NO841101L - Plattform og fremgangsmaate ved dens montering - Google Patents

Abstract

Boreplattform til bruk i farvann der det forekommer isfjell. og isområder, hvilken plattform omfatter et skiveformet fundament (1) som kan gis ballast i kammere (21) samt en øvre konstruksjon (3) som festes til fundamentet ved hjelp av suge- |. effekt, slik at når det er fare for kollisjon med flytende is er det mulig å adskille den øvre konstruksjon (3) fra fundamentet (1) og å fjerne den øvre konstruksjon hurtig. Boreplattformen består av to hovedkomponenter som bygges separat,slepes til rolig farvann og sammenføyes.

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en konisk plattform i to deler, innrettet til å inneholde industrielle anlegg, særlig for boring, produksjon og delvis lagring av hydrokarboner i arktiske farvann.

Oppfinnelsen angår dessuten en fremgangsmåte for montering

og hurtig fjernelse av plattformen og dens anlegg.

Plattformen i henhold til oppfinnelsen omfatter to hoved-deler, av hvilke den øvre del, som rager opp av vannet, kan fjernes dersom det oppstår særskilt farlige situasjoner.

Det er allerede kjent visse ideer for boring og produksjon

av hydrokarboner i arktiske farvann, nemlig:

a) kunstige øyer laget av is

b) kunstige øyer laget av fyllmaterial

c) kunstige øyer laget av fyllmaterial og med en prefabrikert konstruksjon av stål eller betong

d) konvensjonelle konstruksjoner med beskyttelses-barierer

e) fjernbare konstruksjoner på flere ben

f) fjernbare konstruksjoner med konisk utformning.

Ideen nevnt i punkt a), nemlig kunstige øyer laget av is,

er bare pålitelige i sommer-perioder, og er ikke egnet for alle miljøforhold i arktiske farvann, og de vil dessuten lett nedbrytes og det er vanskelig å bestemme brukstiden, som i alle tilfeller ikke er mere enn to til tre år. Ideene i punktene b) og c), nemlig kustige øyer laget fyllmaterial, enten med eller uten noen hjelpekonstruksjon, er hensiktsmessige

bare på små dyp og krever dessuten et betydelig arbeid i åpent vann. I mange arktiske strøk muliggjør de spesielle miljø-forholdene at undervanns-operasjoner bare kan utføres i korte perioder, slik at arbeidet blir kostbart.

Ideen nevnt i d), nemlig konvensjonelle konstruksjoner med beskyttelses-barierer, er konstruksjoner som er dimensjonert for å møte enhver situasjon som kan oppstå under brukstiden, også inkludert kolisjon med isfjell. Behovet for å absorbere støt fra disse krever meget tunge og grovdimesjonerte konstruksjoner, på hvilke det tynne men store islaget utøver betyde-lige krefter. Disse ideer medfører derfor meget store og kostbare konstruksjoner.

Det er også foreslått konstruksjoner som kan tåle vanskelige men ikke eksepsjonelle miljøforhold, og som kan fjernes i farlige situasjoner, hvilket naturligvis ikke vil skje ofte iløpet av brukstiden til plattformen, slik som kolisjon med isfjell som beveger seg. Dette er konstruksjoner angitt i punktene e) og f).

Ideen i punkt e), nemlig fjernbare konstruksjoner på flere ben, medfører den ulempe at det areal av konstruksjonen som utsettes for virkningen fra isen ikke er særlig lite, og medfører derfor at det utøves store krefter på plattformen. Denne er også utsatt for fare ved at isblokker kiles fast mellom de forskjellige benene og danner en enkelt blokk som er like stor som hele konstruksjonen, hvilket medfører økning av de krefter som virker på konstruksjonen.

