NO329055B1 - Rammeanordning med foringer for stigeror - Google Patents

Abstract

Styrearrangement for marine stigerør, spesielt til offshore olje- og gassoperasjoner, omfattende; minst en styrestruktur (21, 22) til en lengde av stigerøret (30), en rammeanordning (10, 10A-D)for å støtte styrestrukturen, forankringsmidler (11, 12) på havbunnen, fortøyningsmidler (13, 14) som forbinder rammeanordningen til nevnte forankringsmidler, og et oppdriftselement (1) til å holde styrestrukturen (21, 22) på en ønsket dybde i sjøen. Styrestrukturen er dreibart støttet av rammeanordningen (10, 10A-D) med en dreieakse (21P, 22P) som er overveiende horizontal.

Description

Oppfinnelsen omhandler en føringsanordning for marine stigerør, spesielt for offshore olje og gassoperasjoner.

Stigerør blir ofte brukt til å koble offshore flytende plattformer eller fartøyer til undervannsinstallasjoner. Slike stigerør kan være av ulike typer, for eksempel elektriske kabler, fluidrør, umbilikaler eller andre former for kombinerte stigerør av fleksibel type. Slike stigerør blir vanligvis utstyrt med oppdriftselementer på mellomliggende steder i lengderetningen, for å oppnå en fordelaktig samlet kurve eller bane på stigerørene gjennom vannet.

I noen tilfeller der dynamiske forhold må vurderes og der det er begrenset tilgjengelig plass rundt den aktuelle flytende plattformen eller det aktuelle fartøyet, er det behov for stabilisering eller forankring av stigerørene for å redusere eller unngå sideveis bevegelser av disse. Slike bevegelser kan forårsakes av havstrømmer eller bølger men også annen påvirkning som opptrer på stigerørene og/eller plattformen/fartøyet .

I en kjent løsning (Subsea Arch System by CRP Group Limited, Lancashire, England) på det ovenfor nevnte problemet skaffes det tilveie

- minst en f©ringsstruktur for en del av stigerøret,

- en rammeanordning for å støtte nevnte føringsstruktur,

- forankringsanordninger på havbunnen,

- fortøyningsanordninger for å koble nevnte rammeanordning til nevnte forankringsanordning, og - et oppdriftselement for å holde nevnte føringsstruktur på en ønsket dybde i sjøen under operasjon.

Nærmere bestemt omfatter den kjente løsningen bruk av en fiksert føringsstruktur i form av en bue som har en oppover eller "konveks" kurveform når den er installert for å stabilisere et eller flere stigerør. Imidlertid vil kombinasjonen av et lett og fleksibel stigerør, slik som en umbilikal eller tilsvarende, med store dynamiske bevegelser som forklart ovenfor, kreve svært store bøyeavstivere ved inngangen og utgangen av buen. Dette innebærer sterkt økte omkostninger.

Foreliggende oppfinnelse medfører betydelige forbedringer med det som nevnes ovenfor ved at f©ringsstrukturen utføres dreibart støttet av nevnte rammeanordning med en dreieakse som er overveiende horisontal.

Nye og spesifikke egenskaper ved oppfinnelsen er definert i kravene.

Fordeler som oppnås med denne nye f©ringsstrukturen er primært en reduksjon i bøyespenning og belastning som påføres stigerøret eller umbilikalen, eliminering av svært store bøyeavstivere, lettere stålstruktur og enkel installasjon.

Videre forklaringer av oppfinnelsen følger nedenfor med referanse til en utførelsesform av oppfinnelsen som illustrert i tegningene, der: Fig. 1 er en systemoversikt av et typisk stigerørs-installasjon med en "lazy wave" konfigurasjon mellom et overflatefartøy og havbunnen, Fig. 2, sett ovenfra, viser mer detaljert samarbeidende deler i føringsarrangementet som inkludert i Fig. E, og

Fig. 3 er en snittvisning ifølge linje II-II i Fig. 2.

