NO330616B1 - System for lasting av hydrokarboner fra et flytende fartoy til et eksporttankskip. - Google Patents

Abstract

Et system for lasting av hydrokarboner fra et flytende fartøy (10), så som et FPSO- eller FSU-fartøy, til et eksporttankskip (16), idet det flytende fartøyet (10) er "spread moored" til en havbunn, og der eksporttankfartøyet under lastefasen er fortøyd på en slik måte at eksportfartøyet (16) i større eller mindre grad kan dreie avhengig av de rådende vær-, bølge- og/eller vindforhold. Det flytende fartøyet (10) er i det minste ved sin ene ende utstyrt med et roterbart dekk (11) som kan dreies når eksporttankfartøyets (16) heading endres.

Description

Oppfinnelsens område

Foreliggende oppfinnelse vedrører et system for lasting av hydrokarboner fra et flytende FPSO- eller FSU-fartøy til et eksporttankskip (16), idet det flytende fartøy er "spread moored" til en havbunn, og der eksporttankfartøyet under lastefasen er fortøyd på en slik måte at eksportfartøyet i større eller mindre grad kan dreie avhengig av de rådende vær-, bølge- og/eller vindforhold

Bakgrunn

I områder med lave bølgehøyder, typisk under 5 m signifikant i en hundreårskondisjon, er det ofte fordelaktig å benytte en såkalt "spread mooring", i stedet for en "turret mooring" for et produksjonsskip (FPSO) og et lagerskip (FSU).

"Spread mooring" betyr at FPSO-/FSO-fartøyet ikke kan dreie etter hvert som fremherskende miljøkrefter forårsaket av bølger, vind og strøm, endrer retning. Dette betyr videre at oljelasting av tankskip ofte ikke kan gjennomføres i tandem konfigurasjon, fordi fartøyene vil ha ulik "heading". Tandem konfigurasjon betyr at fartøyene ligger etter hverandre med fortøyningstrosse mellom baugen på eksport tankskipet og akterenden o på FPSO-/FSO-enheten.

Eksport av olje fra "spread moored" FPSO-/FSO-fartøy

skjer i dag ofte via en såkalt CALM-bøye (Catenary Anchor Leg Mooring) som typisk plasseres i to til tre kilometers avstand fra FPSO-/FSU-fartøyet. På store vanndyp, fra typisk 800 m og oppover, vil kostnadene for slike systemer være i

størrelsesorden NOK 800- 1.000 millioner. Dette medfører store ekstrakostnader både i forbindelse med anskaffelsen av bøye, forankring, slanger og eksportør fra FPSO-/FSU-enheten til eksportbøyen, men også i forbindelse med drift og vedlikehold.

Fra US 6,983712 er det kjent et oljelastesystem og et mooringsystem mellom en flytende produksjons-, lagrings- og lossefartøy (FPSO) som er oppankret på dypt vann ved hjelp av en såkalt med spread mooring og et tankfartøy som løper fram og tilbake mellom en terminal og den oppankrede FPSO. Et ned-dykket åk er ved sin ene ende opphengt i den oppankrede FPSO, mens en bøye som rager opp gjennom havflaten er forankret til den motsatte ende av åket. Åket er forankret til havbunnen ved sitt midtområde ved hjelp av en kjetting. Eksporttankfar-tøyet er roterbart fortøyd til bøyen, slik at tankfartøyet kan tillates å dreie, avhenging av de rådende vind-, bølge og strømforhold. I laste- og forankringssystemet inngår dessuten bruk av en fortøyningstrosse løper fra bøyen til baugen på tankfartøyet og en slange for overføring av hydrokarboner. Eksport av olje fra "spread moored" FPSO-/FSU-fartøy skjer i dag rent faktisk ofte via en såkalt CALM-bøye som typisk plasseres i to til tre kilometers avstand fra FPSO-/FSU-fartøyet. På store vanndyp, fra typisk 800 m og oppover, vil kostnadene for slike systemer være i størrelsesorden NOK 800-1.000 millioner.

