NO811948L - Undervannslager for olje. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører et undervannslager for væsker, såsom olje og vedrører særskilt et nytt undervannslager som utmerker seg ved økonomisk drift, lett konstruktiv oppbygg-ing og forurensningsfri drift.

Det er kjent flere undervannlagere for olje. Det skal her eksempelvis vises til US patentskriftene 3 322 087,

3 408 971, 3 695 047 og 3 943 724. Man har funnet at når

slike lageranlegg anordnes på større dyp og dimensjoneres for høy kapasitet vil det på tankveggen virke betydelige krefter som skyldes påvirkning av bølger og tidevann og de trykkforskjeller som oppstår når olje føres inn og ut av tanken. I noen tilfeller, eksempelvis som vist i US patentskriftene 3 322 087 og 3 408 971, flyter oljen i tanken på

et vannlag som har åpen forbindelse med sjøen. Dette bidrar til å minimalisere trykkforskjellen over tankveggen, men fører til gjengjeld med seg en forurensningsfare fordi oljen vil blande seg med vannet og således lett kan komme ut i sjøen. US patentskrift 3 943 724 foreslår å benytte en flek-sibel membran mellom oljen og vannet i en undersjøisk lager-tank, men slike membraner er dyre, upålitelige og egner seg ikke for meget store anlegg. Som resultat herav har det hittil vært nødvendig å bygge store undersjøiske oljelager-anlegg som kraftig armerte betongkonstruksjoner, for derved å sikre at de oljeopptagende rom er isolert fra sjøen og er i stand til å motstå de store krefter som sjøvannet ut-øver på veggene. Disse betongkonstruksjoner er dyre i frem-stilling og da de også har en meget stor vekt er monteringen vanskelig og dyr.

US patentskridt 3 893 918 foreslår bruk av en separatorledning eller "skirn pile" for separering av olje fra vann i et offshore-anlegg, men gir forøvrig ingen an-visning påhvordan man kan løse det foran beskrevne olje-lagringsproblem.

Med foreliggende oppfinnelse tar man sikte på

å overvinne de foran beskrevne vanskeligheter og å mulig-gjøre undersjøisk lagring av olje på en økonomisk og forurensningsfri måte, uten fare for brudd og lekkasje som

følge av trykkforskjeller tilveiebragt av tidevann, bølger eller oljens bevegelse inn og ut av anlegget. Med foreliggende oppfinnelse er det ikke nødvendig å anvende tykkveggede betongkonstruksjoner, og i steden kan man benytte stålplate-konstruks joner.

I et typisk anlegg ifølge oppfinnelsen er en lukket tank eller fundament opplagret på havbunnen og inneholder et oljelag som flyter på et vannlag. En konstruksjon, eksempelvis et offshore-tårn som bærer en olje-bore- og produksjons-plattform, strekker seg opp i fra tanken og til et sted over havflaten. En oljeledning bæres av konstruksjonen og strekker seg lans denne i fra et sted i forbindelse med oljelaget og til et sted over havflaten. Et vann-standrør bæres også av konstruksjonen og strekker seg langs denne i fra et sted i forbindelse med vannlaget og til et neddykket sted over tanken. En rørformet oljesperremantel omgir den øvre enden av vannrøret og strekker seg fra et sted under vannrørets øvre ende og til et sted over havflaten. Sperremantelen er åpen mot sjøen under vannrørets øvre ende.

Vanntrykket på utsiden av tanken overføres til det indre av tanken gjennom sperremantelen og standrøret. På denne måten vil trykkforskjellen og derfor de krefter som virker på tankveggen være minimalisert, og man kan derfor benytte en økonomisk og lett tankkonstruksjon, eksempelvis en stålplateutførelse. Selv om havnivået over tanken kan endre seg som følge av bølger og tidevann, vil slike end+r ringer virke likt på tankens innside og utside og tankveggen utsettes derfor ikke for vesentlige påkjenninger.

Den omgivende sjø vil være beskyttet mot oljeforurensning

til tross for at det er åpen forbindelse mellom den omgivende sjø og vannlaget som oljen flyter på. Beskyttelsen oppnås som følge av at vann som går ut i fra tanken må gå

opp gjennom vannrøret og videre ut på innsiden av mantelen. Olje som måtte føres med av vannet vil stige opp inne i sperremantelen og kan gjenvinnes.

