NO137511B - Mobil bore- eller oljeplattform til bruk i arktiske str¦k - Google Patents

Abstract

Mobil bore- eller oljeplattform til bruk i arktiske strøk.

Description

Den foreliggende, oppfinnelse vedrører en marin plattform beregnet til flyttbar anbringelse i sjøen, fortrinnsvis i omgivelser som er utsatt for flytende ismasser, og av den art som er nærmere angitt i innledningen til det etter-følgende krav.

En marin plattform av den type som i det følgende vil bli nærmere beskrevet, kan tjene en rekke formål og benyttes for forskjellig type av virksomhet. I forbindelse med oljeboringsvirksomhet, anbringes plattformen i et havområde utenfor kysten for å bore og eksplorere sjøbunnen med sikte på muligheten av å produsere råolje og gass. Ved vanndyp på opp til hundre meter eller mer vil slike marine plattformer normalt fikseres til borestedet ved hjelp av peler eller lignende fastholdende anordninger.

Når slike marine plattformer bygges for bruk

i arktiske farvann, vanskeliggjøres fikseringen av plattformen ved tilstedeværelsen av is under visse perioder av året, og av og til også hele året. Spesielt er det kjent at i løpet av mesteparten av året, vil tilstedeværelsen av store isflak såvel som mindre drivis så og si forby bruk av enhver type plattform som er fiksert på kjent måte.

På den annen side, kan man i mer beskyttede områder, som Cook Inlet i Alaska, løse problemet med drivis som beveger seg med tidevannetj i noen grad ved å inkorporere

i plattformen spesielle trekk som gjør det mulig å overvinne vanskelighetene forbundet med drivis.

En metode som man har funnet egnet for å motstå sidekreftene fra en bevegelig ismasse, enten i form av isflak eller en hel sammenhengende ismasse, er å bygge en plattform med tilstrekkelig masse og med tilstrekkelig stabilitet til at den fysisk kan-motstå de forskyvningskrefter som utøves mot konstruksjonen. Slike plattformer blir gjerne av nokså permanent karakter, i den forstand at når de en gang er installert på et sted, er det ikke så lett å fjerne eller bruke dem om-igjen på et annet sted. Dersom det undersøkte sted viser seg å være ikke produktivt, vil bruken av en kostbar plattform som ikke kan brukes om igjen, medføre uforholdsmessig store operasjonsutgifter.

Fra artikkelen "Design and Construction Procedures for Proposed Arctic Offshore Structures" presen-tert på "The Second Annual Offshore Technology Conference" i Houston, Texas, 22. - 24. april 1970, er det kjent konisk ut-formede dekkunderstøttelseslegemer for marine plattformer til bruk i arktiske strøk hvor plattformens basis er anbragt på

og forankret til havbunnen ved hjelp av peler og hvor den koniske del av arbeidsdekkunderstøttelsen strekker seg på skrå nedad og utad fra et område under arbeidsdekket til nevnte basis. Det oppnås derved at is i bevegelse som treffer plattformen vil bli brutt opp mot nevnte skråflate idet isen blir presset opp langs med skråflaten og brytes i stykker. Det oppnås herved at isens horisontale forskyvningskrefter på plattformen nedsettes i vesentlig grad slik at plattformen kan ut-føres med mindre masse samt oppnå tilstrekkelig stabilitet til å motstå de forskyvningskrefter som utøves på konstruksjonen i forhold til den ovenfor omtalte plattform hvor selve plattformens masse skulle være tilstrekkelig stor til å kunne motstå de aktuelle ' forskyvningskrefter.

Da de sideveis virkende krefter som utøves av drivende is på en konstruksjon er meget store, er det følgelig meget viktig at enhver mekanisme for forankring av en slik konstruksjon som f.eks. en marin plattform av den inn-•lédningsvis nevnte type, må kunne installeres og anvendes hurtig og lett. Vanligvis omfatter slike forankringsinn-retninger et flertall peler som blir drevet ned i havbunnen.

Dette er en operasjon som strekker seg over en viss periode under hvilken plattformen faktisk kan bli påkjent av de nevnte sideveis virkende krefter og bli forskjøvet før forankringen er fullført.

Hensikten med den foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en marin plattform av den innledningsvis nevnte type som hurtig og lett kan fikseres på ønsket sted for boring

i isfylte farvann, men som likevel er mobil og som kan benyttes om igjen i forskjellige dybder på forskjellige steder, dersom man finner at et spesielt sted ikke er produktivt.

