NO311513B1

NO311513B1 - System for tilforsel av kjolevann til et kjolesystem pa et flytende fartoy for produksjon av hydrokarboner

Info

Publication number: NO311513B1
Application number: NO19996449A
Authority: NO
Inventors: Joergen Eide; Pentti Paurola; Otto Skjaastad
Original assignee: Statoil Asa
Priority date: 1999-12-23
Filing date: 1999-12-23
Publication date: 2001-12-03
Also published as: MY134847A; AU2412601A; GB2372236B; NO996449D0; US6845727B2; WO2001047768A1; CN1413156A; BR0016623B1; AU777798B2; NO996449L; GB2372236A; BR0016623A; GB0212316D0; US20030138299A1; CN1180951C; CA2395361A1

Description

Oppfinnelsen angår et system for tilførsel av kjølevann til en prosess om bord på et flytende fartøy for produksjon av hydrokarboner, hvor fartøyet er forankret ved hjelp av en bunnforankret dreieenhet som er montert i et opptaksrom i fartøyets skrog og tillater dreining av fartøyet om dreieenheten, og hvor dreieenheten understøtter en svivelenhet for overføring av hydrokarboner fra produksjonsstigerør som strekker seg mellom havbunnen og dreieenheten, idet systemet omfatter en rørledningsanordning som henger ned fra fartøyet til en dybde for inntak av avkjølt sjøvann, og en pumpeanordning for pumping av sjøvannet fra rørledningen til et brukssted for prosessen.

Utvinning og produksjon av hydrokarboner til havs utføres i mange tilfeller om bord på såkalte FPSO-fartøyer, dvs. fartøyer som er konstruert og bygget for produksjon, lagring og lossing av hydrokarboner (FPSO = Floating Production, Storage and Offloading).

Slike fartøyer er typisk forankret ved hjelp av et antall ankerliner som er festet til ankere på havbunnen, og til en dreieenhet som er montert i et opptaksrom i fartøyets skrog, og som tillater at fartøyet fritt kan dreie om dreieenheten, under påvirkning av vind, bølger og vannstrømmer. Dreieenheten kan være en undervanns-bøye av den todelte type som omfatter en bunnforankret, sentral del og en ytre oppdriftsdel som er dreibart lagret på den sentrale del og er løsbart festet i opptaksrommet i fartøyskroget. Som et alternativ kan dreieenheten bestå av et bunnforankret dreielegeme (turret) som er roterbart montert i opptaksrommet ved hjelp av passende lageranordninger, eller er roterbart opphengt på dekket eller i baugen på fartøyet.

Da dreieenheten tillater at fartøyet kan dreie fritt om forankringspunktet, understøtter dens sentrale bøyedel eller dreielegemet, som er stasjonær/stasjonært i forhold til havbunnen, en svivelenhet for overføring av prosessfluider etc. mellom de aktuelle stigerør og et rørsystem på fartøyet. Stigerørene overfører olje, gass og vann mellom fartøyet og havbunnen, og det er videre anordnet en såkalt navlestreng som tilveiebringer baner for kjemikalier, elektriske eller fiberoptiske signaler, og elektrisk og hydraulisk effekt.

Et prosessanlegg om bord på et fartøy av ovennevnte type krever tilførsel av store mengder kjølevann. Et typisk FPSO-fartøy for oljeproduksjon kan benytte ca. 5000 m<3>/h, og et LNG-anlegg kan typisk trenge ca. 30000 m<3>/h. De fleste FPSO-fartøyer benytter i dag en kjølevannsinntakskonstruksjon som ved hjelp av pumper trekker opp sjøvann til et sjøvannsinntak via fritthengende, fleksible slanger eller rørledninger som strekker seg ned til maksimalt 40 meters dyp. Slik som ovenfor nevnt, er fartøyet forankret ved hjelp av et antall ankerliner som er festet til dreieenheten. Dette medfører at lengden av sjøvannsinntaksrørene er begrenset for å unngå forstyrrende sammenstøt med ankerlinene. Fra vanninntaket pumpes sjøvannet videre til kjøleinnretninger på fartøyet. På grunn av den begrensede lengde av kjølevannsinntaksrørene er temperaturen på inntaksvannet nesten den samme som overflatetemperaturen.

Effektiviteten av en prosess som omfatter avkjøling, øker med avtakende temperatur på kjølevannet. Resultatet er lavere energiforbruk og mer effektivt, og dermed mindre kostbart utstyr. Temperaturen på sjøvannet avtar som kjent med vanndybden, slik at det er generelt fordelaktig å ha sjøvannsmntaket så dypt som mulig.