En annen typisk utførelse av oppfinnelsen utmerker seg ved at en lukket tank, som inneholder et olje lag som flyter på et vannlag, er opplagret på havbunnen, idet en konstruksjon strekker seg opp i fra tanken og opp til over havflaten. I det minste en oljeledning bæres av konstruksjonen og strekker seg langs denne i fra et sted i forbindelse med oljelaget og til et sted over havflaten, hvor oljeledningen er utført for mottagelse av olje, for fylling av tanken. I det minste en annen oljeledning, som bæres av konstruksjonen, er anordnet for føring av olje ved lossing

av tanken. En vannledning bæres også av konstruksjonen og strekker seg i fra et sted i forbindelse med vannlaget i tanken og til et sted over tanken. Pumpeutstyr og strøm-ningsreguleringsutstyr er plassert langs vannledningen. Differensialtrykkfølere er anordnet på innsiden og utsiden

av tankveggen for avføling av trykkdifferensialet over veggen, og signalene fra disse trykkfølerne behandles og benyttes for påvirkning av strømningsstyreutstyret slik at man derved kan holde netto væskestrøm inn og ut av tanken på et egnet nivå, for derved å minimalisere trykk-forskjellene over tankveggen og også minimalisere spenningspåkjenningene på tankveggen.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere i det etter-følgende under henvisning til tetningene hvor

fig. 1 viser et oppriss av et offshore-olje-bore-

og produksjons tårn i forbindelse med et lager ifølge oppfinnelsen,.

fig. 2 viser et oppriss av anlegget i fig. 1,

sett fra siden,

fig. 3 viser grunnriss etter linjen 3-3 i fig. 1,

fig. 4 viser et forstørret utsnitt etter linjen 4-4

i fig. 3,

fig. 5 viser et forstørret utsnitt av en oljesperremantel som benyttes anlegget, og

fig. 6 viser et strømningsstyreskjerna som benyttes

i anlegget.

Oppfinnelsen egner seg særlig god i forbindelse

med offshore-bore- og produksjonstårn hvor råolje tas opp fra formasjoner i havbunnen og lagres før overføring til et

tankskip. Som vist i fig. 1 og 2 kan et slikt offshore-

tårn være oppbygget av flere fagverksben 10 som strekker seg opp i fra en oljelagertank 12 på havbunnen 14, opp til et sted over havflaten 18, hvor det er anordnet et dekk 20. Dekket 20 bæres av benene 10 i en avstand over havflaten

18 tilstrekkelig til at dekket er beskyttet mot påvirkning-

er av tidevann og bølger. Dekket 20 inneholder det vanlige boreutstyr og produksjonsutstyr samt mannskapsbekvemmeligheter, men alt dette er utelatt på tegningen, da det ikke har noen interesse i forbindelse med foreliggende oppfinnelse. Rent skjematisk er det imidlertid antydet olje-vann-separatorer 22. Disse er i og for seg kjente og de tjener til å skille olje og vann før oljen overføres til tanken eller til et tankskip (ikke vist). Den spesielle utførelse av disse separatorer utgjør heller ingen del av foreliggende oppfinnelse og da de er i og for seg velkjente er de heller ikke beskrevet, nærmere i det etterfølgende.

Som vist i fig. 2 går det flere rørledninger 24

ned fra dekket 20, gjennom vannet 16 og ned i havbunnen 14. Disse rørene 24 tjener som føringsrør og beskyttelsesrør

for borestrenger under boreoperasjoner. Senere, under prod-uksjonen, dvs. når olje tas opp fra brønnhullene, tjener de til å beskytte og støtte de ledninger som oljen føres i gjennom i fra havbunnen og opp til dekket. Ledningene 24

er i ulike høydenivåer i vannet 16 opplagret i egnede bærere 26 som strekker seg mellom benene 10.

01jelagertanken 12 er utført som en sveiset stål-platekonstruksjon. Som vist i fig. 1 og 2 strekker benet 10 seg opp gjennom tanken og er opplagret ved hjelp av denne på havbunnen 14. Tanken 12 er forsynt med et skjørt 28 som strekker seg ned i fra tanken omkrets og ned i havbunnen. Hensikten med skjørtene er å hindre sideveis forskyvninger. Tanken 12 er dessuten utformet med et utskåret parti eller

et innhakk 30 (fig. 3) for gjennomføring av ledningene 24

til havbunnen 14.

01jelagertanken 12 er helt lukket. Inne i tanken

er det anordnet skott 32 hvormed tanken deles opp i rom. I_skottene er det åpninger 34 som muliggjør fri strømning

av olje og vann mellom rommene.

Tanken 12 har skrå toppflater 36 som stiger opp mot flere topp-punkter. 38. Ved disse topp-punktene går ledninger for olje, vann og gass inn i tanken. Som vist i fig. 4 er det anordnet en gassledning 14 som munner ut i tanken 12 øverst oppe i toppen 38. Hensikten med gassledningen 40 er å kunne trekke ut gass som vil samle seg opp i dette tankområde. Det er også anordnet råoljeinnløp- og råoljeutløpledninger 42 og 44 som munner ut i den øvre del av tanken 12, noe under gassledningen 40. På enden av rå-ol jeinnløpsledningen 42 er det anordnet en sprøytekrans 46 som tjener til diffundering av den inngående olje, slik at man derved reduserer oppståelsen av turbulens og olje- og vannblanding i tanken. En utløpsledning 4 8 for sjøvann-ballast er også anordnet, og det forefinnes også et vann-standrør 50. Begge disse rørene går inn i toppen av tanken 12 og strekker seg ned til tankens nedre del, hvor de munner under en skjermvegg 52.

