NO841671L

NO841671L - Strekkstagplattform (tlp) av betong.

Info

Publication number: NO841671L
Application number: NO841671A
Authority: NO
Inventors: Jan Stageboe; Erik Gjeruldsen
Original assignee: Jan Stageboe; Erik Gjeruldsen
Priority date: 1984-04-27
Filing date: 1984-04-27
Publication date: 1985-10-28
Also published as: GB2158397B; GB8510487D0; CA1237903A; GB2158397A; US4702648A

Abstract

Strekkstagplattform (TLP) av betong for petroleumsutvinning på fortrinnsvist dypt vann med forankring (2) ved gravitasjon og/eller peling, omfattende en oppdriftsdel (1) seksjonert med celler som ved en plassert plattform skal ligge under vann og med tårn som rager opp fra cellene for å bære et plattformdekk (3) samt strekkstag (4) mellom oppdriftsdelen (1) og forankringen (2)at oppdriftsdelen (1) er utformet med en sekvens av vertikal anordnede stort sett sylindriske celler (5) avsluttet med krumme, koniske eller avtrinnede topp- og bunn-deler (6) og med mellomrom anordnede i hvertfall for deres nedre dels vedkommende stort sett sylindriske tårnceller (7) med krumme koniske eller avtrinnede hunndeler (6) og hvor tårncellenes øvre del utgjør de nevnte tårn for tilsammen å danne en stiv betongkonstruksjon i form av et legeme begrenset av en ytre og en indre mangekant-omkretsflate av cellene (5) og tårncellene (7) og overgangene mellom disse, topp- og bunn-deler (6) av cellene (5) og hunndelene (6) av tårncellene (7) samt de øvre deler av tårncellene.Ved en spesiell utførelsesform er forankringsdelen (2) av betong tilsvarende seksjonert med stort sett sylindriske. celler (8) til tilsvarende konfigurasjon i horisontalplanet som oppdriftsdelen (1) for parallelt forløp av strekk-s tågene (4).

Description

Oppfinnelsen vedrører en strekkstagplattform (TLP) av betong,

for petroleumsutvinning på fortrinnsvis dypt vann, med forankring ved gravitasjon og/eller peling, omfattende en oppdriftsdel seksjonert med celler som i den plasserte plattform skal ligge under vann og med tårn som rager opp fra cellene for å bære et plattformdekk, samt strekkstag mellom oppdriftsdelen og forankringen.

Det karakteristiske ved strekkstagplattformen av betong i henhold til oppfinnelsen er. at oppdriftsdelen er utformet med en sekvens av vertikalt anordnede stort sett sylindriske celler avsluttet med krumme, koniske eller avtrinnede topp- og bunn-deler og med mellomrom anordnede i hvertfall for deres nedre dels vedkommende stort sett sylindriske tårnceller med dobbelt krumme, koniske eller avtrinnede bunndeler og hvor tårncellenes øvre del utgjør de nevnte tårn, slik at rekkefølgen av de nedre sylindriske deler av antallet av tårnceller sammen med antallet av celler danner en stiv betongkonstruksjon i form av et legeme begrenset av en ytre og en indre mangekant-omkretsflate fremkommet ved en rettlinjet, krum eller avtrinnet generatrises bevegelse langs den ytre og indre mangekantomkretsflate av cellene og de nedre deler av tårncellene og overgangene mellom disse, topp- og bunndelene av cellene og bunndelene av tårncellene, og eventuelle overganger mellom nedre og øvre deler av tårncellene, samt av de øvre deler av tårncellene.

Strekkstagplattformen egner seg for gravitasjonsforankring hvor da en forankringsdel seksjonert med stort sett sylindriske celler til tilsvarende konfigurasjon i horisontalplanet som oppdriftsdelen for parallelt forløp av strekkstagene mellom oppdriftsdelen og forankringsdelen.

Strekkstagplattformen med forankringsdelen med den nevnte konfigurasjon kan fordelaktig være innrettet til å inneslutte en boreramme (template) anordnet til anbringelse på bunnen før eller etter plasseringen av forankringsdelen eller anordnet montert i forankringsdelen.

Strekkstagplattformen i henhold til oppfinnelsen har fordelaktig en forankringsdel seksjonert i celler med krumme koniske eller avtrinnede topp- og/eller hunndeler.

