NO863035L - Offshore oljeboringskonstruksjon. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en offshorekonstruksjon for oljeboring og især en offshore oljeboringskonstruksjon med anordninger for beskyttelse av et marint stigrør som strekker seg under vannet fra plattformen, mot beskadigelse på grunn av trykket fra isflak.

For offshore oljeboring hvor det foreligger isflak har

det vært vanlig å bygge en kunstig øy på stedet med en oljeboringsrigg anordnet for boringen. Den kunstige boreøy kan imidlertid ikke taues fra et sted til et annet. Det er van-skelig å bygge kunstige øyer i områder med vanndybder på 30 m eller mer.

Offshore oljeboringsrigger for bruk i isfrie havområder omfatter selvdrevne flytende rigger, oppjekkbare plattformer og halvt nedsenkbare plattformer. Disse oljeboringsrigger er begrenset til bruk under sommeren i områder som er utsatt for is da de ikke kan motstå trykket fra isflak som trenger på rundt plattformen i kalde sesonger. Især omfatter de delvis nedsenkbare rigger en plattform som understøttes over havnivået på et nedre undervannsskrog ved hjelp av flere stivere. Plattformen over havnivået unngår bølger ved høyvann. Dersom

en slik delvis nedsenkbar rigg skulle benyttes i farvann med is, ville stiverne være utsatt for store krefter fra isflakene og riggen kunne ikke holdes på plass ved hjelp av vanlige wirer eller forankringsliner. I de tilfeller den delvis nedsenk-

bare rigg er oppbygget av en dobbelskrogskonstruksjon med en rekke stivere montert på hvert skrog, vil det trykk riggen utsettes for i det store og hele være avhengig av bevegelses-retningen for den is som flyter omkring riggen. Kjente oljeboringsrigger har ingen beskyttelse for å beskytte marine stigrør som strekker seg fra plattformen ned til havbunnen,

mot isflak som flyter slik at de kan slå mot de marine stig-

rør. Marine stigrør har derfor lidd under problemet med brudd eller annen skade fra isflak som slår mot eller har vært presset mot stigrørene. En kjent måte å løse dette problem har vært å benytte spesielt konstruerte marine stigrør som er av-stivet tilstrekkelig til å motstå slagene eller presset fra isflakene i sesongen hvor det er forventet at is flyter rundt offshoreplattformene. Offshore oljeboringsrigger som vanlig-vis benyttes i farvann med is er derfor kostbare å bygge.

Viktig informasjon

Av arkivmessige grunner har Patentstyret for denne allment tilgjengelige patentsøknad kun tilgjengelig dokumenter som inneholder håndskrevne anmerkninger, kommentarer eller overstrykninger, eller som kan være stemplet "Utgår" eller lignende. Vi Har derfor måtte benytte disse dokumentene til skanning for å lage en elektronisk utgave.

Håndskrevne anmerkninger eller kommentarer har vært en del av saksbehandlingen, og skal ikke benyttes til å tolke innholdet i dokumentet.

Overstrykninger og stemplinger med "Utgår" e.l. indikerer at det under saksbehandlingen er kommet inn nyere dokumenter til erstatning for det tidligere dokumentet. Slik overstrykning eller stempling må ikke forstås slik at den aktuelle delen av dokumentet ikke gjelder.

Vennligst se bort fra håndskrevne anmerkninger, kommentarer eller overstrykninger, samt eventuelle stemplinger med "Utgår" e.l. som har samme betydning.

Det er et første mål for den foreliggende oppfinnelse å frembringe en offshore oljeboringskonstruksjon som eliminerer de foregående viktige problemer og som kan benyttes i havområder som er dekket med is og også i isfrie områder.

Et annet mål med den foreliggende oppfinnelse er å frembringe en offshore oljeboringskonstruksjon med en beskyttelse for å beskytte et marint stigrør fra beskadigelse på grunn av slag eller trykk fra flytende is.

Et tredje mål for den foreliggende oppfinnelse er å mini-mere trykkreftene fra isflak ved hjelp av et skråplan som bryter isflakene som er relativt svake når de utsettes for bøyebelastninger.

