NO20140007A1 - Undersjøisk lagringsenhet og -system - Google Patents

Description

Undersjøisk lagringsenhet og -system

Oppfinnelsens område

Oppfinnelsen vedrører en undersjøisk lagringsenhet og et undersjøisk lagringssystem ifølge ingressen til kravene 1 og 9.

Bakgrunn for oppfinnelsen

Leting etter og produksjon av hydrokarboner fra undersjøiske brønner krever forskjellig og komplisert utstyr, slik som brønnhodeutstyr, sammenkoblingsstasjoner, kompres-sorer og rørledninger. Det undersjøiske utstyret trenger hyppig vedlikehold, nødrepara-sjoner og oppgraderingsoperasjoner. For å utføre disse operasjonene trenger offshore-arbeidere ulike verktøy, reservedeler etc. Offshore-enheter, slik som flytende platt-former, undersjøiske fartøy, ankerhåndteringsfartøy og forsyningsskip, mangler generelt lagringsplass, slik at verktøy og deler vanligvis lagres på land inntil de trengs offshore.

Følgelig er det nødvendig å være i stand til raskt å overføre gjenstander fra land til offshore-enheter. Så snart behovet for en spesifikk gjenstand oppstår på et offshore-område sendes en forespørsel til en forsyningsoperasjon på land. Gjenstanden samles deretter inn fra lagringsområdet og overføres av for eksempel forsyningsbåter til offshore-enheten. Forsyningsbåter er kostbare å operere, ettersom det er behov for å ha reservebesetning for å levere gjenstander raskt.

Avhengig av været er forsyningsbåtene ikke nødvendigvis i stand til å overlevere gjenstandene til offshore-enheten innen den forespurte tiden. Tidspunktet for levering av gjenstandene er kritisk, og forsinket levering av vedlikeholdsutstyr til offshore-enheten kan være både kritisk og kostbart. I worst-case scenarier vil utstyr for å opprettholde offshore-arbeidernes sikkerhet ikke nå offshore-enheten i tide.

Det er gjort forsøk på å løse problemet med mangel på offshore lagringsplass. Eksempler inkluderer containere for å lagre gjenstander på stedet, der containerne er flytedyktige og flyter i vannet. De flytende containerne er forankret til havbunnen, noe som gjør dem uegnet til langvarig lagring på grunn av eksponering for vind, bølger og strømmer, og i tillegg fører til risiko for at containerne løsner fra ankeret og kolliderer med offshoreinstallasjoner eller -fartøy.

Kort beskrivelse av oppfinnelsen

Det er derfor tilveiebrakt en undersjøisk lagringsenhet,karakterisert vedet trykkskrog med et lasterom konfigurert for å lagre last, og der trykkskroget har en bevegelig luke som tilveiebringer tilgang til lasterommet; og en base konfigurert for å bære lagringsenheten på en havbunn.

Den undersjøiske lagringsenheten omfatter i én utførelsesform opphengsmidler, hvorved lagringsenheten kan løftes og senkes i et vannlegeme. I én utførelsesform er minst én ballasttank og styringsmidler tilveiebrakt, hvorved lagringsenhetens flyteevne kan styres. I én utførelsesform omfatter basen fast ballast.

Opphengsmidlene omfatter i én utførelsesform frigjørbare koblingsmidler.

I én utførelsesform omfatter lasterommet bæreelementer konfigurert for å motta en container, slik som en standardisert IMO-container.

I én utførelsesform omfatter den undersjøiske lagringsenheten bevegelige fotavtrykk-økende plateelementer som er bevegelige mellom tilbaketrukket og utfoldet posisjon.

Den undersjøiske lagringsenheten kan omfatte lokaliseringsmidler, slik som en transponder.

Det er også tilveiebrakt et undersjøisk lagringssystem,karakterisert vedminst én under-sjøisk lagringsenhet ifølge oppfinnelsen; og et havbunnsanlegg konfigurert for å motta og romme minst én undersjøisk lagringsenhet.

De foregående og andre formål, trekk og fordeler ifølge beskrivelsen vil fremgå ut fra de følgende mer detaljerte beskrivelsene på eksempler på utførelsesform er av oppfinnelsen som illustrert i de medfølgende figurene.

