NO20141434A1 - BACK-UP MISSING ARRANGEMENT - Google Patents
BACK-UP MISSING ARRANGEMENT Download PDFInfo
- Publication number
- NO20141434A1 NO20141434A1 NO20141434A NO20141434A NO20141434A1 NO 20141434 A1 NO20141434 A1 NO 20141434A1 NO 20141434 A NO20141434 A NO 20141434A NO 20141434 A NO20141434 A NO 20141434A NO 20141434 A1 NO20141434 A1 NO 20141434A1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- mooring
- floating structure
- positioning system
- positioning arrangement
- arrangement
- Prior art date
Links
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 13
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 6
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims description 3
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 3
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 3
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 claims description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000013016 damping Methods 0.000 abstract description 6
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 43
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 10
- 238000004873 anchoring Methods 0.000 description 7
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- 230000004308 accommodation Effects 0.000 description 2
- 230000036316 preload Effects 0.000 description 2
- 241000478345 Afer Species 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000009661 fatigue test Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING
- B63B22/00—Buoys
- B63B22/04—Fixations or other anchoring arrangements
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING
- B63B21/00—Tying-up; Shifting, towing, or pushing equipment; Anchoring
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING
- B63B21/00—Tying-up; Shifting, towing, or pushing equipment; Anchoring
- B63B21/16—Tying-up; Shifting, towing, or pushing equipment; Anchoring using winches
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING
- B63B21/00—Tying-up; Shifting, towing, or pushing equipment; Anchoring
- B63B21/50—Anchoring arrangements or methods for special vessels, e.g. for floating drilling platforms or dredgers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING
- B63B43/00—Improving safety of vessels, e.g. damage control, not otherwise provided for
- B63B43/18—Improving safety of vessels, e.g. damage control, not otherwise provided for preventing collision or grounding; reducing collision damage
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
- B63H25/00—Steering; Slowing-down otherwise than by use of propulsive elements; Dynamic anchoring, i.e. positioning vessels by means of main or auxiliary propulsive elements
- B63H25/42—Steering or dynamic anchoring by propulsive elements; Steering or dynamic anchoring by propellers used therefor only; Steering or dynamic anchoring by rudders carrying propellers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING
- B63B27/00—Arrangement of ship-based loading or unloading equipment for cargo or passengers
- B63B27/14—Arrangement of ship-based loading or unloading equipment for cargo or passengers of ramps, gangways or outboard ladders ; Pilot lifts
- B63B2027/141—Arrangement of ship-based loading or unloading equipment for cargo or passengers of ramps, gangways or outboard ladders ; Pilot lifts telescopically extendable
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING
- B63B27/00—Arrangement of ship-based loading or unloading equipment for cargo or passengers
- B63B27/30—Arrangement of ship-based loading or unloading equipment for transfer at sea between ships or between ships and off-shore structures
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Ocean & Marine Engineering (AREA)
- Public Health (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Laying Of Electric Cables Or Lines Outside (AREA)
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
- Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
- Foundations (AREA)
- Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
- Control And Other Processes For Unpacking Of Materials (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
Abstract
Oppfinnelsen omhandler et posisjoneringssystem for fortøyning av en første flytende struktur til en andre struktur, for eksempel en FAU til en FPSO. Systemet omfatter et hovedposisjoneringsarrangement for opprettholdelse av den første flytende strukturen ved en forhåndsbestemt avstand (lc) fra den andre strukturen. Systemet omfatter videre et tilleggsposisjoneringsarrangement eller et back-up system for fortøyning av den første flytende strukturen til en underliggende havbunn med for eksempel et anker. Dette tilleggsposisjoneringsarrangementet er konfigurert til å etablere, i tilfelle svikt i hovedposisjoneringsarrangementet, en resultantkraft (Fres) som virker på den første flytende strukturen, hvilken kraft har en størrelse og retning som sikrer opprettholdelse av en minimumsavstand (lmin) mellom den første flytende strukturen og den andre strukturen. Resultantkraften er den totale kraften som virker på den første flytende strukturen og innebærer for eksempel en bølgeaddert masse, en dempekraft, en horisontal kraftkomponent fra tilleggsposisjoneringsarrangementet og en totalkraft fra hovedposisjoneringsarrangementet.The invention relates to a positioning system for mooring a first floating structure to a second structure, for example an FAU to an FPSO. The system comprises a main positioning arrangement for maintaining the first floating structure at a predetermined distance (1c) from the second structure. The system further comprises an additional positioning arrangement or a back-up system for mooring the first floating structure to an underlying seabed with, for example, an anchor. This auxiliary positioning arrangement is configured to establish, in the event of failure of the main positioning arrangement, a resultant force (Fres) acting on the first floating structure, which force has a magnitude and direction ensuring a minimum distance (lmin) between the first floating structure and the other structure. The resultant force is the total force acting on the first floating structure and involves, for example, a wave-added mass, a damping force, a horizontal force component from the auxiliary positioning arrangement and a total force from the main positioning arrangement.
Description
Teknisk fagfelt: Technical field:
Den foreliggende oppfinnelsen omhandler et posisjoneringssystem for fortøyning av en første flytende struktur til en andre struktur som angitt i den innledende delen av krav 1, samt en installasjon som benytter det oppfinneriske posisjoneringssystemet. The present invention relates to a positioning system for mooring a first floating structure to a second structure as stated in the introductory part of claim 1, as well as an installation that uses the inventive positioning system.
Bakgrunn og kjent teknikk: Background and known technique:
Det finnes systemer som unngår kollisjoner mellom to offshorestrukturer som eksemplifisert i patentpublikasj on GB2096963 hvor det beskrives en løsning hvor strekkliner forløper med en maksimal lengde mellom et fartøy og dedikerte fortøyningsliner til en plattform. Videre viser patentpublikasj on US 5'159'891 en løsning som muliggjør trekk av et forsyningsfartøy bort fra en plattform ved bruk av et sett av fortøyningsliner. Hovedformålet i sistnevnte er å muliggjøre posisjoneringstilpasninger uten behov for å tilbakestille (Eng. re-set) noen ankre. There are systems that avoid collisions between two offshore structures as exemplified in patent publication GB2096963 where a solution is described where tension lines run with a maximum length between a vessel and dedicated mooring lines to a platform. Furthermore, patent publication US 5'159'891 shows a solution which enables the towing of a supply vessel away from a platform using a set of mooring lines. The main purpose of the latter is to enable positioning adjustments without the need to reset (Eng. re-set) any anchors.
Imidlertid viser ikke noen av de nevnte kjente publikasjonene tilleggs- eller back-up posisjoneringsarrangement som er konfigurert til å fortøyes mellom en flytende offshorestruktur som skal posisjoneres og en havbunn, og der posisjoneringsarrangement kan tilveiebringe en resultantkraft i retning bort fra den forbundne andre strukturen i tilfelle svikt i det primære-/ hovedposisjoneringsarrangementet, og hvor resultantkraften er tilstrekkelig til å opprettholde en minimumsavstand mellom de to strukturene. However, none of the aforementioned known publications discloses additional or back-up positioning arrangement configured to be moored between a floating offshore structure to be positioned and a seabed, and where the positioning arrangement can provide a resultant force in a direction away from the connected second structure in the event failure of the primary/main positioning arrangement, and where the resultant force is sufficient to maintain a minimum distance between the two structures.
Det er derfor et formål med den foreliggende oppfinnelsen å tilveiebringe et back-up posisjoneringsarrangement som sikrer en minimumsavstand mellom en flytende struktur og en annen struktur i tilfelle svikt i den flytende strukturens hovedposisjoneringssystem. It is therefore an object of the present invention to provide a back-up positioning arrangement which ensures a minimum distance between a floating structure and another structure in the event of failure of the floating structure's main positioning system.