Som vist i fig. 4 inneholder tanken 12 et oljelag 54 som flyter på toppen av et vannlag 56. Skilleflaten mellom olje og vann er antydet med den stiplede linje 58. Når mer olje tilføres til tanken vil oljen forskyve vannet og skilleflaten 58 vil da senkes. Når olje trekkes ut fra tanken vil vann gå inn for å erstatte den uttatte olje, og skilleflaten 58 vil da stige.

En lednings- eller rørgruppe innbefatter gassledningen 40, oljeledningene 40 og 42, ballastledningen 48 og standrøret 50 og er i fig. 3 vist i form av en enkelt sirkel 60. Hver slik gruppe av rør er plassert ved et av benene 10 og strekker seg opp langs dette, fra tanken 12 og mot dekket 20. Samtlige rør, med unntagelse av vann-stand-røret 50, strekker seg helt opp til dekket 20. Standrøret 50 er avsluttet og munner ut under havflaten 18. Som vist i fig. 5 munner røret 50 ut inne i en olje-sperremantel 62. Denne sperremantel 62 strekker seg fra et sted under stand-rørets 50 øvre ende, og er der åpent mot skjøvannet 16, og til et sted over havflaten 18. Som vist i fig. 1 og 2 bæres mantelene 62 også av benene 10 og strekker seg opp til dekket 20.

Som vist i fig. 5 er hver oljesperremantel 62 utformet som en rørformet mantel 63 som den øvre enden av rør-et 50 strekker seg opp i. Inne i mantlene er det anordnet flere koniske oljeseparasjonskjermer 64. Disse skjermene strekker seg fra mantelens innerside og nedover til i nær-heten av standrøret 50, idet det i dette området finnes en åpen passasje 66. På utsiden av standrøret 50 er det anordnet flere koniske hattformede oljeseparasjonsskjermer 68 som veksler med de førstnevnte skjermer 64. Disse skjermene 68 strekker seg i fra standrøret 50 og skrått nedover, nesten frem til mantelen 63, slik at det ved mantelens innside dannes passasjer 70. Oljestigerør 72 strekker seg opp i fra det øvre området like under hver skjerm 64 og 68 og tjener til overføring av olje som samles opp der, til det øvre område inne i mantelen 63. Sjøvann kan gå inn gjennom bunnen av den rørformede mantel 63 og opp gjennom passasjen 66 og 70 til den åpne øvre enden av vann-standrøret 50. Dersom vann av en eller annen årsak presses ut av stand-røret i fra tanken så vil olje som eventuelt følger med vannet strømme mot toppen av mantelrommet. I den grad vann fortsatt presses ut av standrøret 50 vil vannet gå nedover inne i mantelen 63, men eventuelt medtatt olje vil ha en sterk tendens til å stige opp, med det resultat at oljen vil samles opp under de enkelte skjermer 64 og 68- Denne utskilte olje går så gjennom stigerørene 62 i den øvre del av mantelrommet. Vannstrømmen inne i mantelen er i fig. 5 vist med dobbeltpiler, mens oljestrømmen er vist med stiplede piler.

En tappeledning 74 strekker seg ned inne i den

øvre del av mantelen 68 i fra dekket 20 og tjener til å trekke ut olje som måtte samle seg opp øverst i mantelen.

I tillegg er det anordnet en lufteledning 76 som også strekker seg ned i mantelen og som tjener til å trekke ut gasser som måtte samle seg opp inn i mantelen. Inne i mantelen er det også anordnet en standrør-væskenivåføler 78 som avføler en stigning av oppsamlet olje i mantelrommet utover et bestemt nivå. Denne føleren gir et signal som brukes for starting av en pumpe 80 (fig. 6) som tjener til å pumpe olje ut gjennom ledningen 74 og inn i olje-vann-separatoren 22.