Dette problem møtes og overvinnes ved den foreliggende oppfinnelse hvorved det tilveiebringes en plattform for boring, produksjon og utforskningsarbeid i et havområde hvor man har bevegelige ismasser, hvilken plattform kan fikseres til anvendelsesstedet samt løses, flyttes og fikseres til et annet sted.

Dette oppnås ifølge oppfinnelsen ved hjelp av

de trekk som er angitt i karakteristikken til det etterfølgende krav. Det oppnås herved at den i kravets karakteristikk.omtalte senkekasse som utgjør en forankringspel med stor diameter,' hurtig kan innleires i havbunnen mens den samtidig styres av den sentrale, hule føringssøyle som er anordnet i det dekk-understøttende legeme.

I tillegg til de tidligere nevnte problemer med forankring av marine plattformer i isfylte farvann, vil de hull som bores fra nevnte plattformer og det utstyr som installeres i forbindelse med disse hull, være utsatt for ytterligere fare fra tunge ismasser. Det er kjent at isflak kan nå ned til sjøbunnen og ha en slik størrelse at de graver i denne under sin bevegelse. Dette kan medføre bøyning og av-bryting eller annen form for ødeleggelse av utstyr som er installert på sjøbunnen under slike forhold. Selv orn dette utstyr graves ned til en viss dybde under sjøbunnen, kan det fortsatt være utsatt for fysisk skade når isfjell av ekstra-ordinær størrelse befinner seg i området.

I tillegg til de fordeler i forbindelse med forankringen som.oppnås ved plattformen ifølge den foreliggende oppfinnelse, oppnås også at senkekassen når plattformen eventuelt fjernes, kan forbli på plass og derved tjene som en beskyttelse for det utstyr som er montert i borehullet.

De karakteristiske trekk ved oppfinnelsen vil framgå av- det etterfølgende krav samt av den etterfølgende beskrivelse av et utførelseseksempel med henvisning til tegningen, hvor

fig. 1 er et oppriss,i delvis■vertikalsnitt

av -plattformkonstruksjonen, vist nedsenket og forankret på sjø-bunnen,

fig. 2 er et riss lignende figur 1, som viser plattformen når den' er hevet til flytende posisjon,

fig. 3 er en detalj i vertikalsnitt av en del

av plattformkonstruksjonen som vist på fig. 1, og

fig. 4 er et detalj snitt som viser en brønnhode-installasjon etter åt plattformen er fjernet mens en gjenværende del av senkekassen omgir installasjonen.

På fig. 1 er vist én plattform i henhold til

•oppfinnelsen anbragt på sjøbunnen. En basis 11 består generelt av en sirkulær, oktagonal eller annen flersidet lekterlignende enhet anbragt i plattformens nedre ende, og som vanligvis inntar en horisontal stilling. Basisen 11 bærer et oppstående, konisk utformet skallegeme 12 med en krum ytre flate som forbinder en relativt bred nedre seksjon med et relativt smalt parti i den øvre ende. Legemet 12 er videre for-.synt med en oppadgående søyle 13-hvorpå er anbragt et dekk 14 for utstyr. Når således plattformen er senket ned på et arbeidssted, kan dekket 14 heves eller senkes til ønsket høyde over vannets overflate. Når plattformen er installert på ét bore-sted, vil enten den øvre ende av skallet 12 eller søylen 13

være anbragt nær vannoverflaten for å møte og bryte opp og av-bøye is i bevegelse.

Basisdelen 11 utgjør en lekterlignende konstruksjon dannet av en rekke lukkede, individuelt regulerte tanker. Ved å regulere oppdriften av de respektive tanker,

kan stillingen og posisjonen av basisen reguleres mellom sjø-bunnen og vannflaten. Basisen 11 er fortrinnsvis tildannet som sveiset stålkonstruksjon eller en armert betongkonstruksjon med tilstrekkelig styrke til å motstå de ytre krefter og trykk som kan forventes i vanndyp hvor plattformen normalt tenkes å operere. De forskjellige kamre så som 16 og 17 i basisen 11

er individuelt adskilt av skott og paneler. Derved kan man ved selektiv regulering av oppdriften av de forskjellige kamre oppnå å heve plattformen eller senke denne til en ønsket dybde

eller anbringe den i en ønsket skråstilling.

Skjønt det ikke er vist på tegningen, er hvert kammer 16, 17 forbundet med et oppdriftssystem, som styres fra vannflaten og som er konstruert for å føre et fluid medium så som vann eller boreslam gjennom de respektive kamre etter ønske. Et slikt system vil selvsagt omfatte en anordning for å regulere strømmen av disse fluider slik at man kan heve eller regulere høydenivået på basis.

