NO335954B1

NO335954B1 - Anordning og fremgangsmåte for anvendelse i legging elle berging av offshore rørledninger eller kabler

Info

Publication number: NO335954B1
Application number: NO20042044A
Authority: NO
Inventors: Eystein Borgen
Original assignee: Rockwater Ltd
Priority date: 2001-10-16
Filing date: 2004-05-18
Publication date: 2015-03-30
Also published as: BR0213300A; GB0410034D0; US7021865B2; WO2003033953A1; NO20042044L; US20050036841A1; GB0124853D0; GB2396680A; WO2003033953A9; GB2396680B

Abstract

SAMMENDRAG I løpet av berging av en offshore rørledning (1), eller kabel til et flytende fartøy (10), for, f.eks., reparasjon er rørledningen festet til en avhengningsklemme (2) forbundet med et fartøy. På grunn av bevegelsen til fartøyet kan oscillerende bøyemomenter forårsakes i rørledningen under klemmen (2), og avhengig av sjøens tilstand kan tretthet oppstå i rørledningen. For å redusere disse bøyemomentene benyttes en hjelpende del som hindrer "radielle" bevegelser av rørledningen under klemmen (2), og dermed muliggjøres reparasjoner under mer ekstreme sjøforhold enn tidligere. Den hjelpende delen omfatter et langstrakt element, så som et rør (4), hvis øvre ende er festet til fartøyet (10) og hvis nedre ende bærer en del (7) som kobler den til rørledningen (1). Aksiell bevegelse av rørledningen i forhold til den koblende delen (7) er tillatt. Den hjelpende delen er designet for å ha en forhåndsbestemt mengde av fleksibilitet, dette blir fremskaffet spesielt av fleksibiliteten til røret (4), og det vil derfor hindre mengden av radiell bevegelse av rørledningen som er tillatt under klemmen (2), i samsvar med dette. SIik en hjelpende del kan også bli benyttet som en utleggingsrampe i løpet av legging av rørledningen, for å redusere bøyemomenter i løpet av leggingen. . · 2004 -07- I 6

Description

Denne oppfinnelsen vedrører en anordning og en fremgangsmåte for anvendelse i legging og berging av offshore rørledninger eller kabler, og spesielt til midler og fremgangsmåter for å redusere bøyemomenter i offshore rørledninger og kabler. Når en rørledning er stivt forbundet med et flytende fartøy som legger eller berger det i dypt vann, vil høye bøyemomenter inntreffe ved denne koblingen. På bakgrunn av bevegelsen av fartøyet vil disse bøyende momentene oscillere og dette introduserer høye spenninger og potensiell tretthet og sammenbrudd i rørledningen. Forekomst av disse høye bøyingsmomentene og deres resulterende effekter på rørledningen er en spesielt stor ulempe i sammenheng med berging av rørledninger for reparasjonsformål. For nærværende involverer reparasjon av rørledninger berging av rørledningen og deretter bruk av en avhengningsklemme, som stivt fikserer rørledningen til fartøyet. En reparasjon kan deretter bli gjort på rørledningen "over" avhengningsklemmen. Denne avhengningen av rørledningen foregår generelt gjennom en moonpool ved siden eller over akterspeilet av fartøyet. Rørlednings bøyemomenter blir konsentrert i området umiddelbart under avhengningsklemmen. Det høye bøyemomentet i dette området, med de resulterende tretthetsproblemer, forårsaker en stor begrensning i tillatelig driftstilstand til havs for slik en avhengning og reparasjonsoperasjon, eller i praksis enhver operasjon hvor en slik avhengning er involvert, for både rørledninger og kabler. Dette er spesielt tilfelle når et ettskrogs fartøy benyttes. Med de konvensjonelle fremgangsmåter for avhengning og rørledningreparasjon, tilbringer et fartøy en vesentlig mengde tid ute av drift "mens man venter på været".

Det er dermed svært ønskelig å fremskaffe en anordning og en fremgangsmåte for å redusere bøyemomentene på en rørledning eller kabel når denne henges stivt fra et fartøy.

