NO830472L - Fremgangsmaate for anbringelse av en ledning under vannflaten - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte for plassering av en ledning, særlig en oljeledning, under vannflaten.

Undervannsoljebrønner blir mer vanlig etterhvert som landbaserte oljereserver blir uttømt. Når en undervanns-ol jebrønn er boret, fremkommer problemet med transport av oljen fra brønnen til et sted hvor den kan lastes på et tank-skip og bringes til et raffineri. Generelt innbefatter tran-sportsystemet flere ledninger eller strømningsledninger som hver er forbundet til en brønn og som er sammenbuntet og lagt på sjøbunnen. Strømningsledninger er derfor en viktig og selvfølgelig en dyr komponent ved ethvert undervannskompleter-ingssystem. Historisk sett har kostnadene for strømningsled-ninger overskredet 50 % av de totale budsjettvurderinger for undervannskompleteringer.

En kjent måte for utlegning av en strømningsled-ningsbunt innbefatter først en sammensetning på land og så tauing av bunten til stedet hvor den skal benyttes. En ende av bunten blir så trukket ned til punktet hvor den skal forbindes, hvoretter den andre ende senkes til sjøbunnen og trekkes til det punkt hvor den' skal forbindes på sin side. Under hele prosedyren blir bunten utsatt for store krefter som kan bevirke en bøyning og sammenbrudd for ledningsbunten. Ingen av de to eksisterende metoder for legging av rørlednin-ger, dvs. den vanlige utlegningslekter og den mer sofisti-kerte spolelekter, er i stand til å legge en strømningsled-ning i dypt vann, hvor lengden er mindre enn vanndybden.

Problemene som foreligger ved legging av oljerør-ledninger blir stadig tydeligere etterhvert som offshore-boring forflytter seg til dypere vann. Bruken av de vanlige-'rørledningsteknikker, hvorved det skal forstås at rørled-1:. ningsstrekkreftene styrer bøyning og sammenbruddsbelastnin-ger, er vanndybderelatert, og de er derfor beheftet med be-stemte- praktiske vanndybdebegrensninger. I tillegg vil forbindelse ved den andre ende uten dykkere være ekstremt kompli-sert ved dypt vann.

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en fremgangsmåte for installering av en strømningsledning eller en bunt av strømningsledninger med en lengde opp til 3 660 m i vanndybder større enn 3 05 m. En strømningsledningsbunt er definert som to eller flere strømningsledninger i en felles bærer med en flerboringsendeavslutning i form av et enkelt stykke.

Oppfinnelsen består i en fremgangsmåte for plassering av en strømningsledning under vannflaten, hvilken fremgangsmåte omfatter følgende trinn: a) festing av første og andre strømningsledningsbasiskon-struksjoner ved avstandsplasserte steder under vannflaten,

b) tauing av strømningsledningen til basiskonstruksjonene,

c) forbindelse av en første ende og en andre ende av strøm-ningsledningen til første og andre strømningslednings-konstruksjoner, hver ved hjelp av en kabel, d) trekking av kabelen gjennom første og andre strømnings-ledningsbasiskonstruksjoner samtidig for å trekke første og andre ender inn til første og andre strømningsled-ningsbasiskonstruksjoner respektivt, og e) forbindelse av første ende og andre ende til første strømningsledningsbasiskonstruksjon og andre basiskon-struks jon respektivt.

Tegningene illustrerer et utførelseseksempel for oppfinnelsen. Tegningen viser: fig. 1_et skjematisk riss av et trinn under utleg-ningen av en strømningsledningsbunt, og

fig. 2A, 2B og 2C vektordiagrammer for krefter

som anvendes ved fremgangsmåten vist på fig. 1.

;Pa fig. 1 er det vist en fleksibel strømningsled-ningsbunt 10 som er utstyrt med bøyer 12 med tilhørende dybdeindikatorer 14. Endene 16 og 18 av strømningslednings-bunten 10 er avsluttet i koniske konstruksjoner 20 og 22. Den koniske konstruksjon 20 er permanent festet til strekk-kabelen 24 som går fra baug til akterende av fartøyet 26 og utstrekker seg som en nedtrukket kabeldel 27 til strømnings-ledningens basiskonstruksjon 28 og til den koniske konstruksjon 20 med strekket 29. Tilsvarende er den koniske konstruk-

sjon 22 permanent festet til strekkabelen 30 som går fra baugen til akterenden av fartøyet 32 og utstrekker seg som nedtrukket kabelseksjon 33 til strømningsledningens basiskonstruksjon 34 og til den koniske konstruksjon 27 som den strukkede kabelseksjon 35. Strømningsledningens basiskon-struks jon 28 og 34 er permanent montert på sjøbunnen 36, selv om, som alternativ, en flyttbar anordning av strømningsled-ningsbasiskonstruksjonen 28 og 34 kan bli benyttet, forutsatt at den er stabil og i stand til å motstå de belastninger som utøves av oppdriften til strømningsledningsbunten 10. Strøm-ningsledningsbasiskonstruksjonen 28 og 34 har koniske fester 38 og 40, som er beregnet til å motta de koniske konstruksjoner 20 og 22.

