NO313920B1 - Stigerorsystem for anvendelse ved produksjon av hydrokarboner med et fartoy av FPSO-typen med et dynamisk posisjoneringssystem (DP) - Google Patents
Stigerorsystem for anvendelse ved produksjon av hydrokarboner med et fartoy av FPSO-typen med et dynamisk posisjoneringssystem (DP) Download PDFInfo
- Publication number
- NO313920B1 NO313920B1 NO20011408A NO20011408A NO313920B1 NO 313920 B1 NO313920 B1 NO 313920B1 NO 20011408 A NO20011408 A NO 20011408A NO 20011408 A NO20011408 A NO 20011408A NO 313920 B1 NO313920 B1 NO 313920B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- riser
- buoyancy tank
- vessel
- riser system
- segment
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 35
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 title claims description 7
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 title claims description 7
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 26
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 26
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 26
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 8
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 7
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 5
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 5
- 210000003954 umbilical cord Anatomy 0.000 claims description 5
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 4
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 3
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 6
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 3
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 238000004873 anchoring Methods 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000003351 stiffener Substances 0.000 description 1
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
-
- 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
-
- 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
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/01—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells specially adapted for obtaining from underwater installations
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING
- B63B35/00—Vessels or similar floating structures specially adapted for specific purposes and not otherwise provided for
- B63B35/44—Floating buildings, stores, drilling platforms, or workshops, e.g. carrying water-oil separating devices
- B63B2035/448—Floating hydrocarbon production vessels, e.g. Floating Production Storage and Offloading vessels [FPSO]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
Description
Oppfinnelsen angår et stigerørsystem mellom et flytende fartøy og et brønnsystem med tilkoblingspunkter på havbunnen. Nærmere bestemt vedrører oppfinnelsen et stigerørsystem for anvendelse ved produksjon av hydrokarboner med et fartøy av FPSO-typen med et dynamisk posisjoneirngssystem (DP), hvor fartøyet er utstyrt med en heiseanordning kapabel til håndtering av stigerørsystemet, idet stigerørsystemet under produksjon strekker seg mellom fartøyet og et koplingspunkt på havbunnen over en brønnstruktur.
Et dynamisk posisjonert (DP) fartøy av typen FPSO (Floating Production Storage and Offloading - flytende produksjon, lagring og lossing) er særlig anvendbart i forbindelse med utvinning av hydrokarboner fra mindre felt offshore (eksempelvis ved testproduksjon (EWT), tidligproduksjon (EPS) og haleproduksjon), og hovedårsaken er de betydelige kostnads- og tidsbesparelser ved å unngå investering og installasjon av et bunnfast forankringssystem. Videre er et DP FPSO-system spesielt attraktivt på dypt vann ettersom kostnadene forbundet med bunnfaste forankringssystem øker med vanndypet, og fordi økende vanndyp gir større grad av bevegelsesfrihet for en FPSO.
Imidlertid er anvendelse av DP FPSO-løsninger avhengig av hensiktsmessige stigerørløsninger som imøtekommer de krav DP-operasjonen krever. Mulighet for hurtig og sikker frakobling og påfølgende tilkobling er et krav i forbindelse med DP-operasjon.
Per i dag finnes kun én større FPSO-enhet tilgjengelig i markedet som er tilrettelagt for ren DP-operasjon, nemlig fartøyet Seillean som for tiden er i operasjon utenfor Brasil, for oljeselskapet Petrobras. Med denne enhet gjøres det bruk av kun ett stivt produksjonsstigerør (drillpipe-stigerør) bestående av flere korte sammenkoblede seksjoner. På grunn av det stive stigerør kreves et hivkompenseirngssystem som i størrelse og kompleksitet langt på vei tilsvarer det utstyr som et boreskip for operasjon på tilsvarende vanndybde vil kreve. De tilhørende kostnader er derfor betydelige.
Det er et formål med oppfinnelsen å tilveiebringe et system av den innledningsvis nevnte type som er kostnadseffektivt, enkelt og raskt å installere, operere og demobilisere, som setter relativt lave krav til hivkompensering, og som særlig er egnet for mindre hydrokarbonholdige felt offshore, ved havdyp fra ca. 100 m og dypere, hvilket system fullt ut kan håndteres med utrustningen på fartøyet.
For oppnåelse av ovennevnte formål er det tilveiebrakt et stigerørsystem av den angitte type som ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet ved at det omfatter
en oppdriftstank som også under produksjon er koblet til heiseanordningen for å kunne heves fra en neddykket driftsstilling til en lagringsstilling i eller på fartøyet, og omvendt,
et øvre stigerørsegment omfattende et antall fleksible stigerør som under produksjon henger som en kjedelinje mellom oppdriftstanken og et tilkoblingsområde i fartøyet, idet stigerørene er koblet til et prosessystem på fartøyet, og
et nedre stigerørsegment som under produksjon strekker seg mellom oppdriftstanken og koplingspunktet på havbunnen, idet det ved sin øvre ende har fluidkommunikasjon med det øvre stigerørsegment via oppdriftstanken, og ved sin nedre ende er utstyrt med et koblingshode som er tilpasset for kobling til koblingspunktet på havbunnen.
Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende ved hjelp av utførelses-eksempler under henvisning til tegningene, der
fig. 1 viser et skjematisk sideriss av et stigerørsystem ifølge oppfinnelsen,
fig. 2 viser den mest foretrukne utførelsesform av stigerørsystemet ifølge oppfinnelsen, under produksjonsmodus,
fig. 3 viser en foretrukken utførelsesform av oppdriftstanken ifølge oppfinnelsen,
fig. 4 viser en foretrukken utførelsesform av koblingshodet ifølge oppfinnelsen,
fig. 5 viser hvordan drift av systemet foregår med fartøyet innenfor bestemte nedstengningssektorer, ved den mest foretrukne utførelsesform ifølge oppfinnelsen,
fig. 6 viser frakoblingsmodus av stigerørsystemet ved den mest foretrukne utførelsesform ifølge oppfinnelsen,
fig. 7 viser tilkoblingsmodus av stigerørsystemet ved den mest foretrukne utførelsesform ifølge oppfinnelsen,
fig. 8 viser transit med stigerørsystemet ved den mest foretrukne utførelsesform ifølge oppfinnelsen.
Det henvises til fig. 1 som illustrerer oppfinnelsen generelt, idet stigerørsystemet fremtrer klart ved sine særtrekk og det er illustrert et fartøy med en minimumutrustning for å kunne håndtere stigerørsystemet og oppnå oppfinnelsens tekniske effekt. Nærmere bestemt vises på fig. 1 et stigerørsystem for anvendelse ved produksjon av hydrokarboner med et fartøy (1) av FPSO-typen med et dynamisk posisjoneirngssystem (DP), hvor fartøyet er utstyrt med en heiseanordning (8) kapabel til håndtering av stigerørsystemet, idet stigerørsystemet under produksjon strekker seg mellom fartøyet og et koblingspunkt (13) på havbunnen over en brønnstruktur, og stigerørsystemet er særpreget ved at det omfatter
en oppdriftstank (3) som er koplet til heiseanordningen for å kunne heves fra en neddykket driftsstilling til en lagringsstilling i eller på fartøyet, og omvendt,
et øvre stigerørsegment (2) omfattende et antall fleksible stigerør som under produksjon henger som en kjedelinje mellom oppdriftstanken og et tilkoblingsområde i fartøyet, idet stigerørene er koplet til et prosessystem på fartøyet, og
et nedre stigerørsegment (4) som under produksjon strekker seg mellom oppdriftstanken og koblingspunktet på havbunnen, idet det ved sin øvre ende har fluidkommunikasjon med det øvre stigerørsegment via oppdriftstanken, og ved sin nedre ende er utstyrt med et koblingshode (11) som er tilpasset for kobling til koblingspunktet på havbunnen.
Stigerørsystemet er ikke spesifikt knyttet opp mot noen bestemt type fartøy, ut over at fartøyet må ha dynamisk posisjonering og være et fartøy av typen FPSO med heiseanordninger og anordninger for øvrig til å kunne håndtere stigerørsystemet. Stigerørsystemet er basert på ovennevnte anvendelse av fleksible rør, eventuelt med stive rør i deler av eller hele nedre stigerørsegment, og en oppdriftstank, i henhold til det ovennevnte. De eventuelle stive rør vil fortrinnsvis være av komposittmateriale av hensyn til vekt, spesielt på større vanndyp. Den enkleste anvendelse av stigerørsystemet ifølge oppfinnelsen kan følgelig være ved å henge stigerørsystemet ut over skutesiden ved bruk av et passende dimensjonert kransystem, slik det er illustrert på figur 1, men et slikt system er ikke blant de mest foretrukne og vil derfor ikke bli nærmere beskrevet her.
