DE10022322A1

DE10022322A1 - Offshore platform removal system includes elements capable of taking measured stress loads in sub-structure

Info

Publication number: DE10022322A1
Application number: DE10022322A
Authority: DE
Inventors: Theo Frans Henri Werners; Marinus Wilhelmus Van Oetelaar; Marten Fluks
Original assignee: Mannesmann Rexroth AG
Current assignee: Bosch Rexroth AG
Priority date: 2000-05-09
Filing date: 2000-05-09
Publication date: 2001-11-15
Also published as: DE10191831D2; WO2001086074A1; AU7386901A

Abstract

The removal system consists of a ship and elements mounted on the sub-structure. These elements can take the stress loads in the sub-structure. The stress loads can be measured. The elements can be extended in a controlled manner. The elements can be quickly removed from their holders, at least on one side.

Description

1 Introduction

Zum Zwecke der Offshore-Erkundung und -Erzeugung von Öl und Gas befindet sich eine große Anzahl an Plättformen (mit verschiedenen Abmessungen, unterschiedlichen Masse und mit einer Vielzahl an Einrichtungen auf diesen) auf dem Meer. Die meisten Plattformen (die sogenannten Plattformoberteile oder Topsides) sind in großem Abstand oberhalb des Meeres spiegels vorgesehen, wobei sich diese auf Jackets befinden, die befestigte, sich auf dem Meeresboden abstützende Kon struktionen sind (siehe Fig. 1).For the purpose of offshore exploration and production of oil and gas, a large number of platforms (with different dimensions, different masses and with a multitude of facilities on them) are at sea. Most platforms (the so-called platform tops or topsides) are provided at a great distance above the sea level, these being on jackets that are attached constructions that are supported on the seabed (see FIG. 1).

Viele Plattformen haben ihre Lebensdauer bereits er reicht oder werden diese erreichen; dann müssen sie von Ihrem Standort aus zur Demontage oder Rekonstruktion nahe an das Ufer oder zum Ufer bewegt werden. Aus unterschiedli chen Gründen besteht eine starke Tendenz dahingehend, daß diese Plattformen einstückig bewegt werden anstatt diese in kleinere Module zu zerlegen. Da vollständige Plattformen offenkundig größere Ausmaße und eine größere Masse als kleinere Module habe und da die vorhandenen Hubkapazitäten von Schiffskränen begrenzt sind, werden derzeit mehrere Konzepte im Hinblick auf Spezialschiffe zum Bewegen voll ständiger Plattformen entwickelt.Many platforms already have their lifespan is enough or will achieve this; then they have to Your location for disassembly or reconstruction near be moved to the shore or to the shore. From different Chen reasons there is a strong tendency that these platforms are moved in one piece rather than in disassemble smaller modules. Because full platforms obviously larger dimensions and a larger mass than have smaller modules and there the existing lifting capacity are currently limited by ship cranes Concepts related to special ships to move fully of permanent platforms.

Auch bezüglich neuer Plattformen, die im Meer vorgese hen werden sollen, ist eine Tendenz dahingehend zu beobach ten, daß diese als eine Einheit montiert werden. Obwohl unterschiedliche Verfahren und Systemen für diese Aufbring vorgänge für Plattformoberteile verwendet wurden, können ähnliche "Schiffe" wie die zum Entfernen des Plattformober teils genutzt werden. In diesen Fällen sind ähnliche Forde rungen zu erfüllen und die nachfolgend beschriebene Idee kann verwendet werden.Also regarding new platforms that are read in the sea There is a tendency towards this that they are assembled as a unit. Even though different processes and systems for this application operations for platform tops can be used Similar "ships" to those used to remove the platform upper partly used. In these cases there are similar demands and the idea described below can be used.

Einer der Hauptfaktoren bei der Entfernung von Platt formoberteilen ist die Übergangsphase zwischen der Situa tion, in der die Topsides bereits (in großem Ausmaße) durch das Schiff und noch teilweise durch das Jacket gestützt werden, und der Situation, in der das Plattformoberteil vollständig von der Unterstruktur abgehoben ist.One of the main factors in removing Platt The upper part of the form is the transition phase between the situation tion in which the topsides are already (on a large scale) the ship and still partially supported by the jacket and the situation in which the platform top is completely lifted off the substructure.