Ideen i punkt f) er den som har flest likhetstrekk med den foreliggende oppfinnelse. Alle utførelser av denne type konstruksjon har imidlertid utstyret montert på dekket som befinner seg på det høyeste parti av konstruksjonen, og dette fører til problemer med ustabilitet i sjøen både under transport, senkning og fjernelse. For disse konstruksjoner har de nevnte problemer blitt løst ved hjelp av to grunnleggende prinsipper: 1) Plattform med dekk som kan frakobles: konstruksjonen transporteres uten dekket, og således i stabil stilstand, og dekket med sine instalasjoner tranporteres i flytende tilstand og heves ved hjelp av automatiske hevesystemer og kobles til den monterte konstruksjon. Ulempene med dette prinsipp er det store antall nødvenige operasjoner i sjøen og følgelig stort tidsforbruk, både ved montering og ved fjernelse. Prin-

sippet omfatter en bærekonstruksjon i to deler, av hvilke

den øvre del som rager opp av vannet kan fjernes når dekket ikke er montert, hvilket medfører stort tidsforbruk, mens den nedre del er fast og omfatter brønnhodene. 2) Sammenhengende plattform som transporteres med dekket og innstalasjonene montert, og som gis stabilitet ved hjelp av stort vannlinjeareal, med tilsvarende liten dybde. For ikke å miste stabilitet på grunn av den hurtige minskning av vann-linjearealet stilles plattformen på skrå under senkningen inntil den står på bunnen med en del av omkretsen, og plattformen svinges deretter om den sone som har kontakt med bunnen, inntil plattformen er korrekt anbragt. Denne type fremgangsmåte, som omfatter en betydelig grad avfvihgnihg.<,4, kan skade både konstruksjonen og bunnen i den første kontaktsonen, og kan dessuten bare utføres på grunt vann. Det samme problem med ustabilitet oppstår også ved fjernelse. En foreslått fremgangsmåte omfatter bruken av ankere og kabler som holder kontruksjonen stabil mens den heves, men dette medfører lang-varige, kompliserte og farlige operasjoner som er uegnet for ete spesielle miljøforhold i arktiske farvann.

På grunn av behovet for stabilitet under transport krever dette prinsipp at konstruksjonen er fremstilt sammenhengende. Ved fjernelse fjernes hele plattformen, og brønnhodene etterlates på sjøbunnen uten noen konstruksjon som kan beskytte disse i tilstrekkelig grad mot bevegelige isfjell som er neddykket til stor dybe.

Med den foreliggende oppfinnelse unngås de ovenfor nevnte

ulemper, idet det er kommet frem til en plattform med lav vekt som er egnet for forskjellige vanndybder og forskjellige miljø-forhold, og som bare krever noen få enkel operasjoner til sjøs på monteringsstedet. Plattformen, som er bygget som to separate deler, nemlig den nedre og øvre konstruksjon, tranporteres sammenføyd og utstyrt med innstalasjoner, slik at monterings-operasjonene reduseres.

I eksepsjonelle miljøsituasjoner (fare for kolisjon med store isfjell) kan den øvre konstruksjon hurtig fjernes. Dette er nødvendig i alle tilfeller, fordi dimensjonering av konstruksjonen for slike belastningsforhold ville gjøre den så kost-bar at dette ikke er hensiktsmessig.

Den øvre konstruksjon inneholder alle instalsjonene i sitt nederste parti, slik at det sikres stabilitet til sjøs under alle trinn. Selv om de er i.direkte kommunikasjon med atmosfæren er instalasjonene også beskyttet mot de spesielle miljø-forhold. Den nedre del, som hele tiden står på bunnen på grunn av sin vekt og/eller pelefundamenter, inneholder brønnhodene, av konvensjonell (overflate) type, i et tørt miljø under drift av plattformen, og beskytter disse når den øvre konstruksjon fjernes.

Det benyttes et "suge"-system, og dette arbeider bare under fjernelsen, for å muliggjøre hurtig adskillelse av den øvre konstruksjon fra den nedre. Den koniske overflate på den opp-ragende plattform er dannet ved hjelp av et dobbelt, vanntett skrog, og er også beskyttet av en skjerm som består av sek-sjoner som er uavhengige av hverandre og av resten av konstruksjonen, og som i tilfelle av skade på grunn av virkningen av is eller et fartøy hurtig kan skiftes ut.

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives ved hjelp av ut-førelseseksempler, under henvisning til de vedføyde tegninger. Fig. 1 viser konstruksjonen sett fra siden, delvis i aksial-snitt.

Fig. 2 viser detaljer ved det øvre tetningssystem.

Fig. 3 viser detaljer ved brø.nnhodet.

Fig. 4 viser arrangementet av innstalasjonene.

Fig. 5 viser plattformen under montering.

Fig. 6 viser frakobling av den øvre konstruksjon.

Fig. 7 viser fjernelse av den øvre konstruksjon.

