Система якорного крепления и райзеров, выполненная с возможностью отсоединения
Группа изобретений относится к системам, предназначенным для использования в местах моря с большой глубиной посредством якорного крепления судна в месте над резервуаром углеводородов для соединения райзеров, по которым можно перемещать углеводороды от морского дна на добывающее судно, а также посредством якорных оттяжек. Обеспечивает минимальную массу и объем соединительного устройства, более легкое и короткое перемещение. Морская система перемещения флюидов содержит плавучую единицу, соединительный буй, выполненный с возможностью соединения и отсоединения от плавучей единицы, множество райзеров и множество якорных оттяжек, множество буев якорного крепления, плавучее средство райзера, множество натянутых тросов для соединения буев якорного крепления с плавучим средством райзера. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 8 ил.
Углеводороды, расположенные в подводном резервуаре, который находится на большой глубине (более 500 метров), обычно добывают с помощью установки, которая содержит райзеры, предназначенные для перемещения углеводородов с морского дна на добывающее судно, в котором углеводороды хранятся. Соединения с морским дном также могут включать в себя трубопроводы, предназначенные для закачки воды, газлифта, перемещения газа, и соединительные элементы, а также якорные оттяжки, которые осуществляют якорное крепление судна. Время от времени судно должно отходить от места, находящегося над областью резервуара, где расположены райзеры и якорные оттяжки, например, когда приближается шторм, или для перемещения добытых углеводородов к другой станции или по другой причине. Поэтому установка обычно содержит соединительный буй или плавучее соединительное устройство, которое присоединено к верхним концам райзеров и верхним концам якорных оттяжек, при этом соединительный буй в свою очередь сам присоединен к судну с возможностью отсоединения и повторного соединения. Когда соединительное устройство отсоединено от судна, соединительное устройство погружается до положения, которое находится на глубине, по меньшей мере, 25 метров ниже поверхности моря, при этом соединительное устройство расположено под областью наибольшей волновой активности или под всей областью волновой активности.
Когда судно возвращается к добывающей установке, персонал судна и/или водолазы должны поднять соединительное устройство и присоединить его к судну. Чем меньше будет масса соединительного устройства, тем легче будет с ним обращаться и перемещать его при отсоединении и повторном соединении. В основном настоящее изобретение направлено на такие установки, в которых соединительное устройство имеет минимальную массу и объем и, следовательно, его можно легче перемещать, так что соединительное устройство перемещают на минимальное расстояние. Такие установки главным образом используют для добычи углеводородов, но они могут быть полезны везде, где необходимо перемещать большие количества углеводородов.
Согласно одному варианту выполнения изобретения, предложена установка, которая предназначена для якорного крепления судна перемещения углеводородов и которая содержит плавучее соединительное устройство, соединяющее райзеры и якорные оттяжки с судном, при этом соединительное устройство может быть отсоединено от судна и погружено ниже большей части области волновой активности, причем соединительное устройство может быть перемещено с минимальными усилиями. Якорные оттяжки содержат в целом вертикально расположенные нижние части, которые доходят до буев якорного крепления, и содержат верхние части, которые в целом расположены горизонтально и которые отходят от буев якорного крепления и доходят до соединительного устройства. Райзеры содержат нижние части, которые отходят от морского дна и доходят до плавучих средств райзеров, и райзеры содержат верхние части в виде шлангов-перемычек, которые отходят от плавучих средств райзеров и доходят до соединительного устройства. В большинстве случаев плавучие средства райзеров представляют собой буи, которые отделены от буев якорного крепления, но в некоторых случаях буи райзеров представляют собой буи якорного крепления, которые также поддерживают нижние части райзеров. Согласно изобретению, плавучие средства райзеров не прикреплены напрямую к морскому дну, а соединены с буями якорного крепления. Следует учесть, что в этом тексте слова «соединены с буями якорного крепления» включают в себя соединение к якорной системе вблизи буя или соединение с элементом сочленения, который прикреплен к бую.