Fig. 6 viser et strømningsstyreskjema som benyttes i det foran beskrevne anlegg for lasting og lossing av råolje og for opprettholdelse av et minimalt trykkdifferensiale over tankveggen under lasting/lossing og ulike forhold i

sjøen. For oversiktens skyld er bare gassledningene 40 vist ført inn i tankrommene i disses øvre områder. Råolje-innløp-og- utløpsledningene 42 og 44 er vist ført inn i et rom, mens sjøvann-ballastutløpsledningen 48 og standrøret 50 er vist ført inn i et annet rom. Med et unntak, som det redegjøres nærmere for nedenfor, er det ikke vesentlig hvor olje- og vannledningene 42, 44, 48 og 50 går inn i tanken, sålenge bare tankrommene er forbundet med hverandre slik at innholdet i tanken fritt kan strømme frem og tilbake inne i tanken. Som det vil bli gjort nærmere rede for nedenfor velges plass-eringen av standrørene 50 slik at man i størst mulig grad reduserer virkningen av ulike trykk på ulike tanksteder frem-bragt av overløpende bølger.

I fig. 6 er det vist en sjøvann-ballastpumpe 82 som er innkoplet i sjøvann-ballastledningen 48. I virkelig-heten kan denne pumpen være flere pumper som er parallell-koplet for derved å muliggjøre flere ulike strømningsmengder etter behov. Utløpet til pumpen 82 er ved hjelp av en ventil 84 tilknyttet separatoren 22. Separatoren 22 er oppbygget med i og for seg kjent utstyr for fjerning av vann fra olje. Det utskilte vann går tilbake til sjøen gjennom ikke viste anordninger. 01je-vann-separatoren 22 innbefatter også midler for skilling av vann fra den produksjonsolje som tas opp i fra den undersjøiske brønn.

Den i separatoren 22 utskilte olje pumpes ved hjelp av en overføringspumpe 86 til oljeinnløpsledningen 42. Osa overføringspumpen 86 kan fordelaktig bestå av flere parallellkoplede pumper. En olje-innløpstyreventil 88 er anordnet i oljeledningen 42. I oljeutløpsledningen 44 er det en oljepumpe 90. Denne pumpe, som kan være av neddykkbar type, kan også bestå av flere parallellkoplede pumper. Ut-løpet til oljepumpen 9.0 er ved hjelp av en oljeutløps-styre-ventil 92 tilknyttet en råolje-lastetank 94 på dekket 20. Lastetanken 94 er utformet og tilpasset for overføring av olje til et tankskip som er fortøyet til offshore-tårnet.

En overføringsledning 9 6 med en overføringsventil 9 8 er

lagt inn mellom oljeinnløp- og utløpsledningene 42 og 44

over styreventilene 88 og 92. En trykkføler 100 er anordnet i oljeinnløpsledningen 42 over oljeinnløp-styreventilen 88. Trykkføleren 100 gir et elektrisk utgangssignal som gjennom en styreledning 102 benyttes for styring av overførings-pumpen 86, for å stoppe pumpen når trykket i ledningen 42 over styreventilen 88 overskrider en viss verdi. En forbi-løpssjalter 104 i styreledningen 102 tjener til overstyring av trykkføleren 100 under visse driftsforhold.

Som vist skjematisk i fig. 6 kan produksjons-råolje fra ledningene 24 (fig. 2) leveres til oljeinnløps-ledningen 42 ved hjelp av overføringspumpen 86.

I fig.6 er det vist to gassledninger 40, og hver av disse har en solenoid ventil 106 ved den øvre ende. Gassledningene 40 er over ventilene 101 tilknyttet en felles luftelinje 10 8 som fører til et ikke-vist fakkeltårn hvor gassen brennes. Gassledningene 40 er under ventilen 106 tilknyttet en våtgassanalysator 110. Denne analysator måler gassblandingen i ledningene 40 og sender signaler via en solenoid ventil-styreledning 112 som benyttes for påvirkning av ventilene 106 for derved å regulere gass-strømmen til fakkelen.

Nær den nedre ende av hver gruppe bestående av gassledning 40, oljeledninger 42 og 44, sjøvann-ballastutløps-ledning 48 og standrør 50, er det anordnet stengeventiler 114 som kan lukkes raskt for å hindre en strømning inn i eller ut fra tanken 12. Inne i tanken 12 er det også anordnet en nivåmåler 116 for måling av olje-vannskillerflaten 58. Når skilleflaten 58 synker under et bestemt nivå, svarende til tankens maksimale oljekapasitet, sender måleren 116 et signal gjennom signalledningen 118 for påvirkning av stenge-ventilene 114 i gassledningene 40.

Like under og over tankens 12 øvre topp 36 er det anordnet trykkfølere 119 og 120. Utgangssignaler fra disse trykkfølere går gjennom differensialtrykkledninger 122 til en differensialtrykk-sender som sender elektriske signaler svarende til trykkdifferensialet over eller gjennom veggen 36. Disse signaler brukes for styring av sjøvann-ballast-utløp- og oljeinnløp-styreventilene 84 og 88 for egnet påvirkning av disse med hensyn til åpningen når differensialtrykket overskrider en viss verdi. Ventilene 84 og 88 inn-stiller således strømmen av væske inn eller ut fra tanken til en egnet verdi for derved å minimalisere trykkdifferensialet og spenningspåkjenningene for tankveggene Undervannlageret har følgende driftstilstander:

a. Oppstarting,

b. Lasting av råolje i tanken,

c. Lasting av råolje i tanken med samtidig lossing av olje fra tanken til et tankskip, d. Lossing av olje fra tanken uten innføring av

olje i tanken,

e. Normal avstenging og hvilestatus,

f. Nødavstenging og hvilestatus.

a. Oppstarting.