Sammendrag av oppfinnelsen: Summary of the invention:
Den foreliggende oppfinnelsen er fremlagt ogkarakteriserti de selvstendige kravene, mens de uselvstendige kravene angir andre karakteristikker ved oppfinnelsen. The present invention is presented and characterized in the independent claims, while the non-independent claims indicate other characteristics of the invention.
Oppfinnelsen omhandler spesielt et posisjoneringssystem egnet for fortøyning av en første flytende struktur til en andre struktur. Systemet omfatter et hovedposisjoneringsarrangement egnet til opprettholdelse av den første flytende strukturen i en forhåndsbestemt avstand (/c) fra den andre strukturen. Systemet er viderekarakterisert vedat det omfatter et tilleggsposisjoneringsarrangement eller et back-up system egnet til fortøyning av den første flytende strukturen til en underliggende havbunn med for eksempel et anker. Dette tilleggsposisjoneringsarrangementet er konfigurert til å etablere, i tilfelle svikt i hovedposisjoneringsarrangementet, en resultantkraft ( Fres) som virker i det minste indirekte på den første flytende strukturen, hvilken kraft har en størrelse og retning som sikrer opprettholdelse av en minimumsavstand mellom den første flytende strukturen og den andre strukturen. Videre kan nevnte minimumsavstand (/„,,-„) spenne (Eng. range) fra nær null, som er nærme direkte sammenstøt, og opp til en avstand som er antatt tilstrekkelig sikker for det tiltenkte formålet, for eksempel innenfor et område fra 10 meter til 100 meter. Den første flytende strukturen kan være en «floating accommodation unit» (FAU) og den andre strukturen kan være en hydrokarbon produksjonsfasilitet slik som en flytende produksjon, lagring og lossing (Eng. floating production, storage and offloading) (FPSO) enhet. The invention relates in particular to a positioning system suitable for mooring a first floating structure to a second structure. The system comprises a main positioning arrangement suitable for maintaining the first floating structure at a predetermined distance (/c) from the second structure. The system is further characterized in that it comprises an additional positioning arrangement or a back-up system suitable for mooring the first floating structure to an underlying seabed with, for example, an anchor. This additional positioning arrangement is configured to establish, in the event of failure of the main positioning arrangement, a resultant force ( Fres ) acting at least indirectly on the first floating structure, which force has a magnitude and direction ensuring the maintenance of a minimum distance between the first floating structure and the other structure. Furthermore, said minimum distance (/„,,-„) can span (Eng. range) from close to zero, which is close to direct impact, and up to a distance that is assumed to be sufficiently safe for the intended purpose, for example within a range from 10 meters to 100 meters. The first floating structure can be a floating accommodation unit (FAU) and the second structure can be a hydrocarbon production facility such as a floating production, storage and offloading (FPSO) unit.
I en foretrukket utførelse er tilleggsposisjoneringsarrangementet anordnet på den første flytende strukturen, og vender bort fra den andre strukturen under bruk. In a preferred embodiment, the additional positioning arrangement is arranged on the first floating structure, facing away from the second structure during use.
I en annen foretrukket utførelse omfatter posisjoneringssystemet et strekkmiddel som er monterbart på den første flytende strukturen og forbundet til en første ende av tilleggsposisjoneringsarrangementet. Nevnte strekkmiddel, for eksempel én eller flere vinsjer, er egnet til å tilveiebringe kontrollerbart strekk langs tilleggsposisjoneringsarrangementet. Videre er nevnte strekkmiddel fortrinnsvis konfigurert for å muliggjøre styring av minimumsavstanden ( lmi„) ved å regulere strekket langs tilleggsposisjoneringsarrangementet. In another preferred embodiment, the positioning system comprises a tensioning means which is mountable on the first floating structure and connected to a first end of the additional positioning arrangement. Said tensioning means, for example one or more winches, is suitable for providing controllable tension along the additional positioning arrangement. Furthermore, said tensioning means is preferably configured to enable control of the minimum distance (lmi„) by regulating the tension along the additional positioning arrangement.
I en annen foretrukket utførelse omfatter tilleggsposisjoneringsarrangementet videre én eller flere fortøyningsliner slik som et kjede, en kabel, et tau, en vaier, etc, eller kombinasjoner av disse. Fortøyningslinen(e) kan forbindes ved en første ende til den første flytende strukturen og er forbundet ved en andre ende til et havbunnsfortøyningsmiddel. I denne utførelsen er den største horisontale komponenten til fortøyningslinen, eller fortøyningslinene, under bruk i en retning bort fra den andre strukturen. Følgelig kan fortøyningslinen(e) også være konfigurert ikke-parallelle til en rett linje trukket gjennom både den første flytende strukturen og den andre strukturen. Imidlertid bør resultanthorisontalkraften, i den spesifikke utførelsen, ha en nettokraft langs denne rette linjen og i retning bort fra den andre strukturen. Fortøyningslinen, eller minst én av fortøyningslinene, er fortrinnsvis orientert i parallell, eller nesten parallelt, med nevnte rette linje. In another preferred embodiment, the additional positioning arrangement further comprises one or more mooring lines such as a chain, a cable, a rope, a cable, etc., or combinations thereof. The mooring line(s) may be connected at a first end to the first floating structure and is connected at a second end to a seabed mooring means. In this embodiment, the largest horizontal component of the mooring line, or mooring lines, is in use in a direction away from the second structure. Accordingly, the mooring line(s) may also be configured non-parallel to a straight line drawn through both the first floating structure and the second structure. However, the resultant horizontal force, in the specific embodiment, should have a net force along this straight line and in a direction away from the other structure. The mooring line, or at least one of the mooring lines, is preferably oriented parallel, or almost parallel, to said straight line.
I en annen foretrukket utførelse omfatter tilleggsposisjoneringsarrangementet to eller flere fortøyningsliner, hvor hver av fortøyningslinene har sin største komponent orientert parallelt med den underliggende havbunnen og i retning bort fra den andre strukturen under bruk. I tillegg definerer den horisontale komponenten til de to fortøyningslinene i denne utførelsen et plan parallelt med den underliggende havbunnen, hvilket har en gjensidig vinkel på mindre enn 120°, fortrinnsvis mindre enn 90°, enda mer foretrukket mindre enn 45°, enda mer foretrukket mindre enn 25°, for eksempel parallelt eller nær parallell. In another preferred embodiment, the additional positioning arrangement comprises two or more mooring lines, where each of the mooring lines has its largest component oriented parallel to the underlying seabed and in a direction away from the other structure in use. In addition, the horizontal component of the two mooring lines in this embodiment defines a plane parallel to the underlying seabed, which has a mutual angle of less than 120°, preferably less than 90°, even more preferably less than 45°, even more preferably less than 25°, for example parallel or close to parallel.
I en annen foretrukket utførelse omfatter tilleggsposisjoneringsarrangementet en første langstrakt del slik som en vaier som kan forbindes ved én ende til den første flytende strukturen, og en andre langstrakt del slikt som et kjede forbundet mellom et havbunnsfortøyningsmiddel og den andre enden til den første langstrakte delen, hvor vekten og/eller stivheten til den andre langstrakte delen er høyere enn den første langstrakte delen. Lengden til den andre langstrakte delen er fortrinnsvis mindre enn lengden til den første langstrakte delen, mer foretrukket mindre enn 30 % av lengden til den langstrakte delen, enda mer foretrukket mindre enn 20 %, for eksempel rundt 10 %. In another preferred embodiment, the additional positioning arrangement comprises a first elongate part such as a cable connectable at one end to the first floating structure, and a second elongate part such as a chain connected between a seabed mooring means and the other end of the first elongate part, wherein the weight and/or stiffness of the second elongated part is higher than the first elongated part. The length of the second elongated part is preferably less than the length of the first elongated part, more preferably less than 30% of the length of the elongated part, even more preferably less than 20%, for example around 10%.