Не существует в целом вертикально расположенного троса или другого поддерживающего вес соединения между любым из буев райзеров (или плавучими средствами райзеров) и плавучим соединительным устройством. Гибкие шланги-перемычки соединяют буй райзера и соединительное устройство, но шланги-перемычки могут плавать в воде и слишком длинны и гибки для перемещения веса от буя райзера до соединительного устройства. В результате соединительное устройство поддерживает, по существу, только собственный вес и половину веса шлангов-перемычек. В результате этого, когда соединительное устройство необходимо поднять с глубины (например, 50 метров) на судно, персонал должен поднимать только вес плавучего соединительного устройства (с учетом его способности плавать), один конец каждой горизонтальной верхней части якорного крепления и часть шлангов-перемычек райзеров.
Изобретение охарактеризовано в приложенной формуле изобретения. Следует учесть, что, термин «райзеры» означает райзеры, перемещающие углеводороды с морского дна на добывающее судно, на котором хранятся углеводороды, а также трубопроводы для закачки воды, для газлифта, для перемещения газа (при необходимости) и соединительные элементы.
Настоящее изобретение поясняется чертежами, на которых представлено следующее:
фиг.1a - вид сбоку судна и установки перемещения углеводородов, которая соответствует изобретению, при этом соединительное устройство установки соединено с судном;
фиг.1b - вид сбоку установки, которая отличается от установки по фиг.1а тем, что буи якорного крепления более плотно соединены с буями райзеров, но слабее соединены с соединительным устройством;
фиг.1с - вид, аналогичный виду по фиг.1а, но соединительное устройство отсоединено от судна и расположено под областью волновой активности;
фиг.1d - вид, аналогичный виду по фиг.1b, но соединительное устройство отсоединено от судна и расположено под областью волновой активности;
фиг.2 - вид сбоку судна и установки, которая соответствует другому предпочтительному варианту выполнения изобретения, при этом буи якорного крепления служат в качестве плавучих средств, которые также поддерживают райзеры;
фиг.3 - вид сверху судна и установки по фиг.1а;
фиг.4 - вид сбоку части установки по фиг.1а и 1b;
фиг.5 - вид сбоку судна и установки, которая соответствует другому варианту изобретения, в котором каждый райзер (или группа райзеров, которые расположены близко друг к другу вплоть до морского дна) имеет натянутую нижнюю часть, и верх нижней части райзера поддерживается отдельным буем райзера;
фиг.6 - вид сбоку судна и установки, аналогичный виду по фиг.5, но при этом по существу горизонтально расположенные стабилизационные тросы, расположенные между каждым буем якорного крепления и буем райзера и между буями райзеров и нижними частями райзеров, представляют собой цепи;
фиг.7 - вид сбоку судна и установки, которая объединяет системы по фиг.2 и 5, при этом некоторые нижние части райзеров поддерживаются буями якорного крепления и некоторые нижние части райзеров поддерживаются отдельными буями райзеров;
фиг.8 - вид сбоку системы по фиг.7, в которой соединительное устройство отсоединено от судна и расположено глубоко под водой.
На фиг.1а показана система 12, предназначенная для осуществления якорного крепления судна 14, такого как плавучая система нефтедобычи, хранения и выгрузки, с помощью отсоединяемого поворотного буя или соединительного, буя, или плавучего соединительного устройства 16. Система содержит райзеры (добывающие трубопроводы, трубопроводы для закачки воды, газлифта и соединительные элементы) 101, нижние концы 24 которых ведут к устьям 25 скважин, которые соединены с подводным резервуаром 26 углеводородов (нефть и/или газ), при этом райзеры 101 также содержат якорные оттяжки или устройства 30 якорных оттяжек, которые удерживают судно в нужном положении. Райзеры 101 и якорные устройства 30 содержат верхние концы, присоединенные к соединительному бую 16, и нижние концы, присоединенные к морскому дну 34. Таким образом, все основные соединения судна с морским дном реализованы через соединительный буй 16. Отсутствует в основном вертикально расположенный натянутый трос, который проходит от буя 102 райзера к морскому дну 34. Иногда судно отходит от места расположения над резервуаром, например, при приближении большого шторма или айсберга, или при перемещении судна в другое место для выгрузки добытых и хранящихся углеводородов. В этих случаях соединительный буй 16 должен быть отсоединен от судна 14 и ему дают возможность погрузиться на глубину, которая предпочтительно больше нижней границы 70 (расположенной на глубине А) области 40 волновой активности, а далее соединительный буй 16 подбирают и повторно присоединяют к судну 14.