Når tanken er satt på plass fylles den først med sjøvann og styreventilen 88 og 92 lukket og det samme gjelder for overføringsventilen 98. Differensialtrykket gjennom tankveggen holdes på null ved hjelp av standrøret 50 som

gir åpen forbindelse mellom det indre av tanken og sjøen på utsiden av tanken. Når havflaten beveger seg, eksempelvis stiger som følge av tidevann eller en forbipasserende bølge, vil det resulterende økede vanntrykk på toppen av tanken 12 også forplante seg til det indre av tanken gjennom standrøret 50, slik at differensialtrykket forblir null. Tanken vil således kunne tåle vesentlig endring i vanntrykket uten til-

svarende endringer i differensialtrykket. Tanken 12 behøver derfor ikke lenger bygges som en kraftig betongkonstruksjon.

Som nevnt i forbindelse med fig. 3 er det anordnet grupper av gass-, olje- og vannledninger, herunder standrøret 50 og tilhørende sperremantel 62, idet disse grupper av rør er ført opp langs respektive tårnben 10. Avstanden mellom og arrangementet av standrørene 50 velges slik at man kan oppta ulike trykk over bredden eller lengden av tanken 12 som skyldes en bølge som går over havflaten. En bølge kan eksempelvis ha en total høyde, regnet fra bunnen til toppen på 26,8 m, hvilket svarer til en maksimal trykkvariasjon på ca. 3 kg/cm . Ved å anordne mange nok standrør 50 tett ved hverandre skal de ulike trykk på de ulike steder teoretisk kunne overføres direkte til de tilsvarende innvendige steder i tanken, slik at man unngår trykkforskjeller over tankveggen 36. Det har imidlertid vist seg at det ikke er nød-vendig med et slikt komplisert og dyrt arrangement. Man kan isteden, ved å plassere standrørene 50 på valgte steder, som vist i fig. 3, kompensere for variasjoner, i trykkhøyden etter som en bølge går over tanken. Som vist med sirklene 60 i fig..3 (som representerer de enkelte rørgrupper) kan standrørene således anordnes langs de på diagonallinjene liggende indre og ytre hjørner av hvert tårnben 10.

Av fig. 1, 3 og 6 turde man se at det også er anordnet et sentralt standrør 130. Dette strekker seg opp i fra midten av tanken 12 og er like over tanken tilknyttet horisontale tverr-rør 132 som står i forbindelse med de standrør som strekker seg opp langs de indre hjørner av hvert tårnben 10. Det sentralt plasserte standrør 130 har forbindelse med tankens sentrale område slik at middeltrykket i de fire tilknyttede standrør 50 overføres til dette området. I realiteten har man her således et sentralt stand-rør. På denne måten får man et standrør som befinner seg relativt nært inntil et hvert sted i tanken, slik at uavhengig av bølgeretningen vil trykkvariasjonene kunne utlignes ved hjelp av de strategisk plasserte standrør. Som vist i fig. 3 er eksempelvis den maksimale avstand mellom standrørene i x eller y-retningen eller i en diagonalretning ca. 45,7 m for en tank hvis bredde og lengde er henholdsvis 105 og 117 m. Denne avstand mellom standrørene utgjør en åttende del av en total bølgelengde eller en fjerde del av strekningen mellom bølgedal og bølgetopp. Dette svarer til en maksimal trykkvariasjon på 0,633 kg/cm som følge av bølgehøydeforskjellen mellom standrørene. Fordi hvert stand-rør opprettholder et trykkdifferensial lik null på det sted hvor det er plassert vil imidlertid den maksimale trykkvariasjon finne sted midt mellom standrørene og vil derfor bare være 0,316 kg/cm 2. En slik trykkvariasjon ligger godt innenfor det en stålkonstruksjon kan tåle.

b. Lasting av råolje i tanken.

Man åpner først forbiløpssjalteren 104, starter overføringspumpen 86 og åpner oljeinnløps-styreventilen 88. Olje fra produksjonsbrønnen vil begynne å strømme ned gjennom råolje-innløpsledningen 42 og inn i tanken 12. Forbiløps-sjalteren 10 4 er nå lukket, slik at overføringspumpen 86 vil stoppe dersom trykket i innløpsledningen 42 overskrider en bestemt verdi.