I en annen foretrukket utførelse omfatter hovedposisjoneringsarrangementet et dynamisk posisjoneringssystem, for eksempel et kombinert posisjoneringsarrangement omfattende både et dynamisk posisjoneringssystem og et fortøyningslinesystem. In another preferred embodiment, the main positioning arrangement comprises a dynamic positioning system, for example a combined positioning arrangement comprising both a dynamic positioning system and a mooring line system.
Oppfinnelsen omfatter også en installasjon slik som en installasjon egnet til hydrokarbonproduksjon. Installasjonen omfatter en første flytende struktur, en andre struktur og et posisjoneringssystem ifølge hvilke som helst av de ovenfor nevnte trekkene. The invention also includes an installation such as an installation suitable for hydrocarbon production. The installation comprises a first floating structure, a second structure and a positioning system according to any of the aforementioned features.
I en foretrukket utførelse omfatter installasjonen videre en bro eller gangvei som sammenkopler den første flytende strukturen og den andre strukturen, fortrinnsvis en utkoplbar teleskopisk gangvei. In a preferred embodiment, the installation further comprises a bridge or walkway which connects the first floating structure and the second structure, preferably a detachable telescopic walkway.
I den etterfølgende beskrivelsen, er det angitt en rekke spesifikke detaljer for å gi en grundig forståelse av utførelser av det krevde posisjoneringssystemet og den assosierte installasjonen. Imidlertid, vil en med kunnskap innen det relevante fagområdet, innse at disse utførelsene kan praktiseres uten én eller flere av de spesifikke detaljene, eller med andre komponenter, systemer, etc. I andre eksempler, er ikke velkjente strukturer eller operasjoner vist, ei heller beskrevet i detalj, for å unngå uklare aspekter ved de viste utførelsene. In the following description, a number of specific details are set forth to provide a thorough understanding of embodiments of the claimed positioning system and associated installation. However, one skilled in the relevant art will recognize that these embodiments may be practiced without one or more of the specific details, or with other components, systems, etc. In other examples, well-known structures or operations are not shown, nor described in detail, to avoid unclear aspects of the embodiments shown.
Kort beskrivelse av figurene: Brief description of the figures:
Fig. la og lb er henholdsvis en skisse sett ovenfra og en skisse sett fra siden, av en installasjon som benytter et posisjoneringssystem ifølge én utførelse av oppfinnelsen, Fig. 2 viser en fortøyningslineprofil av en 2500 m lang, 90 mm tykk fortøyningsvaier som forløper fra havoverflaten til et vanndyp på 300 m når den utsettes for line-strekk på 4000 kN, Figur 3 viser grafer som representerer den dynamiske oppførselen i bølger ved ulike initielle strekknivåer til den første flytende strukturen som funksjon av tiden etter en svikt i et hovedposisjoneringsarrangement, der den første flytende strukturen er forankret ved et dyp på 100 m av to 1500 m lange vaiere med en tykkelse på 90 mm, Figur 4 viser grafer som presenterer den dynamiske oppførselen i bølger til den første flytende strukturen som en funksjon av tid etter en svikt i hovedposisjoneringsarrangementet, der en bølgeforskyvning (Eng. surge offset) er satt opp ved å forankre den første flytende strukturen på 100 m dyp med to 1500 m lange vaiere med en tykkelse på 90 mm, og den andre bølgeforskyvningen er satt opp ved en første flytende struktur som er forankret på 100 m dyp med to 800 m lange kjeder med tykkelse på 84 mm, Figur 5 viser grafer som presenterer den dynamiske oppførselen i bølger til den første flytende strukturen som funksjon av tid etter en svikt i hovedposisjoneringsarrangement, der en første bølgeforskyvning er satt opp ved å forankre den første flytende strukturen på 300 m dyp med to 1200 m lange vaiere med en tykkelse på 90 mm, en andre bølgeforskyvning er satt opp ved å forankre den første flytende strukturen på 300 m dyp med to 2500 m lange vaiere med tykkelse på 90 mm, og med et initielt strekk identisk med den første bølgeforskyvningen, og en tredje bølgeforskyvning er satt opp ved å forankre den første flytende strukturen på 300 m dyp med to 2500 m lange kjeder med tykkelse på 90 mm, og med et initielt stekk som er høyere enn de første og andre bølgeforskyvningene, og Figur 6 viser grafer som presenterer den dynamiske oppførselen i bølger til den første flytende strukturen som en funksjon av tid etter en svikt i et hovedposisjoneringsarrangement, der en første bølgeforskyvning er satt opp ved å forankre den første flytende strukturen på 300 m dyp med to 1200 m lange vaiere med tykkelse på 90 mm, en andre bølgeforskyvning er satt opp ved å forankre den første flytende strukturen på 300 m dyp med to 2500 m lange vaiere med tykkelse på 90 mm, og med et initielt strekk som er høyere enn den første bølgeforskyvningen, og en tredje bølgeforskyvning er satt opp ved å forankre den første flytende strukturen på 300 m dyp med to fortøyningsliner omfattende et bunnkjede (Eng. bottom chain) med 200 m lengde og tykkelse 180 mm og en Fig. la and lb are, respectively, a sketch seen from above and a sketch seen from the side, of an installation that uses a positioning system according to one embodiment of the invention, Fig. 2 shows a mooring line profile of a 2500 m long, 90 mm thick mooring cable that runs from the sea surface to a water depth of 300 m when subjected to a line tension of 4000 kN, Figure 3 shows graphs representing the dynamic behavior in waves at various initial tension levels of the first floating structure as a function of time after a failure of a main positioning arrangement, where the first floating structure is anchored at a depth of 100 m by two 1500 m long cables with a thickness of 90 mm, Figure 4 shows graphs presenting the dynamic behavior in waves of the first floating structure as a function of time after a failure of the main positioning arrangement, where a surge offset is set up by anchoring the first floating structure at a depth of 100 m with two 15 00 m long cables with a thickness of 90 mm, and the second wave displacement is set up at a first floating structure anchored at 100 m depth with two 800 m long chains with a thickness of 84 mm, Figure 5 shows graphs presenting the dynamic the behavior in waves of the first floating structure as a function of time after a failure of the main positioning arrangement, where a first wave displacement is set up by anchoring the first floating structure at 300 m depth with two 1200 m long cables of 90 mm thickness, a second wave displacement is set up by anchoring the first floating structure at 300 m depth with two 2500 m long cables of 90 mm thickness and with an initial tension identical to the first wave displacement, and a third wave displacement is set up by anchoring it the first floating structure at 300 m depth with two 2500 m long chains with a thickness of 90 mm, and with an initial cut that is higher than the first and second wave displacements, and Figure 6 shows gr afer presenting the dynamic behavior in waves of the first floating structure as a function of time after a failure of a main positioning arrangement, where a first wave displacement is set up by anchoring the first floating structure at 300 m depth with two 1200 m long cables with thickness of 90 mm, a second wave displacement is set up by anchoring the first floating structure at a depth of 300 m with two 2500 m long cables with a thickness of 90 mm, and with an initial tension higher than the first wave displacement, and a third wave displacement is set up by anchoring the first floating structure at a depth of 300 m with two mooring lines comprising a bottom chain (Eng. bottom chain) with 200 m length and thickness 180 mm and a
toppvaier med 450 m lengde og tykkelse 90 mm, og med et initielt strekk mindre enn de første og andre bølgeforskyvningene, top cables with a length of 450 m and a thickness of 90 mm, and with an initial stretch less than the first and second wave displacements,
Detaljert beskrivelse av oppfinnelsen Detailed description of the invention
I den foreliggende oppfinnelsen er det fremlagt et tilleggs- eller back-up fortøyningsarrangement 3. Hovedformålet er å unngå kontakt mellom en første flytende struktur 2 og en andre struktur 1 i tilfelle enhver form for svikt i et hovedfortøyningsarrangement 4 til den første flytende strukturen 2, hvilket hovedfortøyningsarrangement 4 er konfigurert til å styre posisjonen til den første flytende strukturen 2 relativt den andre strukturen 1. Hovedfortøyningsarrangementet 4 kan være et Dynamisk Posisjoneringssystem (DP) omfattende én eller flere fremdriftsenheter 4 og/eller en hovedsakelig symmetrisk fordeling av fortøyningsliner som forløper fra den første flytende strukturen 2 til en underliggende havbunn 5. In the present invention, an additional or back-up mooring arrangement 3 is presented. The main purpose is to avoid contact between a first floating structure 2 and a second structure 1 in the event of any kind of failure of a main mooring arrangement 4 to the first floating structure 2, which main mooring arrangement 4 is configured to control the position of the first floating structure 2 relative to the second structure 1. The main mooring arrangement 4 may be a Dynamic Positioning System (DP) comprising one or more propulsion units 4 and/or a substantially symmetrical distribution of mooring lines extending from it first floating structure 2 to an underlying seabed 5.