Strekkstagplattformen i henhold til oppfinnelsen har fordelaktig en forankringsdel med en bunnplate som utgjør bunnen av cellene.

Strekkstagplattformen i henhold .til oppfinnelsen er foretrukket utformet med en forankringsdel hvor bunnplaten. er utkraget avpasset etter grunnforholdene og for mulig peling.

Strekkstagplattformen i henhold til oppfinnelsen kan videre fordelaktig være anordnet slik at forankringsdelen inneholder utstyr for boring og/eller produksjon, tilkoblinger for rør-ledninger og stigerør..

Strekkstagplattformen i henhold til oppfinnelsen kan også være anordnet med forankring ved peling.

Ved begge utførelsesformer av strekkstagplattformen i henhold til oppfinnelsen utgjøres strekkstagene fordelaktig av skjøtbare smidde stålrør eller stålstenger eller av stålkabler.

Strekkstagplattformen i henhold til oppfinnelsen kan ved fordelaktige utførelsesformer omfatte fire tårnceller i kombinasjon med fire til 12 celler, hvor de fire tårncellene er anordnet i firkant slik at de. med de mellomliggende celler blir liggende som hjørner i en firkant (kvadrat, rektangel eller trapes) med cellene tilsvarende fordelt mellom tårncellene, foretrukket til samlet å danne en mest mulig ringformet konfigurasjon.

Beregninger har vist at strekkstagplattformen i betong med den nevnte konfigurasjon gir en særdeles gunstig kombinasjon av bevegelser i alle 6 frihetsgrader og er derfor spesielt egnet både for boring og produksjon.

Strekkstagplattformen i henhold til oppfinnelsen består således av et fåtall deler, som nevnt en oppdriftsdel 1 seksjonert med celler som i den plasserte plattform skal ligge under vann fordelt mellom den nedre del. av tårnceller som har øvre deler som i den plasserte plattform skal rage opp over vannet for å bære et plattformdekk, videre en forankringsdel 2 som virker ved gravitasjon og/eller peling, samt strekkstag 4 mellom oppdriftsdelen 1 og forankringen 2.

Disse deler ved oppfinnelsen er illustrert i vedføyde tegninger, hvori: Fig. 1 viser et oppriss av oppdriftsdelen og utførelsesformen med

en forankringsdel.

Fig. 2 viser snitt A, B og C vist i Fig. 1.

Fig. 3 viser et oppriss av forankringsdelen opphengt i oppdriftsdelen under uttauing. Fig. 4 viser et oppriss av oppdriftsdelen og utførelsesformen

med peleforankring.

Fig. 5 viser et snitt A, B, C vist i Fig. 4.

Borerammen (bunnplate) er antydet skjematisk i Fig. 2C, 4 og 5C.

Ved de utførelsesformer av oppfinnelsen som fremgår av figurene 1-3 er oppdriftsdelen. med celler og tårnceller og gravitasjons-forankringsdelen støpt i armert betong og for mest mulig sylindrisk konfigurasjon av hver enkelt celle og tårncelle kan disse da tilpasses til en trekantet, firkantet eller'mangekantet konfigurasjon som samlet bortsett fra de oppstående øvre deler av tårncellene utgjør et legeme avgrenset av ytre og indre sylin-derflater med øvre og nedre avslutning til å danne sylindriske mangekanter som trekanter, firkanter (kvadrat, rektangel eller trapes), og videre seks og opp til tolv.eller seksten-kanter hvor det samlede antall av celler og tårnceller fordelaktig og i de illustrerte utførelsesformer er anordnet i en mest mulig ringformet konfigurasjon av hensyn til styrke og bevegelser i alle seks frihetsgrader.

Flytelegemet 1

Dette sørger for flyteevnen ved forholdet mellom oppdrift og vekt/ballast og hvor de stort sett sylindriske deler av celler henholdsvis tårnceller har større høyde enn tverrmål, det hele utformet med henblikk på minst mulig bevegelse i sjøgang med store flytelegemer under vannet og rørformede eller andre tårn eller skafter som holder dekksdelen med utstyr for leting og/eller produksjon høyere enn de største bølgetopper.

Forankringsdelen 2

Denne del er innrettet til å anbringes på sjøbunnen og skal

tjene flere formål, nemlig som forankring ved hjelp av tyngde-kraften, som illustrert i fig. 1-3, innlemmelse av boreramme (template), tilknytning av rørledninger til plattformen for produksjon og eksport, og tilkobling til stigerørsystem.