Aus Gründen der Stabilität und der Seetüchtigkeit wäh rend des Transportes ist es notwendig, das Schiff in einen korrekten Ballast-Zustand zu bringen; daher müssen die Masse und die Lage des Schwerpunktes (zumindest in der horizontalen Ebene der Plattform) festgestellt werden.For stability and seaworthiness reasons During the transport it is necessary to put the ship in one bring correct ballast condition; therefore the Mass and the location of the center of gravity (at least in the horizontal level of the platform).

Die vorliegende neue Idee bezieht sich auf eine Verbes serung der Steuerbarkeit der vorstehenden Übergangsphase und ermöglicht das Wägen des Plattformoberteils und das Feststellen des Schwerpunktes.The present new idea relates to a verb Improved controllability of the above transition phase and enables the weighing of the platform top and that Determine the focus.

2. Description

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Platt form, die auf einem Jacket im Meer montiert ist. Fig. 2 zeigt den prinzipiellen Aufbau eines Schiffes mit Hydrozy lindern, die die Masse des Plattformoberteils zum Schiff übertragen und den Abhebevorgang ausführen können. Fig. 1 shows a schematic representation of a platform, which is mounted on a jacket in the sea. Fig. 2 shows the basic structure of a ship with Hydrozy alleviate, which can transmit the mass of the platform upper part to the ship and carry out the lifting process.

Nachfolgend wird das einfachste Verfahren beschrieben:The simplest procedure is described below:

Wenn sich das Schiff bezüglich der Plattform in der ge eigneten Position befindet und eine geeignete Ballastver teilung vorliegt, werden die Hydrozylinder von einer zu rückgezogenen Position in eine Position ausgefahren, in der sich diese mit der Unterseite des Plattformoberteils in Berührung befinden. Dann wirken die Zylinder vorzugsweise als geringfügig vorgespannte Federn; somit behalten die Endabschnitte der Zylinderstangen die Berührung mit dem Plattformoberteil, obwohl sich das Schiff durch die Wellen bewegung des Meeres bedingt bewegt. Die Federkennlinie des Zylinders wird erhalten, indem dieser mit einem hydropneu matischen Speicher verbunden wird; dieses ist ein Standard- Verfahren bei Hydrauliksystemen. Durch das allmähliche Entlasten des Schiffes und die gleichzeitige Erhöhung des Drucks in jedem Zylinder (durch die Erhöhung des Gasdrucks im hydropneumatischen Speicher) wird ein wachsender Teil der Gewichtskraft der Plattform von den Jacket-Füssen zu den Zylindern und somit zum Schiff übertragen.If the ship is in the ge appropriate position and a suitable ballast ver division, the hydraulic cylinders are switched from one to the other retracted position extended to a position in which this with the underside of the platform upper part Touch. Then the cylinders act preferentially as slightly biased springs; thus keep the End sections of the cylinder rods are in contact with the Platform top, although the ship is through the waves movement of the sea conditionally moved. The spring characteristic of the Cylinder is obtained by using a hydropneu matic memory is connected; this is a standard Procedure in hydraulic systems. By the gradual Relieve the load on the ship and at the same time increase the Pressure in each cylinder (by increasing the gas pressure in hydropneumatic storage) is becoming a growing part the weight of the platform from the jacket feet transferred to the cylinders and thus to the ship.

Da zum Anheben der Plattform die Verbindung von Platt formoberteil und Jacket unterbrochen werden muß, muß die Lastübertragungsphase bei einem Wert beendet sein, bei dem die gesamte Zylinderlast kleiner als die Gewichtskraft des Plattformoberteils bleibt und die. Gesamtkraft des Jackets positiv bleibt (Druckkraft).Because the platform is connected to raise the platform The upper part of the form and the jacket must be interrupted Load transfer phase must be ended at a value at which the total cylinder load is less than the weight of the Platform top remains and that. Total power of the jacket remains positive (pressure force).