I den typiske situasjonen i Fig. 1 er et fartøy 90 på vannflaten 100 koblet gjennom et stigerør 30 til en undervannsinstallasjon (ikke vist). På en midtre del av stigerøret 30 er det tilrettelagt oppdriftselementer 33 for å oppnå en ønsket konfigurasjon av stigerøret i sin helhet. Slik vil stigerøret 30, der den strekker seg fra fartøyet 90, ha en stigende helling før flyteelementdelen 33. Ved denne mellomliggende delen av stigerøret kan det være behov for noe stabilisering eller forankring av stigerøret 30, spesielt mot bevegelser i langsgående retning relatert til hovedplanet etterfulgt av stigerørkonfigurasjon 30.

Slik er en føringsanordning i henhold til oppfinnelsen som legger til rette for slik forankring vist i Fig. 1 med bunnankerblokker 11 og 12 på havbunnen 200, med tau 13, 14 festet til en rammeanordning 10 som støtter en førings-struktur 21, der et oppdriftselement 1 tjener til å holde ledearrangementet på et ønsket nivå i havet. Som man bedre vil se i Fig. 2, kan ledestrukturen 21 justere seg fritt og dreibart rundt sin egen akse til den hellende konfigurasjonen eller delen av stigerøret 30 som passerer gjennom ledestrukturen 21.

Det vises nå til Fig. 2 og til Fig. 3, der utførelsesformen der presenterer to ledestrukturer 21 og 22 som er fremskaffet på de respektive sidedelene 15 og 16 til rammen 10, som spesielt er vist i Fig. 3. På denne måten er denne utførelsesformen nyttig i tilfellet med to mer eller mindre parallelle stigerør 30, som er en situasjon som i praksis er svært vanlig.

I dette tilfellet har ramme 10 en rektangulær hovedform og er anordnet slik at den har en overveiende horisontal orientering på sjøen. For å få til dette er rammen 10 opphengt i beslagene 10A, 10B, 10C og 10D som strekker seg med en helningsvinkel fra sine respektive tilkoblingspunkter på rammen oppover mot et felles sentralt tilkoblingspunkt 3 over den horisontale rammen 10. Mellom flottørtauet 2 og toppen av beslagene 10A-D finnes det en svivel 3S med vertikal rotasjonsakse. Styringsstruktur 21 er dreibart støttet av ramme 10 på en dreieakse 21P mens styringsstruktur 22 på en tilsvarende måte er dreibart støttet rundt akse 22P. Akse 21P og akse 22P er begge overveiende horisontale, for å gjøre det mulig med en helningsvinkel for styrestrukturene 21 og 22, for eksempel som vist i Fig. 1. Slik vinkelbevegelse av styringsstrukturene er individuell, hvilket åpner for ulike helningsvinkler for de to føringene. For slike bevegelser er det en fordel at dreieaksene 21P, 22P befinner seg i den midtre delen av lengden av hver styringsstruktur 21, 22, fortrinnsvis på et midtpunkt i disse. Følgelig vil det være et slags balansert arrangement for disse s tyringss trukturene.

For at ikke tauene 13 og 14 skal hindre bevegelsene til føringene 21, 22 bør de forbindes til ramme 10 på et sentralt område langs sidedeler 15 og 16, fortrinnsvis på motstående side av akse 21P respektive 22P. For øket stabilitet kan det også være en tredje (eller flere) tau med moring på et sted forskjøvet fra linjen mellom moringene 11 og 12.

En annen betydelig egenskap kan også sees i Fig. 3, nemlig den at lengden til hver styrestruktur 21, 22 er så stor at endene til disse strukturene stikker utover rammen 10. Disse endene på føringene er utstyrt med relativt korte bøye-avstivere 25-28. På denne måten har slike bøyeavstivere en lengde som er bare en liten del av styrestrukturenes lengde. På den annen side er lengden til hver av styrestrukturene 21, 22 mange ganger så stor som diameteren til stigerøret 30. Dette medfører en sikker vinkelbevegelse, hvilket er ønskelig når styrestrukturene under drift er under påvirkning av stigerør som løper gjennom dem.

Ifølge oppfinnelsen er det ønskelig å la styrestrukturene 21 og 22 ha en grunnleggende utforming som rør med en over veiende rettlinjet utførelse. Videre er det plassert klemmer 41 og 42 på en mellomliggende del av hver føringsstruktur som påkrevet fiksering av stigerør 30 gjennom føringsstrukturer 21 og 22 mot forflytninger i lengderetning. Slike klemmer kan være av mer eller mindre konvensjonelle typer og er ikke vist i detalj i tegningen.