Stigerørsystemet er særlig anvendbart for en FPSO med 2 moonpooler. Fartøyet som er mest foretrukket for anvendelse med stigerørsystemet er en FPSO av typen "Multi Purpose Shuttle Tanker" (MST) (det henvises til internasjonal patentsøknad WO 95/21091), hvilket fartøy er et skip som kan være utstyrt med to moonpooler, hhv. midtskips og i forkant av tankområdet, slik det fremgår av figur 2 og diskuteres nedenfor. Den bestemte posisjon av moonpoolene i hhv. skipets dreieakse og langs skipets lengdeakse, er valgt for å minimere påkjenningene på stigerørsystemet både ved rotasjon av fartøyet og av de bølgeinduserte bevegelser. Den ovennevnte anbringelse av moonpooler og stigerørsystemet, anses som mest fordelaktig fordi påkjenningene på stigerørsystemet av vær og fartøyets bevegelser minimeres og posisjoneringen av skipet og stigerørsystemet forenkles. Det har vist seg at fleksible rør har tendens til å feile særlig som et resultat av gjentatt mekanisk strekk og bøy, og den ovennevnte plassering av moonpoolene medfører en stor fordel med hensyn til stigerør sys ternets levetid, i tillegg til at håndteringen faller enklest på områdene i skipet der bevegelsene er minst. Fremre moonpool har en sylinderformet utforming med diameter ca. 15 m. Moonpoolen midtskips er rektangulær med dimensjoner ca. 20 m lengde og ca. 12 m bredde. Begge moonpooler har fortrinnsvis skrå utforming i nedre del for å minimere konflikt med stigerørene under bevegelse.
I den mest foretrukne utførelsesform av oppfinnelsen gjøres det bruk av skipet som anses best egnet til operasjon med stigerørsystemet ifølge oppfinnelsen, og i stigerørsystemet finnes ytterligere innretninger som øker anvendbarheten og den tekniske effekt.
I denne sammenheng henvises det til fig. 2 som viser det mest foretrukne stigerørsystem ifølge oppfinnelsen, i produksjonsmodus, idet fartøyet av typen DP FPSO er et skip (1) som har utrustning til å besørge sikker og nøyaktig posisjonering ved signifikant bølgehøyde på minst 7 m, og i begge ender er skipet utstyrt med baug som kan orienteres mot værretningen, og videre er skipet utrustet med en fremre moonpool (6) sentralt plassert i skipets dreieakse, en aktre moonpool (5) som er plassert i skipets senterlinje, en hivkompensert heiseanordning (8) som via en vaier (14) under produksjon er stramt koblet mot en oppdriftstank (3), idet oppdriftstanken under produksjon søkes holdt under den fremre moonpool og derved i skipets dreieakse.
Stigerørsystemet omfatter videre et øvre stigerørsegment (2) som i øvre ende, gjennom aktre moonpool og med flensforbindelser, er koblet mot et prosessanlegg i skipet, og i nedre ende, med en eller flere "in-line" svivler, er koblet mot oppdriftstanken, et nedre stigerørsegment (4) med et antall fleksible rør tilsvarende antallet i det øvre stigerørsegment, idet oppdriftstanken under produksjon er koblet mellom det øvre og det nedre stigerørsegment med fluidkommunikasjon gjennom et tilpasset antall rør (16) i oppdriftstanken, hvor det nedre stigerørsegment i nedre ende er utstyrt med et koblingshode (11) og en høytrykksvivel (12) med elektrisk eller hydraulisk drivmotor for dreining ved overskridelse av forutbestemte grenseverdier for dreining av skipet, for kobling til koblingspunktet på havbunnen.
Stigerørsystemet omfatter videre bøyningsbegrensere i form av bøyningsstivere (7) og rammeverk anordnet ved oppdriftstanken og koblingshodet, minst én navlestreng (10), og en svivel (9) plassert over oppdriftstanken.
In-line svivlene kan alternativt plasseres på fartøysiden i øvre stigerørsegment.
Høytrykksvivelen er særlig fordelaktig for anvendelse på de minste vanndyp.
Den fremre moonpool (6) er forsynt med støtte- og låseanordninger for lagring og fastholdelse av oppdriftstanken i en lagret stilling i denne, og videre er den forsynt med arbeidsplattformer for benyttelse av personell i forbindelse med den nevnte lagring og senere frigjøring av oppdriftstanken.
Det bemerkes at den detaljerte utforming av stigerørsystemet og valg av fartøy kan variere utifrå økonomiske, driftsmessige og tekniske betraktninger. Eksempelvis kan det ved gunstige vær- og strømforhold, og ved produksjon fra marginale hydrokarbonfelt, være foretrukket å benytte en enklere versjon av stigerørsystemet og fartøyet, slik at den mest fordelaktige utførelsesform av oppfinnelsen under gitte betingelser kan være lik eller nærmere utførelsesformen vist på fig. 1, fremfor utførelsesformen vist på fig. 2. Det anses å ligge innenfor fagpersoners kompetanse å vurdere forenklede utførelsesformer under hensyn til de faktorer som er nevnt i beskrivelsen, for derved å bestemme den mest fordelaktige utførelsesform under gitte betingelser innenfor oppfinnelsens ramme.
En del fordelaktige trekk ved stigerørsystemet ifølge oppfinnelsen er som følger, under henvisning til figurene 2, 3 og 4.
Oppdriftstanken (3) har sylindrisk utforming og er inndelt i seksjoner, slik at den kan ballastes og oppdriftsjusteres etter behov.