Nun beginnt eine (schnelle) Anhebephase, indem z. B. die Hydrozylinder schnell ausgefahren werden, während der Entlastungsvorgang fortgeführt wird. Das Plattformoberteil wird unabhängig vom Jacket angehoben; der Tiefgang des Schiffes kann sich (zeitweise) erhöhen; die Zylinderlast steigt dann auf einen Wert, der sich aus der Masse des Plattformoberteils in Verbindung mit dem Schwerpunkt er gibt. Der Betrag des Zylinderhubes, die Ausfahrgeschwindig keit und die Änderung des Tiefgangs vom Schiff können nur in einem bestimmten Umfang gesteuert werden; diese be grenzte Steuerbarkeit ist ein Nachteil und kann (unter anderem) zu einem zweiten Aufprall zwischen Plattformober teil und den Füßen des Jackets bzw. einem von diesem füh ren. Now a (fast) lifting phase begins, e.g. B. the Hydraulic cylinders are quickly extended during the Relief process is continued. The platform top is raised independently of the jacket; the draft of the Ship can (temporarily) increase; the cylinder load then rises to a value that is made up of the mass of the Platform upper part in connection with the focus gives. The amount of cylinder stroke, the exit speed speed and changing the draft from the ship can only be controlled to a certain extent; these be limited controllability is a disadvantage and can (under other) to a second impact between the upper platform part and the feet of the jacket or one of these ren.

Ein mögliches Verfahren, das unter anderem vorgeschlagen wurde, um die Wahrscheinlichkeit eines zwei ten Aufpralls zwischen Plattformoberteil und den Füßen des Jacket bzw. einem von diesem während des Abhebevorgangs zu verringern bzw. zu verhindern, besteht in der Montage von Zugstäben um jeden Fuß des Jackets herum, die an Stützen oberhalb und unterhalb der Schnittlinie durch den Fuß befestigt sind (siehe Fig. 3); an einem Ende von jedem Stab ist eine Schnellfreigabevorrichtung (z. B. ein Sprengbolzen) vorgesehen.One possible method that has been proposed, inter alia, to reduce or prevent the likelihood of a second impact between the platform upper part and the feet of the jacket or one of these during the lifting process is to mount tension rods around each foot of the jacket around, which are attached to supports above and below the cutting line through the foot (see Fig. 3); a quick release device (e.g., an explosive pin) is provided at one end of each rod.

Während der Lastübertragungsphase wird die Last in den hydraulischen Hubzylindern auf einen äquivalenten Wert erhöht, der größer als die Masse der Plattfom ist; dadurch wird eine Zugkraft in den Stäben erzeugt. Außerdem erhöhen sich während der Lastübertragungsphase die unterschiedli chen Lasten der Zylinder und werden diese auf Werte einge stellt, die sich aus einer vermuteten Gesamtmasse und einem vermuteten Schwerpunkt des Plattformoberteils ergeben. Die wirkliche Situation weicht in stärkerem oder geringerem Maße von der erwarteten Situation ab; der Unterschied kann eine unerwünschte negative Auswirkung auf die Krängung und den Trim des Schiffes und auf die Stabilität insbesondere im Fall von Halbtauchschiffen vom Katamaran-Typ haben.During the load transfer phase, the load is in the hydraulic lifting cylinders to an equivalent value increased, which is greater than the mass of the platform; thereby a tensile force is generated in the bars. Also increase the differenti during the load transfer phase loads of the cylinders and these are adjusted to values represents, which consists of a presumed total mass and a suspected center of gravity of the platform upper part. The real situation gives way in stronger or lesser Dimensions depend on the expected situation; the difference can an undesirable negative effect on heeling and the trim of the ship and the stability in particular in the case of catamaran-type semi-submersible vessels.

Der tatsächliche Abhebevorgang beginnt mit der Schnell freigabe der Verbindungen der Spannstäbe; das Schiff erhebt sich automatisch aus dem Wasser (da sich die abwärtsgerich tete Kraft des Schiffes verringert); die Zylinder fahren weiter aus (aufgrund der Federkennlinie des hydropneumati schen Speichers) bis sich die Kraft mit der Gewichtskraft des Plattformoberteils im Gleichgewicht befindet; auf diese Weise wird das Plattformoberteil unabhängig vom Jacket angehoben; anschließend bewegen sich beim Anschwellen des Meeres sowohl das Plattformoberteil als auch das Schiff als eine Einheit. The actual lifting process begins with the quick release of the tie rod connections; the ship rises automatically out of the water (as the downward reduced power of the ship); the cylinders drive further out (due to the spring characteristic of the hydropneumati storage) until the force with the weight the platform top is in balance; to this The platform upper part becomes independent of the jacket raised; then move as the Marine both the platform top and the ship as one unity.