При отсоединении и повторном соединении соединительного буя 16 персонал судна и/или водолазы манипулируют буем. Чем меньше масса соединительного буя, тем легче при указанных операциях им манипулировать и его перемещать. Настоящее изобретение направлено на разработку такой системы, в которой соединительный буй минимальной массы и объема может быть использован для соединения с судном и отсоединения от судна частей якорного крепления и частей райзеров системы.
Якорные устройства 30 содержат тросы, выполненные предпочтительно из стальных проволочных или полиэфирных тросов или их комбинаций, которые легче длинных цепных якорных оттяжек. Удельный вес стали равен примерно 7, и при использовании длинных стальных цепей их верхние концы необходимо поддерживать с помощью сравнительно большого судна или большого буя.
На фиг.1а также показано, что судно содержит поворотное устройство, которое обеспечивает возможность судну менять ориентацию, и показано, что плавучее соединительное устройство 16 присоединено к нижней части поворотной установки. Большая часть высоты соединительного устройства 16 расположена под поворотным устройством. Для показанной установки низ корпуса судна расположен на глубине примерно 20 метров ниже поверхности моря, а верх соединительного устройства расположен на высоте примерно 3 метра над днищем 14b корпуса судна. В результате, чтобы располагаться под областью 40 волновой активности (которая доходит до глубины примерно 50 метров ниже поверхности моря или до глубины, находящейся в диапазоне от 25 до 75 метров ниже поверхности моря), соединительное устройство перемещаются вниз примерно на 33 метра, и для повторного присоединения к судну соединительное устройство необходимо поднять примерно на 33 метра. Если соединительное устройство полностью расположено в судне, то для повторного соединения его нужно будет перемещать вверх с большей глубины, которая больше примерно на 7 метров. В отдельных случаях, например в морях с айсбергами, соединительное устройство может погружаться на глубину примерно 100 метров, чтобы располагаться ниже айсбергов.
На фиг.1а показан пружинный буй 50 (буй с пружинами, расположенными вниз от буя), который находится ниже области 40 волновой активности и который прикреплен к верхнему концу каждого набора в основном вертикально расположенных нижних частей 44 якорных оттяжек. Короткие отрезки 52 стальных цепей отходят от пружинного буя до каждой нижней части 44 оттяжки. Две или более в целом горизонтально расположенных верхних частей 56 оттяжек, которые выполнены из полимера или полимера и стали и которые образуют верхние части якорных оттяжек, расположены между пружинным буем и соединительным буем 16. При причине дублирования автор заявки предпочитает, чтобы были использованы, по меньшей мере, две верхние части якорных оттяжек, что нужно для обеспечения непрерывного якорного крепления даже в случае разрушения одной верхней части якорной оттяжки.
На фиг.1а также показаны райзеры 101, образованные нижними частями 100, выполненными в виде стальных цепных райзеров (СЦР), и гибкими шлангами-перемычками 64 с общим буем 102 райзера, который соединен с помощью в целом горизонтально расположенных тросов 104 с пружинными буями или буями 50 якорного крепления. Буй 102 райзера не напрямую прикреплен к морскому дну, а следует перемещениям пружинных буев, так как они связаны. Общий буй 102 райзера также может представлять собой связку из нескольких буев меньшего размера (как показано на фиг.1b), при этом один буй поддерживает одну нижнюю часть 100 райзера.