US 4433938 beskriver en fremgangsmåte og en anordning for å senke og posisjonerer en rørledning på bunnen av dypvann, hvor rørledningen sammenstilles fra rørseksjoner på skipsdekk, hvor rørledningen fra havbunnen strekker seg oppover i en buet bane etterfulgt av et rett parti og til sist av et andre, buet parti. US 4472079 beskriver en leddet sentreringspinne festbar til et rørleggingsfartøy og konstruert av en flerhet av langstrakte multibenssegmenter anordnet i ende-til-ende forhold og sammenkoblet med fleksible ledd.

I henhold til et trekk av foreliggende oppfinnelse er det frembrakt anordning for begrensning av bøyemomenter som inntreffer i en offshore rørledning festet til et avhengningsforbindende punkt på et flytende fartøy som del av en undervanns legging eller bergningsoperasjon, hvor bøyemomentene oppstår nedenfor nevnte forbindelsespunkt, hvor anordningen omfatter en hjelpende langstrakt del hvor én ende er festet til fartøyet når den er i bruk og den andre enden er festet til rørledningen når det er i bruk, ved en posisjon under koblingspunktet, hvori den hjelpende langstrakte delen er fleksibel i en slik utstrekning at den tillater opptil en forhåndsbestemt mengde av radiell bevegelse av rørledningen, og korresponderende begrensning av bøyemomenter, når den anvendes, hvori ved den andre enden av den hjelpende langstrakte del er en klemme gjennom hvilken rørledningen er aksielt bevegelig men som tjener til å posisjonere rørledningen radielt, og den hjelpende langstrakte delen er et rør hvis strukturelle egenskaper er valgt for å tilveiebringe en forhåndsbestemt mengde av fleksibilitet.

I henhold til et trekk er det frembrakt anordning for å hindre at bøyemomenter inntreffer i en langstrakt del som er festet til et avhengningsforbindelsespunkt på et flytende fartøy som en del av en undervannslegging eller bergingsoperasjon, og hvor de bøyemomenter oppstår under nevnte koblingspunkt, hvor anordningen omfatter en ytterligere langstrakt del hvor én ende er festet til fartøyet mens den benyttes og den andre enden er festet til den langstrakte elementet når den benyttes, ved en posisjon under koblingspunktet, og hvori den ytterligere langstrakte delen er fleksibel til slik en utstrekning at den tillater opptil en forhåndsbestemt mengde av radiell bevegelse av den langstrakte delen, og korresponderende hindring av bøyende momenter under bruk.

I henhold til et annet trekk av foreliggende oppfinnelse er det frembrakt et system for å hindre bøyemomenter i å oppstå i en langstrakt del festet til et flytende fartøy som en del av en undervanns legging- eller bergingsoperasjon, som omfatter fastklemmende midler for å feste den langstrakte delen til fartøyet i en avhengningsposisjon, hvor bøyemomentene oppstår under nevnte fastklemmingsmiddel, hvor en hjelpende lagstrakt del, med én ende festet til fartøyet når det er i bruk og den andre enden tiltenkt å kobles til den langstrakte delen ved en posisjon under nevnte fastklemmingsmiddel, og hvori den hjelpende langstrakte delen er fleksibel til en slik utstrekning at den tillater opptil en forhåndsbestemt mengde av radiell bevegelse av den langstrakte delen og en korresponderende hindring av bøyende momenter.

I henhold til nok et trekk er det fremskaffet en fremgangsmåte for å hindre at bøyende momenter inntreffer i en langstrakt del som er festet til et avhengningsforbindelsespunkt på et flytende fartøy som del av en undervanns legging eller bergingsoperasjon, hvor de bøyende momenter oppstår under nevnte koblingspunkt, som inkluderer trinnene av å koble én ende av en fleksibel langstrakt støttende del til den langstrakte delen ved en posisjon under koblingspunktet, og å koble den andre enden av den støttende delen til fartøyet ved en slik posisjon at radiell bevegelse av den langstrakte delen er begrenset, den støttende delen er fleksibel til en slik utstrekning at den tillater opptil en forhåndsbestemt mengde av radiell bevegelse av den langstrakte delen.