En åpning 18 går sentralt og tvers gjennom

basis 11, og forbinder øvre og nedre overflate av denne i et overveiende vertikalt forhold.

Det koniske skall 12 er anbragt med sin akse normalt til basis 11 og går inn i og er stivt forbundet med denne. Søylen 13 er også forbundet med og går aksialt gjennom skallet 12 og basis 11. De respektive deler er således festet til hverandre slik at man får en stiv, oppstående konstruksjon. Forholdet mellom de forskjellige komponenter gjør at disse

ikke bare bygges sammen til en enhet, men gjør det også mulig å overføre horisontale skjærkrefter og veltekrefter mot søylen og skallflaten, til den brede basis 11. En passende forbindelse mellom basis 11 og skallet 12 kan foranstaltes ved å fremstille skallet 12 av armert betong slik at man får en monolittisk forbindelse mellom skallets nedre ende kant og basis.

Basis 11 er videre forsynt med en anordning

for å sikre at den er fiksert i posisjon på et ønsket arbeidssted i sjøen. Basis omfatter ikke bare den sentrale åpning 18, men kan også eventuelt omfatte hull hvor gjennom det er ført en rekke relativt korte peler 27, som kan drives gjennom basis og ned i sjøbunnen etter at plattformen hviler på denne.

Den nedre kant av kjegleskallet 12 er festet

til basis 11 og holder skallet i overveiende oppadrettet stilling. En utførelsesform av skallet består av en hul, tung-vegget enhet av,armert betong, stål eller en kombinasjon av disse materialer. Skallet kan fortrinnsvis være utformet som et geometrisk konisk element, karakterisert ved en ytre vegg-flate med et horisontalt tverrsnitt som avtar med avstanden fra basis 11.

Den primære funksjon for kjegleskallet eller legemet 12 er å gi et relativt bredt fundament for plattformen i forbindelse med basis 11. Videre har skallet en skrånende ytterflate som møter et bevegelig isflak slik at dette avbøyes oppover, og bryter opp i mindre stykker på grunn av de indu-serte bøyningsspenninger. Skjønt det ikke'er vist i detalj på tegningen, er kammeret' i det indre av skallet 12 ventilert til atmosfæren for bedre å regulere det indre og ytre trykk mens plattformen er nedsenket.

Den lange, sylindriske søyle 13 går koaksialt

i skallet 12 fra et punkt der basis 11 er festet, og til et punkt ovenfor en øvre ende av skallet 12. Søylen 13 stikker således opp en betraktelig avstand forbi skallets øvre ende når plattformen 10 hviler på sjøbunnen. Primærfunksjonen for søylen er operativt å understøtte arbeidsplattformen 14 under transport av plattformen, såvel som å heve arbeidsplattformen 14 i en ønsket høyde over vannflaten under faktiske boreoperasj oner.

Søylen 13 utgjør således et langstrakt sylin-drisk element utformet av relativt tykkvegget stål eller armert betong. Søylens nedre ende er anbragt i en gjennom-føring 18 i basis 11 festet til denne ved sementering, sveising, eller på annen måte. Den øvre ende av skallet 12 er videre festet til ytterveggen av søylen 13, slik at hele konstruksjonen er føyet sammen til enhetlig konstruksjon. Mellom-liggende forsterkningsanordninger så som strevere, stivere 22 og 23 eller skott er utformet i skallet 12 og stråler ut fra søylens vegg for å forsterke såvel skallet som søylen, samt for å muliggjøre ifylling av ballast i skallet 12 etter behov.

For å lette forflytningen av dekket 14 langs etter søylen 133 enten til øvre eller nedre posisjon, kan søylen være forsynt med de nødvendige slisser, fordypninger, fremspring eller lignende. Slike anordninger muliggjør at søyleveggen kan gripes av en rekke klatrejekker eller gripe-anordninger på dekket 14. Slike jekkeanordninger er velkjent og benyttes ofte i forbindelse med mobile boreplattformer for å regulere posisjonen av utskyvbare ben på plattformen.

Etter at plattformen 10 er nedsenket på et ønsket sted, løsgjøres en senkkasse 26, som tidligere har vært festet inne i søylen 13 og som går langsetter denne, og føres-ved hjelp av spyleteknikk eller lignende ned i sjøbunnen. Basis 11 er derved fast anbragt på sjøbunnen under plattformen, hurtig og enkelt uten bruk av peler eller ankere. En tilstrekkelig inngravning. av senkkassen 26 vil bidra til at plattformen 10 kan absorbere og overføre til sjøbunnen de horisontale krefter som konstruksjonen utsettes for, og derved ytterligere sikre mot muligheten av sideforskyvning av plattformen.