Obwohl die Möglichkeit eines zweiten Aufpralls stark verringert oder vollständig beseitigt wurde, ist der Abhe be-Vorgang "ungesteuert".Although the possibility of a second impact is strong Abhe has been reduced or completely eliminated loading process "uncontrolled".

In der vorliegenden Erfindung ist eine Anzahl von hy draulischen (Zug-) Zylindern um die Füße des Jackets herum montiert; diese Zylinder "ersetzen" die vorstehend erwähn ten Spannstäbe (siehe Fig. 4). Der Vorteil bei der Verwen dung der Zylinder besteht darin, daß der Abhebevorgang kontrolliert ausgeführt werden kann, d. h. mit einer be stimmten Geschwindigkeit, und daß die tatsächliche (nicht die geschätzte) Masse und der tatsächliche (nicht der geschätzte) Schwerpunkt der Topsides auf einfache Weise und unter sicheren Umständen bestimmt werden können, wenn das Plattformoberteil noch ortsfest und mit dem Jacket verbun den ist.In the present invention, a number of hydraulic (pull) cylinders are mounted around the feet of the jacket; these cylinders "replace" the aforementioned tension rods (see Fig. 4). The advantage of using the cylinders is that the lifting operation can be carried out in a controlled manner, ie at a certain speed, and that the actual (not the estimated) mass and the actual (not the estimated) center of gravity of the topsides are simple and can be determined in safe circumstances if the platform upper part is still stationary and connected to the jacket.

Obwohl sich die Last in den Hubzylindern und ebenfalls in den Zugzylindern durch die Bewegung des Schiffs bedingt ändert, können die unterschiedlichen Lasten in jedem Ele ment gleichzeitig gemessen werden; solche Messungen können zu unterschiedlichen Zeitpunkten wiederholt werden, um mehr Daten zur Verfügung zu haben und die Zuverlässigkeit der Ergebnisse zu erhöhen. Aus den Messungen können die Größe und der Ort der sich ergebenden Zylinderkräfte berechnet werden (siehe Fig. 5a); beide Ergebnisse können kombiniert werden, um die Masse und den Schwerpunkt der Plattform festzustellen (siehe Fig. 5b).Although the load in the lifting cylinders and also in the pull cylinders changes due to the movement of the ship, the different loads in each element can be measured simultaneously; Such measurements can be repeated at different times in order to have more data available and to increase the reliability of the results. The size and the location of the resulting cylinder forces can be calculated from the measurements (see FIG. 5a); both results can be combined to determine the mass and center of gravity of the platform (see Figure 5b).

Dann können die Lasten der Hubzylinder eingestellt wer den (automatisch ändern sich auch die Zugkräfte der Zylin der), so daß die Größe und der Ort der gesamten Zylinder kräfte innerhalb eines bestimmten Toleranzbereiches von gewünschten Werten liegen. Auch der Ballastzustand des Schiffes kann in eine Situation gebracht werden, die für den Abhebevorgang günstig ist. Diese Vorgänge können unter gesteuerten Umständen ablaufen, da die Topsides noch ortsfest und (über die Zugzylinder) in Berührung mit dem Jacket stehen.Then the loads of the lifting cylinders can be adjusted the (the tensile forces of the Zylin also change automatically the), so the size and location of the entire cylinder forces within a certain tolerance range of desired values. The ballast of the Ship can be put in a situation for the withdrawal process is cheap. These operations can be done under controlled circumstances expire because the topsides are still stationary and (via the pull cylinder) in contact with the jacket stand.

Durch die Verwendung von Hydrozylindern statt Spannbol zen kann der Abhebevorgang in sehr hohem Maße gesteuert werden: durch das Freisetzen von Hydraulikfluid von den Zylindern in gesteuerter Weise kann die Abhebegeschwindig keit nach den Erfordernissen eingestellt werden. Ab einer bestimmten Höhe werden die Zylinder kurzgeschlossen, was bedeutet, daß sich diese unabhängig und ohne Kraft bewegen.By using hydraulic cylinders instead of clamping bolts zen the lifting process can be controlled to a very high degree by releasing hydraulic fluid from the Cylinders in a controlled manner can lift off quickly be adjusted according to the requirements. From one certain height, the cylinders are shorted what means that they move independently and without force.