Et eksempel på en første flytende struktur 2 er en FAU (Eng. floating accommodation unit). Eksempler på en andre struktur 1 kan være en FPSO (flytende produksjon, lagring og lossing) enhet, en FPU (flytende produksjonsenhet) eller en F SO (flytende, lagring og lossing) enhet. An example of a first floating structure 2 is a FAU (Eng. floating accommodation unit). Examples of a second structure 1 may be an FPSO (Floating Production, Storage and Offloading) unit, an FPU (Floating Production Unit) or an F SO (Floating, Storage and Offloading) unit.
I det etterfølgende er det vist en installasjon på figur la og lb som vil bli beskrevet og analysert. En FAU 2 er forbundet til en FPSO 1 via en teleskopisk bro 6. Begrepet teleskopisk bro vil heretter betegne en bro som kan forlenges eller trekkes inn i lengderetningen mellom FAUen 2 og FPSOen 1 relativt en middel-lengde (Eng. mean length) le. Den relative posisjonen til FAUen 2 og FPSOen 1 styres av et flertall DP-fremdriftssystemer 4 fordelt på skroget til FAUen 2. FAUen 2 er videre forbundet til et back-up fortøyningsarrangement 3 omfattende to nesten parallelt orientert fortøyningsliner 3a,3b forløpende fra én eller flere fortøyningsvinsjer 7 plassert på FAUen 2 til en underliggende havbunn 5. Denne, eller disse, vinsjen(e) 7 er i utførelsen anbragt på siden av FAUen 2 og vender bort fra broen som er forbundet til FPSOen 1 og muliggjør kontroll av forspenningen i hver forankringsline 3a,3b. In what follows, an installation is shown on figures la and lb which will be described and analysed. A FAU 2 is connected to an FPSO 1 via a telescopic bridge 6. The term telescopic bridge will henceforth denote a bridge that can be extended or retracted in the longitudinal direction between the FAU 2 and the FPSO 1 relative to a mean length (Eng. mean length) le. The relative position of the FAU 2 and the FPSO 1 is controlled by a plurality of DP propulsion systems 4 distributed on the hull of the FAU 2. The FAU 2 is further connected to a back-up mooring arrangement 3 comprising two almost parallel oriented mooring lines 3a,3b extending from one or more mooring winches 7 placed on the FAU 2 to an underlying seabed 5. This, or these, winch(s) 7 is in the design placed on the side of the FAU 2 and faces away from the bridge which is connected to the FPSO 1 and enables control of the pretension in each mooring line 3a, 3b.
Basert på den ovenfor nevnte installasjonen, er to ulike tilfeller av svikt i DP/ fremdriftsenheter ansett å være mest kritiske: • DP drift- over scenario; Ved et gitt tidspunkt gir DP systemet 4 full fremdrift i retning av FPSOen 1, dvs. i retning av broen. Dette ekstremtilfellet vil analyseres nedenfor. • Blackout scenario: Ved et gitt tidspunkt oppstår en fullstendig svikt av fremdrift. Følgelig skal back-up fortøyningsarrangementet 3 holde FAUen 2 i sikker avstand fra FPSOen 2 med null styringskrefter fra FAUen 2 og muligens meget ugunstige værforhold. Based on the above-mentioned installation, two different cases of failure in DP/propulsion units are considered to be most critical: • DP operation-over scenario; At a given time, the DP system 4 provides full propulsion in the direction of the FPSO 1, i.e. in the direction of the bridge. This extreme case will be analyzed below. • Blackout scenario: At a given point in time, a complete failure of propulsion occurs. Consequently, the back-up mooring arrangement 3 shall keep the FAU 2 at a safe distance from the FPSO 2 with zero steering forces from the FAU 2 and possibly very unfavorable weather conditions.
Figur 1 le representerer den minste klaringen mellom FAUen 2 og FPSOen 1 når den teleskopiske broen 6 er i sin middelposisjon og Im representerer avstanden fra FAUen 2 til et anker 8. Figure 1 le represents the smallest clearance between the FAU 2 and the FPSO 1 when the telescopic bridge 6 is in its middle position and Im represents the distance from the FAU 2 to an anchor 8.
I en første utførelse omfatter fortøyningslinen(e) en vaierbasert line (Eng. wire based line). For eksempel, på et vanndyp d = 100 m, kan en fullstendig vaierbasert line med lengde lwire= 1500 m benyttes. På 300 m dyp kan lengden lwirevære 2500 m. I det minste ett formål ved valg av lengden til fortøyningslinens 3a,b, kan være å redusere vertikale krefter ved ankeret 8 langt under fortøyningslinens 3a,b maksimalt tillatte strekk, for eksempel halvparten av minimum bruddbelastning (Eng. minimum breaking load, MBL). Det kan benyttes vaiere med kortere lengde. Dette vil imidlertid fordre bruk av ankre som er spesielt designet for slike store vertikale krefter. Ankere kan, som et eksempel, være av typen driv nedgraving (Eng. drag embedment), stor holdekapasitetsankre (Eng. high holding capacity anchors). Fortøyningslineprofilen (vanndyp som en funksjon av den horisontale avstanden fra FAUen 2) for et fortøyningslinesystem 3 med to fortøyningsliner 3a,b, et maksimalt vanndyp på 300 m, en middel vaierdiameter på 90 mm og en forspenning på 4000 kN, er vist på figur 2. Forspenningen på 4000 kN er et typisk høyeste strekk som fortøyningslinesystemet kan utsettes for kort etter en DP drift-over. In a first embodiment, the mooring line(s) comprises a wire-based line (Eng. wire-based line). For example, at a water depth d = 100 m, a completely wire-based line of length lwire= 1500 m can be used. At a depth of 300 m, the cable length can be 2500 m. At least one purpose in choosing the length of the mooring line 3a,b can be to reduce vertical forces at the anchor 8 far below the maximum permissible stretch of the mooring line 3a,b, for example half of the minimum breaking load (Eng. minimum breaking load, MBL). Wires of shorter length can be used. However, this will require the use of anchors that are specially designed for such large vertical forces. Anchors can, as an example, be of the drag embedment type, high holding capacity anchors (Eng. high holding capacity anchors). The mooring line profile (water depth as a function of the horizontal distance from the FAU 2) for a mooring line system 3 with two mooring lines 3a,b, a maximum water depth of 300 m, an average cable diameter of 90 mm and a pretension of 4000 kN, is shown in figure 2 .The pretension of 4000 kN is a typical maximum tension that the mooring line system can be subjected to shortly after a DP drift-over.