Strømningsledningsbasiskonstruksjonen 28, respek-..^tivt 34 er passive undervannskonstruksjonsbasiser, som er festet til sjøbunnen med peler.' Strømningsledningsbasiskon-struksjonene 28 og 34 er utformet for å motstå.trekk og inn-rettingkrefter under nedtrekking og forbindelse av strøm-ningsledningsbunten 10. De konisk formede mottagelseskon-struksjoner 38 og 40 danner inngangskonusen for de koniske konstruksjoner 20 og 22 som er forbundet ved to ender 16 og 18 av strømningsledningsbunten 10. De koniske mottagelses-konstruksjoner 38 og 4 0 kan innbefatte fjærbelastede gripere (ikke vist) for å samvirke med spor (ikke vist) i de koniske konstruksjoner 20 og 22 for å gi en positiv mekanisk forbindelse mellom strømningsledningsbasiskonstruksjoner 28 og 34

og strømningsledningsbunt 10. En strømningsledningsforbind-else (ikke vist) med to korte vertikale føringsstolper, en på hver side, kan bli benyttet for å plassere forbindelses-anordningen, som omfatter de koniske konstruksjoner 20 og 22 og de koniske mottagere 28 og 40.

Det vises nå til fig. 2A, 2B og 2C, som illustrerer vektordiagrammer for reelle og tenkte krefter som utøves på strømningsledningsbunten 10 før nedtrekkingsprosedyren.

TT er strekkraften og T er nedtrekkingskraften. TRer vist som resultantkjedelinjestrekkraft ved hver ende 16 og 18 av strømningsledningsbunt ten 10. • B er oppdriftskraften for såvel strømningsledningsbunten 10 som bøyene 12. Av oversiktsgrun-ner er oppdriftskraften for strømningsledningsbunten 10 illustrert ved flere steder, selv om i praksis den er jevnt for-delt over hele lengden av strømningsledningsbunten 10.

o

Ved regulering av strekket på hver av...buntene og måling av buntutformingen vil rørbelastningene være kjent og under styring hele tiden. TT og TD må reguleres nøyaktig for å gi en resultant T som er nødvendig for å styre bøyebelast-ningene i bærerøret innenfor godtagbare grenser. Gradvise forandringer i størrelse og retning for den resulterende kjedelinjestrekkraft (T ) omformer strømningsledningsbunten 10 fra dens rettlinjede form ved overflaten, som vist på fig. 2A, til en omvendt kjedelinjeform, som vist på fig. 2C.

På fig. 2A er TRlik TT, og vinkelen 0 mellom vek-torene TRog TT er lik null, da i utgangsstilling strømnings-ledningsbunten 10 er flytende og ingen kraft utøves på nedtrekkingskabelseksjonene 29 og 35. Resultatet er at TQer lik null. Når kraft utøves på nedtrekkingskabelseksjonene 29 og 35, øker T U og vinkelen 0, vinkelen mellom T 1 og TRøker, mens vinkelen 4>, vinkelen mellom T og T avtar. For-andringen fortsetter til vinkelen er lik null og T R blir lik TQved maksimum for vinkelen hvor strømningslednings-bunten 10 inntar en omvendt kjedelinjeform, som er illustrert på fig. 2C.

Strømningsledningsbuntstrekket og nedtrekkings-kreftene som er nødvendig for å oppnå denne omforming er en funksjon bare av strømningsledningens oppdrift og stivhet og er derfor ikke avhengig av vanndybden. Ved drift vil forbind-elsene overføre strømningsledningstverrkrefter (se fig. 2A,

2B og 2C) til strømningsledningsbasiskonstruksjonene. 28 og 34 under den endelige forbindelse av strømningsledningsbuntens ender 16 og 18. Endene 16 og 18 på strømningsledningsbunten 10 trekkes til strømningsledningskonstruksjonene 28 og 34 ved hjelp av nedtrekkingskablene 29 og 35. Flottører 12 holder en oppdrift for hele strømningsledningsbunten 10 og tilføyer oppdrift som er nødvendig for å gi en kjedelinjeform for strømningsledningsbunten 10 når den trekkes til sjøbunnen.