Å montere føringsstrukturene 21, 22 på et stigerør 30 kan gjøres med et utleggingsfartøy når stigerøret skal utplasseres på installasjonsstedet offshore. I tilfellet med rørformede føringer (se Fig. 2 og Fig. 3) kan stigerøret tres gjennom sin føring eller føringen kan splittes langsgående for plassering av stigerøret først i et halvrør, hvoretter den andre halvdelen blir montert for å utgjøre en komplett, lukket føring som rommer en lengde av stigerøret. Deretter blir samlingen plassert i sjøen og etterpå blir hver føring koblet til rammens dreieakse. Arrangementet til ramme 10, moringer 11, 12, tau 2 og oppdriftselement 1 kan installeres før eller etter plassering av stigerøret 30 med føringene montert på denne.

Man vil forstå at mange endringer er mulig der man avviker fra de eksempelvise utførelsesformene som er vist i Fig. 1-3. Stigerørskonfigurasjonen kan være forskjellig og det nåværende styrearrangementet kunne vært plassert ved andre deler av stigerørsarrangementet enn slik det er illustrert i Fig. 1. Moringene 11 og 12 kunne vært av enhver annen type moring enn de blokkene som er vist, for eksempel pæleankre. Det kan også være endringer av føringsarrangementer med kun en føringsstruktur, og i et slikt tilfelle kan ramme-sammensetningen være mye enklere enn den som er illustrert i tegningen.

Claims (12)

1. Styrearrangement for marine stigerør, spesielt til offshore olje og gassoperasjoner, omfattende - minst en styrestruktur (21, 22) til en lengde av stigerøret (30), - en rammeanordning (10, 10A-D) for å støtte styrestrukturen, - forankringsmidler (11, 12) på havbunnen, - fortøyningsmidler (13, 14) som forbinder rammeanordningen til nevnte forankringsmidler, og - et oppdriftselement (1) til å holde styrestrukturen (21, 22) på en ønsket dybde i sjøen karakterisert vedat: styrestrukturen (21, 22) er dreibart støttet av rammeanordningen (10, 10A-D) med en dreieakse (21P, 22P) som er overveiende horisontal.

2. Arrangement ifølge krav 1 der dreieaksen (21P, 22P) er plassert ved en midlere del av lengden av styrestrukturen (21, 22), fortrinnsvis ved et midtpunkt av denne.

3. Arrangement ifølge krav 1 eller 2, der lengden av nevnte styrestruktur (21, 22) er mange ganger diameteren til stige-røret (30) .

4. Arrangement ifølge krav 1, 2 eller 3, der det er bøyeavstivere (25-28) på begge sider av styrestrukturen (21, 22), der lengden til hver bøyeavstiver er en liten del av s tyres trukturens 1engde.

5. Arrangement ifølge ett av kravene 1-4, der styrestrukturen (21, 22) har en overveiende rettlinjet hovedutforming.

6. Arrangement ifølge ett av kravene 1-5, der styrestrukturen (21, 22) har en grunnleggende pipeutforming.

7. Arrangement ifølge ett av kravene 1-6, der en klemme (41, 42) for stigerøret (30) befinner seg i styrestrukturen (21, 22), fortrinnsvis plassert ved en midlere del av styrestrukturen.

8. Arrangement ifølge ett av kravene 1-7, der to styrestruktur er (21, 22) befinner seg på hver sin motstående side av nevnte rammeanordning (10, 10A-D).

9. Arrangement ifølge krav 8, der lengden av styrestrukturen (21, 22) er større enn den korresponderende sidelengden av rammeanordningen (10, 10A-D).

10. Arrangement ifølge krav 8 eller 9, der rammeanordningen omfatter minst to hellende beslag (10A-D) som har øvre ender tilkoblet et felles, sentralt dreiepunkt (3) der et flottørtau (2) strekker seg til flottørelementet (1).

11. Arrangement ifølge ett av kravene 8-10, der rammeanordningen (10) er innrettet til å ha en overveiende horisontal orientering under drift.

12. Arrangement ifølge ett av kravene 1-11, der det finnes en svivel (3S) med en vertikal rotasjonsakse mellom flyte-elementet (1) og rammeanordning (10).