Når anordningen benyttes med et langstrakt element som omfatter en offshore rørledning, kan den andre enden av den hjelpende langstrakte delen være en klemme, gjennom hvilken rørledningen er aksielt bevegelig men som tjener til å posisjonere rørledningen radielt.

Klemmen ved den andre enden av det hjelpende langstrakte elementet kan inkludere ruller for å forenkle legging av en rørledning.

Fortrinnsvis er den hjelpende langstrakte delen et rør hvor de strukturelle egenskaper er valgt for å fremskaffe en forhåndsbestemt grad av fleksibilitet.

Den hjelpende langstrakte delen kan være et fleksibelt rør og den kan være lokalt fleksibel ved forbindelsen mellom klemmen og den andre enden av røret. Den totale fleksibiliteten av anordningen vil dermed omfatte en kombinasjon av fleksibiliteten av røret og den lokale fleksibiliteten.

Midler kan tilveiebringes for å trekke det hjelpende langstrakte midlet tilbake og for å tillate dets tilsideleggelse i en ubenyttet posisjon på fartøyet. Utførelseseksempler av oppfinnelsen vil nå bli beskrevet i forhold til medfølgende illustrasjoner, hvori: Fig. 1 illustrerer, svært skjematisk, en rørledning avhengt i en konstruksjon festet til et fartøy og anordning for begrensning av det bøyende momentet på rørledningen; og Fig. 2 illustrerer elementene i den bøyemomentbegrensende anordning i større detalj.

I illustrasjonene er en rørledning 1 hengt av ved siden av et flytende fartøy 10 ved bruk av en avhengingsklemme 2 festet f.eks. til en lastekran 3 på fartøyet ved midler som ikke er vist. Bøyemomentene blir konsentrert i området umiddelbart under klemmen 2, og avhengig av havets tilstand kan de være anselige.

Med referanse nå spesielt til fig. 2, for å redusere de bøyende momentene, eller snarere begrense dem, er det tilveiebrakt en hjelpende del eller langstrakt støttende del. Grunnleggende omfatter denne et rør 4 som under bruk er stivt forbundet med et beslag 9 for dette på fartøyet ved dets øvre ende 5, og forbundet med rørledningen 1 ved dets nedre ende 6, med henholdsvis en klemme 7 som går i inngrep med rørledning 1 på et slikt vis at den tillater aksiell bevegelse av rørledningen 1 gjennom den, men på slikt vis at den posisjonerer rørledningen radielt, dvs. begrenser radiell bevegelse av rørledning 1 og dermed reduserer bøyemomentene. Røret 4 er fleksibelt og dermed er også den radielle posisjonen av klemmen 7 og dermed rørledningen 1 variabel, men begrenset innenfor forhåndsbestemte grenser.

Graden av fleksibilitet er justerbar som påkrevd ved valg av strukturelle egenskaper for røret 4, så som diameter og veggtykkelse, for å tilveiebringe et rør 4 med en forhåndsbestemt grad av fleksibilitet. Alternativt og/eller i tillegg kan den påkrevde fleksibiliteten oppnås ved å inkludere lokal fleksibilitet ved koblingen (klemme 7) mellom røret 4 og rørledningen 1, i praksis ved klemmen 7. For maksimal effektivitet av bøyemomentbegrensningssystemet, er det en optimal lengde av røret 4, og denne vil være avhengig av egenskapene til rørledningen 1 i seg selv.

Som indikert skjematisk i fig. 2, kan midler tilveiebringes hvor det fleksible støtterøret 4, som fungerer som en bøyeavstiver, selv om denne er stivt festet til fartøyet ved sin øvre ende 5 når den er i bruk, kan være hengslet (eller rotert) og/eller trukket tilbake til dekknivå utenom bruk og ved fartøystransitt. Støtten (bøyemomentbegrenseren) kan faktisk være lokalisert i en "ute av veien" posisjon mens rørledningen trekkes opp til fartøyet, og deretter settes ut i en "drifts" posisjon og installeres i løpet av få minutter. Omvendt kan støtten raskt fjernes når rørledningen skal senkes ned igjen til havbunnen.