Schließlich muß jeder Zugzylinder an einem Ende durch einen Schnellfreigabe-Mechanismus (oder einen Sprengbolzen) von seiner Halterung gelöst werden, so daß keine Verbindung zwischen dem Plattformoberteil (mit dem oberen Teil der Füße des Jackets) und dem Jacket mehr vorliegt und so daß das Schiff zum Davonfahren in der Lage ist.After all, each pull cylinder has to go through at one end a quick release mechanism (or an explosive) be released from its holder so that no connection between the platform upper part (with the upper part of the Feet of the jacket) and the jacket and so that the ship is able to move away.

Es ist festzuhalten, daß bei dieser Anordnung die Ge samtkapazität der Hubzylinder größer als die Masse der Topsides (zusätzlich zu einem Toleranzbereich) sein muß und die Gesamtkapazität der Zugzylinder nur einen Teil der Masse der Topsides beträgt.It should be noted that with this arrangement the Ge total capacity of the lifting cylinders larger than the mass of the Topsides (in addition to a tolerance range) must be and the total capacity of the pull cylinder is only a part of the Mass of the topsides is.

Bei einer zweiten Variante der Erfindung werden die Zugzylinder durch hydraulische Druckzylinder ersetzt, die in einer solchen Anordnung vorgesehen sind, daß die Zug kräfte im Fuß des Jacket aufgenommen werden können.In a second variant of the invention, the Traction cylinders replaced by hydraulic pressure cylinders that are provided in such an arrangement that the train forces can be absorbed in the base of the jacket.

In einer dritten Variante der Erfindung folgen die hy draulischen Hubzylinder am Schiff während der (gesamten) Lastübertragungsphase nicht der Bewegung des Schiffes; statt dessen werden diese zu einem bestimmten Zeitpunkt in einer ortsfesten Position "eingefroren".In a third variant of the invention, the hy drastic lifting cylinders on the ship during the (entire) Load transfer phase not the movement of the ship; instead they will be in at a certain time "frozen" in a fixed position.

Dieser "Einfrier"-Vorgang kann während eines Auf-und- Ab-Zyklus durch Betätigung einer Rückschlagventilfunktion in der Druckleitung zwischen dem hydro-pneumatischen Spei cher und dem Hubzylinder automatisch und in der untersten Position des Schiffes ausgeführt werden. Die Kraftänderung in diesen Zylindern ist in diesem Fall nicht durch die Federkennlinie des zugeordneten hydropneumatischen Spei chers bedingt, sondern durch die Kräfte, die notwendig sind, um das Schiff in einer (zumindest vertikal) "eingefrorenen" Position zu halten.This "freeze" process can occur during an up and Down cycle by operating a check valve function in the pressure line between the hydro-pneumatic reservoir cher and the lifting cylinder automatically and in the lowest Position of the ship to be executed. The change in force in these cylinders in this case is not due to the Spring characteristic of the assigned hydropneumatic reservoir chers conditioned, but by the forces that are necessary are to the ship in a (at least vertically) to keep "frozen" position.

Claims

1. Procedure for removing offshore platforms from a jacket or similar attached or near stationary substructure using a load provided for this purpose transmission and load lifting device on board a Ocean-going vessels, and in addition by means of elements that the Cutting line are mounted on the substructure; these elements absorb tension loads in the substructure can, these forces are measurable, these elements te are extendable in a controlled manner and which of their bracket quickly detachable at least on one side are.

2. Elements according to claim 1, which absorb tension loads, etc. can have hydraulic pull cylinders, which by means of Control valves are extendable or retractable and with suitable pressure transducers are provided; being alternative or in addition these cylinders in combination with Force measuring devices are mountable.

3. Elements according to claim 2, the hydraulic Druckzy alleviate in combination with suitable frames and others Elements consist of tensile forces in the feet of the jacket to record.

4. Use of a hydraulic valve in the pressure line between a hydro-pneumatic accumulator and an or several lifting cylinder (s), this valve at least two Has functions, namely 1) opening the pressure line or 2) Create a check valve function on this line in such a way that the hydraulic fluid is directed towards can flow from the storage to the cylinder and in other rich is blocked.