Forankringsdelen kan anbringes på sjøbunnen ved at den senkes

ned fra oppdriftsdelen hvor den anordnes opphengt eller sammen-koblet under utslep. Den kan. også anbringes på forhånd med boreramme for tidlig igangsetting av boring.

Fig. 4 og 5 viser skjematisk en forankring ved peling.

Plattformdekket 3

Dette er bare vist skjematisk i figurene og vil vanligvis ikke være noen del av betongkonstruksjonene og vil på grunn av vekt-forhold av konstruksjon og påsatt utstyr oftest være utført som en stålkonstruksjon som føres inn på toppen av tårncellene når plattformen er senket.

Strekkstagene 4

Disse er innrettet til helt eller tilnærmet loddrett forløp i vannet mellom oppdriftsdelen 1 og forankringen på bunnen enten i form av gravitasjons-forankringsdelen som vist skjematisk i fig. 1-3 eller peleforankringen som vist skjematisk i fig. 4 og 5. Ved strekkstag-plattformkonstruksjoner av den type det her dreier seg om (såkalt TLP = Tension Leg Platform) vil strekkstagene være forsynt med anordninger for sikring, overvåking og regulering for overvåkning eventuell opptagning av de bevegelser av oppdriftsdelen som under spesielle forhold (bølger/ vind/strøm/utblåsning) ikke umiddelbart opptas elastisk i strekkstagene. Rørstag eller kompakte stenger av smidd stål med skru-koblinger vil lett kunne monteres stykkevis, men valget mellom rør, kompaktstenger av smidd stål eller kabelbunter med paral-lelle tråder vil avhenge av den tekniske utvikling og følge denne.

Detaljert beskrivelse av utførelsesformer vist på tegningene

I det skjematiske vertikal^ppriss vist i fig. 1 sees oppdriftsdelen .1 plattformdekket 3 og avbrudte strekkstag 4 hvor oppdriftsdelen 1 er utført i armert betong med betongteknologi som er vanlig på plattformområdet. Av figuren sees de stort sett sylindriske celler 5 og tårnceller 7 som her alle er vist med kuleskallformede nedre avslutninger og tilsvarende øvre avslutninger for cellene 5 mens tårncellene 7 er forlenget opp fra deres sylindriske nedre deler. Av hensyn til den aktuelle frem-stillingsmåte med støping ved hjelp av glideforskaling vil det for cellene og den nedre del av tårncellene være mest aktuelt med en ren sylinderform bortsett fra avslutninger/overganger,

og både konstruksjonsmessig og fremstillingsmessig vil det være mest fordelaktig med sirkulærsylindriske former med akseparallelt generatriseforløp, selv.om det vil være klart at cellene og tårncellene kan ha en vilkårlig rotasjonssymmetrisk form.

Oppdriftsdelen utgjøres således av vertikale sylindriske celler

5 henholdsvis tårnceller 7 med fordelingssekvens og overgang mellom celler par^vis henholdsvis mellom celler/tårnceller slik at deres loddrette utside danner en ytre henholdsvis indre sylinderflate slik at de stort sett fyller ut et mellomliggende hulsylindrisk rom og foretrukket, som det fremgår av tegningene,

i form av et stort sett sirkulær-hulsylindrisk legeme bortsett fra den øvre del av tårncellene. Toppen av de stort sett sylindriske celler vil f.eks. ligge 20 til 50 meter under havflaten og deres høyde vil f.eks. være 20 til 50 meter og største horison-

tale avstand tvers over mangekanten eller den mer eller mindre sirkulære ring som de danner vil f.eks. være 4 0 til 7 0 meter.

I fig. 1 og 2 vises den kanskje mest aktuelle utførelsesform

av strekkstagplattformen av betong med gravitasjonsforankring ved hjelp av en forankringsdel 2 seksjonert med stort sett sylindriske celler 8 til tilsvarende konfigurasjon i horisontalplanet som oppdriftsdelen 1 for det ønskede og nødvendig paral-lelle forløp av strekkstagene. 4 mellom oppdriftsdelen 1 og forankringsdelen 2.