Кроме того, как показано на фиг.1а, соединительный буй 16 поддерживает один конец каждой в целом горизонтально расположенной верхней части 56 якорной оттяжки. Удельный вес этих частей 56 якорной оттяжки только немного превосходит удельный вес воды. Соединительный буй 16 также поддерживает некоторую часть веса верхних частей райзеров, которые образованы шлангами-перемычками 64. Шланги-перемычки являются очень гибкими шлангами и не поддерживают никакую часть веса райзеров, а поддерживают только свой собственный вес. Не существует никакого в целом вертикально расположенного натянутого поддерживающего вес троса, который соединяет общий буй 102 и морское дно. Так как нет натянутого троса между плавучим соединительным устройством 16 и общим буем или плавучим средством 102 райзера, то при перемещении соединительного устройство по вертикали, общий буй 102 не перемещается вверх или вниз (на величину, составляющую, по меньшей мере, 10% от вертикального перемещения соединительного устройства). Таким образом, когда отсоединенное соединительное устройство 16А с фиг.1 с необходимо повторно присоединить к судну 14, персоналу необходимо поднимать и манипулировать массой соединительного устройства 16А, массой верхних частей 56А якорной оттяжки, которая примерно на половину расположена в воде, и частью массы шлангов-перемычек 64А. Когда поднимают соединительное устройство 16А, это не поднимает общий буй 102А или веса нижних частей 100А райзеров, которые свешиваются с буя 102А.
На фиг.1b показан предпочтительный вариант выполнения изобретения, в котором буи 50 якорного крепления присоединены к общему бую с помощью натянутых тросов, и общий буй представляет собой связку небольших буев 102, по одному небольшому бую на каждый райзер 100. В этой конфигурации предварительное натяжение делится между нижними частями 44 якорных оттяжек и в целом горизонтально расположенными натянутыми тросами 104В, которые тянутся между буями 50 якорного крепления и небольшими буями 102. Верхние части 56В якорных оттяжек не натянуты (только под своим собственным весом в воде). Кроме тросов 104В буи 50 якорного крепления также могут быть соединены друг с другом с помощью натянутого троса 105 (для надежности или когда отсутствуют райзеры). В этой конфигурации верхние части 56В якорных оттяжек очень легки и провисают, так что мал вес якорных оттяжек, поддерживаемых соединительным буем 16. Следовательно, создается искусственная глубина в воде и поэтому верхние части 56В якорных оттяжек и шланги-перемычки 64 не зависят от предварительного натяжения системы, соединительного устройства 16, перемещающегося с перемычками 64 и верхними частями 56В якорных оттяжек. Искусственная глубина в воде позволяет использовать короткие верхние части 56В якорных оттяжек и шланги-перемычки 64, что минимизирует подвешенную массу. Следовательно, может быть упрощена конструкция соединительного буя, она характеризуется меньшей плавучестью, имеет меньшие размеры и меньший вес.
На фиг.1с показана система по фиг.1а в случае, когда соединительный буй 16А отсоединен от судна. Буй 16А является плавучим элементом, а верхние части 56А тросов и шланги-перемычки 64А, соединенные с буем, тонут в воде. При погружении буя, он поддерживает все меньшие части шлангов-перемычек 64А до тех пор, пока буй не достигнет стабильной глубины. Заметим, что все несущие вес верхние части якорной системы и системы перемещения флюидов соединены по горизонтали, так что они вместе перемещаются по горизонтали. Таким образом, когда соединительный буй 16 или 16А перемещается по горизонтали, пружинные буи 50 и буй 102 райзера будут перемещаться по горизонтали, так как все они соединены по горизонтали.
На фиг.1d показана система по фиг.1b в случае, когда соединительный буй 16В отсоединен от судна. После отсоединения соединительное устройство 16В расположено под буем 102В райзера и буями 50 якорного крепления. Благодаря этой конфигурации уменьшено относительное перемещение нижних частей 100В райзеров. На фиг.1d показано, что пружинные буи 50 и буи 102В райзеров будут перемещаться по горизонтали, так как все они соединены по горизонтали с помощью натянутых тросов 104В и 105. Кроме того, так как конфигурация с фиг.1b позволяет отсоединить по вертикали соединительное устройство 16В и буи (50, 102В), то это создает искусственную глубину в воде, относительное перемещение нижних частей 100 райзера уменьшается и поддерживаемые соединительным устройством части шлангов-перемычек 64В и верхние части 56В якорных оттяжек достигнут стабильной глубины, которая больше глубины при конфигурации по фиг.1а, которая показана в погруженном состоянии на фиг.1с. Большая глубина расположения соединительного устройства 16В объясняется тем, что буи 50 не расходятся дальше при перемещении вниз соединительного устройства 16В.
