Fagstoff

Stigerørbevegelser i havet

Publisert: 01.06.2015, Oppdatert: 05.03.2017
  • Innbygg
  • Enkel visning
  • Lytt til tekst
  • Skriv ut

Sentralt i emnet:

  • Riseren må tåle horisontale og vertikale bevegelser.
  • Flex-jointen gir bevegelsefrihet i horisontal retning.
  • Slipjointen gir bevegelsesfrihet i vertikal retning.
  • Riser tension-systemet holder riseren i strekk selv om riggen beveger seg opp og ned.
  • Oppdriftselementer reduserer belastningen i riseren og på brønnhodet.
  • Dynamisk posisjonering (DP) navigerer etter satelitt og styrer sidepropellene på riggen.

Hivkompensering for stigerør. Illustrasjon.Riser tension 

Riseren (stigerøret) er koblet mellom en flytende enhet i havoverflaten (rigg) og en fast komponent på havbunnen (brønnhodet). For å unngå brudd på grunn av bølgebevegelser og strømninger i havet må riseren ha fleksible ledd som kan ta høyde for både vertikale (opp–ned) og horisontale (sideveis) bevegelser.

Flex-joint (fleksibelt ledd)

For å kompensere for fartøyets sideveis- og rotasjonsbevegelser i havet må riseren ha en komponent som er fleksibel i horisontal retning. En stiv og ubøyelig riser kan lett få brudd på grunn av belastningene den utsettes for, derfor må vi ha fleksible ledd som reduserer belastningene.

Et skip som er koblet på brønnen, må hele tiden justere seg i forhold til vind-/bølgeretning. Det betyr at det snur seg i forhold til brønnen på havbunnen. En flyterigg vil bli påvirket av vind og strømninger i havet og må hele tiden kompensere for bevegelsene. Begge innretningene må holde seg stabilt på stedet over brønnen ved bruk av dynamisk posisjonering (DPDP: Dynamic Positioning, datastyrt navigasjonssystem som bruker satellittkommunikasjon for å holde fartøyet i samme posisjon uansett bølger, vind og strøm i havet. Navigasjonssystemet kommuniserer med systemet for sidepropeller (truster) for å holde fartøyet i posisjon.). Likevel kan det være litt avvik fra senterlinjen underveis i operasjonen.

 

 

En flex-joint er laget slik at den kan håndtere sideveis avvik fra senterlinjen opp til 10 grader. Flex-jointen har en innvendig tetning (pakning) som sørger for at det ikke lekker slam ut i havet. Tetningen er utsatt for mye slitasje på grunn av de konstante bevegelsene og må ofte vedlikeholdes.

I en riser er det vanlig med en flex-joint i øvre del like under diverter og en flex-joint i nedre del like over BOP. I havområder der sterke strømninger kan påvirke riseren, er det vanlig å plassere en flex-joint i midtre seksjon (intermediate flex joint). Denne flex-jointen vil hjelpe til å redusere kreftene som virker på riseren når riseren er frigjort fra BOP-en og fremdeles henger under fartøyet.

Stigerør teleskopledd. Illustrasjon.Riser – slipjoint  

Slipjoint (teleskopledd)

For å kunne kompensere for vertikale bevegelser (bølger og tidevann) er riseren delt i to deler. Delingspunktet i riseren heter slipjoint. Innvendig i slipjointen er det et tetningselement (slip joint packer) mellom de to rørene som hindrer boreslam fra å lekke ut i sjøen.

Slipjointen er utformet som et teleskopledd med ett rør som går inn i et annet. Det indre røret er festet i toppen av riseren, på riggen. Det følger riggens bevegelser opp og ned i sjøen, mens det ytterste røret blir stående i ro. Løsningen hindrer at riggens vertikale bevegelser overfører strekk- og kompresjonskrefter til BOP-en og brønnhodet.

Slipjointen har en slaglengde (stroke) på ca. 15–16 meter, men de fleste brønnaktivitetene må uansett stoppes ved 4–6 meters bølgehøyde for å unngå skade på utstyr i brønnen.

(Utstyr som kjøres innvendig i brønnen (f. eks. borestrengen) er koblet til eget kompenseringsutstyr (drillstring compensator) i boretårnet som avgrenser operasjonsvinduet til ca. 3,5–4 meter bølgeutslag (heave)).