Videre er oppdriftstanken (3) forsynt med et antall vertikalt forløpende tunnelrør (15) som er i passende antall og er dimensjonert for gjennomføring av henholdsvis stigerør, navlestrenger og vaiere.
Oppdriftstanken (3) er under produksjon koblet til heiseanordningen via en vaier (14). Som en tilleggsfunksjon vil vinkelen på vaieren (14) i vertikalplanet utgjøre en posisjonsreferanse for fartøyets DP-system, idet vaieren strekker seg gjennom den fremre moonpool.
I oppdriftstankens nedre ende er det fortrinnsvis anordnet en beskyttelseskonstruksjon (17) som omgir det øvre parti av det nedre stigerørsegment, for beskyttelse av dette parti når fartøyet dreier og det øvre stigerørsegment etter rådende driftsforhold eventuelt legger seg i spiralform rundt nevnte parti.
Koblingshodet (11) omfatter en separat stengeventil (19) for hvert stigerør, og omstrømningsforbindelser (20) med tilhørende isolasjons ventil er anordnet mellom nærmestliggende stigerør.
En høytrykkssvivel (12) er anordnet mellom koblingshodet og koblingspunktet på havbunnen, idet høytrykkssvivelen er forsynt med en drivmotor for dreining av koblingshodet ved behov.
Det øvre stigerørsegment (2) omfatter fortrinnsvis 2 til 4 fleksible stigerør som under systemets drift henger som en kjedelinje mellom oppdriftstanken (3) og den aktre moonpool (5), og er orientert i vertikalplanet med en bestemt minste innbyrdes avstand eller lengre for å unngå konflikt under bevegelse.
Det nedre stigerørsegment (4) omfatter fortrinnsvis 2 til 4 fleksible stigerør og/eller sammenflensede stive rør av komposittmateriale. Erstatning av fleksible rør med stive rør av komposittmateriale helt eller delvis i nedre stigerørsegment kan være teknisk og økonomisk fordelaktig på meget store havdyp, eksempelvis dypere enn 1500 m.
Det mest typiske antall stigerør vil være fra 2 til 4, men antallet kan både være lavere eller høyere.
Koblingspunkt (13) på havbunnen omfatter låsemekanismer (21) og avstengningsventiler (19) som er styrbare med styresignaler avgitt fra fartøyets kontrollrom, og dessuten er styrbare ved hjelp av en ROV.
Anordningen av oppdriftstanken (3) i forhold til nedre stigerørsegment (4), gjør det mulig for FPSO'en å dreie typisk 180 ° i hver retning uten at stigerørene overbelastes. Ingen andre kjente system tillater tilsvarende fleksibilitet for flere stigerør parallelt.
Hivkompenseirngssystemet kan anordnes til å funksjonere både mot vaieren (14) og ved innføringen av det øvre stigerørsegment (2), hvilket kan være fordelaktig for å minimere påkjenningene på stigerørsystemet.
Under produksjon med stigerørsystemet kan det være fordelaktig å begrense oppdriften i oppdriftstanken (3) ved delvis å overføre vekten til den hivkompenserte heiseanordning (8) via vaieren (14).
Omstrømningsforbindelsene (20) anordnet i koblingshodet benyttes til tømming/flushing av stigerørene i forbindelse med frakobling, eksempelvis etter at stigerørene er frakoblet koblingspunktet på havbunnen. Omstrømningsforbindelsene kan eksempelvis også anordnes til injeksjon av metanol, eller til andre formål.
Med henvisning til den mest foretrukne utførelsesform av stigerørsystemet ifølge oppfinnelsen, og den bestemte FPSO'en, vil det nedenfor bli diskutert en del forhold i forbindelse med normal drift, frakobling, tilkobling og installasjon.
På figur 2 er det illustrert normal drift hvorved FPSO'en ligger dynamisk posisjonert og dreier rundt oppdriftstanken (3) mot fremherskende vindretning. Når maksimal dreievinkel er inntruffet og det er behov for ytterligere endring av heading, vil FPSO'en kunne benytte DP-systemet under rotasjon tilbake for å innta heading fra motsatt vinkel. Stigerørene er innbyrdes orientert i fartøyets lengderetning og er optimalt plassert i forhold til moonpoolens struktur under rullebevegelser. Vedrørende fartøyets posisjon under drift henvises det til figur 5, som illustrerer drift av systemet innenfor bestemte nedstengningssektorer. Slik det fremgår av figur 5 er sonene inndelt i henhold til plassering på havoverflaten i en sirkel rundt det nominelle posisjonspunkt N for fartøyet, samt ved dreining rundt dette punkt, hvorved en sikker sone S fremkommer. Henvisningen I betegner nedstengning klasse 1, som er nedstengning i henhold til laveste farenivå, hvorved systemet ved overskridelse vil bli klargjort for frakobling. Dette innebærer blant annet at prosessen på fartøyet stenges ned og isolasjons ventilene mot brønnsystemet stenges. Nedstengning klasse I inntreffer i henhold til figur 5 når posisjonen av fartøyet er utenfor sirkelen definert ved I eller rotasjonen av skipet er større enn de definerte grenser indikert ved I.