Автор заявки располагает связанные пружинные буи 50 и буи 102В райзеров по фиг.1d близко под областью 40 волновой активности и предпочтительно так, чтобы их центры располагались на глубине, меньшей глубины А, под нижней границей 70 указанной области.
На фиг.2 показаны райзеры 91, которые содержат нижние части 90, выполненные в виде стальных цепных райзеров и доходящие до пружинных буев 50, и содержат шланги-перемычки 92, которые доходят до соединительного буя. В системе по фиг.2, шланги, которые образуют верхние части райзеров, соединены с пружинными буями 50 якорного крепления с целью поддержки указанных шлангов. Системы, согласно фиг.1а и 1b и фиг.2, могут быть использованы со стальными цепными райзерами 91, 101 и также могут быть использованы с гибкими райзерами и соединительными элементами.
На фиг.2 буи 50 якорного крепления, которые поддерживают натяжение частей 44 якорных оттяжек и которые поддерживают один конец каждой части 56 якорной оттяжки, являются частями плавучих средств райзеров, которые также поддерживают один конец каждого шланга-перемычки 92. Это исключает необходимость, по меньшей мере, в одном дополнительном буе.
На фиг.3 показан вид сверху судна 14 и системы 12, при этом судно показано пунктирными линиями. Конкретная показанная система содержит три набора якорных устройств 30, которые расположены под углом 120° друг относительно друга и каждая из которых содержит три в целом вертикально расположенные нижние части 44 тросов, которые выполнены из стальных проволочных или полиэфирных тросов. Для каждого набора предусмотрено несколько (предпочтительно, по меньшей мере, три) вертикальных нижних частей 44 тросов, отходящих под немного разными (обычно примерно на 4°, то есть от 2° до 8°) курсами по компасу. Это обеспечивает избыточность для обеспечения достаточного якорного крепления даже в случае, если одна из трех нижних якорных оттяжек разрушится, или в случае повреждения основания.
Ясно показано, что райзеры и буи 102 райзеров расположены между якорными устройствами 30, отстоящими друг от друга на угол 120°. На фиг.3 показано, что буи 102 райзеров и пружинные буи 50 связаны. (В варианте выполнения изобретения, который показан на фиг.1b, кроме тросов 104 между буями 50 якорного крепления может быть добавлен соединительный трос 105).
Для минимизации веса, который необходимо поддерживать на больших глубинах (например, более 500 метров), целесообразно выполнять якорные оттяжки из полиэфирных материалов. Фактически удельный вес полиэфирных материалов составляет от 1,1 до 1,4, так что им нужна только сравнительная небольшая поддержка.
На фиг.4 показан вид сбоку конфигурации буя 102, шлангов-перемычек 64 и прикрепленных нижних частей 100 райзеров по фиг.1а, 1b и 3. Каждый из шлангов-перемычек 64 имеет вид цепной кривой и имеет различную длину, нужную для того, чтобы избежать перекрытия. Длина самого нижнего шланга-перемычки 64 с по фиг.4 примерно на 20% (от 10% до 35%) больше длины верхнего шланга 64а. Это приводит к разделению L1 по вертикали самого верхнего и среднего шланга 64b и разделению L2 самого верхнего и самого нижнего шлангов. Предпочтительно, чтобы разница между длинами соседних шлангов составляла, по меньшей мере, 5% и предпочтительно, чтобы она не превышала 15%. Так как по горизонтали в уплотненной области между якорными оттяжками рядом с судном пространство ограничено, то расстояния между шлангами-перемычками в целом ориентированы по вертикали благодаря разным длинам всех шлангов-перемычек. Это исключает перетирание друг об друга шлангов-перемычек в ограниченном и уплотненном пространстве между якорными оттяжками, которое обычно расположено в области волновой активности. Каждый шланг-перемычка имеет форму J-образной кривой, при этом в целом вертикально расположенная часть отходит вниз от соединительного устройства 16 и большая кривая отходит вниз от в целом вертикально расположенной части 100 и поднимается вверх до буя 102. Альтернативное решение заключается в том, чтобы шланги-перемычки имели форму волнообразной кривой или S-образную форму в случае, когда перемычка не является плавучим элементом.