I en andre utførelse omfatter fortøyningslinen(e) en kjedebasert line. For eksempel kan det benyttes et vanndyp på d = 100 m og en fullstendig kjedebasert line med lengde lCham= 800 m. In a second embodiment, the mooring line(s) comprises a chain-based line. For example, a water depth of d = 100 m and a completely chain-based line of length lCham = 800 m can be used.
I en tredje og foretrukket utførelse omfatter fortøyningslinen(e) en kjedebasert line og vaierbasert line, hvor førstnevnte er forbundet til sitt anker 8. For å redusere totalvekten av fortøyningslinen(e) 3a,b, bør lengden til kjedet fortrinnsvis være vesentlig kortere enn lengden til vaieren. Som et eksempel, kan et slikt kombinert kjede og vaier back-up fortøyningsarrangement som fortøyer FAUen 2 til den underliggende havbunnen 5 med 300 m fortøyningsline(r) 3a,b omfatte et ankerforbundet kjede av grad R2 med middeldiameter på 180 mm og en lengde på 200 m og en vaier forbundet mellom kjedet og FAUen 2 med en diameter på 90 mm og en lengde på 450 m (utenfor rulleklyss In a third and preferred embodiment, the mooring line(s) comprises a chain-based line and cable-based line, where the former is connected to its anchor 8. In order to reduce the total weight of the mooring line(s) 3a,b, the length of the chain should preferably be substantially shorter than the length to the wire. As an example, such a combined chain and wire back-up mooring arrangement mooring the FAU 2 to the underlying seabed 5 with 300 m of mooring line(s) 3a,b may comprise an anchored chain of grade R2 with a mean diameter of 180 mm and a length of 200 m and a wire connected between the chain and the FAU 2 with a diameter of 90 mm and a length of 450 m (outside the roller
9) (Eng. outside fairlead). 9) (Eng. outside fairlead).
Simuleringer Simulations
Full DP drift- over scenario Full DP operation-over scenario
Med referanse til det ovenfor beskrevne full DP drift-over scenariet, har det blitt gjennomført en simulering av de involverte kreftene for samtlige av de ovenfor angitte utførelsene. Igjen, i et DP drift over scenario gir DP systemet 4 full fremdrift i retning av FPSOen, dvs. i retning av broen. With reference to the full DP drift-over scenario described above, a simulation of the forces involved has been carried out for all of the above-mentioned designs. Again, in a DP operation over scenario, the DP system 4 provides full propulsion in the direction of the FPSO, i.e. in the direction of the bridge.
I simuleringen har en lagt til grunn systemet vist på figur 1 og 2, dvs. en FPSO 1, en FAU 2, en teleskopisk bro 6 som sammenkopler FPSOen 1 og FAUen 2, to fortøyningsliner 3,3a,b forbundet mellom FAUen 2 og en underliggende havbunn 5 forankret til et passende dimensjonert anker 8 på siden til FAUen 2 og vendende bort fra FPSOen 1. Som et resultat av den teleskopiske utformingen til broen 6, kan den relative avstanden mellom FAUen 2 og FPSOen 1 variere rundt en middelposisjon FAU middel. Denne variasjonen vil heretter refereres til som en horisontal FAU forskyvning eller FAU forskyvning. På samme måte vil en FAU-forskyvning i retning av FPSOen 1 refereres til som en FAU-bølgeforskyvning. In the simulation, the system shown in figures 1 and 2 has been assumed, i.e. an FPSO 1, a FAU 2, a telescopic bridge 6 that connects the FPSO 1 and the FAU 2, two mooring lines 3,3a,b connected between the FAU 2 and a underlying seabed 5 anchored to a suitably sized anchor 8 on the side of the FAU 2 and facing away from the FPSO 1. As a result of the telescopic design of the bridge 6, the relative distance between the FAU 2 and the FPSO 1 can vary around a mean position FAU mean. This variation will hereafter be referred to as a horizontal FAU displacement or FAU displacement. Similarly, an FAU displacement in the direction of the FPSO 1 will be referred to as an FAU wave displacement.
I simuleringene er DP-systemet 4 antatt å omfatte fire 4,4 MB asimut fremdriftsenheter 4 som muliggjør en maksimal åpent-vann fremdrift på omtrent 810 kN hver, som gir totalt 3240 kN. Dersom en tar høyde for interaksjonen mellom fremdriftsenhet og skrog, er den totalt tilgjengelige fremdriften ansett å være rundt 3000 kN. Videre er modellen som benyttes for simuleringen av den dynamiske forskyvningen til FAUen 2 som en funksjon av tiden etter DP drift-over scenarioet: In the simulations, the DP system 4 is assumed to comprise four 4.4 MB azimuth propulsion units 4 enabling a maximum open-water propulsion of approximately 810 kN each, giving a total of 3240 kN. If one takes into account the interaction between propulsion unit and hull, the total available propulsion is considered to be around 3000 kN. Furthermore, the model used for the simulation of the dynamic displacement of the FAU 2 as a function of time after the DP drift-over scenario is:
irer den horisontale akselerasjonen til FAUen 2, x is forskyvningen til FAUen 2, A er en bølgeaddert masse (Eng. surge added mass), FDer dempekraften, FTer den horisontale komponenten til fortøyningslinestrekket og FDP er den totale kraften fra fremdriftsenhetene 4. ir is the horizontal acceleration of the FAU 2, x is the displacement of the FAU 2, A is a surge added mass (Eng. surge added mass), F is the damping force, FT is the horizontal component of the mooring line tension and FDP is the total force from the propulsion units 4.
Den følgende dempemodellen er antatt: The following damping model is assumed:
der Bi og B2er henholdsvis den lineære og kvadratiske dempekoeffisienten, x er den horisontale hastigheten til FAUen 2. Bidraget fra dempningen av skroget er etablert basert på utmattingstester (Eng. decay tests) med en FPSO av typen Sevan 300 FPSO. Dataene er justert (Eng. sculled) til å ta høyde for de (små) forskjellene i skalering og effekt i forskjellige fortøyningssystem. De etterfølgende verdiene er benyttet for bidraget fra skroget: where Bi and B2 are respectively the linear and quadratic damping coefficients, x is the horizontal speed of the FAU 2. The contribution from the damping of the hull has been established based on fatigue tests (Eng. decay tests) with an FPSO of the type Sevan 300 FPSO. The data has been adjusted (Eng. sculled) to take account of the (small) differences in scaling and effect in different mooring systems. The following values are used for the contribution from the hull:
I tillegg vil drivkraften gi et dempningsbidrag på grunn av den antatte hastighetsavhengigheten til drivkraften (basert på drivkraftkurven til de ovennevnte 4,4 MW fremdriftsenhetene) In addition, the thrust will make a damping contribution due to the assumed speed dependence of the thrust (based on the thrust curve of the above 4.4 MW propulsion units)
Vaierbasert fortøyningssystem vanndyp d= 100 m Wire-based mooring system water depth d= 100 m
Det er antatt et vaierbasert fortøyningssystem 3 omfattende to 1500 m fortøyningsliner 3a,b med en middel vaierdiameter på 90 mm, forankret på et vanndyp på 100 m og utsatt for forspenningsnivåer under normal operasjon på 75 kN og 135 kN, som tilsvarer henholdsvis horisontalt strekk på 40 kN og 100 kN. Ethvert bidrag fra bølger er ignorert. Resultatene er vist på figur 3 og presenterer FAU bølgeforskyvning (forskyvning av FAUen i retning av FPSOen 1) som en funksjon av tiden etter svikt i DP. Den stiplede linjen viser FAU bølgeforskyvningen med liten forspenning og heltrukken linje viser FAU bølgeforskyvningen med høy forspenning. A cable-based mooring system 3 is assumed, comprising two 1500 m mooring lines 3a,b with a mean cable diameter of 90 mm, anchored at a water depth of 100 m and subjected to prestress levels during normal operation of 75 kN and 135 kN, which correspond respectively to horizontal tension of 40 kN and 100 kN. Any contribution from waves is ignored. The results are shown in Figure 3 and present the FAU wave displacement (displacement of the FAU in the direction of the FPSO 1) as a function of time after failure of the DP. The dashed line shows the FAU wave displacement with small bias and the solid line shows the FAU wave displacement with high bias.