Formålet med oppfinnelsen er å tilveiebringe et system for tilførsel av kjølevann for det aktuelle formål hvor systemet muliggjør en meget kostnadseffektiv og driftssikker konstruksjon for kjølevannstilførsel, og samtidig muliggjør tilførsel av sjøvann med lavest mulig temperatur til fartøyets kjølesystemer.

Ovennevnte formål oppnås med et system av den innledningsvis angitte type som ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet ved at selve dreieenheten er utformet som en svivel for overføring av sjøvann, idet enheten er forsynt med en eller flere passasjer for opptakelse av øvre endepartier av respektive sjøvannsstigerør som utgjør den nevnte rørledningsanordning, og med en anordning for overføring av sjøvann fra stigerørenes øvre endepartier til et ringrom som er anordnet på grenseflaten mellom innbyrdes bevegelige deler av dreieenheten eller mellom dreieenheten og fartøysskroget og står i forbindelse med en eller flere passasjer som er anordnet i fartøysskroget og leder til det nevnte brukssted, idet en sjøvannstetningsanordning er anordnet på hver side av ringrommet.

I systemet ifølge oppfinnelsen er kjølevannsrørene beliggende inne i forankringssystemet og er geostasjonære i forhold til havbunnen, og de vil således ikke forstyrre forankringssystemet og produksjonsstigerørene når fartøyet dreier under påvirkning av vind og vær. Kjølevannsrørene kan dermed forlenges helt ned til havbunnen uten å forstyrre forankringssystemet. Kjølevannet føres ikke gjennom prosessvivelen, men føres direkte gjennom dreieenheten og inn i fartøyet ved benyt-telse av enkle dynamiske og statiske tetninger.

Systemet er særlig verdifullt på steder hvor luft- og sjøvannsoverfiate-temperaturene er høye. Den lavere kjølevannstemperatur innebærer en rekke økonomiske og miljømessige fordeler. Av økonomiske fordeler kan nevnes:

• Stabile årlige produksjonsmengder

• Konstant kjølevannstemperatur letter optimal prosessdrift

Øket produksjon i forhold til effektforbruk

Lavere vedlikeholdskostnader på grunn av mindre tilgroings- og korrosjonstendens

av det kalde sjøvann

Lavere kondenseringstemperatur for dampturbinen øker dens ytelse

Lavere konstruksjonstrykk for fraksjonerings- og kjøledelen av produksjonsanleg-gene

• Redusert varmeoverførings-overfiateareal på grunn av mindre tilgroing og lavere

AT

• Mer kompakt prosessanleggsutforming som er bedre egnet for FPSO-fartøyer

• Lavere kostnad for prosessanlegget

Av miljømessige fordeler kan nevnes:

• Mindre C02-utslipp i forhold til produksjonsmengde

• Ingen klorinering nødvendig

• Praktisk talt ingen termisk forurensning

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende i forbindelse med et antall utførelseseksempler under henvisning til tegningene, der

fig. 1 viser et sideriss av et fartøy som er forankret til en havbunn og er forsynt med et kjølevanntilførselssystem ifølge oppfinnelsen,

fig. 2 viser et skjematisk snittriss av en første utførelse av et system ifølge oppfinnelsen,

fig. 3 viser et skjematisk snittriss, sett ovenfra, av en del av et fartøysskrog med elementer som inngår i et system ifølge oppfinnelsen,

fig. 4 viser et skjematisk sideriss av arrangementet på fig. 3,

flg. 5 viser et gjennomskåret sideriss av en vingtank med en sugeforlen-gelsesbrønn,

fig. 6 viser et skjematisk snittriss av en andre utførelse av et system ifølge oppfinnelsen,

fig. 7 viser et skjematisk snittriss av en tredje utførelse av et system ifølge oppfinnelsen,

fig. 8 viser et skjematisk sideriss, delvis i snitt, av en fjerde utførelse av et system ifølge oppfinnelsen,

fig. 9 viser et snittriss av en utførelse som i det vesentlige svarer til utførelsen ifølge fig. 2,

fig. 10 viser detaljen A på fig. 9 i forstørret målestokk,

fig. 11 viser et snittriss i hovedsaken etter linjen XI-XI på fig. 10,

fig. 12 viser et tilsvarende snittriss som fig. 11, men av en alternativ utførelse,

fig. 13 viser et snittriss av en femte utførelse av et system ifølge oppfinnelsen,

fig. 14 viser et snittriss i hovedsaken etter linjen XTV-XTV på fig. 13, og

fig. 15 viser et tilsvarende snittriss som fig. 14, men av en alternativ utførelse.

