一种离岸系统技术方案

用于至少部分在海面以下输送流体的离岸系统，例如用于将石油从油井(9)传送到海面设施(4)。该离岸系统包括柔性输送单元(3)、如管和具有标定位置的第一可移动结构固定点(4a)和第二结构固定点(5a)，该第二结构固定点布置在距离海床一段距离处并就海面而言处于比第一结构固定点(4a)低的位置。柔性输送单元分别固定到第一结构固定点(4a)和第二结构固定点(5a)，以提供在该第一结构固定点(4a)和该第二结构固定点(5a)之间延伸的柔性输送单元的悬链状可提升长度部段，其中该悬链状可提升长度部段具有在标定位置的海底触地点，并且该第一结构固定点(4a)移动离开标定位置的情况下，到第二结构固定点(5a)的距离可增加到足以提升该悬链状可提升长度部段离开海底以形成悬链。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一种离岸系统
本专利技术涉及用于至少部分在海面以下输送流体、诸如石油化学品流体、例如油和/或气的离岸系统。这样的离岸系统例如用于将流体从海底生产井输送到海面设施，例如船舶。
技术介绍
用于输送流体诸如上述类型的石油化学品流体的离岸系统在本领域是众所周知的。其中的流体被从油井井口或其它结构、如位于海床的连接构件(总管)输送到较高的水平高度例如输送到海面设施的离岸系统也称为升管系统。这类离岸系统通常受到因风、水波、水流、水位变化以及重力和与海床作用时的摩擦产生的非常高的变化力。特别地，在具有适合将流体从海床站输送到浮式站、例如海面浮式站、诸如船舶的软管的离岸系统中受到高的力，包括由于浮式站的运动产生的拉力。另外，还存在过度弯曲的危险并因此损坏软管。软管系统的多种构形例如已经在软管操作规程建议(API17B，第四版，2008)第4.2.2.3节进行了描述，例如用于抽升油的标准位置构形，已知分别称为“自由悬垂悬链状”、“低弯度S形(LAZY S)”、“低弯度波形(LAZY WAVE)”和“陡S形(STEEP S)”或“陡波形(STEEP WAVE)”。在这些配置中，软管在海面设施和海床之间和/或在海面设施和中间正浮力件之间呈悬链状延伸，中间正浮力件能在软管部分长度上对软管施加朝海床弯曲的凹弯构形。US4, 740, 050描述了 一种离岸系统，其对应于在软管操作规程建议(API 17B，第四版，2008)中描述的自由悬垂悬链状结构。这种升管系统包括具有J-形结构的升管，用于将烃流体从海底总管或油井井口输送到海面船舶。该升管具有水平部段、竖立部段以及将水平部段和竖立部段相互连接的弯垂部段。水平部段在一端连接到海底总管并沿着海床且与海床摩擦作用地延伸离开总管。竖立部段具有连接到海面船舶的竖向端部。该船舶可用动力推进器或系泊缆保持就位，并且当驶入恒风海且随着烃流体从总管通过升管输送到海面船舶时，船舶保持在站上对升管施加水平拉力。由于海面船舶对升管产生的水平拉力由在升管的水平部段和海床之间的摩擦力吸收。在软管和海床之间的摩擦力可变得非常大并且实际上该系统仅可用于非常低的水深处运行，具有小的水扰动，并且其中由船舶提供的对管的拉力可保持在很低的水平。通常，在这类系统中的软管往往由于与海床的摩擦而受到损坏。US4, 906，137描述了一种用于在海底上的结构和海面上的支承装置之间输送流体的升管系统。海底输油管的下部在安装在软管上的浮力装置和在海底的固定点之间保持拉紧。连接到该固定点的软管下部的一部分具有弯曲部，该弯曲部朝油井井口的方向凹入，软管连接到油井井口。该结构的主要目的是防止管的过度弯曲。类似的系统在US6，109，833有所描述。该系统包括呈悬链曲线延伸的至少一根软管。与该软管相关的中间浮力和支承件将软管分成两部分，即上部和下部。中间件使上部的某区域凹向海底。管上的卡箍以及来自卡箍的缆索保持软管下部的至少一个区域。该缆索被连接到海床的固定件用于张紧软管的下部。缆索和固定件使软管下部的该区域弯曲，该弯曲凹向海床的设备。中间件连接到固定件。在软管下部和固定件之间的缆索具有至少等于软管下部的最小弯曲半径的长度。上述两种系统一般能很好地运行，但它们相对昂贵并且需要相对大的水平空间。W099/66169描述了一种用于在海底设施和位于或靠近海面的设施之间输送流体的升管结构。该升管具有基本竖直延伸的上部，其上端连接到位于海面的设施；沿其长度的至少一部分连接到一个或多个浮力件的升管的中间部；和具有连接到海底设施的下端和连接到该升管的下端的一个或多个配重件的下部。