Som vist på figur 3, går senkkassen 26 i en fortrinnsvis nedgående retning gjennom sentrum av plattformen for å gi den ønskede forankring. I forbindelse med borings-eller produksjonsoperasjon, og som vist på figur 4, kan man når det er ønskelig å forflytte plattformen, la søylen 13 fritt gli langs det nedgravede parti av senkkassen 26, idet plattformen heves ved hjelp av oppdrift.

I denne stilling, vil den nedre gjenværende del av senkkassen tjene som en beskyttelse eller en kappe for såvel selve borhullet som for utstyr som er anbragt på havbunnen i forbindelse med borhullet.

I tilfelle av at isfjell eller andre relativt dyptgående ismasser søker å undergrave sjøbunnen i området rundt brønnhodene 28 vil det oppstikkende parti av senkkassen 26 danne en barriere omkring disse. Dersom senkkassen 26 skulle få kontakt med et flytende isfjell på en slik måte at senkkassens vegger bøyes eller deformeres, vil de innenfor beliggende borhull 28 fortsatt være beskyttet gjennom sin posisjon inne i senkkassen som vil ha en tendens til å bøye seg åstedet for å brytes istykker når den forskyves av is-massen.

Senkkassen 26 er opprinnelig bygget sammen

med plattformen 10 under bygging av denne. Den kan således slepes ut til borestedet ved hjelp av den flytende plattform. Det er klart at ettersom senkkassen 26 vil senkes eller drives inn i substratet, vil det være nødvendig å tilføye ytterligere senkkasseseksjoner dersom plattformen forflyttes til andre steder. Man vil derfor føre med seg et visst antall senkkasseseksjoner, som deler av plattformanbringelsesoperasjonen.

Som vist på figur 3, vil i installert posisjon den nedre ende av senkkassen 26 være anbragt i flukt med veggene av søylen 13 som går igjennom skallets nedre flate. Dersom det er ønskelig å anbringe en plattform permanent i en viss posisjon, kan det også foranstaltes en anordning for å sementere eller på annen måte feste skallets øvre og nedre ender til søylekappen for å avstive denne og for å unngå bevegelse som følge av et trykk mot plattformen.

Som vist på figur 1,' etterat plattformen er forankret i posisjon, heves dekket 14 langs ytterflaten av søylen 13, oppover vannflaten i en viss høyde for å lette boreoperasjonen og for å holde det utstyr som er anbragt på plattformen utenfor rekkevidde av bølger og is.

Som vist på figur 4, kan borehullene 28 kompletteres med brønnhoder 31 eller føres opp til dekkets nivå for vanlig overflatestyring, plugges inn for senere bruk. I siste nevnte tilfelle, kan slikt utstyr graves ned under substratets overflate som en form for beskyttelse. I et slikt tilfelle vil den gjenværende og oppstående del av senkkassen 26 tjene til å omgi brønnhodet og utstyret inntil det tidspunkt da borhullene forbindes med overflaten for å produsere olje.

Etter at boreoperasjonen er fullført som ovenfor beskrevet, adskilles plattformen fra senkkassen 26 ved å gi plattformen 10 en oppdrift slik at den hever seg over sjø-bunnen. Plattformen vil da gli jevnt og regelmessig opp over senkkassen 26. Deretter kan man ved ytterligere å regulere oppdriften av basis 11 og ved å ventilere skallet 12 heve hele plattformen fra sin posisjon og forflytte den til et annet arbeidssted.

Claims (1)

1. Marin plattform beregnet til flyttbar anbringelse i sjøen, fortrinnsvis i omgivelser som er utsatt for flytende ismasser, bestående av en nedsenkbar basis (11) omfattende oppdriftsanordninger (16,17) for regulerbar styring av posisjonen til basis mellom en flytende posisjon i havoverflaten og en hvilende posisjon på sjøbunnen, hvilken basis'har en gjennomløpende vertikal åpning (18), og et arbeidsdekk (14) med et dekkunderstøttende legeme montert på basis og hvis nedre del omfatter et skallignende legeme (12) som har en konisk ytterflate som skråner utad og nedad fra et nivå lavere enn arbeidsdekket slik at dets nedre kant er forbundet med basis ved dennes periferi, karakterisert ved at en sentral, hul føringssøyle (13) anordnet i det dekkunder-støttende legeme, flukter med åpningen (18) i basis (11), i hvilken føringssøyle (13) en senkekasse (26) er anordnet bevegelig i føringssøylens lengderetning, nedad gjennom åpningen (18) i basis (11) for innleiring i sjøbunnen.