На фиг.5-8 показаны альтернативные возможные признаки изобретения в случае, когда каждый из райзеров 20 содержит жесткую нижнюю часть 60 райзера, которая отходит от морского дна и доходит до буя 62 райзера, и гибкую верхнюю часть райзера или шланг-перемычку 64, которая в виде цепной кривой доходит до соединительного буя 16.
На фиг.5 показана установка, аналогичная установке по фиг.1а, за исключением того, что для поддержки каждой нижней части 60 райзера используется отдельный буй 62 райзера. Это позволяет каждой нижней части райзера быть натянутой и в виде в целом вертикальной прямой линии располагаться от морского дна до буя 62 вместо того, чтобы каждая нижняя часть райзера имела вид кривой. В остальном установка аналогична установке по фиг.1а, за исключением отсутствия стабилизационного троса между буями 50 якорного крепления и буями 62 райзера. На фиг.5 каждый буй 62 райзера расположен на небольшом расстоянии под областью 40 волновой активности, при этом предпочтительно, чтобы расстояние (до середины каждого буя 12) не было больше глубины А области волновой активности. Обычно высота области волновой активности составляет 50 метров, что является величиной одного порядка с высотой конкретного судна 14 нефтедобычи, хранения и выгрузки, составляющей примерно 35 метров. После отсоединения от судна, соединительный буй 16 должен быть расположен на глубине, по меньшей мере, 25 метров ниже поверхности моря, чтобы находиться ниже верхней половины волновой области, где наблюдается наибольшее перемещение воды и, предпочтительно, должен располагаться ниже всей области волновой активности, то есть на глубине более примерно 50 метров (или даже глубже, если нужно избежать айсбергов). На фиг.5 также показан соединительный буй 16С после его отсоединения от судна. Соединительный буй 16 является плавучим элементом, а верхние части 56 якорных оттяжек и шланги-перемычки 64, присоединенные к бую, тонут в воде, так что буй перемещается вниз до тех пор, пока подъемная сила, действующая на него, не сравняется с тянущим вниз весом частей 56 и шлангов-перемычек 64 (и сил натяжения верхних частей 56 тросов).
На фиг.6 показана установка, аналогичная установке по фиг.5, за исключением того, что в целом горизонтально расположенный стабилизационный трос 72 отходит от каждого буя 50 якорного крепления и доходит до каждого буя райзера. Стабилизационный трос, такой как канат или цепь 72, расположен между каждым пружинным буем и буем райзера с целью уменьшения их относительных горизонтальных перемещений. Этот стабилизационный трос необходим из-за того, что система содержит нижние части 60 в виде цепных райзеров вместо натянутых вертикальных нижних частей райзеров.
На фиг.7 показана установка, которая объединяет системы по фиг.2 и 5, при этом некоторые нижние части 80 райзеров доходят до пружинного буя, который также служит в качестве плавучего средства райзеров, а некоторые райзеры доходят до отдельных буев райзеров. На фиг.7 предусмотрена нижняя часть 80 соединительных райзеров, которая отходит от соединительного буя 16 и доходит до каждого пружинного буя 50 и оттуда доходит до устья 82 скважины.
На фиг.8 показана установка, в которой соединительное устройство 16 В отсоединено и погружено на глубину, большую (его центр глубже) области волновой активности. На указанной фиг.8 показана система по фиг.7, в которой соединительный буй 16В освобожден и погружен в воду, а на поверхности остается буй 84 для подхвата.
Системы, показанные на фиг.5, 7 и 8, также могут быть снабжены стабилизационными тросами, расположенными между вторичными буями 50, 62, в зависимости от условий окружающей среды. Когда соединительный буй 16 (например, фиг.5) отсоединен, буи 50 якорного крепления и буи 62 райзеров будут поддерживать любой дополнительный вес верхних частей 56 якорных оттяжек и шлангов-перемычек 64. Как пружинные буи 50, так и буи 62 райзеров выполнены так, чтобы воспринимать такое изменение веса между соединенным положением и отсоединенным положением соединительного буя 16.