Når oljen begynner å strømme inn i tanken 12 startes sjøvann-ballastpumpen 82 og sjøvann-ballast-utløps-styreventilen 84 åpnes. Sjøvann strømmer nå ut av tanken 12 og oppgjennom ledningen 4 8 til separatorene 20. Inn-løps- og utløpsstyreventiler reguleres slik at den vannmengde som strømmer ut av tanken svarer til den oljemengde som går inn i tanken. Dersom inngående og utgående strømmer ikke er like store oppnås automatisk kompensasjon gjennom standrørene 50, som tillater sjøvann å strømme inn eller ut av tanken slik at trykkdifferensialet over tankens vegg 36 holdes på en verdi i hovedsaken lik null.

Selv om teoretisk alt sjøvannet kan trykkes ut

av tanken gjennom standrørene 50 under påvirkning av den inngående olje, så foretrekkes det at en større del av det fortrengte sjøvann går opp til separatorene 22 på dekket 20, slik at man er sikker på å få maksimal utskilling. Strømmen gjennom standrørene 50 gjøres derfor så liten som

mulig og sperremantlene 62 kan derfor effektivt virke som utskillingsinnretninger for den væskestrøm som går gjennom, slik at man får automatisk trykkstyring med minimal fare for oljelekkasje til sjøen. c. Lasting av råolje i tanken med samtidig lossing av olje fra tanken til et tankskip.

Man går da frem på samme måte som beskrevet foran i forbindelse med lasting av olje i tanken, med unntagelse av at det i dette tilfelle startes oljepumpen 90 og olje-utløpsstyreventilen 92 åpnes. Oljen strømmer nå inn i tanken gjennom oljeinnløpsledningen 42 og samtidig går olje ut fra tanken og opp gjennom oljeutløpsledningen 44, til lastetanken 94. I dette tilfelle er sjøvannballast-utløpsstyre-ventilen delvis lukket slik at det bare går så meget sjøvann ut av tanken som nødvendig for tilpassing til forskjellen mellom den oljen som strømmer inn i tanken gjennom ledningen 42 og den oljen som strømmer ut av tanken gjennom utløps-ledningen 44. En nettoforskjell mellom den væskemengde som går inn i tanken og den væskemengde som går ut av tanken kan utlignes gjennom standrørene 50, slik at trykkdifferensialet gjennom tankveggen holdes ved eller lik null.

Om så ønskes kan overføringsventilen 98 åpnes slik at noe av eller hele mengden av produksjonsolje kan gå forbi tanken og gå direkte til lastetanken 94.

d. Lossing av olje fra tanken uten lasting av olje inn

i tanken.

I dette tilfelle bejtnes ikke overføringspumpen

86 og ventilen 88 er lukket. Heller ikke sjøvannballast-pumpen 82 betjenes og sjøvannballast-utløpsstyreventilen 84 er også lukket. Imidlertid settes oljepumpen 90 i drift og oljeutløp-styreventilen 92 åpnes. Når olje strømmer ut fra tanken gjennom ledningen 54 og gjennom oljepumpen 90 vil sjøvann gå inn i tanken gjennom standrørene 50 for kompensering av den utgående oljemengde. Den sjøvanninn-strømning styres automatisk og bidrar til å holde et trykk-dif f erensial i hovedsaken lik null over tankveggen. I denne driftstilstand vil man ikke ha noen utstrømning av sjøvann og det er derfor ikke nøvendig med noen separate sjøvanns-ledninger for å unngå forurensninger.

e. Normal avstangning og hvilestatus.

Når olje lastes i tanken som beskrevet foran er overføringspumpen 86 og sjøvannballast-pumpen 82 i drift og ventilene 88 og 84 er begge åpne. For å starte avstengnings-sekvensen lukkes ventilen 84 og pumpen 82 stoppes. Derved kan sjøvann ikke lenger gå ut gjennom ledningen 48. Ventilen 88 lukkes og olje strømmer da ikke lenger inn i tanken. Når ventilen 88 lukkes vil trykket i ledningen 42 over ventilen 88 øke. Denne trykkøking avføles av innløpsledning-føleren 100 som sender et signal gjennom styreledningen 102 for å stoppe overføringspumpen 86. Under hele denne sekvensen og etterpå vil trykket inne i tanken justeres automatisk gjennom standrørene 50, dvs. at det tilpasses til trykket på utsiden av tanken, slik at man derved minimaliserer spenningspåkjenningene på tankveggen.

Dersom olje lastes inn i tanken samtidig som olje overføres til et tankskip og man ønsker å stenge anlegget så står man overfor den situasjon at overføringspumpen 86

og oljepumpen 90 begge går, mens ventilene 88 og 82 begge er åpne. Dersom netto innstrømning av olje gjennom ledningen 4 2 er større enn netto utstrømning av olje gjennom ledningen 44, vil også ballastpumpen 42 være i drift og sjøvannballast-utløpstyreventilen vil være delvis åpen.