En signifikant dynamisk overshoot (Eng. overshoot) kan sees for FAU forskyvningen i retning mot FPSOen (FAU bølgeforskyvning). For det laveste forspenningsnivået (stiplet linje) sees det at den maksimale forskyvningen i retning av FPSOen er omtrent 42 m cirka 75 sekunder etter svikten. For det høyeste forspenningsnivået (heltrukken linje) er den maksimale forskyvningen redusert til omtrent 30 m. En ytterligere reduksjon i maksimal forskyvning kan oppnås ved å øke forspenningen ytterligere med styring av fortøyningsvinsjen(e) 7. I denne simuleringen ble det maksimale strekket i linen under dynamisk overshoot funnet til å være henholdsvis 3750 kN og 3450 kN for det laveste og høyeste forspenningsnivået. A significant dynamic overshoot (Eng. overshoot) can be seen for the FAU displacement in the direction towards the FPSO (FAU wave displacement). For the lowest prestress level (dashed line) it is seen that the maximum displacement in the direction of the FPSO is approximately 42 m approximately 75 seconds after the failure. For the highest pretension level (full tension line), the maximum displacement is reduced to approximately 30 m. A further reduction in maximum displacement can be achieved by further increasing the pretension with control of the mooring winch(s) 7. In this simulation, the maximum tension in the line during dynamic overshoot found to be 3750 kN and 3450 kN for the lowest and highest prestress levels, respectively.
Sammenligning, kjedebasert og vaierbasert fortøyningssystem - vanndyp d = 100 m Comparison, chain-based and cable-based mooring system - water depth d = 100 m
For å muliggjøre en direkte sammenligning mellom et kjedebasert fortøyningssystem og et vaierbasert fortøyningssystem har det blitt utført lignende simuleringer som beskrevet ovenfor for et back-up fortøyningsarrangement omfattende to fortøyningsliner 3a,b på 800 m forankret på et vanndyp på 100 m, men hvor hver fortøyningsline 3a,b omfatter et kjede med diameter på 84 mm og som er utsatt for en forspenning på 325 kN (200 kN i horisontal retning). Resultatene fra FAU bølgeforskyvningen som en funksjon av tid etter svikt i DP med kjede som fortøyningsliner, er vist på figur 4 med stiplet linje. FAU bølgeforskyvningen av det vaierbaserte systemet for forspenning avl35kN(100kNi horisontal retning) er addert for å sammenligne (heltrukken linje). Merk at forspenningsnivået for det kjedebaserte systemet (325 kN) er vesentlig større enn for det ovennevnte vaierbaserte systemet (135 kN) på grunn av mye høyere kjedevekt. Den maksimale FAU forskyvningen sees å være nesten identisk for de to fortøyningssystemene. To enable a direct comparison between a chain-based mooring system and a wire-based mooring system, similar simulations have been carried out as described above for a back-up mooring arrangement comprising two mooring lines 3a,b of 800 m anchored at a water depth of 100 m, but where each mooring line 3a,b comprise a chain with a diameter of 84 mm and which is subjected to a prestress of 325 kN (200 kN in the horizontal direction). The results from the FAU wave displacement as a function of time after failure of the DP with chain as mooring lines are shown in Figure 4 with a dashed line. The FAU wave displacement of the wire-based system for prestressing avl35kN (100kNi horizontal direction) is added for comparison (solid line). Note that the preload level for the chain-based system (325 kN) is significantly greater than for the above-mentioned cable-based system (135 kN) due to much higher chain weight. The maximum FAU displacement is seen to be almost identical for the two mooring systems.
Følgelig, ved å anta at den maksimale FAU bølgeforskyvningen er den kritiske parameteren, vil et vaierbasert system for et vanndyp på 100 m generelt være mer fordelaktig enn et kjedesystem på grunn av dets signifikant lavere horisontale forspenning ved null FAU posisjon (Eng. at zero FAU position). Det er vanligvis ønskelig å minimere denne kraften for å kunne redusere den påkrevde fremdriften for kompensering av forspenningen, og derved redusere drivstofforbruket. Consequently, assuming that the maximum FAU wave displacement is the critical parameter, a cable-based system for a water depth of 100 m will generally be more advantageous than a chain system due to its significantly lower horizontal prestress at zero FAU position (Eng. at zero FAU position). It is usually desirable to minimize this force in order to reduce the required thrust to compensate for the bias, thereby reducing fuel consumption.
Vaierbasert fortøyningssystem - vanndyp d = 300 m Wire-based mooring system - water depth d = 300 m
Det er lagt til grunn et vaierbasert fortøyningssystem 3 omfattende to 2500 m fortøyningsliner 3a,b med en middel vaierdiameter på 90 mm forankret på et vanndyp på 100 m og utsatt for forspenningsnivåer under normal operasjon med horisontale komponenter tilsvarende 290 kN og 400 kN. Alle bidrag fra bølger er ignorert. Resultatene er vist på figur 5 som presenterer FAU bølgeforskyvningen (forskyvningen av FAUen i retning av FPSOen 1) som en funksjon av tiden etter svikt i DP. Den stiplede linjen viser FAU bølgeforskyvningen med en liten forspenning og den heltrukne linjen viser FAU bølgeforskyvningen med stor forspenning. På samme måte som for fortøyningssystemene beskrevet ovenfor for vanndyp på 100 m, sees signifikant dynamisk overshoot ved FAU bølgeforskyvningen. Figur 5 viser også FAU bølgeforskyvningen ved bruk av et vaierbasert fortøyningssystem 3 med 1200 m fortøyningsliner 3a,b (strek-prikket linje). Ved 2500 m er maksimal FAU bølgeforskyvning på omtrent 54 m og omtrent 43 m for et forspenningsnivå langs den horisontale retningen på henholdsvis 290 kN og 400 kN. I dette tilfellet er et forspenningsnivå på 400 kN ansett å være fordelaktig. Igjen, en ytterligere reduksjon i maksimal FAU forskyvning krever en ytterligere økning i forspenning. Generelt anses en FAU bølgeforskyvning høyere enn 40 m å være uønsket på grunn av begrensning i lengde på eksisterende brodesign. På 1500 m ble den maksimale FAU bølgeforskyvningen funnet å være rundt 42 m, som er signifikant mindre enn for fortøyningssystemet med 2500 m vaierlengde ved et identisk forspenningsnivå (290 kN). Imidlertid, i dette tilfellet er den maksimale spenningstoppen (Eng. tension peak) signifikant høyere, nesten 4500 kN. Med en horisontal komponent på forspenningen på 290 kN og 400 kN, vil den påkrevde fremdriften for å kompensere for forspenningen være henholdsvis 580 kN og 800 kN. En reduksjon av middeldiameteren til vaieren fra 90 mm til 70 mm endret ikke den maksimale FAU bølgeforskyvningen signifikant. A cable-based mooring system 3 comprising two 2500 m mooring lines 3a,b with an average cable diameter of 90 mm anchored at a water depth of 100 m and exposed to prestress levels during normal operation with horizontal components corresponding to 290 kN and 400 kN is assumed. All contributions from waves are ignored. The results are shown in Figure 5 which presents the FAU wave displacement (the displacement of the FAU in the direction of FPSO 1) as a function of time after failure of the DP. The dashed line shows the FAU wave shift with a small bias and the solid line shows the FAU wave shift with a large bias. In the same way as for the mooring systems described above for water depths of 100 m, significant dynamic overshoot is seen at the FAU wave displacement. Figure 5 also shows the FAU wave displacement when using a cable-based mooring system 3 with 1200 m mooring lines 3a,b (dash-dotted line). At 2500 m, the maximum FAU wave displacement is about 54 m and about 43 m for a prestress level along the horizontal direction of 290 kN and 400 kN, respectively. In this case, a prestress level of 400 kN is considered to be beneficial. Again, a further reduction in maximum FAU displacement requires a further increase in bias. In general, an FAU wave displacement higher than 40 m is considered undesirable due to the limitation in length of the existing bridge design. At 1500 m, the maximum FAU wave displacement was found to be around 42 m, which is significantly less than for the mooring system with 2500 m cable length at an identical prestress level (290 kN). However, in this case the maximum tension peak is significantly higher, almost 4500 kN. With a horizontal component of the prestress of 290 kN and 400 kN, the required thrust to compensate for the prestress would be 580 kN and 800 kN respectively. A reduction of the mean diameter of the wire from 90 mm to 70 mm did not significantly change the maximum FAU wave displacement.