FR Al 2 576 577 viser et flytende fartøy i form av en oljeplattform som er fast forankret til havbunnen. Et eksporttankskip kan kobles til plattformen for overføring av hydrokarboner fra plattformen til tankskipet. Tankskipet fortøyes til plattformen som er utstyrt med roterbare dekk som dreies når tankskipets retning endres. Hvert roterbart dekk er utstyrt med en fortøyningsvinsj, og har en dreiesektor på opptil 270°.

Generell beskrivelse av oppfinnelsen

Et formål ved oppfinnelsen er å skaffe tilveie et system for lasting av olje som er sikkert, effektiv og kostnads-optimal og der risikoen for oljesøl, eksempelvis som en konsekvens av de opptredende miljøkrefter, er redusert til et minimum.

Nok et formål ved oppfinnelsen er å skaffe til veie et system som gjør det enkelt å forankre et eksporttankskip til et oppankret FPSO-/FSU-fartøy.

Nok et formål med oppfinnelsen er å fremskaffe en sikker lasteløsning som fordelaktig vil kunne benyttes både for "spread moored" FPSO-/FSU-enheter, men også for andre fast forankrede innretninger som benyttes i oljeindustrien til havs.

Fordelene oppnås ved en løsning som er nærmere beskrevet i den karakteriserende del av det selvstendige krav 1, hensett til kravets innledende del. Ytterligere fordelaktige utførelsesformer og trekk er angitt i de uselvstendige krav.

En vesentlig fordel ved løsningen ifølge oppfinnelsen er de økonomiske fordeler det nye systemet gir. Løsningen vil videre ikke påvirkes økonomisk av havdypet på det aktuelle felt og vil typisk koste om lag NOK 100 millioner ferdig installert med to lasteslanger på trommel, det vil si om lag 1/10 av kostnadene knyttet til den vanligst benyttede CALM-lastebøye.

I tillegg vil det være vesentlige besparelser forbundet med drift og vedlikehold. Besparelsene her vil kunne være NOK 30-50 millioner årlig. I tillegg vil besparelsene knyttet opp til en kortere lastetid med to flyteslanger være lag NOK 25 millioner per år, slik at den totale besparelsen knyttet til drift og vedlikehold vil være i størrelsesorden NOK 50-75 millioner per år.

En annen fordel ved foreliggende oppfinnelse, sett i forhold til de tradisjonelle løsningene, er at alt utstyr kan plasseres om bord i FPSO-/FSU-fartøyet og er lett tilgjengelig for kontinuerlig inspeksjon og vedlikehold.

Dersom det installeres lastesystem forut og akterut vil operasjonsvinduet dekke 360° og i tillegg bidra til ekstra driftssikkerhet og anvendbarhet. Dette bidrar videre til høy lasteregularitet, sikkerhet og effektivitet under ulike driftsforhold.

Kort omtale av tegningene

Foreliggende oppfinnelse skal i det følgende beskrives nærmere i form av forskjellige utførelsesformer under henvisning til de medfølgende tegninger, der: figur 1 viser oppfinnelsen benyttet i tilknytning til et typeisk arrangement med slangetromler;

figur 2a viser skjematisk den ene enden av et FPSO/FSU-fartøy;

figur 2b viser skjematisk detaljer ved oppbyggingen av et roterbart dekk ifølge oppfinnelsen, med påmontert slangetrommel eller slangetromler, og med fortøyningsvinsj;

figur 3 viser et typisk arrangement med slange(r) flytende i sjøen etter lasting; og

figur 4 a viser skjematisk den ene enden av et FPSO/FSU-fartøy viser detaljer ved slange(r) flytende i sjøen etter lasting.

Innledningsvis skal det anføres at de samme henvisningstall er benyttet for de samme hovedkomponenter benyttet i tilknytning til de ulike utførelsesformer vist på figurene.