Plattformen vist i fig. 1 omfatter et fundament 1, som i montert tilstand står på sjøbunnen 2 og bærer den øvre konstruksjon 3, som er utformet med et konisk parti 4 som rager opp over vannflaten 1 og et sylindrisk parti 6 som bærer det øvre dekket 7 ved hjelp av radiale armer 8. Den øvre konstruksjon omfatter en ytre skjerm 9 og en dobbelt indre vegg 10 som er avstivet av rundtgående konstruskjoner 11, og både den ytre skjerm og den dobbelte vegg ligger i den koniske sone på radiale plater 12, som er sammenføyd ved hjelp av de indre dekk 13

og 14 og det dobbelte gulvet 15.

De indre dekk og gulvet er konstruert for å bære det meste av installasjonene, og fri kommunikasjon med atmosfæren oppnås ved hjelp av den midtre søyle 16.

Den øvre konstruksjon står på fundamentet ved hjelp av platene 17. Fundamentet er dannet av et øvre gulv 18, et nedre gulv

19 og vertiakal elementer 20.

En slik utformning medfører at det er dannet indre celler 21, som trengs for å gjøre fundamentet til en flytende og stabil konstruksjon, som om nødvendig kan benyttes for å lagre hydrokarboner når plattformen er montert. Derimot er den midtre cellen 2 2 beregnet til å inneholde brønnhoder 2 3 av konvensjonell type i en beskyttet, tørr sone. Tetning er dannet av øvre tetninger 24 og 25 (se fig. 1 og 2), som er anbragt mellom den øvre konstruksjon og fundamenter, og av en nedre tetning 26 som omgir et første beskyttelsesrør 23 (se fig. 1 og 3).

De øvre tetninger 24 og 25 utfører to funksjoner, hvorav den første er å sikre tetning mot inntrengning som kan inntreffe i kontaktsonen mellom den øvre konstruksjon 3 og fundamentet 1, mens den annen er å muliggjøre bruken av sugesystemet. Tetningen 26 utfører også to funksjoner, hvorav den første er

å sikre tetning mot inntrengning fra bunnen gjennom det ring-formede rom mellom det ytre rør 27 og det nedre gulv 19, mens den annen er å muliggjøre at plattformen kan synke ned i bunnen,

under opprettholdelse av de nevnte funksjoner og uten at det oppstår uakseptable spenninger i brønnhodene 2 3 som er festet til bunnen. Lekasje gjennom tetningene 24, 25 og 26 oppsamles i kanaler 28, 29 og 30, og pumpes bort ved hjelp av lense-pumper. Det nedre parti av fundamentet er utstyrt med rundtgående skjørt 31 som er drevet ned i bunnen, og formålet med disse er å utnytte den horisontale motstand i bunnen. Som vist i fig. 4 er innstalasjonene anordnet på forskjellige dekk, nemlig: boreutstyret 33 og 34 og oppholdsmodulene med helikopterdekkene 35 og 36 er montert på det ytre dekket 7, boremodulene 37 er montert i den midtre søylen 16, og produksjonsutstyret 38,

39 og 40 er montert på de indre dekkene 13, 14 og 15.

Den beskrevne plattform er bygget i form av to separate hovedkomponenter, nemlig fundamentet 1 og den øvre konstruksjon 3. Den øvre konstruksjon, som er utstyrt med utstyret for boring og produksjon (se fig. 4) og med ballast-systemer, samt med tømme- og/eller lensesystemer, monteres på fundamenetet i rolig farvann. Plattformen som er montert på denne måte og ikke inneholder flytende ballast er klar for transport. Plattformen transporteres fra byggestedet til bruksstedet ved hjelp av slepebåter med passende drivkraft. På bruksstedet anbringes plattformen og holdes på plass av slepebåtene, som plasseres i stjerneformasjpn.

Monteringen utføres ved å tilføre ballast, slik som vist i fig. 5, ved tilførsel av sjøvann i passene kamre 41, 42 og 43 i den øvre konstruksjon.

Plattformen synker mens den befinner seg i vertikal stilling, inntil skjørtene 31 under fundamentet 1 berører sjøbunnen.