Vaierbasert og kjedebasert fortøyningssystem - vanndyp d = 300 m Wire-based and chain-based mooring system - water depth d = 300 m
Lignende simuleringer som for det 300 m vaierbaserte systemet har blitt gjennomført for et back-up fortøyningssystem omfattende to fortøyningsliner, hvor hver har en toppvaier med lengde på 450 m (utenfor rulleklyss) med en middeldiameter på 90 mm og en bunnkjedelengde 200 m med en middeldiameter på 180 mm. Den horisontale komponenten til forspenningsnivået er 125 kN. Resultatet av FAU bølgeforskyvningen er vist med heltrukken linje på figur 6, sammen med vaierbaserte fortøyningssystem er på 2500 m / 400 kN (stiplet linje) og 1200 m / 290 kN (strek-prikket linje). For det kombinerte vaierbaserte/ kjedebaserte systemet er FAU bølgeforskyvningen rundt 37 m, som er lavere enn for de to vaierbaserte systemene (begge over 40 m). I tillegg er forspenningsnivået vesentlig mindre. Følgelig, basert på resultatene fra figur 6 er et back-up fortøyningssystem basert på et kombinert bunnkjedesystem og et toppvaiersystem ansett å være den foretrukne utførelsen av oppfinnelsen etter svikt i DP som forårsaker et DP drift-over scenario, også for vanndyp opp til og over 300 m. Similar simulations as for the 300 m cable-based system have been carried out for a back-up mooring system comprising two mooring lines, each having a top cable length of 450 m (excluding roller cleats) with a mean diameter of 90 mm and a bottom chain length of 200 m with a mean diameter of 180 mm. The horizontal component of the prestress level is 125 kN. The result of the FAU wave displacement is shown with a solid line in Figure 6, together with cable-based mooring systems is 2500 m / 400 kN (dashed line) and 1200 m / 290 kN (dash-dotted line). For the combined cable-based/chain-based system, the FAU wave displacement is around 37 m, which is lower than for the two cable-based systems (both above 40 m). In addition, the bias level is significantly lower. Accordingly, based on the results from Figure 6, a back-up mooring system based on a combined bottom chain system and a top wire system is considered to be the preferred embodiment of the invention after failure of the DP causing a DP drift-over scenario, also for water depths up to and above 300 m.
Blackout Blackout
Med referanse til det ovenfor nevnte fullstendige scenariet, dvs. at det ikke er tilgjengelig noe fremdrift i DP-systemet som utgjør hovedfortøyningsarrangementet, har det blitt gjennomført simuleringer av de involverte kreftene i den første og tredje utførelsen, dvs. henholdsvis med et fullstendig vaierbasert fortøyningssystem og et kombinert vaierbasert og kjedebasert system. I dette tilfellet er de mest kritiske forholdene antatt å være bølger som kommer i broretning i retning av FPSOen 2, dvs. bølger i 0 graders retning, se pil 10 på figur la, og med ko-lineært miljø (Eng. co-linear environment). Følgende sett av miljømessige forhold er antatt i denne analysen: With reference to the above-mentioned full scenario, i.e. no propulsion is available in the DP system constituting the main mooring arrangement, simulations of the forces involved have been carried out in the first and third embodiments, i.e. respectively with a fully wire-based mooring system and a combined wire-based and chain-based system. In this case, the most critical conditions are assumed to be waves coming in the direction of the bridge in the direction of the FPSO 2, i.e. waves in the 0 degree direction, see arrow 10 in figure la, and with a co-linear environment ). The following set of environmental conditions is assumed in this analysis:
Hs er den signifikante bølgehøyden, Tp er topp-perioden til bølgespekteret, Uw er den gjennomsnittlige hastigheten til en periode over én time og Uc er strømningshastigheten på overflaten. Hs is the significant wave height, Tp is the peak period of the wave spectrum, Uw is the average velocity over a period of one hour and Uc is the surface flow velocity.
Vaierbasert fortøyningssystem - vanndyp d = 100 m Wire-based mooring system - water depth d = 100 m
Det er lagt til grunn et et vaierbasert fortøyningssystem 3 omfattende to 1500 m fortøyningsliner 3a,b med en middel vaierdiameter på 90 mm forankret på 100 m vanndyp og utsatt for forspenningsnivåer under normal operasjon på 135 kN, som korresponderer med horisontalt strekk på 100 kN. A cable-based mooring system 3 comprising two 1500 m mooring lines 3a,b with a mean cable diameter of 90 mm anchored at 100 m water depth and exposed to prestress levels during normal operation of 135 kN, which corresponds to horizontal tension of 100 kN, is assumed.
I dette tilfellet viser analysene at en situasjon med en signifikant høyde Hs på 10,5 m, er den maksimale FAU bølgeforskyvningen omtrent 35 m. Merk at 10,5 m er vesentlig høyere enn den øvre bølgegrensen for å forbinde FAUen med en FPSO, som er i størrelsesorden 5-7 m. Igjen kan forskyvningen reduseres ved å øke forspenningsnivået under normal drift. Det korresponderende maksimale fortøyningslinestrekket er funnet å være 5692 kN. In this case, the analyzes show that a situation with a significant height Hs of 10.5 m, the maximum FAU wave displacement is approximately 35 m. Note that 10.5 m is significantly higher than the upper wave limit to connect the FAU to an FPSO, which is of the order of 5-7 m. Again, the displacement can be reduced by increasing the preload level during normal operation. The corresponding maximum mooring line tension is found to be 5692 kN.
Kjedebasert og Vaierbasert fortøyningssystem - vanndyp d = 300 m Chain-based and Wire-based mooring system - water depth d = 300 m
Det har blitt gjennomført simuleringer for back-up fortøyningssystem er med vanndyp på 300 m, omfattende to fortøyningsliner, der hver har toppvaiere med lengde på 450 m (utenfor rulleklyss) og en middeldiameter på 90 mm og en bunnkjedelengde på 200 m og middeldiameter på 180 mm. Den horisontale komponenten til forspenningsnivået er 125 kN. Simulations have been carried out for a back-up mooring system with a water depth of 300 m, comprising two mooring lines, each of which has top cables with a length of 450 m (outside roller cleats) and a mean diameter of 90 mm and a bottom chain length of 200 m and mean diameter of 180 etc. The horizontal component of the prestress level is 125 kN.