Som det vil forstås fra det over nevnte er bøyemomentene delt mellom avhengningsklemmen 2 og klemmen 7 ved enden av røret 4. Dette medfører at de maksimale bøyemomentene i rørledningen blir redusert med omtrent 40-50 %, og at den operative sjøtilstanden som et resultat av dette kan økes med opptil 80-100 %. For et hvilket som helst spesifikt prosjekt kan de strukturelle egenskapene til den totale bøyeavstiveren optimaliseres, både i forhold til påkrevd fleksibilitet, lengde, diameter, veggtykkelse av rørledning 1, så vel som i forhold til tretthet og nødvendig styrke av bøyebegrenseren i seg selv.

Typisk for en rørledning på 12 tommer (30,48 cm) diameter med en veggtykkelse på 14,8 mm, vil en 11 meter lang bøyebegrenser på 12 tommer (30,48 cm) med en veggtykkelse på 25 mm være påkrevd. Ved å øke bøyestivheten (og styrken) av bøyeavstiverrøret 4 og fininnstille den ønskede totale fleksibiliteten ved hjelp av fleksibiliteten til klemmen 7, kan tretthets muligheten for bøyeavstiverrøret 4 reduseres. På dette viset kan samme rør 4 bli benyttet for et helt spekter av størrelser for rørledningen 1.

Mens oppfinnelsen har blitt beskrevet med henvisning til rørledningsbergning og reparasjon, kan bøyebegrenseren også bli benyttet som en utlegningsrampe, og kan faktisk bli referert til som en utlegningsrampe, spesielt en fleksibel utlegningsrampe, og benyttes under legging av rørledninger, i hvilket tilfelle den ville være utstyrt med ruller ved "klemmen" 7. Dette ville være spesielt fordelaktig i løpet av lange stopp i leggingen som ellers normalt forårsaker rørledningtretthetsproblemer. I tillegg ville slik en utlegningsrampe kunne bli benyttet til å forbedre konvensjonelle J-legge-systemer.

Oppfinnelsen fremskaffer dermed midler for å begrense bøyemomenter på en rørledning når denne er stivt avhengt på et flytende fartøy, enten i løpet av løfting for reparasjon eller legging, som er raskt installerbar og fjernbar og ikke krever at stor konstruksjoner sveises til fartøyet. Mens oppfinnelsen har blitt spesielt beskrevet i forhold til bruk med offshore rørledninger er det like brukbart i forhold til undersjøiske kabler og lignende langstrakte deler som kan være påkrevd å bli lagt og/eller berget, med eller uten reparasjon, i et offshore eller lignende dypvannsmiljø. Mens oppfinnelsen er beskrevet i forhold til at røret 4 er stivt festet til fartøyet, kan det alternativt være en grad av fleksibilitet ved denne forbindelsen.

Claims

1. Anordning for begrensning av bøyemomenter som inntreffer i en offshore rørledning (1) festet til et avhengningsforbindende punkt (2) på et flytende fartøy (10) som del av en undervanns legging eller bergningsoperasjon, hvor bøyemomentene oppstår nedenfor nevnte forbindelsespunkt (2), karakterisert vedat anordningen omfatter en hjelpende langstrakt del (4) hvor én ende (5) er festet til fartøyet (10) når den er i bruk og den andre enden (6) er festet til rørledningen (1) når det er i bruk, ved en posisjon (7) under koblingspunktet (2), hvori den hjelpende langstrakte delen (4) er fleksibel i en slik utstrekning at den tillater opptil en forhåndsbestemt mengde av radiell bevegelse av rørledningen (1), og korresponderende begrensning av bøyemomenter, når den anvendes, hvori ved den andre enden (6) av den hjelpende langstrakte del (4) er en klemme (7) gjennom hvilken rørledningen (1) er aksielt bevegelig men som tjener til å posisjonere rørledningen (1) radielt, og den hjelpende langstrakte delen er et rør hvis strukturelle egenskaper er valgt for å tilveiebringe en forhåndsbestemt mengde av fleksibilitet.