Under hele nedtrekkingsoperasjonen vil dybdedetektorer 14, som kan være av hvilken som helst kjent type, selv om akust-iske .dybdedetektorer er foretrukket, konstant måle dybden for strømningsledningsbunten 10 ved hver flottør 12. Dybdestill-ingene som måles av dybdemålerne 14 kan bli matet til en be-regningsenhet med et katodestrålefremvisningsrør for å illu-strere formen for strømningsledningsbunten 10 når den trekkes ned mot sjøbunnen 36.

I praksis blir bunten 10 fremstilt på land, utstyrt med de koniske konstruksjoner 20 og 22 og trykktestet før ut-legging. Bunten blir så sjøsatt og tauet nær overflaten, men fortrinnsvis under sonen for bølgeaktivitet, til installa-sjonsstedet. Nedtrekkingskablene som er dreibart festet på sjøbunnen, blir så festet til hver buntende og til overflate-vinsjer, hvoretter buntendene samtidig trekkes ned og mekanisk sperres til basiskonstruksjonene 28, 34. Bøyene 12 blir så selektivt frigitt for å tillate bunten å legge seg på sjøbun-nen og buntbæreren kan fylles med sjøvann.

Det skal forstås at fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan benyttes til å legge en strømningsledning eller strømningsledningsbunt i vann, hvis dybde er større enn leng^den for strømningsledningen eller bunten. Likeledes kan fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen også anvendes for legging av strømningsledninger og strømningsledningsbunter med en lengde som overskrider vanndybden.

Claims (6)

1. Fremgangsmåte for plassering av en strømningsled-ning under vannflaten, karakterisert ved at den omfatter følgende trinn: a) festing av første og andre strømningsledningsbasiskon-struksjoner ved avstandsplasserte steder under vannflaten, b) tauing av strømningsledningen til basiskonstruksjonene, c) forbindelse av en første ende og en andre ende av strøm-ningsledningen til første og andre strømningslednings-basiskonstruksjoner, hver ved hjelp av en kabel, d) trekking av kablene gjennom første og andre strømnings-ledningsbasiskonstruksjoner samtidig for å trekke første og andre ender til første og andre strømningslednings-basiskonstruksjoner respektivt, og e) forbindelse . av den første ende og den andre ende til den første strømningsledningsbasiskonstruksjon og den andre strømningsledningsbasiskonstruksjon respektivt.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at trekktrinnet innbefatter dannelse av en omvendt kjedelinjeform med strømningsledningsbunten.

3. Fremgangsmåte for plassering av en strømningsled-ningsbunt under vannflaten, karakterisert ved at den omfatter følgende trinn: a) festing i avstand fra hverandre av strømningsledningsba-siskonstruksjoner på sjøbunnen, b) tauing av strømningsledningsbunten til strømningsled-ningsbasiskonstruksjonene, c) forbindelse av en ende på: strømningsledningsbunten til en første kabel og en annen ende av strømningsledningsbunten til en andre kabel, d) føring av den første kabel gjennom en av strø mningsled-ningsbasiskonstruksjonene og den andre kabel gjennom en annen strømningsledningsbasiskonstruksjon e) nedtrekking av den første og den andre ende av strømnings-ledningsbunten til den ene og den andre strømningsled-ningsbasiskonstruksjon samtidig, og f) forbindelse av en ende til den ene strømningsledningsba-siskonstruksjon og den andre ende til den andre strøm-ningsledningsbasiskonstruksjon.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved at nedtrekkingstrinn c innbefatter dannelsen av en omvendte kjedelinjeform av strømningsledningsbunten.

5. Fremgangsmåte ifølge ett eller flere av de foran-stående krav, karakterisert ved at den innbefatter trinnet med fjernbar festing av bøyen i avstandsplass-ert intervaller langs strømningsledningen eller strømnings-ledningsbunten for å tilveiebringe oppdrift.

6. Fremgangsmåte ifølge ett eller flere av de foran-stående krav, karakterisert ved at den også innbefatter følgende strinn: anordning av dybdesensorer i avstandsintérvaller langs strøm-ningsledningen eller strømningsledningsbunten, og mottagelse og måling av dybdeindikasjoner fra hver av dybde-sensorene.