Et fjerde mål for den foreliggende oppfinnelse er å ana-lysere enhver forskjell mellom ulike iskrefter som offsjore oljeboringskonstruksjoner utsettes for når isflak flyter i ulike retninger.

Et femte mål for den foreliggende oppfinnelse er å frembringe en offshore oljeboringskonstruksjon som kan benyttes som en delvis nedsenkbar enhet ved bruk av ballast for å vari-ere dens dypgang for reduksjon av dens bevegelse ved høye bøl-ger .

I henhold til et første aspekt av den foreliggende oppfinnelse omfatter offshore oljeboringskonstruksjonen flere stivere montert på undervannsskroget, en plattform som under-støttes på stiverne over havnivået, flere forankrings liner som strekker seg fra konstruksjonen, et marint stigrør som strekker seg fra plattformen til havbunnen og en rørformet beskyttelse som fjernbart er anordnet under plattformen og omgir det marine stigrør i området ved havnivået.

I henhold til et andre aspekt av oppfinnelsen er en rør-formet beskyttelse fast montert til undersiden av plattformen og har et gitterlignende konisk parti som utvider seg nedover for kontakt med avbrutte isbiter under vann.

I henhold til et tredje aspekt av oppfinnelsen, i til-legg til det første aspekt, har hver stiver et skråstilt parti i nærheten av havnivået for kontakt med isflak.

I henhold til et fjerde aspekt av oppfinnelsen, i til-legg til det annet aspekt/har hver stiver et skråstilt parti nær havnivået for kontakt med isflak.

Ifølge et femte aspekt av den foreliggende oppfinnelse har hver stiver et skråstilt parti nær havnivået for kontakt med isflak.

Med arrangementet ifølge oppfinnelsen kan beskyttelsen som er anordnet rundt det marine stigrør,beskytte dette mot beskadigelse på grunn av slag og trykk fra isflak.

Beskyttelsen har et gitterlignende, nedad utvidende nedre parti som tjener til å bøye avbrutte isstykker utover for således å hindre at avbrutte isbiter trenger inn i beskyttelsen .

Det skråstilte stiverparti leder isflakene i kontakt dermed slik at disse blir senket ned under vann og bøyd langs den skråstilte flate under trykk fra de etterfølgende isflak inntil isflakene brekkes i stykker. Trykket fra den flytende is mot offshorekonstruksjonen holdes på et minimum og offshore konstruksjonen kan i tilstrekkelig grad motstå kreftene ved bruk i isdekkede områder.

Offshorekonstruksjonen utsettes også for mindre bølgepå-virkninger i sommerhalvåret ved regulering av vannmengden i vannballasttankene.

Stiverne kan være anordnet i ring rundt det marine stig-rør. Offshorekonstruksjonen kan være dreibar omkring en av stiverne for å redusere enhver uventet påvirkning som offshore konstruksjonen utsettes for avhengig av retningen av strømmen med is i området.

De ovenfor nevnte og andre mål, trekk og fordeler ved den foreliggende oppfinnelse vil fremgå tydelig av den føl-gende beskrivelse i sammenheng med tegningene hvor foretrukne utførelser av den foreliggende oppfinnelse er vist eksempel-viscig^fTgur 1 viser et skjematisk sideriss av_en—t>ff shore"-' |Snstruks/on med en marin stigrørbeskyttelse for bruk\i f ar A '/ann med/is, i henhold til den første utførelse av den\ foreliggende oppfinnelse, figur 2 viser et tverrsnitt langs\ A- tA på rigAir 1, figur 3 viser et perspektivriss av en marin Wtig-rørsVeskyttelse i innretningen vist på figur 1, figur 4 Aiser et s/lcleriss av en marin stigrørsbeskyttelse ifølge en andre utfyørelse av den foreliggende oppfinnelse, figur 5 viser et\

si/deriss. av en marin stigrørsbeskyttelse i henhold^ti.1 on røfcsd-j^ uLIørels-e av den foreliggende oppfinnelse], figur viser