Generelt er resultatene for dette spesifikke back-up fortøyningssystemet med et vanndyp på 300 m ganske like som resultatene for vanndyp på 100 m for drift-over scenariet. Det kan derfor konkluderes med at et back-up fortøyningssystem vil være i stand til å holde FAUen 2 vekk fra FPSOen 1 i tilfelle fullstendig blackout scenario. Denne konklusjonen gjelder for sjøtilstander der Hs er minst 10 m, noe som er vesentlig høyere enn praktiske operasjonsgrenser når FAUen 2 er forbundet med FPSO 1. In general, the results for this specific back-up mooring system with a water depth of 300 m are quite similar to the results for a water depth of 100 m for the drift-over scenario. It can therefore be concluded that a back-up mooring system will be able to keep FAU 2 away from FPSO 1 in the event of a complete blackout scenario. This conclusion applies to sea conditions where Hs is at least 10 m, which is significantly higher than practical operating limits when FAUen 2 is connected to FPSO 1.
I den foregående beskrivelsen, har ulike aspekter ved sammenstillingen ifølge den foreliggende oppfinnelsen blitt beskrevet med referanse til den illustrerte utførelsen. Med formålet å forklare, spesifikke numre, systemer og konfigurasjoner, fremlagt for å tilveiebringe en dyptgående forståelse av apparatet dets virkemåte. Imidlertid, denne beskrivelsen er ikke ment å skulle fortolkes på en begrensende måte. Ulike modifikasjoner og variasjoner av den viste illustrerte utførelsen, i tillegg til andre utførelser av apparatet som er åpenbare for en fagmann innenfor det angitte fagområdet, skal anses å ligge innenfor rammen til den foreliggende oppfinnelsen. In the foregoing description, various aspects of the assembly according to the present invention have been described with reference to the illustrated embodiment. For the purpose of explaining, specific numbers, systems and configurations, presented to provide an in-depth understanding of the device and its operation. However, this description is not intended to be construed in a limiting manner. Various modifications and variations of the illustrated embodiment shown, in addition to other embodiments of the apparatus which are obvious to a person skilled in the art, shall be considered to lie within the scope of the present invention.
Claims (12)
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NO20141434A NO338076B1 (en) | 2014-11-28 | 2014-11-28 | BACK-UP MISSING ARRANGEMENT |
BR112017011149A BR112017011149A2 (en) | 2014-11-28 | 2015-11-26 | anchor support arrangement |
EP15801156.9A EP3224132B1 (en) | 2014-11-28 | 2015-11-26 | Back-up mooring arrangment |
CN201580064174.7A CN107000817A (en) | 2014-11-28 | 2015-11-26 | Support mooring arrangement |
PCT/EP2015/077781 WO2016083509A1 (en) | 2014-11-28 | 2015-11-26 | Back-up mooring arrangment |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NO20141434A NO338076B1 (en) | 2014-11-28 | 2014-11-28 | BACK-UP MISSING ARRANGEMENT |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO20141434A1 true NO20141434A1 (en) | 2016-05-30 |
NO338076B1 NO338076B1 (en) | 2016-07-25 |
Family
ID=54705178
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO20141434A NO338076B1 (en) | 2014-11-28 | 2014-11-28 | BACK-UP MISSING ARRANGEMENT |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP3224132B1 (en) |
CN (1) | CN107000817A (en) |
BR (1) | BR112017011149A2 (en) |
NO (1) | NO338076B1 (en) |
WO (1) | WO2016083509A1 (en) |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2919671A (en) * | 1957-08-07 | 1960-01-05 | Jersey Prod Res Co | Mooring arrangement |
NO832362L (en) * | 1982-07-14 | 1984-01-09 | Conoco Inc | Buoyancy-FORTOEYNINGSKONSTRUKSJON. |
US5439324A (en) * | 1993-03-01 | 1995-08-08 | Shell Oil Company | Bumper docking between offshore drilling vessels and compliant platforms |
US5390618A (en) * | 1993-05-17 | 1995-02-21 | Reading & Bates Development Co. | Offshore mooring system |
GB0321768D0 (en) * | 2003-09-17 | 2003-10-15 | Ocean Power Delivery Ltd | Mooring system |
WO2009043383A1 (en) * | 2007-10-04 | 2009-04-09 | Exmar N.V. | Floating system and method to operate the same |
NL2008207C2 (en) * | 2012-01-31 | 2013-08-01 | Sea Maester B V | A method of providing access between a floating vessel and a marine structure. |
AU2013100491B4 (en) * | 2012-09-03 | 2014-01-16 | Seacaptaur Ip Ltd | Vessel |
NO336575B1 (en) * | 2012-11-07 | 2015-09-28 | Sevan Marine Asa | Device and method for interconnecting a tanker and a floating loading or unloading terminal |
-
2014
- 2014-11-28 NO NO20141434A patent/NO338076B1/en not_active IP Right Cessation
-
2015
- 2015-11-26 CN CN201580064174.7A patent/CN107000817A/en active Pending
- 2015-11-26 EP EP15801156.9A patent/EP3224132B1/en not_active Not-in-force
- 2015-11-26 BR BR112017011149A patent/BR112017011149A2/en not_active Application Discontinuation
- 2015-11-26 WO PCT/EP2015/077781 patent/WO2016083509A1/en active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
NO338076B1 (en) | 2016-07-25 |
EP3224132B1 (en) | 2018-09-05 |
CN107000817A (en) | 2017-08-01 |
BR112017011149A2 (en) | 2017-12-26 |
EP3224132A1 (en) | 2017-10-04 |
WO2016083509A1 (en) | 2016-06-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Lieng et al. | Installation of two prototype deep penetrating anchors at the Gjoa Field in the North Sea | |
Kim et al. | Dynamic behaviors of conventional SCR and lazy-wave SCR for FPSOs in deepwater | |
NO174701B (en) | Stretch-anchored platform | |
CA2900477C (en) | Apparatus for mooring floater using submerged pontoon | |
CN104203742B (en) | For the system and method for mooring production platform and for protecting production riser and floating production platform to exempt from the method for storm impact | |
JP2017513763A5 (en) | ||
NO336206B1 (en) | Production unit with butchered hanging riser and with custom hull and moonpool | |
CN107000815B (en) | For fixing the device of floating body | |
NO154607B (en) | MARIN CONSTRUCTION. | |
Chuang et al. | Performance change of a semi-submersible production platform system with broken mooring line or riser | |
NO171102B (en) | MARINE CONSTRUCTION EXTENSION SYSTEM | |
NO20110173A1 (en) | Production unit suitable for use of dry valve trees | |
Nguyen et al. | Position-moored drilling vessel in level ice by control of riser end angles | |
NO332120B1 (en) | Floating chassis | |
NO20131235A1 (en) | A floating hull with stabilizer section | |
NO20141434A1 (en) | BACK-UP MISSING ARRANGEMENT | |
KR101715704B1 (en) | Movement Compensator Of Cable Installation Ship And Compensating Method Of Ship Movement Using The Same | |
NO20120012A1 (en) | Semi-submersible floating construction | |
NO20130114A1 (en) | pontoon bridge | |
JPH08276891A (en) | Floating device using both tension mooring and ballast control | |
Kim et al. | Structural performance of deepwater lazy-wave steel catenary risers for FPSOs | |
Su et al. | FPSOS for Deepwater Applications | |
KR101707412B1 (en) | Subsea Bridge System | |
Sabana et al. | Fatigue life of mooring lines on external turret floating LNG for different pretension and water depth | |
Guan et al. | Effect of water depths on the hydrodynamic responses of an FPSO platform |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Lapsed by not paying the annual fees |