På tegningene er tilsvarende deler og elementer på de forskjellige tegningsfigurer betegnet med samme henvisningstall.

På fig. 1 er det vist et FPSO-fartøy 1 som flyter på en vannoverflate 2 og er forankret til en havbunn 3 ved hjelp av et antall ankerliner 4. Ankerlinene 4 er ved sine nedre ender forbundet med respektive ankere 5, og de er ved sine øvre ender forbundet med en dreieenhet 6 som er montert i et neddykket opptaksrom 7 ved bunnen av fartøyet. Slik som foran nevnt, er ankerlinene forbundet med en sentral bøyedel eller et dreielegeme (turret) som tillater fartøyet å dreie fritt om forankringspunktet. Slik som også foran omtalt, understøtter det geostasjonære dreielegeme eller bøyedelen en svivelenhet (ikke vist på fig. 1) for overføring av blant annet hydrokarboner fra ett eller flere produksjonsstigerør 8 som strekker seg mellom havbunnen 3 og dreieenheten 6.

Fartøyets 1 system for tilførsel av kjølevann til produksjonsprosesser på fartøyet omfatter ett eller flere sjøvannsstigerør 9 som er vist å strekke seg mellom dreieenheten 6 og havbunnen 3, og som ved sin nedre ende er forbundet med en forankringsanordning på havbunnen, f.eks. en sjøvannsløftepumpe 10. I den viste utførelse er både produksjonsstigerørene 8 og sjøvannsstigerørene 9 vist å omfatte en øvre, fleksibel del som ved sin nedre ende er forbundet med en oppdriftsenhet 11 for understøttelse av stigerørene, og en nedre del som strekker seg mellom oppdriftsenheten 11 og havbunnen 3. En sjøvannsløftepumpe 12 er også vist å være anordnet på oppdriftsenheten 11. Oppdriftsenheten 11 er fortøyd til havbunnen ved hjelp av fortøyningsliner 13 som ved sine nedre ender er forbundet med respektive ankere 14.

Generelt kan sjøvannsstigerørene 9 bestå av ett stort eller flere mindre stigerør som strekker seg ned til havbunnen eller til en valgt dybde, hvor sjøvannstemperaturen er tilstrekkelig lav. Slik det også fremgår av fig. 1, kan vannrørene 9 mellom oppdriftsenheten 11 og havbunnen 3 ha samme forløp som produksjonsstigerørene 8, eller de kan strekke seg stort sett vertikalt fra oppdriftsenheten til havbunnen. I begge tilfeller vil de bli holdt i stilling på havbunnen ved hjelp av en forankringsanordning.

En første utførelse av systemet ifølge oppfinnelsen er vist på fig. 2.

Figuren viser et tverrsnitt av et fartøy 1 som ved fartøyets bunn er forsynt med et opptaksrom 7 for opptakelse av en dreieenhet som i det viste tilfelle utgjøres av en todelt undervannsbøye 20 som omfatter en bunnforankret, sentral del 21 og en ytre oppdriftsdel 22 som er dreibart lagret på den sentrale del. Den sentrale del er forankret ved hjelp av et passende antall ankerliner 23. Den sentrale del understøtter en svivelenhet 24 som på vanlig måte kan omfatte en prosessvivel 25, en hydraulisk hjelpesvivel 26 og en elektrisk effekt- og styresignalsvivel 27. Videre understøtter den sentrale del et antall prosess- eller produksjonsstigerør 28 som strekker seg mellom prosessviveien 25 og havbunnen (ikke vist).

I overensstemmelse med oppfinnelsen er selve dreieenheten eller bøyen 20 utformet som en sjøvannssvivel, dvs. en svivel for overføring av sjøvann. Bøyens sentrale del 21 er for dette formål forsynt med et antall passasjer 29 som opptar de øvre endepartier av respektive sjøvannsstigerør 30, og med en anordning for overføring av sjøvann fra stigerørene til et ringrom 31 som er anordnet på grenseflaten mellom bøyens sentrale del 21 og dens ytre oppdriftsdel 22. I bøyens ytre del er det anordnet et antall radiale passasjer 32 som står i forbindelse med et ytterligere ringrom 33 som er anordnet på grenseflaten mellom den ytre del 22 og fartøysskroget 34.