Forankringsdelen 2 er innrettet til å anbringes på sjøbunnen

for delvis innfylling av vann og/eller fylling med et tyngre material i cellene 8.. Som vist i fig. 2A er også cellene 8

i forankringsdelen 2, forsynt med halvkuleavslutninger øverst, idet avslutningen nederst også kan skje ved slike halvkuleskall i kombinasjon med en bunnplate 10, eller fordelaktig ved at man som vist lar en bunnplate. 10 utgjøre bunnen av cellene 8.

Bunnplaten 10 er fordelaktig utkraget avpasset etter grunnforholdene og for mulig peling. Bunnplaten 10 kan på vanlig måte være forsynt med stålskjørt eller lignende for bedre forankring.

Under nedsettingen vil det hydrostatiske trykket på forankringsdelen 2 og som ved store dyp kan bli meget høyt, helt eller delvis kunne ekvivaleres ved hjelp av trykklufttilførsel.

I fig. 4 og 5 er skjematisk antydet en utførelsesform med forankring ved peling 2, som kan være anordnet på den på området vanlige måte med peling ført ned i havbunnen. Også ved denne utførelsesform vil.en boreramme (template) 9 være anordnet for borefunksjonene utført fra plattformdekket 3 ned gjennom kretsen av celler 5 og tårnceller 7 som utgjør oppdriftsdelen 1 i form av en mangekant eller som. i den illustrerte og her be-skrevne utførelsesform med tilnærmet sirkulær konfigurasjon.

Strekkstagene 4 som forløper mellom oppdriftsdelen 1 og gravi-tas jons-forankringsdelen 2 (fig. 1) henholdsvis pele-forankringsdelen 2 (fig. 4) er ført opp gjennom bunnen av tårncellene

jevnt fordelt og slik forankret der.

Plattformdekket er som nevnt forutsetningsvis utført som en stålkonstruksjon, også av hensyn til vektfordelingen, idet den tidligere nevnte særdeles gunstige kombinasjon av bevegelser i alle seks frihetsgrader og også økonomiske og fremstillings-messige forhold ville tilsi at denne del utføres som en stålkonstruksjon. Utstyr for boring og/eller produksjon vil senkes/ heves fra plattformdekket 3 gjennom den åpning som foreligger innenfor de øvre deler av tårncellene 7 henholdsvis det rom som oppstår innenfor kretsen av celler 5 og de nedre deler av tårncellene 7.

Produksjon kan skje fra undervannskompletterte brønner via rør-ledning og stigerør til plattformen eller ved hjelp av plattform-kompletterte brønner. I det siste tilfellet kan brønnene enten bores før installasjonen av produksjonsplattformen eller direkte fra denne etter installasjon.

Metoden med installasjon av betong-forankringsdelen 2 kan gå

ut på at denne anordnes opphengt under oppdriftsdelen 1 under utslep for deretter å senkes til havbunnen, eller som nevnt,

kan den anbringes på forhånd med boreramme for tidlig boring fra rigg.

Utførelsesformen med forankring med peling som antydet i fig. 4 og 5 anvender kjent peleteknikk på området og denne teknikk utgjør ikke noen del av den foreliggende oppfinnelse og beskrives her ikke nærmere.

Det er i figurene anvendt tilsvarende nummerering for de for-skjellige komponenter. Figurene viser særlig komponentenes egen konfigurasjon og også deres gjensidige konfigurasjon.

Snittene i fig. 2 viser den fordelaktige anordning av cellene

5 og tårncellene 7 i oppdriftsdelen 1 og cellene 8 i forankringsdelen 2 til å danne en nærmest sirkulær konfigurasjon, og tilsvarende i fig. 5 for oppdriftsdelen 1 alene.

Claims

1. Strekkstagplattform (TLP) av betong, for petroleumsutvinning på fortrinnsvis dypt vann, med forankring (2) ved gravitasjon og/eller peling, omfattende en oppdriftsdel (1) seksjonert med celler som i den plasserte plattform skal ligge under vann og med tårn somrager opp fra cellene for å bære et plattformdekk (3), samt strekkstag (4) mellom oppdriftsdelen (1) og forankringen (2), karakterisert ved at oppdriftsdelen (1) består av en kombinasjon av vertikalt anordnede stort sett sylindriske celler (5) med bunn- og toppavslutninger (6) anordnet fordelt mellom et minst like stort antall vertikalt anordnede tårnceller (7) med stort sett sylindrisk nedre del og med bunnavslutninger (6) og hvor sekvensen av celler (5) og nedre deler av tårncellene (7) utgjør et lukket mangekant-omkretslegeme, hvorfra den:øvre del av tårncellene (7) står opp som tårn i form av forlengelser fra den nedre del av tårncellene (7) for å strekke seg opp over vannflaten og bære et plattformdekk (3) med utstyr.