For under slike forhold å stenge anlegget lukker man ballast-styreventilen 84, dersom den er åpen, og sjøvann-ballastpumpen 82 stoppes. Oljeinnløp- og utløpsstyreventilen 88 og 90 lukkes og trykkføleren 100 bevirker at overføringspumpen 86 stopper. Oljepumpen 90 stoppes. Også her vil standrørene 50 til en hver tid holde trykket inne i tanken omtrent på samme verdi som på utsiden, slik at man minimaliserer spenningspåkjenningene på tankveggen.

f. Nødavstengning og hvilestatus.

Til en hver tid kan væskestrømning inn og ut av tanken stoppes ved hjelp av en eller samtlige stengeventiler 114.

Under lasting eller lossing som beskrevet ovenfor vil trykkfølerne 118 og 120 hele tiden avføle det virkelige trykkdifferensial over tankens vegg. Dersom dette trykk-dif f erensial overskrider en bestemt grense, eksempelvis

når strømmen gjennom standrørene 50 brytes eller er util-strekkelig til å kompensere for forskjellen i innstrømning eller utstrømning fra tanken, vil det gå et signal til oljeinnløp-styreventilen 88 og til ballastventilen 84, hvorved disse stilles inn for minimalisering av strømnings-mengdeforskjellen.

De ulike pumper og ventiler som benyttes i det beskrevne styresystem kan i teorien påvirkes manuelt i samsvar med behovet. Det foretrekkes imidlertid å ha et mek-anisk program for starting og stopping av pumpene og åpning og lukking av de ulike ventiler i de bestemte sekvenser.

Et slikt program kan innbefatte bruk av en mikroprosessor, og dette er vist symbolsk i fig. 6 ved hjelp av firkanten 130. Samtlige ventiler og pumper styres ved hjelp av signaler fra mikroprosessoren 134, og mikroprosessoren 134 får på sin side signaler fra følerne 78 og 116 og fra følerne 100 og 128 samt fra våtgassanalysatoren 110. Mikroprosessoren tilveiebringer styresignaler for ventiler og pumper, dvs. pumpene 80, 82, 86 og 90 og ventilene 84, 88, 92, 98, 100, 106 og 114. Mikroprosessoren er også utført slik at den kan behandle en manuell ordre, slik at man derved til en hver tid kan tilpasse systemet til ønsket tilstand eller kan overstyre automatikken.

Hvordan signalene behandles i mikroprosessoren

og sendes til de forskjellige pumper og ventiler utgjør i og for seg ingen del av foreliggende oppfinnelse. Man kan her bruke samtlige kjente og egnede arrangementer, som vil være velkjent for fagmannen.

Av det foregående vil det gå frem at oppfinnelsen muliggjør bruk av en lett og billig stålkonstruksjon for tanken 12, derved at det er sørget for at det kan holdes et minimalt trykkdifferensial over tankveggen. Det spesielle arrangement av standrørene 50 og ventilstyringen basert på . trykkfølerne 119 og 120 tjener begge til oppnåelse av dette. Disse to aspekter av oppfinnelsen kan brukes sammen som beskrevet, eller også uavhengig av hverandre.

Claims (19)

1. Undervannslager for olje, karakterisert ved at det innbefatter en lukket tank opplagret på havbunnen, hvilken tank inneholder et lag av olje som flyter på et vannlag, en konstruksjon som strekker seg opp fra tanken til et sted over havflaten, en oljeledning båret av konstruksjonen og forløpende langs denne fra et sted i forbindelse med oljelaget i tanken og til et sted over havflaten, et vann-standrør båret av konstruksjonen og forløpende langs denne fra et sted i forbindelse med vannlaget og til et neddykket sted over tanken, og en olje-sperre innbefattende en rørformet mantel som omgir den øvre enden av vann-standrøret og strekker seg fra et sted under dettes øvre ende og til et sted over havflaten, hvilken mantel er åpen mot sjøen under vann-standrøret øvre ende.

2. Undervannslager ifølge krav 1, karakterisert ved at den nevnte konstruksjon som strekker seg opp i fra tanken innbefatter flere avstandplasserte ben, idet adskilte standrør og tilhørende sperremantler strekker seg fra ulike steder på tanken og bæres av ulike ben.

3. Undervannslager ifølge krav 1, karakterisert ved at minst et sentralt standrør strekker seg ut av tanken på et sted mellom de andre standrør, idet dette sentrale standrør er tilknyttet hvert av de andre standrørene nær tanken, hvorved det trykk som hersker i det sentrale standrø r vil være et gjennomsnitt av trykkene i de andre standrørene.

