАШ РАН) | Устройство для циклического погружения и всплытия морского буя |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2220092A1 (en) * | 1995-05-18 | 1996-11-21 | Den Norske Stats Oljeselskap A.S. | A method of loading and treatment of hydrocarbons |
| US20030170077A1 (en) * | 2000-03-27 | 2003-09-11 | Herd Brendan Paul | Riser with retrievable internal services |
| RU83995U1 (ru) * | 2008-12-10 | 2009-06-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Баренц-Газ" (ООО "Баренц-Газ") | Судно для добычи природного газа (судно для добычи и переработки природного газа в метанол-ректификат и хранения метанола в условиях интенсивного волнения и дрейфующих льдов) |
| WO2012032163A1 (en) * | 2010-09-09 | 2012-03-15 | Single Buoy Moorings Inc. | Disconnectable mooring system with grouped connectors |
| RU2478516C1 (ru) * | 2008-01-02 | 2013-04-10 | Наган СРИНИВАСАН | Морское плавучее основание для добычи, хранения и выгрузки, используемое в покрытой льдом и чистой воде (варианты) |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2417005A1 (fr) * | 1978-02-14 | 1979-09-07 | Inst Francais Du Petrole | Nouveau poste de mouillage et de transfert pour la production d'hydrocarbures au large des cotes |
| NO305618B1 (no) * | 1995-08-03 | 1999-06-28 | Norske Stats Oljeselskap | Stiger°r |
| US5927224A (en) * | 1996-06-21 | 1999-07-27 | Fmc Corporation | Dual function mooring lines for storage vessel |
| US5860840A (en) * | 1996-08-02 | 1999-01-19 | Fmc Corporation | Disconnectable turret mooring system utilizing a spider buoy |
| US5957074A (en) * | 1997-04-15 | 1999-09-28 | Bluewater Terminals B.V. | Mooring and riser system for use with turrent moored hydrocarbon production vessels |
| US6030145A (en) * | 1997-12-10 | 2000-02-29 | Lucent Technologies Inc. | Articulated underwater cable riser system |
| JP2992935B2 (ja) * | 1998-05-19 | 1999-12-20 | 石油公団 | 船型浮遊式石油生産システム |
| FR2790054B1 (fr) * | 1999-02-19 | 2001-05-25 | Bouygues Offshore | Procede et dispositif de liaison fond-surface par conduite sous marine installee a grande profondeur |
| US7191836B2 (en) * | 2004-08-02 | 2007-03-20 | Kellogg Brown & Root Llc | Dry tree subsea well communications apparatus and method using variable tension large offset risers |
| GB0421795D0 (en) * | 2004-10-01 | 2004-11-03 | Baross John S | Full weathervaning bow mooring and riser inboarding assembly |
| CN103661819B (zh) * | 2006-09-21 | 2017-05-10 | 国际壳牌研究有限公司 | 连接到水下管线结构的浮式系统及其使用方法 |
-
2014
- 2014-04-28 AU AU2014264804A patent/AU2014264804B2/en active Active
- 2014-04-28 RU RU2015152044A patent/RU2657598C2/ru active
- 2014-04-28 DK DK14719772.7T patent/DK2994376T3/en active
- 2014-04-28 EP EP14719772.7A patent/EP2994376B1/en active Active
- 2014-04-28 MX MX2015015413A patent/MX2015015413A/es active IP Right Grant
- 2014-04-28 CA CA2911428A patent/CA2911428C/en active Active
- 2014-04-28 WO PCT/EP2014/058558 patent/WO2014180687A1/en active Application Filing
- 2014-04-28 US US14/889,048 patent/US9797203B2/en active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2220092A1 (en) * | 1995-05-18 | 1996-11-21 | Den Norske Stats Oljeselskap A.S. | A method of loading and treatment of hydrocarbons |
| US20030170077A1 (en) * | 2000-03-27 | 2003-09-11 | Herd Brendan Paul | Riser with retrievable internal services |
| RU2478516C1 (ru) * | 2008-01-02 | 2013-04-10 | Наган СРИНИВАСАН | Морское плавучее основание для добычи, хранения и выгрузки, используемое в покрытой льдом и чистой воде (варианты) |
| RU83995U1 (ru) * | 2008-12-10 | 2009-06-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Баренц-Газ" (ООО "Баренц-Газ") | Судно для добычи природного газа (судно для добычи и переработки природного газа в метанол-ректификат и хранения метанола в условиях интенсивного волнения и дрейфующих льдов) |
| WO2012032163A1 (en) * | 2010-09-09 | 2012-03-15 | Single Buoy Moorings Inc. | Disconnectable mooring system with grouped connectors |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2911428A1 (en) | 2014-11-13 |
| AU2014264804B2 (en) | 2018-03-08 |
| WO2014180687A1 (en) | 2014-11-13 |
| US20160153247A1 (en) | 2016-06-02 |
| DK2994376T3 (en) | 2018-10-22 |
| AU2014264804A1 (en) | 2015-12-03 |
| MX2015015413A (es) | 2016-03-15 |
| CA2911428C (en) | 2021-09-28 |
| EP2994376A1 (en) | 2016-03-16 |
| US9797203B2 (en) | 2017-10-24 |
| AU2014264804A2 (en) | 2015-12-17 |
| RU2015152044A (ru) | 2017-06-14 |
| EP2994376B1 (en) | 2018-08-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2686472C (en) | Riser disconnect and support mechanism | |
| AU2018220000B2 (en) | Buoyant turret mooring with porous turret cage | |
| US8562256B2 (en) | Floating system connected to an underwater line structure and methods of use | |
| US8480334B2 (en) | Hybrid riser systems and methods | |
| RU2657598C2 (ru) | Глубоководная разъемная турельная система с пологоволновой конфигурацией жесткого райзера | |
| JP2020514175A (ja) | スチールカテナリーライザートップインターフェイス | |
| WO2016057455A1 (en) | Taut inverted catenary mooring system | |
| AU2014368742B2 (en) | Waved steel production riser, offshore hydrocarbon production system, and method of producing a hydrocarbon stream | |
| EP3204285A1 (en) | Taut inverted catenary mooring system | |
| US10655437B2 (en) | Buoyant system and method with buoyant extension and guide tube | |
| EP2398695B1 (en) | Deep water and ultra deep water mooring system | |
| KR102477560B1 (ko) | 복합 해양구조물 | |
| RU2773250C2 (ru) | Плавучая система и способ с плавучей надставкой и направляющей трубой |