Kort beskrivelse av figurene

Disse og andre egenskaper ved oppfinnelsen vil fremgå tydelig ut fra følgende beskrivelse av en foretrukket utførelsesform, gitt som et ikke-begrensende eksempel, med henvisning til de medfølgende skjematiske tegningene, hvori:

Figur 1 er et perspektivriss av en utførelsesform av lagringsenheten ifølge oppfinnelsen i en lukket tilstand; Figur 2 er et perspektivriss av lagringsenheten vist i figur 1, i en åpen tilstand, som viser en lastecontainer inni lagringsenheten; Figur 3 er et perspektivriss av lagringsenheten vist i figur 2, som også viser lastecontaineren i en åpen tilstand; Figur 4 er et perspektivriss av en annen utførelsesform av lagringsenheten ifølge oppfinnelsen, i en åpen tilstand, som viser en lastecontainer inni lagringsenheten; Figur 5 er et frontriss av en utførelsesform av lagringsenheten ifølge oppfinnelsen i en åpen tilstand, som illustrerer en containerholdeinnretning i lasterommet; Figur 6 er en skjematisk snittegning av en utførelsesform av lagringsenheten ifølge oppfinnelsen; som illustrerer et eksempel på lasttransportsystem; Figur 7 er en skjematisk snittegning av en utførelsesform av lagringsenheten ifølge oppfinnelsen; som illustrerer et eksempel på ballastsystem; Figur 8 er et frontriss i tverrsnitt av lagringsenheten vist i figur 8; i en ikke-nedsenket tilstand; Figur 9 og 10 ligner figur 8, men viser lagringsenheten i henholdsvis delvis og fullstendig ballastet tilstand; Figur 11 og 12 illustrerer et system og en fremgangsmåte for å lokalisere en lagringsenhet på en havbunn, og å hente lagringsenheten opp til overflaten; Figur 13 illustrerer et havbunnsdepot; Figur 14a illustrerer en dokkinginnretning og en konnektor; Figur 14b en et forstørret riss av område A i figur 14a, der konnektoren er låst i dokkinginnretningsbeho lderen; Figur 15 er en annen utførelsesform av dokkinginnretningen og konnektoren; Figur 16 illustrerer en utførelsesform av lagringsenheten som har utfoldbare fotavtrykkøkende plateelementer; og Figur 17 illustrerer en havbunnsramme og ledekabler, og et lagringsenhetsbal-lastsystem.

Detaljert beskrivelse av utførelsesformene

Den følgende beskrivelsen vil bruke betegnelser slik som "horisontal", "vertikal", "lateral", "frem og tilbake", "opp og ned", "øvre", "nedre", "indre", "ytre", "fremre", "bakre" etc. Disse betegnelsene refererer generelt til riss og orienteringer som vist i tegningene, og som er forbundet med en normal bruk av oppfinnelsen. Betegnelsene brukes kun som hjelp for leseren og skal ikke være begrensende.

Innledningsvis med henvisning til figur 1 omfatter lagringsenheten 15 ifølge oppfinnelsen et lastehus 1 koblet til en bærestruktur 2.1 den illustrerte utførelsesformen omfatter bærestrukturen 2 en boksstruktur som er konfigurert for å hvile på en overflate B. Bærestrukturen 2 omfatter løftemidler (ikke vist i figur 1), som vil bli beskrevet nedenfor. Boksstrukturen sørger for stabling av flere lagringsenheter.

Lasterommet 1 er et trykkskrog som er i stand til å tåle ytre trykk forårsaket av f. eks. store vanndybder. Trykkskrogutformingsparametere er velkjent og trenger derfor ikke omtales i detalj her. Lagringsenheten kan følgelig brukes på en hvilken som helst vann-dybde ved hjelp av egnet utforming av trykkskroget. Lastehuset kan være dannet av ett eller flere lag (f.eks. stållag), slik som indre og ytre lag med en mellomliggende bikake-struktur (ikke vist).

Lastehuset 1 omfatter en luke 4, som er koblet til huset ved hjelp av hengsler 6 og omfatter konvensjonelle låse- og tetningsmidler (ikke vist), for å tilveiebringe en tett kobling mellom luken og huset når den er lukket. Luken kan følgelig åpnes og lukkes på en måte som er kjent i teknikken.