4. Undervannslager ifølge krav 1, karakterisert ved at sperremantelen også bæres av den oppragende konstruksjon.

5. Undervannslager ifølge krav 1, karakterisert ved at den oppragende konstruksjon innben fatter flere avstandplasserte ben som bærer én oljeproduk-sjonsplattform over havflaten.

6. Undervannslager ifølge krav 5, karakterisert ved at det er anordnet flere av de nevnte stand-rør og tilhørende sperremantler, båret av de nevnte avstands-plasserte ben og forløpende opp fra de nevnte ulike steder på tanken.

7. Undervannslager ifølge krav 1, karakterisert ved at en lossepumpe er anordnet i oljeledningen for føring av olje ut av tanken.

8. Undervannslager ifølge krav 1, karakteris-, ert ved at en lastepumpe er anordnet i oljeledningen for føring av olje inn i tanken.

9. Undervannslager ifølge krav 8, karakterisert ved at en sjøvannballast-ledning strekker seg i vannlaget inne i tanken og opp til et sted over havflaten, idet en sjøvannballast-pumpe er anordnet i den nevnte ballastledning for fjerning av vann fra tanken når olje pumpes inn i tanken.

10. Undervannslager ifølge krav 9, karakterisert ved at trykkføler er anordnet like innenfor og utenfor tanken for overvåking av trykkdiferensialet over tankveggen, og ved at strømningsstyreanordninger er anordnet for redusering av nettostrømningen inn i og ut av tanken gjennom oljeledningen og ballastledningen i samsvar med forutbestemte trykkforskjeller som avføles av de nevnte trykkfølere.

11. Undervannslager ifølge krav 1 eller 9, karakterisert ved at det er anordnet separate olje-innløp- og oljeutløpsledninger som strekker seg langs bære-konstruksjonen i fra oljelaget inne i tanken og til innløp-og utløpssteder over havflaten, med pumper anordnet i hver av de nevnte ledninger.

12. Undervannslager ifølge krav 1, karakterisert ved at en væskenivå-måleanordning er anordnet inne i sperremantelen for avføling av nivået av olje som måtte ha samlet seg opp i sperremantelen, og ved en sperre-mantelpumpeanordning beregnet for pumping av olje ut i fra sperremantelen i samsvar med et signal fra den nevnte måler.

13. Undervannslager for olje, karakterisert ved at det innbefatter en lukket tank opplagret på havbunnen, hvilken tank inneholder et lag av olje som flyter på et vannlag, en struktur som strekker seg opp i fra tanken til et sted over havflaten, en oljeledning båret av konstruksjonen og forløpende langs denne til et sted i forbindelse med oljelaget i tanken og til en oljeledning-koplingsanordning over tanken for tilknytting av oljeledningen til en olje-kilde eller et oljemottak, en oljepumpeanordning i oljeledningen gjennom tanken og koplingsanordningen, en vannledning båret av konstruksjonen for forløpende langs denne i fra et sted i forbindelse med vannlaget og til en olje-separasjonsanordning over tanken, en vannpumpeanordning i vannledningen mellom tanken og den nevnte vann- og olje-separasjonsanordning, en trykkdifferensial-måleanordning anordnet for måling av trykkdifferensialet over og under tankens topp og en styreanordning som reagerer på et bestemt trykkdifferensial som avfølt med måleanordningen, for derved å styre den relative operasjon av olje- og vannpumpeanordningene for derved å redusere den nevnte trykkdifferensial.

14. Undervannslager ifølge krav 13, karakterisert ved at styreanordningen innbefatter en regu-lerbar ventil anordnet ved utgangen til i det minste en av de nevnte pumpeanordninger.

15. Undervannslager ifølge krav 13, karakterisert ved at vannpumpeanordningen er anordnet for å pumpe vann ut av tanken og ved at oljepumpeanordningen er anordnet for å pumpe olje inn i tanken.

16. Undervannslager ifølge krav 13, karakterisert ved at det videre innbefatter en andre oljeledning som strekker seg i fra oljelaget i tanken og til et sted over havflaten, med en oljepumpeanordning i den nevnte oljeledning beregnet for å pumpe olje ut av tanken.

17. Undervannslager ifølge krav 13, karakterisert ved at konstruksjonen som strekker seg opp i fra tanken innbefatter flere ben som bærer en oljeproduk- sjonsplattform over havflaten, idet olje- og vannledningene bæres av benene.

18. Undervannslager ifølge krav 13, karakterisert ved at det videre innbefatter i det minste et vann-standrør som strekker seg opp i fra vannlaget inne i tanken og til et sted i sjøen under havflaten, og ved at en oljesperre i form av en rørformet mantel omgir den øvre enden av det nevnte standrør og strekker seg opp til havflaten.

19. Undervannslager ifølge krav 1 eller 13, karakterisert ved at tanken er utført som en stålkonstruksjon.