Figur 1 viser et skjematisk oppriss, sett ovenfra av en FPSO-/FSU-enhet 10. Denne er oppankret til sjøbunnen (ikke vist) på en slik måte at FPSO-/FSU-enheten 10 ikke tillates å dreie etter miljøkreftene (spread moored). Da en slik type oppankring er velkjent for en fagmann på området, så er den ikke beskrevet i nærmere detalj. Ifølge utførelsesformen vist på figur 1, er enheten 10 utstyrt med et roterbart dekk eller dreiebord 11 både ved enhetens 10 akterende og baugparti. to slangetromler 12, som eksempelvis hver vil kunne lagre 350 m flyteslange 13, eksempelvis med en diameter på 20", er anordnet på det ene og/eller det andre roterbare dekket 11. En fortøyningsvinsj 14, som er tilrettelagt for en, eventuelt to trosser 15 er også installert på det ene eller på begge de to roterbare dekkene 11.

Som vist på figur 1 er et eksporttankskip 16 fortøyd til FPSO-/FSU-enhetens 10 ene ende ved hjelp av fortøynings-trossen 15 fra fortøyningsvinsjen 14. Denne strekker seg fra enhetens 10 ene ende til eksporttankfartøyets baug, som for dette formålet er utstyrt med et konvensjonelt fortøynings-arrangement. I og med at et slikt fortøyningsarrangement er velkjent for fagmannen på området, så er dette ikke vist.

Et slepefartøy 17 er oppkoplet til eksporttankskipets 16 akterende ved hjelp av en forankringsline 18. Slepefartøyet 17 vil normalt være oppkoplet til eksporttankskipet 16 til enhver tid for å sikre at "heading" og posisjon er optimal/sikker i forhold til FPSO-/FSU-fartøyet 10.

Ifølge den ene utførelsesformen som er vist på figur 1 benyttes to flyteslanger 13 som strekker seg fra slangetromlene 12 på det roterbare dekket 11 ved den ene enden til eksporttankfartøyet 16, idet flyteslangene 13 er koplet tatt om bord midtskips på eksporttankfartøyet 16.

Figur 1 viser også en variant av utførelsesformen der bare en flyteslange 13 og en slangetrommel 12 benyttes. Denne variant er vist ved den motsatte enden av FPSO-/FSU-fartøyet 10.

Som det fremgår av figuren vil operasjonsvinduet for eksporttankfartøyet 16 være omlag ± 135° i forhold til FPSO-/FSU-fartøyets 10 faste heading, d.v.s. totalt om lag 270° .

Arrangementet vist på figur 1 vil fungere på følgende måte: Eksporttankskipet 16 anløper mot fremherskende værretning med slepefartøyet 17 oppkoplet i akterenden. I en avstand på om lag 150 m fra FPSO-/FSU-fartøyet 10, stopper eksporttankfartøyet 16 og trossen 15 overføres ved hjelp av en forline fra FPSO-/FSU-fartøyet til eksporttankskipet 16. Eksporttankskipet 16 manøvreres deretter kontrollert inn mot FPS0-/FSU-fartøyet. Om lag 120 m fra FPSO-/FSU-fartøyet stopper eksporttankskipet og trekker ombord fortøynings-trossen 15 som gjøres fast til eksporttankfartøyets 16 fortøyningsarrangement (ikke vist) i baugen. Som nevnt ovenfor vil slepefartøyet 17 normalt være oppkoplet til enhver tid.

Når fremherskende værkrefter dreier, vil det roterbare dekket 11 med fortøyningsvinsj 14 og lasteslangetrommel 12 dreies slik at trosse(r) 15 og lasteslange(r) 13 til enhver tid har optimal retning i forhold til eksporttankskipets 16

heading.