为了平衡在浮力模块和配重模块之间的力以及可能的拉力，该升管用“链条”锚固，其中锚固长度可以调整。这种系统也是相当昂贵的，这不但是由于需要附加设备(浮力模块和类似物)，而且由于系统的复杂安装。US2007/0081862描述了一种升管结构，其中管线至少部分在海床延伸并沿着其弯曲部段从海床向上弯曲。管线朝向设置在水面处的卸料端延伸，其中连接装置在联接点处将管线连接到海床的锚装置，以防止连接点向上移动。浮力模块确保锚固线是拉紧的并控制着地点。从而可以避免在管线和海底之间的不期望有的摩擦，但这种系统同样相当昂贵且很难安装。GB2206144描述了一种用于通过柔性升管来产油的方法，该柔性升管包括从油井延伸出的升管长度段A-B，其在自身重量下弯曲到能够横向运动并或多或少地能水平延伸的部分B-C，其可选地通过在其上设置多个浮力模块保持在海床上方，能够竖向和横向运动长度段B-C从这里上升到海面设施，采油船舶。该升管的抗扭刚度高于其抗弯刚度。这允许船舶在固定的管距离下具有相对油井的高度精确的运动方式，参见该专利文献的第二幅图。没有讨论如何处理管和海床之间的不期望有的摩擦问题。从这种固定的运动方式来看，显然在升管没有设置浮力模块的情况下，升管的水平部分将在船舶这样的运动过程中沿着海床刮擦。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种离岸系统，其包括适于至少部分在海面以下且优选在海床设施和海床上方的浮式设施如海面设施之间输送流体的柔性输送单元，这种离岸系统相对简单、安装简单并且当受到拉力时，柔性输送单元损坏的风险保持在较低水平。本专利技术提供一种新颖的离岸系统，其能实现这种目的。已体现本专利技术的离岸系统和其实施例具有很多优点，从下面的描述将能明白这些优点。适于至少部分在海面以下输送流体的本专利技术的离岸系统由权利要求书限定并如下文所述。本专利技术的离岸系统包括柔性输送单元，包括具有标定位置的第一可移动结构固定点的第一可移动结构，和具有第二结构固定点的第二结构，该第二结构固定点布置成与海床隔开一段距离。该第二结构固定点相对海面而言布置在比该第一结构固定点低的位置。该柔性输送单元分别固定到该第一结构固定点和该第二结构固定点。在该第一结构固定点和该第二结构固定点之间延伸的柔性输送单元段在下文称作柔性输送单元的悬链状可提升长度部段。在该第一结构固定点和该第二结构固定点之间延伸的柔性输送单元的悬链状可提升长度部段具有在标定位置位于海床上的触地点。另外，柔性输送单元的悬链状可提升长度部段布置成使得在第一结构固定点移动离开其标定位置的情况下，到第二结构固定点的距离可增加到足以将该悬链状可提升长度部段提升离开海床以形成悬链。术语“标定位置”具有如下文定义的含义。在一个实施例中，第一结构固定点在其初始位置处在任何方向上没有明显的偏移，其中“明显的”取决于用于柔性输送单元长度段的特定纵向柔性的输送单元长度和类型，使得其不会因不明显的偏移被提升离开海床。第一结构固定点的位置通常由于所述第一结构固定点一般沿远离所述第二结构固定点的方向、但有时朝向所述第二结构固定点的方向移动而偏移离开所述标定位置。换句话说，柔性输送单元的悬链状可提升长度部段没有固定到海床，以具有固定不动的触地点，而是与自由悬垂悬链状结构有一些类似性。然而，由于第二结构固定点的位置在离开海床一段距离处，在其标定位置置放在海床上的悬链状可提升长度部段的部分在牵拉柔性输送单元时可被完全提升离开海底。因此，与如上所述的现有技术中的自由悬垂悬链状结构相比，在海床和悬链状可提升长度部段之间的可能的摩擦力保持在相对低的水平。同时，本专利技术的离岸系统比现有技术中的大多数离本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于至少部分在海面以下输送流体的离岸系统，该离岸系统包括：柔性输送单元；包括具有标定位置的第一可移动结构固定点的第一可移动结构；和具有第二结构固定点的第二结构，该第二结构固定点布置成与海床隔开一段距离处并就海面而言位于比该第一可移动结构固定点低的位置；该柔性输送单元分别固定到该第一可移动结构固定点和该第二结构固定点，以提供在该第一可移动结构固定点和该第二结构固定点之间延伸的柔性输送单元的悬链状可提升长度部段；其中该悬链状可提升长度部段在所述第一可移动结构固定点的标定位置情形下具有位于海床的至少一触地点，并且在该第一可移动结构固定点移动离开其标定位置的情况下，从该第一可移动结构固定点到第二结构固定点的距离可增加到足以提升该悬链状可提升长度部段离开海床以形成悬链。