Slik det fremgår, er sjøvannsstigerørene 30 lukket ved sin øvre ende ved hjelp av lokk 35, og de er forsynt med vannutløp i form av et antall hull 36 som står i forbindelse med ringrommet 31 mellom bøyens indre og ytre deler 21, 22. Utenfor utløpshullene 36 kan stigerørene 30 hensiktsmessig være omgitt av respektive ringrom som står i forbindelse med ringrommet 31 mellom bøyedelene via et antall radiale passasjer i den indre bøyedel 21.

På hver side av ringrommene 31 og 33 er det anordnet respektive tetningsanordninger, nærmere bestemt indre tetningsanordninger 37 hhv. 38 som hindrer lekkasje av sjøvann inn i rommet over bøyen 20, og ytre tetningsanordninger 39 hhv. 40 som hindrer lekkasje av varmere overflatesjøvann inn i passasjene for kaldt vann fra stigerørene 30. Som man vil forstå, dreier det seg her om dynamiske tetningsanordninger 37, 39 mellom de innbyrdes bevegelige bøyedeler, og statiske tetningsanordninger 38,40 mellom den ytre bøyedel og fartøysskroget.

I fartøysskroget er det anordnet et antall passasjer 41 som forløper mellom ringrommet 33 og et vanninntak i fartøyet. I den viste utførelse utgjøres dette vanninntak av to vingtanker 42 som er anordnet på hver sin side av fartøyet 1. Passasjene 41 munner ut i vingtankene 42 via en respektiv ventil 43, og er knyttet til en pumpeanordning 44 som er forbundet med en tilhørende rørledning 45 for tilførsel av vann i vingtanken til det aktuelle brukssted i produksjonsprosessen på fartøyet.

Ringrommet 33 mellom den ytre bøyedel 22 og fartøysskroget 34 kunne eventuelt sløyfes under forutsetning av at bøyen 20 var forsynt med passende føringsanordninger som sikrer at bøyen innføres og fastgjøres i opptaksrommet med passasjene 32 innrettet med respektive av passasjene 41 i fartøysskroget.

Slik som innledningsvis omtalt, krever et prosessanlegg på et FPSO-fartøy store mengder kjølevann, typisk 5000 til 30000 m<3>/h. Inntak av så store vannmengder gjennom en svivel vil kreve et strømningsareal som tilsvarer et rør med en diameter fra ca. 700 mm opp til ca. 2000 mm. Svivler for overføring av brønn-strømmer har normalt et strømningsareal som tilsvarer rør med en indre diameter fra 10 mm opp til 400 mm. Svivler for brønnstrømmer må tette fullstendig for brønn-strømmer med et trykk på opptil 300-400 bar fordi enhver lekkasje av prosessfluid kan være kritisk. Utformingen av slike svivler og tilhørende tetningssystemer krever spesielle materialer, strenge toleranser og kostbare tetningssystemer. En eventuell liten lekkasje i en svivel som overfører sjøvann er uproblematisk, og en svivel for sjøvann kan utformes for lavt trykk (typisk 1-5 bar), med enkle deler, rimeligere materialer og enklere tetningsløsninger.

Den sentrale bøyedel eller dreielegemet vil være utsatt for store belastninger fra forankringssystemet. Dreielegemet har derfor en begrenset evne til å akseptere trykk i en sjøvannspassasje. Installasjon av pumpene i et sjøvannsinntak i en vingtank som vist på fig. 1, vil imidlertid senke trykket inne i dreielegemet. Dreielegemet vil derfor ikke bli urimelig belastet ved sin anvendelse som sjøvanns-svivel. Selv om pumpene i noen tilfeller vil måtte nedsenkes i sjøvannsstigerørene, slik som beskrevet nedenfor, kan trykket av vannet holdes meget lavt. Den ekstra belastning på dreielegemet kan også holdes lav.

Fig. 3 og 4 viser henholdsvis et skjematisk grunnriss og et sideriss av en del av de elementer som er vist på fig. 2. Slik det fremgår av fig. 3, består passasjene 41 av seks rør av hvilke tre rør munner ut i hver av vingtankene 42 via en respektiv ventil 43. I hver av vingtankene er det anordnet fire sjøvannsløftepumper 44. På toppen av rørledningene 45, som forløper mellom pumpene og fartøyets dekk, er det anordnet en enhet 46 for elektrisk kraftforsyning til den tilhørende pumpe.