2. Anordning i henhold til krav 1,karakterisert vedat klemmen (7) ved den andre enden (6) av den hjelpende langstrakte delen (4) inkluderer ruller for å lette legging av nevnte rørledning.

3. Anordning i henhold til krav 1,karakterisert vedat den hjelpende langstrakte delen (4) er et fleksibelt rør, og hvori det er en lokal fleksibilitet ved koblingen mellom klemmen (7) og den andre enden (6) av den hjelpende langstrakte delen (4), hvor den totale fleksibiliteten av anordningen omfatter en kombinasjon av fleksibiliteten av røret og den lokale fleksibiliteten.

4. Anordning i henhold til krav 1 og som inkluderer midler (9) for å trekke tilbake den hjelpende langstrakte delen (4) og tillate dens anbringelse i en ikke-bruk posisjon.

5. System for begrensning av bøyemomenter som inntreffer i en offshore rørledning (1) festet til et flytende fartøy (10) som del av en undervanns legging eller bergningsoperasjon,karakterisert vedat det omfatter fastklemningsmidler (2) for festing av rørledningen (1) til fartøyet (10) i en avhengningsposisjon, hvor bøyemomentene oppstår nedenfor nevnte fastklemmingsmidler (2), med en hjelpende langstrakt del (4), én ende (5) er festet til fartøyet (10) når det er i bruk, og den andre ende (6) er for forbindelse til rørledningen (1) ved en posisjon under nevnte fastklemmingsmidler (2), hvori den hjelpende langstrakte delen (4) er fleksibel i en slik utstrekning at den tillater opptil en forhåndsbestemt mengde av radiell bevegelse av rørledningen (1) og en korresponderende begrensning av bøyemomentene, hvori den andre ende (6) av den hjelpende langstrakte delen (4) inkluderer en klemme (7) gjennom hvilken rørledningen (1) er aksielt bevegelig men som tjener til å posisjonere rørledningen radielt, og hvori den hjelpende langstrakte delen (4) er et rør hvis strukturelle egenskaper tilveiebringer en forhåndsbestemt grad av fleksibilitet.

6. System i henhold til krav 5,karakterisert vedat klemmen (7) ved den andre enden (6) av den hjelpende langstrakte delen (4) inkluderer ruller for å lette legging av rørledningen.

7. System i henhold til krav 5,karakterisert vedat den hjelpende langstrakte delen (4) er et fleksibelt rør, og hvori det er lokal fleksibilitet ved koblingen mellom klemmen (7) og den andre enden (6) av den hjelpende langstrakte delen (4), hvor den totale fleksibiliteten av anordningen omfatter en kombinasjon av fleksibiliteten av røret og den lokale fleksibiliteten.

8. System i henhold til krav 5,karakterisert vedmidler (9) for tilbaketrekning av den hjelpende langstrakte delen (4) og for å tillate dens anbringelse i en ikke-bruk posisjon på fartøyet.

9. Fremgangsmåte for å begrense bøyende momenter som inntreffer i en offshore rørledning (1) festet til et avhengningskoblingspunkt (2) på et flytende fartøy (10) som del av en undervanns leggings- eller bergningsoperasjon,karakterisertved at bøyemomentene oppstår nedenfor nevnte koblingspunkt (2), inkluderende følgende trinn: å koble én ende (6) av en fleksibel langstrakt støttende del (4) til rørledningen (1) ved en posisjon (7) nedenfor koblingspunktet (2), og å koble den andre enden (5) av den støttende delen (4) til fartøyet (10) ved slik en posisjon at radiell bevegelse av det langstrakte elementet (1) er begrenset, hvor den støttende delen (4) er fleksibel i en slik utstrekning at den tillater opptil en forhåndsbestemt mengde av radiell bevegelse av rørledningen (1), den andre ende (6) av den hjelpende langstrakte delen (4) inkluderer en klemme (7) gjennom hvilken rørledningen (1) er aksielt bevegelig men som tjener til å posisjonere rørledningen radielt, og den hjelpende langstrakte delen (4) er et rør hvis strukturelle egenskaper tilveiebringer en forhåndsbestemt grad av fleksibilitet.