2. Strekkstagplattform som angitt i krav 1, karakterisert ved at oppdriftsdelen (1) er utformet med. en sekvens av vertikalt anordnede stort sett sylindriske celler (5) avsluttet med dobbelt krumme, koniske eller avtrinnede topp- og bunndeler (6), og med mellomrom anordnede i hvertfall for deres nedre dels vedkommende stort sett sylindriske tårnceller (7) med dobbelt krumme, koniske eller avtrinnede bunndeler (6) og hvor tårncellenes øvre del utgjør de nevnte tårn, slik at rekke-følgen av nedre sylindriske deler av antallet av tårnceller (7) sammen med antallet celler (5) danner en stiv betongkonstruksjon i form av et legeme begrenset av en ytre og indre lukket mange-kantomkrets beskrevet ved en rettlinjet, . krum eller avtrinnet generatrises bevegelse langs den ytre og indre mangekant-omkrets av cellene (5) og de nedre deler av tårncellen (7) og overgangen mellom disse, topp- og bunndelen (6) av cellene (5) og hunndelene (6) av tårncellene (7), og eventuelle overganger mellom nedre og øvre deler av tårncellene (7), samt av de øvre deler av tårncellene (7) .

3. Strekkstagplattform som angitt i krav 1 eller 2, med gravitasjonsforankring, karakterisert ved en forankringsdel (2) seksjonert med stort sett sylindriske celler (8) til tilsvarende konfigurasjon i horisontalplanet som oppdriftsdelen (1) for parallelt forløp av strekkstagene (4) mellom oppdriftsdelen (1) og forankringsdelen (2).

4. Strekkstagplattform•som angitt i krav 1 og 2, karakterisert ved at forankringsdelen (2) med den nevnte konfigurasjon er innrettet til å inneslutte en boreramme (template) (9) anordnet til anbringelse på havbunnen før eller etter plasseringen av forankringsdelen (2) eller anordnet montert i forankringsdelen (2).

5. Strekkstagplattform som angitt i krav 1-4, karakterisert ved at cellene (8) i forankringsdelen (2) har dobbelt, krumme, koniske eller avtrinnede topp-og/eller bunn-deler, eventuelt i kombinasjon med at forankringsdelen (2) har en bunnplate (10) som utgjør bunnen av cellene (8).

6. Strekkstagplattform som angitt i krav 5, karakterisert ved at bunnplaten (10) ér utkraget avpasset etter grunnforholdene og for mulig peling.

7. Strekkstagplattform som angitt i krav 1-6, karakterisert ved at forankringsdelen (2) inneholder utstyr for boring og/eller produksjon, tilkoblinger for rørledninger og stigerør, eventuelt tørre koblinger.

8. Strekkstagplattform som angitt i krav 1-7. karakterisert ved at den omfatter fire tårnceller (7) i kombinasjon med. fire til tolv celler (5) , hvor de fire tårnceller (7) er anordnet i firkant slik at de med de mellomliggende celler (.5) blir. liggende som hjørner i en firkant (kvadrat, rektangel eller trapes) med cellene (5) tilsvarende fordelt mellom tårncellene (7), foretrukket til samlet å utgjøre en stort sett sirkulær konfigurasjon.

9. Strekkstagplattform som angitt i krav 1-8, karakterisert ved at cellene (5) består av et sirkulær sylindrisk midtparti med øvre og nedre avslutninger (6) i form av halvkuleskall, og at den nedre del av tårncellene (7) har sirkulær-sylindrisk midtparti og nedre avslutning i form av halvkuleskall og. den øvre del av tårncellene (7) har form av et sirkulær-sylindrisk konisk tårn.

10. Strekkstagplattform som angitt i krav 9, karakterisert ved at øvre og nedre deler av tårncellene (7) har innbyrdes forskjellig diameter og/eller diameter forskjellig fra diameteren av cellene (5).