I hver av vingtankene 42 er det også anordnet en nødinnløpsanordning for vann, nærmere bestemt tre nødinnløp 47 som står i forbindelse med den omgivende sjø via tilhørende ventiler 48. Ventilene 43 og 48 er vist å være koplet til et ventilhåndtak 49 hhv. 50 på fartøyets 1 dekk, for manøvrering av ventilene, enten manuelt eller ved fjernmanøvrering. Nødinnløpene kommer til anvendelse dersom vannpassasjene eller innløpsventilene 43 skulle bli skadet slik at kjølevannsstrømmen begrenses. Vannet som strømmer inn i vingtankene ved åpning av nødinnløpene, vil være vann fra i nærheten av overflaten, og således ha høyere temperatur. Men prosessen kan da fremdeles forsynes med kjølevann selv om det har en høyere innløpstemperatur.

Når innløpsventilene 43 i vingtankene åpnes, vil det være fri passasje for vannet fra innløpet ved den nedre ende av sjøvannsstigerørene til vingtankene. Når pumpene 44 begynner å arbeide, vil vannivået i vingtankene begynne å falle, slik som antydet på fig. 2. Forskjellen i statisk høyde mellom innsiden og utsiden av sjøvanns-inntaket/vingtanken skyver vannet opp gjennom stigerørene 30, gjennom den sentrale bøyedel (dreielegemet) og gjennom passasjene og inn i vingtanken. Vannivået inne i vingtankene vil falle inntil det er balanse mellom friksjonstapene i rørene og passasjene, og det trykk som frembringes av forskjellen i statisk høyde av vannet. For å sikre at forskjellen i nivå ikke skal bli altfor høy, er den innvendige diameter av sjøvannsstigerørene så stor at det frembringes et akseptabelt friksjonstap, beregnet til 5-10 meter vannsøyle.

Dersom vannivået inne i vanninntaket eller vingtanken er for lavt, kan pumpene 44 kavitere og bli skadet. For å sikre at pumpene har tilstrekkelig trykk ved innløpet til skovlhjulet, kan det dannes et hull i vingtankens bunn og pumpen kan anbringes i en sugeforlengelsesbrønn i form av en beholder som monteres under tankbunnen. En slik utførelse er vist på fig. 5, hvor en beholder 55 er montert i en åpning i bunnen av tanken 42 og opptar et pumpehode 44. Beholderen og pumpehodet kan installeres fra dekket og kan løftes ut som en enhet dersom det ønskes. En tetning (ikke vist) er anordnet mellom beholderen og fartøysskroget 34, for å hindre at "varmt" overflatevann lekker inn i vingtanken.

En andre utførelse av systemet ifølge oppfinnelsen er vist på fig. 6. Utførelsen svarer i stor utstrekning til utførelsen på flg. 2, men sjøvannspumpene er her ikke anordnet i et vanninntak i fartøyet. I stedet er en pumpe 56 anordnet i hvert av sjøvannsstigerørene 30 på et sted under bøyen 20. Elektrisk effekt til pumpene tilføres som vist via svivelenheten 24 og koplingshoder 57 på toppen av stigerørene 30. I stedet for de på fig. 2 viste passasjer 41 i fartøysskroget er det her anordnet et antall passasjer 58 som er forbundet med respektive rørledninger 59 som strekker seg oppover i rommet 60 over bøyen og tilfører kjølevann til det aktuelle brukssted i produksjonsprosessen på fartøyet.

En tredje utførelse av systemet ifølge oppfinnelsen er vist på fig. 7. Også denne utførelse svarer i stor utstrekning til utførelsen på fig. 2, bortsett fra at sjøvannspumpene ikke er anordnet i et vanninntak i fartøyet. I stedet er de aktuelle pumper 61 anordnet i rommet 60 over bøyen 20. Pumpene drives av tilhørende motorer (M) 62 som er anordnet i et pumperom 63 i hvilket også pumpene kan være anordnet. Pumpene 61 er forbundet med passasjer eller rørledninger 64 som står i forbindelse med passasjene 32 i den ytre bøyedel, eventuelt via et ringrom (ikke vist), slik som i utførelsen ifølge fig. 2.

Fig. 8 viser et skjematisk, delvis gjennomskåret sideriss av en fjerde utførelse av et system ifølge oppfinnelsen. I dette tilfelle utgjøres dreieenheten av et bunnforankret dreielegeme (turret) 70 som er montert i et opptaksrom 71 som er anordnet i et fartøy 1 på et nivå over vannoverflaten 72, nærmere bestemt i en skrogdel 73 som rager fremover fra fartøyets 1 baug. Dreielegemet er dreibart lagret i forhold til opptaksrommet, slik at fartøyet kan dreie fritt rundt dreielegemet. Ankerlinene for bunnforankring av dreielegemet er utelatt på fig. 8.

