NO316169B1 - Anordning og fremgangsmåte ved fortöyningsböye - Google Patents

Description

ANORDNING OG FREMGANGSMÅTE VED FORTØYNINGSBØYE

Denne oppfinnelse vedrører en anordning og en fremgangsmåte for å fortøye et flytende fartøy, nærmere bestemt en fortøy-ningsanordning hvor en bøye er fortøyd til havbunnen, og hvor et fartøy ved hjelp av friksjonskrefter fra oppdrift kan for-tøyes til bøyen uten at det anvendes ytterligere fortøynings-element. Anordningen er særlig velegnet for anvendelse i for-bindelse med posisjonering av borefartøy under petroleums-utvinning.

Ved etablering av en ny petroleumsbrønn bringes ifølge kjent teknikk en flytende boreplattform, eller et annet egnet far-tøy som er forsynt med nødvendig boreutstyr, til borestedet hvor det fortøyes eller holdes i ønsket posisjon ved hjelp av såkalt dynamisk posisjonering. Ved dynamisk posisjonering anvendes ikke fortøyninger, idet fartøyet er forsynt med et styresystem og nødvendig propellanlegg for å kunne holdes i samme posisjon under ulike vind- og værforhold. Dynamisk posisjonering er grunnet høye energikostnader relativt kost-bart, og slik posisjonering kan medføre fare for avdrift av borefartøyet under ugunstige forhold.

Ved boring ifølge i og for seg kjent teknikk settes de første foringsrør og en bunnramme etter at oppankring og klargjøring av borefartøyet er ferdig.

Deretter senkes et brønnhode inneholdende nødvendige ventiler ned til havbunnen og forbindes til brønnrammen, hvoretter et stigerør senkes ned og forbindes til brønnhodet ved sitt nedre endeparti. Stigerøret er ved sitt øvre parti forbundet til plattformen via en hivkompenseringsanordning, gjerne i form av en eller flere hydrauliske sylindere, som er innrettet til å opprettholde et relativt konstant strekk i stigerøret også under fartøyets hivbevegelser.

Ved dårlig vær kan det være nødvendig å tømme stigerøret for borevæske for deretter å kople dets nedre endeparti fra brønnhodet. Avhengig av havdybde på borestedet, og av hvor langt borearbeidene er fremskredet, kan arbeidet med å kople borefartøyet fra, og senere til borehullet, samt opptrekking av boreverktøy, være en meget omfattende og kostbar opera-sjon.

NO 19984968 beskriver en flytende hev- og senkbar anordning som er fortøyd til havbunnen, og som er innrettet til å kunne motta et skip. Skipet holdes i posisjon ved hjelp av fysisk kontakt mellom den flytende anordning og skipets bunn.

Oppfinnelsen har til formål å avhjelpe ulempene ved kjent teknikk.

Formålet oppnås i henhold til oppfinnelsen ved de trekk som er angitt i nedenstående beskrivelse og i de etterfølgende patentkrav.

Før borearbeidet skal startes opp anbringes en bøye over borestedet. Bøyen er forsynt med nødvendig fortøyningsanordning for ved hjelp av et såkalt fortøyningsfartøy å kunne fortøyes til havbunnen. Etter at bøyen er oppankret senkes den tilstrekkelig ned i sjøen til at et borefartøy kan seile inn over bøyens sentrale parti til ønsket posisjon over bøyen, slik at borefartøyets boresenter korresponderer med en gjennomgående vertikal åpning i bøyen. Bøyen lenses deretter, hvorved bøyens oppdrift utøver en tilstrekkelig kraft mot bo-refartøyet til at fartøyet, ved hjelp av friksjonskreftene som oppstår i et mellom bøyen og borefartøyet anbrakt fender-verk, holdes i ønsket posisjon relativt bøyen.

Bøyen kan med fordel være todelt. En øvre bøye er for eksempel utformet med et L-formet tverrsnitt hvor et horisontalt flytelegemets oppovervendende flate utgjør det dekk som er innrettet til å ligge an mot borefartøyets underside, mens et oppoverragende flytelegeme, som er forbundet til det horisontale flytelegeme, rager opp over havoverflaten også når det horisontale flytelegeme er dykket. Det oppoverragende flytelegeme kan være forsynt med tilkoplinger for energioverføring og kommunikasjon med borefartøyet. Bøyen kan være forsynt med fast ballast som er anbrakt under det oppoverragende parti for å stabilisere den øvre bøye når den øvre bøyes horisontale flytelegeme er dykket. Den øvre bøyes geometri kan også innta andre former, for eksempel en U-form hvor det horisontale flytelegemet er forsynt med to oppoverragende flytelege-mer.