Figur 2 viser lastehuset 1 med luken 4 i en åpen posisjon, noe som tilveiebringer tilgang til det indre lasterommet 5.1 den illustrerte utførelsesformen omfatter lasterommet 5 bæreelementer 9 konfigurert for å bære en lastekontainer 3. Bæreelementene 9 omfatter valser og låsemidler (ikke vist) som per se er kjent, og som forenkler enkel innsetting og tilbaketrekking av containeren 3. Bæreelementene 9 er konfigurert for å passe til contai-nerens form, f.eks. en standard IMO- (International Maritime Organization-)container.

Figur 3 viser lastecontaineren 3 i en åpen tilstand og illustrerer individuelle lasteartikler 7.

Lasteartiklene 7 kan kreve visse miljøkriterier, for eksempel når det gjelder trykk,

fuktighet og salinitet. Lagringsenheten kan slik være utstyrt med utstyr (ikke vist) for å føle, overvåke og styre miljøparametere i lasterommet, f.eks. for å skape et ikke-korro-derende miljø. Slikt styringsutstyr kan omfatte systemer med trykksatt nitrogen, som er kjent i teknikken, og som responderer på følte parametere og forhåndsbestemte verdier. Figur 4 illustrerer en utførelsesform av lagringsenheten 15' der en løfteramme lia er koblet til bærestrukturen 2 via frigjørbare låsemidler 1 lb. En løftekjetting 10 er koblet til løfterammen 1 la. En sokkel 8 er koblet til bærestrukturens 2 nedre parti og tilveiebringer en landingsstruktur for lagringsenheten. Sokkelen kan være dimensjonert slik at den fordeler lasten for å unngå vesentlig jordpenetrering på havbunnen B. Sokkelen 8 omfatter i den illustrerte utførelsesformen et ballastmateriale i form av en betongplate. Figur 5 viser en alternativ utførelsesform av det indre bæreelementet 9', der frigjørbare holdeelementer 19 sikrer at lastecontaineren 3 holdes på plass. Holdeelementene 19 tjener til å sikre at lastecontainere holdes i rommet tilveiebrakt av bæreelementet 9' og kan omfatte hydrauliske eller pneumatiske dempere, som er kjent i teknikken.

Med henvisning til figur 6 omfatter lastehuset i en alternativ utførelsesform et laste-/lossesystem for lasteartikler 7. Et brett 20 med sammenfoldbare hjul 22 er anordnet glidbart på skinner 21 i huset 1. En vinsj 23 kan brukes for å trekke brettet ut av huset 1.

Figur 7-10 illustrerer et ballastsystem for lagringsenheten (bare lastehuset 1 er illustrert, ikke dets bærestruktur). Dette systemet kan brukes sammen med eller uten betongballasten beskrevet over med henvisning til figur 4. Lastehuset (trykkskroget) 1 omfatter et antall ballastkamre 24 og ballastpumper 25. Ballastpumpene 25 er i den illustrerte utførelsesformen drevet av ombordbatterier 26 (selv om disse ikke er illustrert, vil fagmannen forstå at batteriene holdes i et tørt miljø, f.eks. i et vanntett hylster). Ballastpumpene er fluidforbundet med innløps-Aitløpsporter 27 (eventuelt med fjern- styrte ventiler; ikke vist), hvorved ballastkamrene 24 kan fylles og tømmes på en styrt måte. Ballastpumpene styres på en måte som per se er kjent i teknikken.

I figur 8 flyter lastehuset 1 i vannoverflaten S, og ballastkammeret 24 er praktisk talt tomt. I den illustrerte utførelsesformen omgir ballastkammeret 24 det tørre lasterommet 5. Figur 9 viser en mellomliggende ballasttilstand, der ballastkammeret 24 har blitt delvis fylt med sjøvann W gjennom portene 27. Selv om dette ikke er illustrert, skal det forstås at ballastkammeret omfatter én eller flere utluftingsventiler (f. eks. tilbakeslags-ventiler), foretrukket i det øvre partiet av kammeret, hvorved luft kan slippes ut etter-hvert som vann strømmer inn i kammeret. I figur 10 er ballastkammeret 24 fullt. Lagringsenheten kan slik selektivt ballastes og deballastes ved hjelp av ballastkamrene.