Nedstengning klasse II kan inntreffe dersom faresituasjonen utvikler seg videre ved at FPSO'en beveger seg utenfor sirkelen betegnet II eller utenfor rotasjonsgrensen indikert ved II. Ved en nedstengning klasse II vil FPSO'en med tilhørende produksjonssystem være forberedt for en meget rask (ca. 20-30 sekunder) frakobling av koblingshodet (11) fra bunn- og brønninstallasjonen. Låsemekanismen (21) frigjøres hydraulisk, styrt fra fartøyets kontrollrom.
Den positive oppdrift i oppdriftstanken (3), eventuelt i kombinasjon med løft fra heiseanordningen (8), løfter koblingsenheten (11) fra bunnkonstruksjonen (13) inntil oppdriften balanseres ut mot vekten av det frigjorte koblingshode, og økt vektandel som overføres fra øvre stigerørsegment (2) til oppdriftstanken (3) når den stiger mot overflaten. Heiseanordningen (8) benyttes deretter. På figur 6 er frakoblingen illustrert. En viktig egenskap med stigerørsystemet er at det er unødvendig å tømme stigerørene før frakobling, ettersom en slik operasjon kan utføres senere, eksempelvis ved å sirkulere diesel fra FPSCen via de øvrige stigerørene etter frakoblingen, via omstrømningsforbindelsene (20). Nærmere bestemt kan oppdriftstanken (3) tas opp i fremre moonpool og sikres der, hvorpå stigerørene eksempelvis tas inn på tromler (23) med tilstrekkelig diameter ombord på fartøyet, hvorved stigerørene glir gjennom oppdriftstankens tunnelrør.
Tilkobling av stigerørsystemet er illustrert på figur 7. Fartøyet holdes i posisjon med dynamisk posisjonering slik at koblingshodet (11) holdes i kort avstand over tilkoblingspunktet på havbunnen (13). Oppdriftstanken (3) ballasteres til svak negativ oppdrift. Dette kan eksempelvis foregå ved at en ROV (fjernstyrt undervannsfarkost) åpner en ventil og derved slipper inn en kontrollert mengde vann i tanken. Med oppdriftstanken (3) hengende via løftestropper og vaieren (14) i den hivkompenserte heiseanordning (8), kan koblingshodet (11) på kontrollert måte føres ned og festes mot koblingspunktet på havbunnen (13). Koblingspunktet på havbunnen har styrepinner som sikrer nøyaktig posisjonering og tilkobling, eksempelvis under assistanse av en ROV for å styre koblingshodet sideveis når tilkoblingen foretas.
FPSO'en er utstyrt med alt nødvendig utstyr til å foreta mobilisering/demobilisering av stigerørsystemet i forbindelse med nye oppdrag. Derved er det tilveiebragt et integrert system for flytende produksjon, lagring og lossing i forbindelse med det fleksible stigerørsystem, hvilket kan mobiliseres/demobiliseres i løpet av 1-2 dager, hvorved systemet er spesielt attraktivt i forbindelse med kortvarige oppdrag.
Når FPSO'en forflyttes fra ett felt til et annet vil oppdriftstanken (3) være lagret og sikret i den fremre moonpool, med koblingshodet (11), slik det er illustrert på figur 8, hvor det også er illustrert at stigerørene er spolet opp på tromler (23).
Stigerørsystemet kan mobiliseres/demobiliseres på mange måter, og systemet omfatter ytterligere anordninger som ikke er omtalt eller nevnt spesielt men som anses å være innlysende for fagpersoner. Det nevnes her spesielt vaiere og løfte- og håndteringsanordninger mellom de ulike komponenter i systemet og mellom fremre og aktre moonpool. Det anses å være fagmessig å tilpasse slike velkjente ytterligere anordninger til systemet etter behov.