skjematisk et sideriss av en offshorekonstruksjon med en marin stigrørsbeskyttelse i henhold til en fjerde u tførels e av den / ^ foreliggende oppfinnelse,'figur ^ viser et sideriss av en marin stigrørsbeskyttelse i innretningen vist på figur 6, figur viser et sideriss av forholdet mellom den marine stigrørs-beskyttelse på figur 6 og ulike havnivåer, figur 9 viser et sideriss au en offshorekonstruksjon i henhold til en femte unførelse av den foreliggende oppfinnelse, figur 10 viser et grunnriss/av offshorekonstruksjonen på figur 9, figur 11 og 11 viser horasontale tverrsnitt av offshorekonstruksjonen på

figur 9 for å illustrere hvorledes offshorekonstruksjonen bryter stykker isflak, figur 13, 14 og 15 viser sideriss av offshorekonstruksjonen ifølge en sjette, syvende og åttende utføreAse av den foreliggende oppfinnelse, figur 16 viser et grunnriss av offshorekonstruksjonen på figur 15, figur 17

viser et\sideriss, delvis i tverrsnitt, av en offshorekonstruksjon/ i henhold til en niende utførelse av den foreliggende oppfinnelse, jrigur 18 viser et grunnriss av offshorekonstruksjonen/ på figur 17, figur 19 viser et grunnriss av offshorekonstruksjonen på figur 17 for å illustrere hvorledes offshorekonstruksjonen bryter istykker isflak, og figur 20 viser et sideriss, delvis i tverrsnitt, av en offshorekonstruksjon ^ifølge priHpgdp utføre lse av den foreliggende oppfinnelse. ^—. ■ ■ ■ - — Offshorekonstruksjonen 10 y<->i-st^på. f-igur 1, i henhold til

eri første utførelse av den foreliggende oppfinnelse, er en delvis nedsenkbare oljeboringsrigg omfattende en plattform 1 som\unders/cøttes av fire stivere eller ben 3 (figur 2.) på et nedre undervannsskrog 2 nedsenket i havet. Et marint stig-

rør /strekker seg fra plattformen 1 ned til havbunnen og sr formindet med en dertil hørende anordning på havbunnen. DffshoreJconstruksjonen 10 er forankert i stilling ved hjelp

iv forankringsliner eller wirer 23 med ankre 22 festet til deres fjerne ender.

I henhold til den foreliggende oppfinnelse er en rørfor-netf beskyttelse 6 med sylindrisk form s-em-viat-på figur—3-, enordnet undeA en rørformet føring 5 montert til undersiden c.v plattformen og til det marine stigrør 4. Den rørformede heskyttelse 6 strekker seg rundt det marine stigrør 4 i nær-heté-R^ av havrurV^ret^L og er fjernbart festet ved hjelp av fire f Eja1c~rundt offshorekonstruksjonen. Den marine stigrørbeskyt-telse kan fjernes eller løftes opp fra havnivået slik at offshorekonstruksjonen utsettes for reduserte bølgekrefter når bSigene er store og offshorekonstruksjonen benyttes i åpent farvann eller/under perioder med isflak.

ben rørformede beskyttelse 6 som fjernbart er montert for bsskytVtelse/av det marine stigrør 4 som strekker seg fra plattformen \l til havbunnen, er best egnet for å gi beskyttelse mot isflak med relativt liten tykkelse. Når isflakene blir tyk-kere, måyden rørformede beskyttelse 6 være større og ha en meir robust oppbygning.

Jo/større den rørformede beskyttelse 6 er, jo større bøl-gekrefter utsettes den for.