Slipjointen er montert så langt oppe i riseren at den ytre delen står over havoverflaten.

 

Utvendig på slipjointen er det et påkoblingspunkt for hjelpelinjene som går fra riggen til brønnen på utsiden av riseren. Påkoblingspunktet for hjelpelinjene kalles auxilliary line termination point, og er overgangen fra de fleksible slangene til rør langs utsiden av riseren.

Fra riggen/fartøyet er hjelpelinjene utført i fleksible slanger slik at de kan følge riggens bevegelser tilsvarende slaglengden i slipjointen, uten å bli ødelagt. Fra slipjointen og nedover er hjelpelinjene utført i rør som ligger langs utsiden av riseren, til de kommer ned til overgangen ved den nedre flex-jointen. I overgangen går rørene over i en fleksibel slange igjen slik at riserens bevegelser i flex-jointen ikke skader hjelpelinjene.

Strekkfestering for stigerør. Illustrasjon.Stigerør - tension ring 

Riser tension system (strekksystem)

Riseren består av en øvre del, som er festet til riggen, og en nedre del som er montert på LMRP/BOP. Skillet går i de to delene i slipjointen. Den nedre delen er den lengste, ettersom den går fra havbunnen til over havoverflaten. Det er den ytre delen av riseren.

Selv om det monteres oppdriftselementer på riseren, er det ikke nok til å holde den oppreist og stabil i sjøen. Det betyr at den nedre delen av riseren også må festes i riggen. Til dette bruker vi riser tension system som både holder riseren i strekk og kompenserer for riggens vertikale bevegelser.

Riser tension-systemet er koblet til riseren i en tension ring som er montert i den ytre delen av slipjointen. I tensionringen er det koblingspunkt for strekkordningen, det kan være fra 6 til 16 wirefester (WRT – Wire Riser Tensioner), eller systemet kan være direkte koblet til 2–6 hydrauliske sylindre (DAT – Direct Acting Tensioners).

Systemene er laget slik at de kan holde strekk-krefter fra ca. 900 tonn til 2 200 tonn. Festet fra tensionringen går opp på riggen til et kompenseringssystem som drar inn og slipper ut wire eller sylinderlengde etter riggens bevegelser. Kompenseringssystemet er datastyrt og følger bølgebevegelsene. Når riggen går opp med bølgetoppene, slipper kompenseringssystemet ut lengde til sylinder/wire, når riggen går ned i en bølgedal, trekkes kompenseringssystemet inn. Dette gjør at den ytre delen av riseren blir stående i strekk på toppen av brønnen hele tiden, mens den indre delen av riseren følger riggens bevegelser opp og ned.

 

Riser – kompensering og strekkfunksjon    

Selve strekkfunksjonen kan være en kombinasjon av wire med hydrauliske sylindre (WRT), eller kun hydrauliske sylindre (DAT).
WRT-systemet består av flere hydrauliske sylindre som er montert på riggen med wireskive (hjul) på toppen. En wire som er festet i tensionringen på slipjointen, går over hjulet og festes til riggen. Når sylinderen strekkes ut vil wiren dra strekk i riseren, og når sylinderen trekkes sammen, slakkes strekket på riseren. Wirens bevegelse medfører mye slitasje og krever nøye og regelmessig vedlikehold. WRT-systemet har vært vanligst i bruk, men DAT-systemet er godt etablert i markedet på nyere rigger.

DAT-systemet består av store hydrauliske sylindre som er koblet direkte i tensionringen på riseren. Når riggen beveger seg oppover, vil sylindrene kompensere mot riseren ved å strekke ut sylinderen, og når riggen beveger seg nedover, trekker sylinderen seg sammen. Slaglengden på sylindrene er ca. 15 m, det vil si maks 7,5 meter i hver retning.

I operasjonsprogrammet settes normalt en grenseverdi på slaglenden som er vesentlig kortere enn maksgrensen på tensionsystemet. Trykket i systemet kan justeres slik at det holdes riktig og konstant strekk på riseren. Hydraulikkvæsken i sylindrene består av en blanding av glykol og vann, og et system med 6 sylindre har ca. 30 000 liter hydraulikkvæske. Fordelen med DAT-systemet er at det krever mindre overvåkning og vedlikehold, og det krever mindre plass på dekk, ettersom sylindrene går ned i moonpoolen til slipjointen.

 

Relatert innhold

Generelt