Noen viktige trekk i forbindelse med hensiktsmessig installasjon er som følger: Ved installasjon, med koblingshodet og oppdriftstanken plassert i fremre moonpool, er det hensiktsmessig først å låre ned nedre stigerørsegment og koblingshodet, med vaier, navlestreng, etc., tilkoblet, mens oppdriftstanken ennå befinner seg i fremre moonpool. Bøyestivere/fagverk mot nedre stigerørsegment anordnes på oppdriftstanken mens denne er i fremre moonpool. Øvre stigerørsegment installeres hensiktsmessig mens oppdriftstanken ennå er lagret i fremre moonpool, ved hjelp av vaierforbindelser mellom fremre moonpool og aktre moonpool utenfor fartøyskroget. Stigerørene i øvre stigerørsegment trekkes inn i aktre moonpool og kobles ved flenskobling mot prosessanlegget i fartøyet. Først når alle stigerørene er låret ned gjennom oppdriftstanken, stigerørsegmentene er forbundet gjennom oppdriftstanken og bøyningsbegrenserne er påmontert, låres oppdriftstanken. Tilkoblingen mot koblingspunktet på havbunnen kan fordelaktig lettes ved å gjøre bruk av en ROV av arbeidstype, dvs. med tilstrekkelig kraft til å bevege koblingshodet sideveis og tilstrekkelige manipulatoranordninger til å betjene tilkoblingsanordningene i koblingshodet og ballastjusteringsanordningene i oppdriftstanken. Det er fordelaktig om oppdriftstankens ballastjustering og tilkoblingsanordningene mot koblingspunktet på havbunnen både kan opereres fjernstyrt fra fartøyets kontrollrom og ved hjelp av ROV.
En oppsummering av fremtredende særtrekk ved stigerørsystemet ifølge oppfinnelsen, og særlig den mest foretrukne utførelsesform derav, er som følger: • Det eneste system som per i dag baserer seg på fleksible stigerør i kombinasjon med ren DP-operasjon og en større FPSO.
• Flere stigerør i parallell.
• Enkel og effektiv frakoblingsmulighet ved posisjoneringsproblemer.
• Etter frakobling er det mulig å blø av trykket i stigerørsystemet slik at tilkobling kan utføres enkelt og effektivt ved ny tilkobling.
• Kan benyttes både på grunt og dypt vann.
• Tillater at FPSO'en dreier inntil + 180° uten bruk av svivel.
• Systemet er tilpasset installasjon av høytrykks svivel på havbunnen når det er behov for større operasjonsfleksibilitet med hensyn til dreining enn 180° og/eller ved drift på mindre vanndyp, ned til ca. 100 m. • Selvhjulpen installasjon/avinstallasjon, hvorved systemet fullt ut er integrert. • Systemet gir feltoperatører full fleksibilitet med hensyn til plassering av brønner. • Med den mest foretrukne FPSO'en er stigerørenes innbyrdes plassering optimal i forhold til moonpoolenes struktur og risiko for berøring i forbindelse med rulling av fartøyet. • Bruk av høytrykkssvivel på havbunnen, i henhold til den mest foretrukne utførelsesform, er en teknologi som tidligere ikke er blitt benyttet.
Claims (12)
1. Stigerørsystem for anvendelse ved produksjon av hydrokarboner med et fartøy (1) av FPSO-typen med et dynamisk posisjoneirngssystem (DP), hvor fartøyet er utstyrt med en heiseanordning (8) kapabel til håndtering av stigerørsystemet, idet stigerørsystemet under produksjon strekker seg mellom fartøyet og et koplingspunkt (13) på havbunnen over en brønnstruktur,
karakterisert ved at det omfatter
en oppdriftstank (3) som også under produksjon er koblet til heiseanordningen for å kunne heves fra en neddykket driftsstilling til en lagringsstilling i eller på fartøyet, og omvendt,
et øvre stigerørsegment (2) omfattende et antall fleksible stigerør som under produksjon henger som en kjedelinje mellom oppdriftstanken og et tilkoblingsområde i fartøyet, idet stigerørene er koplet til et prosessystem på fartøyet, og
et nedre stigerørsegment (4) som under produksjon strekker seg mellom oppdriftstanken og koplingspunktet på havbunnen, idet det ved sin øvre ende har fluidkommunikasjon med det øvre stigerørsegment via oppdriftstanken, og ved sin nedre ende er utstyrt med et koplingshode (11) som er tilpasset for kopling til koplingspunktet på havbunnen.