Таким образом, в изобретении предложена улучшенная установка, которая содержит соединительный буй или соединительное устройство, которое соединяет якорные оттяжки и райзеры с судном. Якорные оттяжки содержат нижние части, которые в целом расположены вертикально и доходят до буев якорного крепления, и содержат в целом горизонтальные верхние части, которые в целом расположены горизонтально и доходят до соединительного устройства и удерживают судно от большого дрейфа в сторону от центрального расположения. Райзеры содержат нижние части, которые в целом расположены вертикально и которые доходят до плавучих средств райзеров, включающих в себя общий буй, отдельные буи или буи якорного крепления и гибкие шланги-перемычки, которые доходят до соединительного устройства. Существует разделение по вертикали между плавучими средствами райзеров и соединительным устройством или между любым из буев райзеров или буев якорного крепления, так что перемещение соединительного устройства не может вызвать существенного перемещения по вертикали (более чем на 10% от вертикального перемещения соединительного устройства) буя райзера или буя якорного крепления. Это минимизирует массу, которую необходимо перемещать вверх при поднятии соединительного устройства с целью повторного соединения с судном.
Когда соединительное устройство отсоединено, обычно, но не всегда, соединительное устройство расположено выше буев райзеров (см. фиг.1d). Соединительное устройство соединено с нижней частью райзера и с буем райзера с помощью гибкого шланга-перемычки, который имеет вид J-образной кривой, так что шланг-перемычка отходит вниз от соединительного устройства до глубины, большей глубины расположения буя райзера, и далее, изгибаясь, идет вверх до буя райзера.
На чертежах показаны варианты выполнения изобретения, в которых плавучей единицей является судно, такое как судно нефтедобычи, хранения и выгрузки, но это судно может быть судном любого типа (плавучее нефтеналивное хранилище (ПНХ), плавучее хранилище с установкой регазификации…) и плавучей единицей любого типа, например, крупной обитаемой плавучей платформой-нефтехранилищем с беспричальным наливом и плавучей установкой нефтедобычи (ПУН).
Хотя здесь описаны и проиллюстрированы конкретные варианты выполнения изобретения, ясно, что специалисты в рассматриваемой области легко предложат модификации и изменения и необходимо учесть, что формула изобретения покрывает все такие модификации и эквиваленты.
1. Морская система (12) перемещения флюидов, которая содержит плавучую единицу (14), соединительный буй (16) или плавучий соединительный элемент, который выполнен с возможностью соединения и отсоединения от плавучей единицы, множество райзеров (101), которые отходят от морского дна и доходят до соединительного буя, и множество якорных оттяжек (30), каждая из которых отходит от морского дна и доходит до соединительного элемента, причем указанная система содержит множество буев (50) якорного крепления, при этом каждая якорная оттяжка содержит нижнюю часть (44) якорной оттяжки, которая отходит от морского дна и доходит до одного из указанных буев якорного крепления, и содержит верхнюю часть (56) якорного крепления, которая отходит от соответствующего буя якорного крепления и доходит до соединительного буя; плавучее средство (102, 102В, 62) райзера, которое способно плавать в воде и предназначено для поддержания части каждого из указанных райзеров, при этом каждый из указанных райзеров содержит нижнюю часть (100, 60) райзера, которая отходит от морского дна и доходит до плавучего средства райзера, и содержит верхнюю часть (64) райзера, которая отходит от плавучего средства райзера и доходит до соединительного буя.
2. Система по п.1, в которой каждый из указанных буев якорного крепления соединен, в основном, горизонтально расположенными тросами (104, 104В, 72) с плавучим средством райзера.
3. Система по п.2, в которой указанный в целом горизонтально расположенный трос натянут для расположения буя якорного крепления ближе к плавучему средству райзера и для уменьшения длины перемычек и/или верхних частей якорных оттяжек.
4. Система по п.1, в которой плавучее средство райзера не содержит, в основном, вертикально расположенного поддерживающего вес соединения с соединительным буем для предотвращения совместного перемещения по вертикали плавучего средства райзера и соединительного буя.
5. Система по п.4, в которой плавучее средство райзера содержит общий буй (102), при этом нижняя часть каждого из указанного множества райзеров поддерживается общим буем.