Et senkerør er anbrakt vertikalt nedoverragende i sjøen fra bøyens horisontale flytelegeme. Senkerørets senterlinje korresponderer med bøyens gjennomgående åpning og utgjør for-trinnsvis en forlengelse av den gjennomgående åpning nedover i sjøen. En nedre bøye er anbrakt forskyvbart omkransende senkerøret på et lavere nivå under den øvre bøyen, og den nedre bøye er i en oppankret tilstand forbundet til havbunnen ved hjelp av et ankersystem.

Bøyens virkemåte beskrives nærmere i beskrivelsens spesielle del.

Ved anvendelse av en bøye ifølge oppfinnelsen er det mulig å oppnå en vesentlig reduksjon i drivstofforbruk sammenlignet med om det anvendes et borefartøy med dynamisk posisjone-rmgsanordning. Fråkopling av borefartøyet fra brønnen, for eksempel når det ventes dårlig vær, er vesentlig forenklet idet stigerøret og bøyen med forankring forblir på borestedet selv om borefartøyet er forflyttet.

I det etterfølgende beskrives et ikke-begrensende eksempel på en foretrukket utføreIsesform som skjematisk er anskuelig-gjort på medfølgende tegninger, hvor: Fig. 1 viser et tverrsnitt II-II i fig. 2 av bøyen under transport; Fig. 2 viser bøyen sett ovenfra; Fig. 3 viser bøyen forankret til havbunnen; Fig. 4 viser bøyen nedsenket for å kunne motta et borefartøy; Fig. 5 viser bøyen etter at et borefartøy er anbrakt på bøy-en; Fig. 6 viser delvis i snitt bøyen etter at et stigerør er satt; og Fig. 7 viser delvis i snitt bøyen etter at borefartøyet har forlatt bøyen.

På tegningene betegner henvisnmgstallet 1 en bøye omfattende en øvre bøye 2 og en nedre bøye 4. Den øvre bøye 2 er forsynt med et i hovedsak horisontalt flytelegeme 6 og et i hovedsak vertikalt flytelegeme 8. Det horisontale flytelegemet 6 og det vertikale flytelegemet 8 danner et L-formet tverrsnitt.

Fra en sentral gjennomgående vertikal åpning 10 i den øvre

bøyes 2 horisontale flytelegeme 6, rager et senkerør 12 ned i sjøen. En fast ballast 14 er anbrakt vertikalt under det vertikale flytelegeme 8 og er forbundet til den øvre bøye 2. Det horisontale flytelegemets 6 oppovervendende plan som utgjør

bøyens 2 dekk 16, er forsynt med fendere 18 i form av elas-tisk, eksempelvis gummiholdig materiale.

Fendere 18 er også anbrakt på det vertikale flytelegemets 6 mot åpningen 10 vendende sideareal 20. Det vertikale flytelegemets 6 oppovervendende areal 22 er forsynt med en kons-truksjon 24 som er innrettet til å bære energiforsynings- og kommunikasjonsforbindelser 26, se fig. 5, mellom bøyen 1 og et borefartøy 28.

Den nedre bøye 4 er anbrakt forskyvbart omkransende senkerø-ret 12 på et nivå under den øvre bøye 2.

Både den øvre bøye 2 og den nedre bøye 4 er forsynt med ikke viste ballasttanker innbefattende nødvendige røropplegg av i

og for seg kjent utførelse.

Den todelte bøyen 1 er slik trimmet under transporten frem til borestedet, se fig 1, at den øvre bøyes 2 horisontale flytelegeme 6 har fribord over havoverflaten 30, hvorved den kan medbringe last. Den nedre bøye 4 befinner seg under transporten omkransende senkerøret 12 like under det horisontale flytelegeme 6.

Når bøyen 1 er posisjonert ved borestedet, forankres den nedre bøye 4 ved hjelp av fortøyninger 32 til havbunnen (ikke vist), hvoretter den nedre bøye trimmes slik at den befinner seg omkransende senkerøret 12 på en passende dybde under den øvre bøye 2, se fig. 3. Bøyen 1 holdes således i posisjon ved at senkerøret 12 er glidende forskyvbart forbundet til den nedre bøye 4. Den øvre bøye 2 kan således ha en hivbevegelse uten at den forankrede nedre bøye 4 tildeles en tilsvarende bevegelse.