2. Stigerørsystem ifølge krav 1,
karakterisert ved at: fartøyet av typen DP FPSO er et skip (1) som har utrustning til å besørge sikker og nøyaktig posisjonering ved signifikant bølgehøyde på minst 7 m, og i begge ender er utstyrt med baug som kan orienteres mot værretningen, og videre er skipet utrustet med en fremre moonpool (6) sentralt plassert i skipets dreieakse, en aktre moonpool (5) som er plassert i skipets senterlinje, en hivkompensert heiseanordning (8) som via en vaier (14) under produksjon er stramt koblet mot en oppdriftstank (3), idet oppdriftstanken under produksjon søkes holdt under den fremre moonpool og derved i skipets dreieakse, idet stigerørsystemet videre omfatter et øvre stigerørsegment (2) som i øvre ende, gjennom aktre moonpool og med flensforbindelser, er koblet mot et prosessanlegg i skipet, og i nedre ende, med en eller flere "in-line" svivler, er koblet mot oppdriftstanken, et nedre stigerørsegment (4) med et antall fleksible rør tilsvarende antallet i det øvre stigerørsegment, idet oppdriftstanken under produksjon er koblet mellom det øvre og det nedre stigerørsegment med fluidkommunikasjon gjennom et tilpasset antall rør (16) i oppdriftstanken, hvor det nedre stigerørsegment i nedre ende er utstyrt med et koblingshode (11) og en høytrykkssvivel (12) med elektrisk eller hydraulisk drivmotor for dreining ved overskridelse av forutbestemte grenseverdier for dreining av skipet, for kobling til koblingspunktet på havbunnen, og videre omfatter stigerørsystemet bøyningsbegrensere i form av bøyningsstivere (7) og rammeverk anordnet ved oppdriftstanken og koblingshodet, minst én navlestreng (10), og en svivel (9) plassert over oppdriftstanken.
3. Stigerørsystem ifølge krav 1 eller 2,
karakterisert ved at oppdriftstanken (3) har sylindrisk utforming og er inndelt i seksjoner, slik at den kan ballastes og oppdriftsjusteres etter behov.
4. Stigerørsystem ifølge krav 1, 2 eller 3,
karakterisert ved at oppdriftstanken (3) er forsynt med et antall vertikalt forløpende tunnelrør (15) som er i passende antall og er dimensjonert for gjennomføring av henholdsvis stigerør, navlestrenger og vaiere.
5. Stigerørsystem ifølge krav 2,
karakterisert ved at den fremre moonpool (6) er forsynt med støtte- og låseanordninger for lagring og fastholdelse av oppdriftstanken i en lagret stilling i denne, og videre er forsynt med arbeidsplattformer for benyttelse av personell i forbindelse med den nevnte lagring og senere frigjøring av oppdriftstanken.
6. Stigerørsystem ifølge ett av kravene 1, 2 ,3 eller 4,
karakterisert ved at oppdriftstanken (3) under produksjon er koplet til heiseanordningen via en vaier (14) som også utgjør en posisjonsreferanse for fartøyets DP-system, idet vaieren strekker seg gjennom den fremre moonpool.
7. Stigerørsystem ifølge krav 1, 2, 3,4 eller 6,
karakterisert ved at det ved oppdriftstankens nedre ende er anordnet en beskyttelseskonstruksjon (17) som omgir det øvre parti av det nedre stigerørsegment, for beskyttelse av dette parti når fartøyet dreier og det øvre stigerørsegment legger seg i spiralform rundt det nevnte parti.
8. Stigerørsystem ifølge krav 1 eller 2,
karakterisert ved at koplingshodet (11) omfatter en separat stengeventil (19) for hvert stigerør, og omstrømningsforbindelser (20) med tilhørende isolasjonsventil er anordnet mellom nærmestliggende stigerør.
9. Stigerørsystem ifølge krav 1 eller 2,
karakterisert ved at det omfatter en høytrykkssvivel (12) som er anordnet mellom koplingshodet og koplingspunktet på havbunnen, idet høytrykkssvivelen er forsynt med en drivmotor for dreining av koplingshodet ved behov.
10. Stigerørsystem ifølge krav 1 eller 2,
karakterisert ved at det øvre stigerørsegment (2) omfatter 2 til 4 fleksible stigerør som under systemets drift henger som en kjedelinje mellom oppdriftstanken (3) og den aktre moonpool (5), og er orientert i vertikalplanet med en bestemt minste innbyrdes avstand eller lengre for å unngå konflikt under bevegelse.
11. Stigerørsystem ifølge krav 1 eller 2,
karakterisert ved at det nedre stigerørsegment (4) omfatter 2 til 4 fleksible stigerør og/eller sammenflensede stive rør av komposittmateriale.