Selv om figur 7-10 illustrerer lastehuset 1 med et antall lasteartikler 7 i lasterommet 5, skal det forstås at ballastsystemet også kan brukes i utførelsesformen der f.eks. en IMO-container er anordnet i lasterommet 5. Figur 11 illustrerer en lagringsenhet 15 anordnet på en havbunn B. I denne konfigura-sjonen kan lagringsenheten ha blitt ballastet ved hjelp av ett eller flere av midlene beskrevet ovenfor. Lagringsenheten 15 er utstyrt med en transponder 53, som er velkjent i teknikken. Et overflatefartøy 14 utstyrt med en kran 29 sender ut sonarsignaler fra en transduser 13 for å lokalisere lagringsenheten 15. En løftekabel 10' er tilveiebrakt med en transponder 34. Hver lagringsenhet er tildelt en unik identifikasjonskode, hvorved overflatefartøyoperatøren er i stand til å velge den ønskede lagringsenheten. Identifikasjonskoden kan omfatte informasjon om de individuelle lasteartiklene. I figur 12 er løftekabelen 10' koblet til lagringsenheten 15 ved hjelp av en fjernstyrt under-vannsfarkost (eng.: Remotely Operated Vehicle, ROV), og lagringsenheten heises til overflaten ved hjelp av en kran 29.1 en utleggingsoperasjon er sekvensen reversert: RO V-en frigjør løftekabelen når lagringsenheten har blitt plassert på havbunnen. Figur 13 illustrerer et havbunnsdepot 30, som kan være dimensjonert for å romme én eller flere lagringsenheter 15 på et fundament 31. Tråledeflektorer 32 beskytter lagringsenheten fra slepte objekter. Et avtakbart tak (ikke vist) kan også være tilveiebrakt. En transponder 33 på havbunnsdepotet 30 forenkler lokalisering, f.eks. ved hjelp av den overflatebårne sonaren 13. Havbunnsdepottransponderen 33 kan være konfigu rert for å sende ut unike identifikasjonskoder som er spesifikke for havbunnsdepotet og/eller dets innhold.

Informasjon angående innholdsgjenstandene i lagringsenhetene kan sendes fra lagringsenheten. Annen informasjon, slik som operasjonelle parametere for lastehuset kan også bli forespurt og sendt. Figur 14a,b og 15 illustrerer et automatisert koblingssystem som fjerner behovet for ROV- eller dykkerassistert tilkobling og frakobling. En dokkinginnretning 35 er koblet til lagringsenheten 15 og omfatter en beholder 38 og avstandsfølere 37. Beholderen omfatter en flerhet fjærbelastede tapper 40 som er konfigurert for å sammenlåses med korresponderende hylser 39 i en konnektor 36 festet til løftekabelen 10'. De fjærbelastede tappene kan slik automatisk sammenlåses med konnektoren når den er senket inn i beholderen. Figur 14b viser konnektoren 36 i den låste posisjonen i beholderen. Avstandsfølerne 37 kan også være konfigurert for å føle nærværet av konnektoren 36 og operere tappene tilsvarende. Dokkinginnretningen kan også være fjernstyrt, f.eks. via ovennevnte transpondere. Figur 15 illustrerer en alternativ utførelsesform av koblingssystemet, der en gjenget konnektor 36' (festet til løftekabelen 10') har blitt koblet til dokkinginnretningen 35 via korresponderende gjenger i beholderen 38'. En kontrollkabel 41, som strekker seg langs løftekabelen fra overflatefartøyet, tilveiebringer strøm- og styresignaler til en elektrisk motor (ikke vist) inni konnektoren 36', hvorved konnektoren kan roteres og skrus inn i (og ut av) den gjengede beholderen 38'. Figur 16 illustrerer en variant av oppfinnelsen der lagringsenheten 15 er forsynt med plateelementer 43. Hvert plateelement er koblet til lagringsenheten ved hengsling og er roterbart mellom tilbaketrukket (stiplede linjer) og en utfoldet posisjon. Operering av plateelementene utføres av aktuatorer (f.eks. hydrauliske eller elektriske), og plateelementene kan være fjernstyrt eller konfigurert for å operere basert på lokale parametere (omgivelsestrykk, nærhet til havbunnen etc). I utfoldet posisjon øker plateelementene 43 lagringsenhetens nedre overflateområde, noe som kan bidra til å stabilisere lagringsenheten når den senkes mot havbunnen, og øker også lagringsenhetens fotavtrykk på havbunnen B og hindrer slik lagringsenheten i å synke ned i havbunnen. Figur 17a illustrerer en annen utførelsesform for å senke lagringsenheten 15" til havbunnen B. En ROV plasserer ledekabler 46 koblet til ledestolper 48 på en havbunnsramme 47. Lagringsenheten 15" omfatter i den illustrerte utførelsesformen ballasttanker 50 med tilknyttede pumper og styringssystemer 51, og en innløps-Aitløpsmanifold 52. Ballasttankene 50 omfatter indre kamre 24' (se figur 17b) med sammenkoblede ventiler 49.