Om værkreftene fullstendig skulle dreie, så reverseres denne prosedyren og eksporttankfartøyet manøvrerer seg etter tilsvarende prosedyre til den motsatte ende av FPSO-/FSU-fartøyet. Dette er en mulig utførelsesform dersom anleggene er installert i fartøyets begge ender.

Etter fullført lasteoperasjon, tømmes først slangene, eksempelvis ved bruk av nitrogen, slik at gjenværende olje ledes til eksporttankskipets 16 tanker. Deretter koples slangene 13 løs fra eksporttankskipets 16 midtskipsmanifold (ikke vist) og rulles inn på sine respektive tromler 12. Det er også mulig å pigge gjennom slangen for å fjerne oljeavleiringer som måtte lagre seg på slangens innside etter noe tids bruk. Dette kan skje på ulike måter med og uten eksporttankskipet oppkoplet.

Både slange(r) og trosse kan koples fra FPSO-/FSU-fartøyet om dette skulle være nødvendig i en nødssituasjon. Eksporttankskipet vil da fritt kunne taues bort av slepefartøyet. En ventil i enden av slangen(e) vil stenges før fråkopling og derved forhindre oljesøl.

Når lasteoperasjonen er fullført, koples eksporttankskipet 16 fra fortøyningstrossen(e) 15og lastereisen kan starte.

Det skal for øvrig anføres at slangen(e) 13 alternativt kan lagres flytende (ikke vist). Figur 2a viser skjematisk den ene enden av et FPSO-/FSU-fartøy, utstyrt med et roterbart dekk 11 eller dreiebord ifølge oppfinnelsen. Som omtalt ovenfor er dette utstyrt med en slangetrommel 12 og en fortøyningsvinsj. Figur 2b viser skjematisk et vertikalsnitt gjennom det dreibare dekket 11, sett langs linjen B-B på figur 2a. Som skjematisk illustrert er det dreibare dekket 11 dreibart opplagret ved hjelp av en vertikal aksel 19 som er opplagret i et lager (ikke vist), anordnet i fartøyets 10 dekk. For tydelighets skyld er heller ikke opplagringen i selve skipsdekket vist. Denne opplagringen kan være av en hvilken som helst konvensjonell type, velkjent for fagmannen. I tilknytning til akselen 19 er det anordnet en motor 20 for drift av det roterbare dekket. Figur 3 viser skjematisk en andre utførelsesform av oppfinnelsen, der FPSO-/FSU-fartøyet 10 er utstyrt med et roterbart dekk 11 kun ved sin ene ende, som er fartøyets 10 baugparti. Videre benyttes det ifølge denne utførelsesformen kun en trommel 12 og en flyteslange 13. Det skal imidlertid anføres at det roterbare dekket 11 kan være anordnet ved fartøyets 10 akterende, uten at den oppfinneriske ide derved er fraveket. Figur 4 viser skjematisk nok en utførelsesform der FPSO-/FSU-fartøyet 10 er utstyrt med et roterbart dekk 11, bygget opp som beskrevet i tilknytning til figurene 2a og 2b, der lasteslangen ikke er knyttet til fartøyet 10 via en slangetrommel 12, men via en svivelinnretning (ikke vist).

Nese-/halestrukturen 21 på FPSO-/FSU-fartøyet er spesielt utformet for plassering av det roterbare fortøynings- og lastesystemet som er beskrevet ovenfor. Bredden på nese-/halestrukturen 21 vil typisk være 1/3 - 1/2 av FPSO-/FSU-fartøyets bredde. De skråpstilte skutesidene mellom hovedskroget, det vil si den parallelle del av skroget (hovedbjelken), og nese-/halestrukturene 21 vil sikre størst mulig operasjonsområde for eksporttankskipet 16.