Dreielegemet er forsynt med et antall vertikale passasjer for opptakelse av de øvre endepartier av stigerør 30, idet disse partier, på liknende måte som i utførelsen ifølge fig. 2, er forsynt med et antall utløpshull 74 for sjøvann. Utløpshul-lene står i forbindelse med radiale passasjer 75 som leder til et ringrom 76 mellom dreielegemet og skrogdelen 73. En rørforbindelse 77 er anordnet mellom ringrommet 76 og det aktuelle brukssted på fartøyet. Dynamiske tetninger 78 og 79 er anordnet på hver side av ringrommet 76.

I denne utførelse hvor dreielegemet er anordnet over vannoverflaten, vil vannet ikke strømme i systemet uten kunstig løft. Sjøvannspumpene må derfor installeres inne i sjøvannsstigerørene 30. En pumpe 80 er vist å være installert i hvert av stigerørene 30 på en tilstrekkelig dybde H under vannoverflaten til å frembringe et tilstrekkelig statisk trykk til å sikre at pumpen har passende sugebetingelser. En typisk avstand er 10-40 meter under vannoverflaten. Da dreielegemet og pumpene 80 er stasjonære i forhold til havbunnen, må kraftforsyningen til pumpene skje via svivelenheten 24 og respektive koplingsbokser 81.1 tillegg til pumpene 80 er også en hjelpepumpe 82 vist å være anordnet i rørforbindelsen 77. Fig. 9 viser et snittriss av en utførelse som i det vesentlige svarer til utførelsen ifølge fig. 2, men hvor figuren viser noen ytterligere detaljer og konstruk-sjonsmessige modifikasjoner, særlig i forbindelse med bøyen 20. For beskrivelse av utførelsen henvises til beskrivelsen av fig. 2.1 tillegg kan det bemerkes at figuren også viser en låsemekanisme 85 for løsbar fastgjøring av bøyen 20 i opptaksrommet i fartøyet. Fig. 10 viser et utsnitt A på fig. 9 i forstørret målestokk, og viser konstruksjonsdetaljer i forbindelse med ringrommene 31 og 33 og tetningsanordnin-gene 37 - 40. Fig. 11 viser et horisontalt snitt etter linjen XI-XI på fig. 9 og viser et mulig arrangement av produksjonsstigerør 28 og sjøvannsstigerør 30 i den sentrale bøyedel 21. Som vist er det anordnet sju produksjonsstigerør 28 og seks sjøvanns-stigerør 30 som er fordelt langs respektive konsentriske sirkler. Hvert av sjøvanns-stigerørene 30 er utenfor utløpshullene 36 delvis omgitt av en passasje 86 som står i forbindelse med ringrommet 31. Ringrommet 31 står på sin side i forbindelse med ringrommet 33 via tre passasjer 32. Fig. 12 viser et tilsvarende snittriss som fig. 11, men av en alternativ utførelse med hensyn til forbindelsen mellom stigerørutløpene 36 og passasjene 32. Denne utførelse er uten individuelle passasjer (eller ringrom) i forbindelse med hvert av sjøvannsstigerørene 30. I stedet er ringrommet 31 radialt utvidet til et større ringrom 87, og plassert slik at stigerørenes utløpsåpninger 36 munner ut direkte i dette ringrom. Fig. 13 viser et snittriss av en femte utførelse av systemet ifølge oppfinnelsen.

På tilsvarende måte som på fig. 8 utgjøres dreieenheten her av et dreielegeme 70 som er dreibart opplagret i et opptaksrom i fartøyet 1, men opptaksrommet er her i form av en neddykket brønn 90 som er anordnet i fartøyets bunn. Dreielegemet er lagret ved hjelp av en lageranordning bestående av et aksiallager 91 og et radiallager 92. Dreielegemet er forankret til havbunnen ved hjelp av et antall ankerliner 93 (bare én vist) som er innført i dreielegemet via respektive lederør 94.