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.05.06 DK PA2011003511.一种用于至少部分在海面以下输送流体的离岸系统，该离岸系统包括: 柔性输送单元； 包括具有标定位置的第一可移动结构固定点的第一可移动结构；和 具有第二结构固定点的第二结构，该第二结构固定点布置成与海床隔开一段距离处并就海面而言位于比该第一可移动结构固定点低的位置； 该柔性输送单元分别固定到该第一可移动结构固定点和该第二结构固定点，以提供在该第一可移动结构固定点和该第二结构固定点之间延伸的柔性输送单元的悬链状可提升长度部段；其中该悬链状可提升长度部段在所述第一可移动结构固定点的标定位置情形下具有位于海床的至少一触地点，并且在该第一可移动结构固定点移动离开其标定位置的情况下，从该第一可移动结构固定点到第二结构固定点的距离可增加到足以提升该悬链状可提升长度部段离开海床以形成悬链。2.根据权利要求1所述的离岸系统，其中处于其标定位置的所述第一可移动结构固定点布置成与该第二结构固定点隔开的距离等于或小于该输送单元的该悬链状可提升长度部段的长度的约0.95倍，优选处于其标定位置的所述第一可移动结构固定点布置成与该第二结构固定点隔开的距离等于或小于该输送单元的该悬链状可提升长度部段的长度的约0.9倍，如等于或小于约0.85倍，如等于或小于约0.8倍，如等于或小于约0.75倍，如等于或小于约0.7倍，如等于或小于约0.65倍，如等于或小于约0.6倍，如等于或小于约0.55倍，如等于或小于约0.5倍。3.根据权利要求1或2所述的离岸系统，其中，处于其标定位置的该第一可移动结构固定点布置成与该第二 结构固定点隔开的距离为该输送单元的该悬链状可提升长度部段的长度的约0.5倍到约0.98倍，优选为该输送单元的该悬链状可提升长度部段的长度的约0.6倍到约0.9倍。4.根据前述权利要求中任一项所述的离岸系统，其中，该第一可移动结构固定点布置成在标定位置相对该第二结构固定点水平偏移了第一水平偏移距离和在标定位置相对该第二结构固定点竖直偏移了第一竖直偏移距离，其中该第一水平偏移距离为至少约I米，如至少约3米，如至少约5米，如至少约15米，如至少约20米，如至少约30米，如至少约40米，如至少约50米。5.根据权利要求4所述的离岸系统，其中，该第一水平偏移距离为约I米到约300米，如约2米到约200米，如约5米到约100米，如约6米到约50米。6.根据前述权利要求中任一项所述的离岸系统，其中，该第一可移动结构固定点布置成在标定位置相对该第二结构固定点水平偏移了第一水平偏移距离和在标定位置相对该第二结构固定点竖直偏移了第一竖直偏移距离，其中该第一水平偏移距离为该输送单元的该悬链状可提升长度部段的长度的约0.02倍到约0.95倍，如该输送单元的该悬链状可提升长度部段的长度的约0.05倍到约0.9倍，如该输送单元的该悬链状可提升长度部段的长度的约0.1倍到约0.8倍，如该输送单元的该悬链状可提升长度部段的长度的约0.15倍到约0.7倍。7.根据前述权利要求中任一项所述的离岸系统，其中，该第一可移动结构固定点布置成在标定位置相对该第二结构固定点竖直偏移了第一竖直偏移距离，其中该第一竖直偏移距离至多为一最大距离，该最大距离确定为在海面以上约20米和触地点处的海床之间的距离,如在海面以上约10米和触地点处的海床之间的距离，如在海面和触地点处的海床之间的距离，如在海面以下约10米和触地点处的海床之间的距离，如在海面以下约20米和触地点处的海床之间的距离。8.根据前述权利要求中任一项所述的离岸系统，其中，该第一可移动结构固定点布置成在标定位置相对该第二结构固定点竖直偏移了第一竖直偏移距离，其中该第一竖直偏移距离处于由从约海面到约触地点处的海床之间距离的1.5倍所确定的最大距离和由从约海面到约触地点处的海床之间距离的0.1倍所确定的最小距离之间，如处于由从约海面到约触地点处的海床之间距离的1.2倍所确定的最大距离和由从约海面到约触地点处的海床之间距离的0.3倍所确定的最小距离之间，...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·D·克里斯坦森，
申请(专利权)人：国民油井华高丹麦公司，
类型：发明
国别省市：丹麦;DK