6. Система по п.1, в которой плавучее средство райзера содержит множество отдельных буев (102В, 62), по одному бую на каждый райзер.
7. Система по п.1, в которой плавучее средство райзера содержит множество отдельных буев (102В, 62), при этом каждая нижняя часть каждого из указанного множества райзеров поддерживается своим буем из указанных буев райзера, причем каждый буй райзера не содержит прямого, в основном, вертикально расположенного поддерживающего вес соединения с указанным соединительным буем.
8. Система по п.1, в которой каждая верхняя часть райзера содержит гибкий шланг-перемычку (64), который имеет форму J-образной кривой, при этом шланг-перемычка отходит от соединительного буя вниз до глубины, большей глубины расположения плавучего средства райзера, а затем изгибается и проходит вверх до плавучего средства райзера, причем шланг-перемычка обеспечивает возможность соединительному бую перемещаться вниз относительно общего буя посредством удлинения одной части J-образной кривой.
9. Система по п.1, в которой плавучее средство райзера содержит общий буй (102), при этом все указанное множество райзеров поддерживается общим буем и каждый райзер содержит отдельный гибкий шланг-перемычку (64); причем шланги-перемычки (64а, 64b, 64с) расположены так, что низ каждого представляет собой цепную кривую и указанные цепные кривые шланга-перемычки по вертикали отстоят друг от друга на расстояние (L1, L2).
10. Система по п.1, которая содержит плавучее средство райзера с множеством отдельных буев (62, 102, 102В), которые отстоят на некотором расстоянии от буев якорного крепления; а также множество, в основном, горизонтально расположенных стабилизационных тросов (104, 104В), каждый из которых отходит от буев якорного крепления и доходит до одного из буев райзеров.
11. Система по п.1, в которой плавучее средство райзера сформировано множеством буев якорного крепления, при этом каждый из райзеров поддерживается одним из буев якорного крепления.
12. Морская система перемещения флюидов, которая содержит плавучую единицу (14), плавучее соединительное устройство (16), которое выполнено с возможностью соединения и отсоединения от плавучей единицы, множество райзеров (101), которые отходят от морского дна и доходят до соединительного устройства, и множество якорных оттяжек (30), каждая из которых содержит нижнюю часть (44) якорной оттяжки, которая отходит от морского дна и доходит до якорного буя, и содержит верхнюю часть (56) якорного крепления, которая отходит от якорного буя и доходит до соединительного устройства, причем указанная система содержит плавучее средство (102, 102В, 62) райзера, которое способно плавать в воде и которое расположено ниже указанного соединительного устройства и которое расположено ближе к поверхности моря, чем к морскому дну, при этом каждый из указанных райзеров содержит нижнюю часть (100) райзера, которая отходит от морского дна и доходит до плавучего средства райзера, и содержит верхнюю часть (64) райзера, которая отходит от плавучего средства райзера и доходит до соединительного устройства; множество натянутых тросов (104В), которые, в основном, расположены горизонтально и соединяют буи якорного крепления с плавучим средством райзера, при этом верхние части (56В) якорных оттяжек не натянуты и не тянут соединительное устройство вниз.
13. Система по п.12, которая не содержит передающего вес соединения с соединительным устройством, отходящего от указанного буя якорного крепления и от указанного плавучего средства райзера, причем, когда плавучее соединительное устройство соединено с плавучей единицей, соединительное устройство не поддерживает буй якорного крепления или плавучее средство райзера.
14. Система по п.12, в которой море содержит область (40) волновой активности, которая тянется до заранее заданной глубины (А), равной примерно 50 м, ниже поверхности моря, и когда соединительное устройство отсоединено от плавучей единицы, середина указанного соединительного устройства расположена не выше нижней границы указанной области волновой активности; указанная плавучая единица содержит корпус (14) с днищем (14b); причем, когда соединительное устройство соединено с плавучей единицей, часть высоты указанного соединительного устройства расположена под указанным днищем корпуса, с целью уменьшения высоты вертикального перемещения соединительного устройства.
Приоритет по пунктам:
12.06.2007 по пп.1-14.