På tilsvarende måte som på fig. 8 er sjøvannsstigerørene 30 forsynt med et antall utløpshull 74 som via et antall radiale passasjer 75 står i forbindelse med et ringrom 76 mellom dreielegemet og fartøysskroget. I denne utførelse er imidlertid et antall passasjer 41 anordnet i fartøysskroget, på tilsvarende måte som i utførelsene på fig. 2 og 9, idet disse passasjer forløper mellom ringrommet 76 og et vanninntak i fartøyet. Vanninntaket kan utgjøres av en vingtank 42 på tilsvarende måte som på fig. 2, hvor det ved bunnen av vingtanken er anbrakt en pumpe 44 som er koplet til en rørledning 45. Et tilsvarende vanninntak eller en vingtank kan være anordnet i fartøyet på motsatt side av brønnen 90 i forhold til hva som er vist på fig. 13. Fig. 14 viser et horisontalt snitt etter linjen XIV-XIV på fig. 13 og viser et mulig arrangement av produksjonsstigerør 28, sjøvannsstigerør 30 og ankerline-festepunkter i dreielegemet 70. Som vist, er det langs respektive konsentriske sirkler anordnet seks produksjonsstigerør 28, seks sjøvannsstigerør 30 og tolv lederør 94 for ankerliner. Hvert av sjøvannsstigerørene 30 er utenfor utløpshullene 74 omgitt av en passasje eller et ringrom 95 som via en tilhørende passasje 75 står i forbindelse med ringrommet 76. Fig. 15 viser et tilsvarende snittriss som fig. 14, men av en alternativ utførelse med hensyn til forbindelsen mellom stigerørutløpene 74 og passasjene 75.1 stedet for individuelle passasjer eller ringrom 95 rundt stigerørene 30 er det her anordnet et felles ringrom 96, slik at stigerørenes utløpsåpninger 74 munner direkte ut i dette ringrom.

Ved drift av systemet ifølge oppfinnelsen, når vannet strømmer fra innløpet til sjøvannsstigerørene og opp til overflaten, frembringes en forskjell i trykk fra innsiden til utsiden av stigerørene. Denne trykkforskjell forårsakes av friksjonstapene og vil øke fra null ved innløpet til omtrent den trykkforskjell som forårsakes av forskjellen i trykkhøyde mellom innsiden og utsiden av vanninntaket/vingtanken i bøye- eller dreielegemeposisjonen.

Det utvendige trykk vil ha en tendens til å sammentrykke stigerørene, og stigerørene vil måtte konstrueres med tilstrekkelig tykkelse eller med passende forsterkning til å hindre at de klapper sammen.

Stigerørene vil også være utsatt for bevegelser forårsaket av fartøyets bevegelser. Andre krefter forårsakes av vind, bølger og krefter forårsaket av vannstrømmer. På grunn av den store diameter av rørene og de fremkalte bevegelser og krefter, vil stigerørene være kostbare å produsere. Det kan derfor være mer økonomisk eller mer teknisk gjennomførlig å installere pumpene på en undersjøisk pumpestasjon.

Pumpene kan installeres på havbunnen eller over denne, avhengig av vanndybden og den optimale form på stigerørsystemet. Når pumpene er installert inne i stigerørene eller leverer vann inn i stigerørene på en viss dybde, vil det innvendige trykk i stigerørene være høyere enn det utvendige vanntrykk over beliggenheten av pumpeenheten. Da stigerøret ikke lenger trenger å være dimensjonert for å hindre sammenbrudd forårsaket av utvendig overtrykk, kan det utføres som et mindre kostbart, "mykt" rør. Et "mykt" rør vil også bli mindre belastet av fartøysbevegelser enn et stivt rør.

Claims

1. System for tilførsel av kjølevann til en prosess om bord på et flytende fartøy for produksjon av hydrokarboner, hvor fartøyet (1) er forankret ved hjelp av en bunnforankret dreieenhet (20) som er montert i et opptaksrom (7) i fartøyets skrog (34) og tillater dreining av fartøyet (1) om dreieenheten, og hvor dreieenheten (20) understøtter en svivelenhet (24) for overføring av hydrokarboner fra produksjonsstige-rør (28) som strekker seg mellom havbunnen og dreieenheten (20), idet systemet omfatter en rørledningsanordning (30) som henger ned fra fartøyet (1) til en dybde for inntak av avkjølt sjøvann, og en pumpeanordning (44) for pumping av sjøvannet fra rørledningen til et brukssted for prosessen, karakterisert ved at selve dreieenheten (20) er utformet som en svivel for overføring av sjøvann, idet enheten er forsynt med en eller flere passasjer (29) for opptakelse av øvre endepartier av respektive sjøvannsstigerør (30) som utgjør den nevnte rørledningsanordning, og med en anordning (32) for overføring av sjøvann fra stigerørenes (30) øvre endepartier til et ringrom (31 hhv. 33) som er anordnet på grenseflaten mellom innbyrdes bevegelige deler (21, 22) av dreieenheten (20) eller mellom dreieenheten (20) og fartøysskroget (34) og står i forbindelse med en eller flere passasjer (41) som er anordnet i fartøysskroget og leder til det nevnte brukssted, idet en sjøvannstetningsanordning (37, 39; 38,40) er anordnet på hver side av ringrommet (31 hhv. 33).