Det roterbare dekket 11 med tilhørende utstyr 12,14 kan eksempelvis leveres som en komplett og ferdigtestet enhet som løftes om bord i FPSO-/FSU-fartøyet 10 eller plattformen 10'. Enheten kan hensiktsmessig være opplagret i underliggende nese-/halestruktur 21 og kan dreies eksempelvis ved hjelp av hydrauliske motorer 20. Frikoling vil også være mulig, slik at det roterbare dekket 11 fritt vil kunne følge eksporttankskipets 16 dreiebevegelser.

På figurene er det vist et arrangement som inkluderer to slangetromler 12. Andre varianter er selvsagt også mulig, men med to lastetromler 12 vil lasteraten kunne dobles, hvilket kan være svært fordelaktig for å gjøre lastetiden kortest

mulig.

Det skal også anføres at løsningen ifølge oppfinnelsen enkelt kan tilrettelegges for lasting av både olje-, LNG- og hydrokarbonprodukter, eventuelt i kombinasjon.

Lastesystemet ifølge oppfinnelsen kan tilpasses nye og eksisterende FPOSO-/FSU-fartøy. Systemet kan også tilpasses ulike plattformtyper. Om nødvendig kan det arrangeres ulike kombinasjoner av lasteslanger for henholdsvis olje- og LNG/hydrokarbonprodukter.

Selv om slangetrommelen 12 er oppgitt til typisk å kunne lagre 350 m flyteslange 13 med en diameter på 20", så skal det anføres at det for fagmannen på området er åpenbart at slangetrommelen 12 kan ha en hvilken som helst annen lagringskapasitet og flyteslangen 13 kan ha en hvilken som helst annen praktisk diameter uten at oppfinnelsen derved er fraveket.

En lasterate ved bruk av doble flyteslanger (13) kan typisk være om lag 13.000 - 15.000 m<3>/t.

Lastesystemet ifølge oppfinnelsen kan prefabrikkeres og installeres som komplette moduler om bord i FPSO-/FSU-fartøyet.

Claims (7)

1. System for lasting av hydrokarboner fra et flytende FPSO- eller FSU-fartøy (10) til et eksporttankskip (16), idet det flytende fartøy (10) er "spread moored" til en havbunn, og der eksporttankfartøyet (16) under lastefasen er fortøyd på en slik måte at eksportfartøyet (16) i større eller mindre grad kan dreie avhengig av de rådende vær-, bølge- og/eller vindforhold, karakterisert vedat det flytende FPSO- eller FSU-fartøyet (10) i det minste ved sin ene ende (21) er utstyrt med et roterbart dekk (11) som kan dreies når eksporttankfartøyets (16) heading endres, idet det flytende FPSO- eller FSU-fartøy (10) ved sitt minste ene ende (21) er utformet med en skrogstruktur med en bredde som utgjør omlag 1/3 - 1/2 av bredden til nevnte FPSO- eller FSU-fartøyets (10) bredde.

2. System som angitt i krav 1, der det roterbare dekk (11) er anordnet langs fartøyets lengdeakse.

3. System som angitt i krav 1 eller 2, der det flytende fartøy (10) i sitt baug- og/eller hekkområde (21) har nedad og innover skråstilte skutesider mellom hovedskrogbjelke og de respektive hale- og nesepartier hvor det aktuelle utstyr er montert.

4. System for lasting som angitt i et av kravene 1-3, der det flytende fartøy (10) er utstyrt med et dreibart dekk både ved sitt hekkområde og baugområde, slik av lasting gjøres uavhengig av retningen på de rådende vær-, bølge og/eller vindforhold..

5. System for lasting som angitt i et av kravene 1-4, der eksportfartøyet tillates å dreie inntil om lag + 135° i forhold til senterlinjen til det flytende fartøy (10).

6. System for lasting som angitt i et av kravene 1-5, der idet minste en slangetrommel (12) for en overføringsslange (13) er anordnet på det roterbare dekket (11).

7. System som angitt i et av kravene 1-6, der minst en fortøyningsvinsj (14) er anordnet på det roterbare dekket (11) •