Før borefartøyets 28 ballast er justert og borefartøyet 28 skal anbringes over den øvre bøyes 2 horisontale flytelegeme 6, senkes den øvre bøye 2 nedover i sjøen for at det skal være nødvendig dypgang for borefartøyet, se fig. 5. I denne nedsenkede stilling bidrar momentet som utgjøres av den horisontale avstand mellom det vertikale flytelegemets 8 opp-driftsenter og den faste ballast 14 sitt tyngdepunkt multi-plisert med ballastens 14 vekt til at det horisontale flytelegeme 6, når det er dykket og har tilnærmet nøytral oppdrift, holdes i en i hovedsak horisontal stilling.

Etter at borefartøyet 28 er anbrakt og posisjonert over det horisontale flytelegeme 6, se fig. 5, pumpes ballast ut av den øvre bøye 2, hvorved fenderne 18 på dekket 16 kommer i trykkoverførende kontakt med borefartøyets 28 bunnparti 34.

Kontaktkraften mellom den øvre bøye 2 og borefartøyet 28 økes inntil friksjonskraften mellom dekkets 16 fendere 18 og bore-fartøyet 28 er tilstrekkelig til å holde borefartøyet 28 i posisjon på den øvre bøye 2. Borefartøyets 28 propellanlegg kan eventuelt anvendes for å holde borefartøyet 28 og den øvre bøye 2 i ønsket kompassretning.

Borefartøyet 28 kan deretter påbegynne borearbeidet. Når det skal settes et stigerør 36, avhenges dette i en i den gjennomgående åpning 10 og/eller den i senkerøret 12 seg befin-nende hivkompenseringsanordning 38 av i og for seg kjent ut-førelse.

Ved forventet dårlig vær, eller når borefartøyet 28 av andre årsaker må forlate borestedet, se fig. 7, koples stigerøret 36 fra borefartøyet 28 like over hivkompenseringsanordningen 38, hvoretter den øvre bøye senkes tilstrekkelig til å gi bo-refartøyet 28 frigang til å forlate bøyen 1.

Så snart forholdene igjen ligger til rette for å oppta bo-ringen, posisjoneres borefartøyet 28 over bøyen 1 hvor stige-røret igjen tilkoples borefartøyet 28.

I en alternativ utførelsesform kan senkerøret 12 være fast forbundet til den nedre bøye 4 og forskyvbart forbundet til den øvre bøye (2).

Den øvre bøyes 2 utforming med fendere 18 på dekket 16 mulig-gjør tilkopling til mange arter av borefartøy som kan anvendes uten at de i nevneverdig grad har måttet gjennomgå kost-bare ombyggings- og tilpasningarbeider.

Claims (5)

1. Anordning ved fortøyningsbøye (1) for fortøyning av et borefartøy (28) under boreoperasjoner, hvor borefartøyet (28) er forbundet til fortøyningsbøyen (1) ved hjelp av hovedsakelig oppdriftsforårsakede friksjonskrefter mellom bøyen (1) og borefartøyet (28) og hvor fortøynings-bøyen (1) er forbundet til sjøbunnen, karakterisert ved at fortøyningsbøyen (1) utgjøres av en nedre bøye (4) innrettet til å fortøyes til havbunnen og en i forhold til den nedre bøye (4) vertikalforskyv-bar øvre bøye (2).

2. Anordning i henhold til ett eller flere av de foregående krav, karakterisert ved at bøyen (1) er forsynt med en fast ballast (14) som er anbrakt under bøyens vertikale flytelegeme (8).

3. Anordning i henhold til ett eller flere av de foregående krav, karakterisert ved at bøyen (1) er forsynt med en hivkompenseringsanordning (38).

4. Anordning i henhold til ett eller flere av de foregående krav, karakterisert ved at hivkompenseringsanordningen (38) er anbrakt i et senkerør (12) idet senkerøret (12) utgjør den vertikalforskyvbare forbin-delse mellom den øvre bøye (2) og den nedre bøye (4).

5. Anordning i henhold til ett eller flere av de foregående krav, karakterisert ved at senkerøret (12) er fast forbundet til den nedre bøye (4) og forskyvbart forbundet til den øvre bøye (2).