2. System ifølge krav 1, hvor dreieenheten er en todelt undervannsbøye (20) som omfatter en bunnforankret, sentral del (21) og en ytre oppdriftsdel (22) som er dreibart lagret på den sentrale del, og hvor opptaksrommet (7) for dreieenheten er anordnet ved bunnen av fartøyet (1), karakterisert ved at passasjene (29) for stigerørene (30) er anordnet i bøyens sentrale del (21), og at anordningen for overføring av sjøvann fra stigerørenes (30) øvre endepartier omfatter det nevnte ringrom (31) som er anordnet mellom den sentrale del (21) og den ytre oppdriftsdel (22) av bøyen (20), og et antall radiale passasjer (32) som er anordnet i oppdriftsdelen mellom dette ringrom og et ytterligere ringrom (33) på grenseflaten mellom dreieenheten (20) og fartøysskroget (34).

3. System ifølge krav 1, hvor dreieenheten utgjøres av et dreielegeme (70) og opptaksrommet (90) for dreielegemet (70) er anordnet ved bunnen av fartøyet (1), karakterisert ved at anordningen for overføring av sjøvann fra stigerørenes (30) øvre endepartier omfatter et antall radiale passasjer (75) som er anordnet i dreielegemet (70) og står i forbindelse med det nevnte ringrom (76) på grenseflaten mellom dreielegemet (70) og fartøysskroget.

4. System ifølge ett av kravene 1-3, karakterisert ved at de nevnte passasjer (41) i fartøysskroget munner ut i et vanninntak (42) som utgjøres av en vingtank på hver side av fartøyet (1).

5. System ifølge krav 4, karakterisert ved at den nevnte pumpeanordning omfatter en eller flere pumper (44) som er anordnet ved bunnen av hver av vingtankene (42) og som er forbundet med en respektiv rørledning (45) for tilførsel av vann i vingtanken (42) til det nevnte brukssted.

6. System ifølge krav 5, karakterisert ved at hver av pumpene (44) er anordnet i en sugeforlengelsesbrønn (55) som er anordnet på et nivå under bunnen av vingtankene (42).

7. System ifølge ett av kravene 1-3, karakterisert ved at pumpeanordningen omfatter et antall pumper (56) som er anordnet i respektive av sjøvannsstigerørene (30) på et sted under dreieenheten (20).

8. System ifølge ett av kravene 1-3, karakterisert ved at pumpeanordningen omfatter et antall pumper (61) som er anordnet i et tørt rom (60) over dreieenheten (20), idet hver av pumpene (61) er forbundet med en respektiv av de nevnte passasjer (64) i fartøysskroget (34) og med en respektiv rørledning (59) for tilførsel av sjøvann fra stigerørene (30) til det nevnte brukssted.

9. System ifølge krav 1, hvor dreieenheten utgjøres av et dreielegeme (70) og opptaksrommet (71) er anordnet på et nivå over vannoverflaten (72), karakterisert ved at pumpeanordningen omfatter et antall pumper (80) som er anordnet i respektive av sjøvannsstigerørene (30) på et valgt nivå under vannoverflaten (72).

10. System ifølge ett av de foregående krav, karakterisert ved at sjøvannsstigerørene (9) strekker seg mellom dreieenheten (6) og havbunnen (3) og med sin nedre ende er forbundet med en forankringsanordning (10) på havbunnen.

11. System ifølge krav 9, karakterisert ved at både sjøvannsstigerørene (9) og produksjonsstigerørene (8) omfatter en øvre fleksibel del som ved sin nedre ende er forbundet med en neddykket oppdrifitsenhet (11), og en nedre del som strekker seg mellom oppdriftsenheten (11) og havbunnen (3).

12. System ifølge krav 8 eller 9, karakterisert ved at pumpeanordningen utgjøres av en pumpestasjon som er beliggende på havbunnen.