I drift senkes lagringsenheten 15" av én eller flere løftekabler 10" fra boretårnet 44, gjennom moonpoolen 45 og langs ledekablene 46. Senkingen kan assisteres av en styrt operering av ballaststyringssystemene (fordeling av ballastvannet inni kamrene 24') eller utføres utelukkende ved hjelp av vekten til selve lagringsenheten (og eventuelt last). Opphenting av lagringsenheten utføres også ved hjelp av løftekabelen 10" og en vinsj (ikke vist) i boretårnet gjennom moonpoolen.

Selv om oppfinnelsen er blitt beskrevet med henvisning til et sylinderformet lastehus uten kuppelformede ender, skal det forstås at lastehuset kan ha andre former. Laste-husets form kan slik avvike fra en sirkulær form, avhengig av gjeldende omgivende vanntrykk.

Claims (10)

1. Undersjøisk lagringsenhet (15; 15'; 15"),karakterisert ved- et trykkskrog (1) med et lasterom (5) konfigurert for å lagre last (3, 7), og der trykkskroget har en bevegelig luke (4) som tilveiebringer tilgang til lasterommet; og - en base (2; 8) konfigurert for å bære lagringsenheten på en havbunn (B).

2. Den undersjøiske lagringsenheten ifølge krav 1, ytterligere omfattende opphengsmidler (lla,b, 35), hvorved lagringsenheten kan løftes og senkes i et vannlegeme.

3. Den undersjøiske lagringsenheten ifølge krav 1 eller krav 2, ytterligere omfattende minst én ballasttank (24, 24') og styringsmidler (25, 26, 27; 50), hvorved lagringsenhetens flyteevne kan styres.

4. Den undersjøiske lagringsenheten ifølge et hvilket som helst av kravene 1-3, hvori basen (8) omfatter fast ballast.

5. Den undersjøiske lagringsenheten ifølge et hvilket som helst av kravene 2-4, hvori opphengsmidlene omfatter frigjørbare koblingsmidler (1 lb; 35).

6. Den undersjøiske lagringsenheten ifølge et hvilket som helst av kravene 1-5, hvori lasterommet omfatter bæreelementer konfigurert for å motta en container (3), slik som en standardisert IMO-container.

7. Den undersjøiske lagringsenheten ifølge et hvilket som helst av kravene 1-6, ytterligere omfattende bevegelige fotavtrykkøkende plateelementer (43) som er bevegelige mellom tilbaketrukket og utfoldet posisjon.

8. Den undersjøiske lagringsenheten ifølge et hvilket som helst av kravene 1-7, ytterligere omfattende lokaliseringsmidler, slik som en transponder (53).

9. Undersjøisk lagringssystem,karakterisert ved- minst én undersjøisk lagringsenhet (15; 15'; 15") ifølge hvilke som helst av kravene 1-8; og - et havbunnsanlegg (30) konfigurert for å motta og romme minst én undersjøisk lagringsenhet.

10. Det undersjøiske lagringssystemet ifølge krav 9, der havbunnsanlegget ytterligere omfatter lokaliseringsmidler, slik som en havbunnsdepottransponder (33).