henhold til en fjerde utførelse er den ovenfor nevte vanskeligheta eliminert av en marin stigrørbeskyttelse som er op<p>b<y>gget av\en marin stigrørbeskyttelse som rager ned i vannet/fra undersiden av en plattform og omgir et marint stigrør og par et konisk parti for kontakt med isflakene og et nedre parti utformet som en gitterformet avsmalnende kon som ut-vi^ier--&e^---nedaveV. Figur/^-^) viser en marin stigrørbeskyttelse i henhold til ^en gjorde utførelse av den foreliggende oppfinnelse. Den marine stigrørbeskyttelse vist på figur 6-8 er konstruert for j ^ å redusere bølgekreftene som treffer den marine stigrørbeskyt-telse. En offshorekonstruksjon 20 som er vist på figur 6 er en delvis nedsenkbar oljeboringsrigg omfattende en plattform 11 som understøttes av stivere eller ben 13 på et nedre undervannsskrog 12 og et marint stigrør 14 som strekker seg ned fra plattformen 11 til havbunnen 21. En marin stigrørbeskyt-telse 16 er montert på undersiden av plattformen 11 og rager ned i vannet W idet den omgir det marine stigrør 14. Figur ^_ viser bedre at den marine stigrørsbeskyttelse 16 inkluderer et øvre parti 16A for kontakt med isflak 9, og som har form av en dobbelt kon med en diameter som progressivt blir mindre i retning nedover. Den marine stigrørbeskyttelse 16 har også et nedre parti 16B som er utformet som en gitterlignende kon som utvides nedover. Isflak 9 som bringes i kontakt med det øvre parti 16A ledes av det øvre parti 16A nedover til anlegg mot det nedre parti 16B som deretter fører isflakene 9 utad og bort fra den marine stigrørbeskyttelse 16. På denne måte tjener det nedre parti 16A til å bøye isflakene 9 bort fra den marine stigrørbeskyttelse 16. Med dette arran-gement tillates nesten ingen isflak å trenge inn i den marine stigrørbeskyttelse 16.

Det er fordelaktig at vinkelen @ som er dannet mellom det horisontale plan og den perifere plate av det koniske nedre parti 16B, har en størrelsesorden i området30i G<>>i 65°.

Offshorekonstruksjonen 20 med en oljeboringsrigg på denne, beskrives på grunnlag av de ulike havnivå som vist på figur-. I sesongen eller i områder hvor det foreligger isflak på havet, styres offshorekonstruksjonen 20 slik at havnivået holdes ved Hl. Når der ikke foreligger isflak eller i områder hvor der ikke flyter isflak på havet, holdes offshorekonstruksjonen 20 ved havnivået H2. På dette tidspunkt er den marine stigrør-beskyttelse 16 plassert over havnivået H2 med det resultat at det gitterlignende nedre parti 16B er mindre utsatt for bølge-påvirkninger når bølgene har en høyde som vist med V på figur

Med den marine stigrørsbeskyttelse ifølge den foreliggende oppfinnelse vil ingen isflak treffe det marine stigrør 14 og således kan ethvert konvensjonelt enkeltstigrør benyttes ved offshorekonstruksjoner. Det gitterlignende nedre parti 16B kan avlede isflak 9 bort fra beskyttelsen 16 slik at det i det vesentlige ikke vil være noen isflak som finner deres vei inn i beskyttelsen 16. Den marine stigrørbeskyttelse ifølge oppfinnelsen er således fordelaktig ved at den kan redusere bølgekrefter som virker mot beskyttelsen.

I henhold til en femte utførelse av den foreliggende DppfinneLse som vist på figur 9 og 10, omfatter en offshore-xorrstruksjon 30 generelt et ringformet nedre undervannsskrog 36, ^l^re stivere eller ben 35 montert på og som rager oppad fra dett nedre undervannsskrog 36 og en skiveformet plattform 54 SyOm Vinderstøttes :er/t sen\ralt på plattformen 34 og understøtter et marint syigrør 32\som strekker seg ned fra offshorekonstruksjonen 30 til havbunnen 40.

Claims (3)

1. Offshore oljeboringskonstruksjon, karakterisert ved at den omfatter (a) et undervannsskrog, (b) flere stivere montert på undervannsskroget, (c) en over-vannsplattform understøttet på stiverne over (d) flere forankringsliner som strekker seg fra plattformen, (e) et marint stigrør som strekker seg fra plattformen til havbunnen (f) en rørformet beskyttelse som er fast montert til plattformen nedenfor denne og som omgir det marine stigrør i området ved vannoverflaten, og (g) hvor beskyttelsen videre har et gitterformet konisk parti som utvider seg nedad for kontakt med avbrutte isstykker under vann.

2. Konstruksjon ifølge krav 1, karakterisert ved at beskyttelsen har et nedad avsmalnende konisk parti nær vannflaten for kontakt med isflak.

3. Konstruksjon ifølge krav 1-2, karakterisert ved at undervannsskroget og/eller hver stiver har en indre ballasttank.