Monteringen fullføres ved å fylle cellene 21 i fundamentet med sjøvann. På denne måte blir vekten av plattformen i vannet tilstrekkelig høy til at skjørtene 31 trenger helt ned i sjø- bunnen 2. I denne situasjon er stillingen til plattformen sikret, fordi den er tilstrekkelig tung og skjørtene utnytter den horisontale motstand i bunnmaterialet.

For å bringe plattformen til brukstilstand utføres de forskjellige mekaniske, hydrauliske og elektriske tilkoblinger mellom de forskjellige innstalasjoner, og vannet må dreneres fra brønnhoderommet 22 som befinner seg i det midtre parti av fundamentet, ved bruk av et passende tømmesystem. Det utarbeides en nødprosedyre for plattformen for å berge konstruksjonen dersom et stort isfjell nærmer seg. Denne prose-dyre er som følger, når det går alarm: de mekaniske forbindelser mellom brønnhodene og den øvre konstruksjon brytes, den øvre konstruksjon 3 lettes ved uttømming av flytende ballast, slepebåtene 32 kobles til- den øvre konstruksjon. Derved er den øvre konstruksjon 3 klar for hurtig frakobling fra fundamentet 1 ved å stanse sugesystemet. De følgende operasjoner utføres deretter når faren blir overhengende: den øvre konstruksjon 3 frakobles hurtig ved å stanse sugesystemet, og konstruksjonen heves derved noen meter (se fig. 6) ,

konstruksjonen fjernes og transporteres til en sikker sone ved bruk av flere slepebåter 32 (se fig. 7).

Når den farlige situasjon har opphørt, returneres den øvre konstruksjon 3 til bruksstedet. Prosedyren ved montering er følgende: kontruksjonen anbringes over fundamentet 1 ved bruk av slepebåtene og posisjonerings- og styresystemet,

konstruksjonen senkes ved å tilføres ballast i form av sjø-vann i de passende kamre,

plattformen settes i drift på nytt.

Claims (6)

1. Plattform som omfatter en øvre konstruksjon med konisk form, karakterisert ved at den øvre konstruksjon er tilkoblet et skiveformet fundament som den øvre konstruksjon normalt er festet til ved hjelp av vekten av vann i ballastkammeret, idet konstruksjonen kan lettes ved å tømme kammerene ved fare for kollisjon med isfjell, men holdes festet til fundamentet ved hjelp av et system som utnytter sugeeffekt, slik at den øvre konstruksjon hurtig kan frakobles og fjernes ved fare for kollisjon.

2. Fremgangsmåte for montering av en plattform som angitt i krav 1, karakterisert ved at to hovedkomponenter, nemlig fundamentet og den øvre konstruksjon, bygges separat og slepes til rolig farvann og sammenføyes, hvoretter plattformen transporteres av slepebåter til bruksstedet, der konstruksjonen senkes ved å fylles med ballast i form av sjøvann inntil den står på sjøbunnen, slik at skjørt trenger ned i bunnen ved fylling av celler i fundamentet.

3. Plattform som angitt i krav 1, karakterisert ved at det indre av den øvre konstruksjon, som holdes tørt og i kommunikasjon ved atmosfæren ved hjelp av en midtre søyle inneholder alle delene i produksjonsutstyret, som således bidrar til stabilitet i vannet, samt muliggjør hurtig utførelse av monteringen av konstruksjonen og muliggjør hurtig frakobling, fjernelse og ny montering av den øvre konstruksjon på en sikker måte.

4. Plattform som angitt i krav 1 og 3, karakterisert ved at den skiveformede fundament i sitt midtre parti innholder et sylindrisk kammer som inne-hftidjsr brønnhodene og en manifold, hvilke arbeider under tørre forhold som vanlig overflateutstyr, og som ved frakobling av den øvre konstruksjon befinner seg i fundamentet og beskyttes av dette.

5. Plattform som angitt i krav 1, 3 og 4, karakterisert ved at ytterflaten av den øvre konstruksjon er dannet av et dobbelt skrog som beskyttes av en ytre skjerm som består av elementer som kan skiftes ut i tilfelle av skade, uten at den normale drift av plattformen be-høver å avbrytes.

6. Plattform som angitt i krav 1, 3, 4 og 5, karakterisert ved at rør som fører olje og gass fra forekomstene til brønnhodene er adskilt fra fundamentet ved hjelp av passende elementer som danner tetning for å hindre vanninntrengning fra bunnen, og som muliggjør at fundamentet kan synke i forhold til rørene.