12. Stigerørsystem ifølge krav 1, 2 eller 8,
karakterisert ved at et koblingspunkt (13) på havbunnen omfatter låsemekanismer (21) og avstengningsventiler (19) som er styrbare med styresignaler avgitt fra fartøyets kontrollrom, og dessuten er styrbare ved hjelp av en ROV.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NO20011408A NO313920B1 (no) | 2001-03-20 | 2001-03-20 | Stigerorsystem for anvendelse ved produksjon av hydrokarboner med et fartoy av FPSO-typen med et dynamisk posisjoneringssystem (DP) |
PCT/NO2002/000107 WO2002076818A1 (en) | 2001-03-20 | 2002-03-15 | Riser system for use for production of hydrocarbons with a vessel of the epso-type with a dynamic positioning system (dp) |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NO20011408A NO313920B1 (no) | 2001-03-20 | 2001-03-20 | Stigerorsystem for anvendelse ved produksjon av hydrokarboner med et fartoy av FPSO-typen med et dynamisk posisjoneringssystem (DP) |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO20011408D0 NO20011408D0 (no) | 2001-03-20 |
NO20011408L NO20011408L (no) | 2002-09-23 |
NO313920B1 true NO313920B1 (no) | 2002-12-23 |
Family
ID=19912277
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO20011408A NO313920B1 (no) | 2001-03-20 | 2001-03-20 | Stigerorsystem for anvendelse ved produksjon av hydrokarboner med et fartoy av FPSO-typen med et dynamisk posisjoneringssystem (DP) |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
NO (1) | NO313920B1 (no) |
WO (1) | WO2002076818A1 (no) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2429992A (en) * | 2005-09-09 | 2007-03-14 | 2H Offshore Engineering Ltd | Production system |
FR2988424B1 (fr) * | 2012-03-21 | 2014-04-25 | Saipem Sa | Installation de liaisons fond-surface de type tour hybride multi-risers comprenant des conduites flexibles a flottabilite positive |
WO2014070295A1 (en) | 2012-10-30 | 2014-05-08 | Exxonmobil Upstream Research Company | System for obstacle avoidance during hydrocarbon operations |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2921890C2 (de) * | 1979-05-30 | 1981-08-06 | Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt | Ölübernahme-Einrichtung |
US4423984A (en) * | 1980-12-29 | 1984-01-03 | Mobil Oil Corporation | Marine compliant riser system |
DE3117203A1 (de) * | 1981-04-30 | 1982-11-25 | Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt | "unterwasser-kupplungseinheit" |
-
2001
- 2001-03-20 NO NO20011408A patent/NO313920B1/no not_active IP Right Cessation
-
2002
- 2002-03-15 WO PCT/NO2002/000107 patent/WO2002076818A1/en not_active Application Discontinuation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
NO20011408L (no) | 2002-09-23 |
NO20011408D0 (no) | 2001-03-20 |
WO2002076818A1 (en) | 2002-10-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2146633C1 (ru) | Система швартовки судна | |
US7628224B2 (en) | Shallow/intermediate water multipurpose floating platform for arctic environments | |
US7614927B2 (en) | Device for loading and/or unloading flowable media | |
NO339494B1 (no) | System for fortøyning av et fartøy til havs og innenbords anordning av stigerør | |
NO150791B (no) | Marint stigeroersystem | |
NO167906B (no) | Fartoey med et frigjoerbart fortoeyningssystem | |
NO154993B (no) | Fortoeyningssystem. | |
NO323508B1 (no) | Borerigg plassert på havbunnen og utstyrt for boring av olje- og gassbrønner | |
NO318688B1 (no) | Stigerorssystem, samt fremgangsmate ved montering av et stigerorsystem, for a koble en installasjon pa sjobunnen til et flytende fartoy | |
NO342692B1 (no) | Undervannsinstallasjon og fremgangsmåte for fjerning av denne | |
US5676083A (en) | Offshore mooring device and method of using same | |
CA2646510C (en) | Connection system and method for connecting and disconnecting a floating unit to and from a buoy which is connected to a subsea installation | |
NO147868B (no) | Forankrings- og overfoeringsstasjon. | |
DK178778B1 (en) | A mooring arrangement | |
CN107933843B (zh) | 基于可分离内转塔式系泊***的fdpso | |
NO314350B1 (no) | Konnektormontasje og konnektorlegeme for offshore overföring av fluid | |
US6457536B1 (en) | Method and system for exploiting natural resources under the seabed | |
US20120315096A1 (en) | Rigless intervention | |
RU2416545C2 (ru) | Устройство загрузки танкера | |
NO176131B (no) | System for anvendelse ved offshore petroleumsproduksjon | |
NO313920B1 (no) | Stigerorsystem for anvendelse ved produksjon av hydrokarboner med et fartoy av FPSO-typen med et dynamisk posisjoneringssystem (DP) | |
EP3243734A1 (en) | Assembly of a vessel and a floating module | |
KR101665405B1 (ko) | 자연 유하식 적하역 장치 | |
US9688362B2 (en) | Arc loading system | |
GB1581325A (en) | Single point mooring and fluid handling system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
CREP | Change of representative |
Representative=s name: ZACCO NORWAY AS, POSTBOKS 2003 VIKA |
|
CHAD | Change of the owner's name or address (par. 44 patent law, par. patentforskriften) |
Owner name: STATOIL ASA, NO |
|
CHAD | Change of the owner's name or address (par. 44 patent law, par. patentforskriften) |
Owner name: STATOIL PETROLEUM AS, NO |
|
CREP | Change of representative |
Representative=s name: TANDBERGS PATENTKONTOR AS, POSTBOKS 1570 VIKA, 011 |
|
MK1K | Patent expired |