Ein Ein-Punkt-Verankerungssystem ermöglicht es dem FPSO, sich um einen bestimmten Basispunkt zu drehen, wodurch ein Wetterfahneneffekt entsteht. Dadurch wird sichergestellt, dass der Bug des FPSO immer in die Richtung der geringsten externen Nettolast zeigt, wodurch die vom System benötigte Gesamtverankerungskraft reduziert wird. Da Einpunktverankerungssysteme an eine Vielzahl von Wassertiefen angepasst werden können, sehr große FPSOs verankern können und auch unter rauen Seebedingungen einsetzbar sind, werden sie häufig eingesetzt. Einpunktverankerungssysteme erfüllen in erster Linie zwei Funktionen: erstens die Positionierung und Verankerung, d. h. die Sicherung des FPSO am Einsatzort des Ölfeldes mit Hilfe der Verankerungskraft eines einzigen Punktes, der als Offshore-Terminal für den Transport von raffiniertem Rohöl dient; zweitens dienen sie als entscheidender Verbindungspunkt zwischen dem Unterwasser-Produktionssystem und dem FPSO, indem sie den Flüssigkeitstransfer, die Energieversorgung und die optische Kontrollübertragung zum Unterwasser-Produktionssystem sicherstellen. Es kann auch Bohrlochflüssigkeiten vom Ölfeld zum FPSO zur Verarbeitung transportieren.
SOFEC Einpunktverankerungssystem
SBM (Trennbares Einpunktverankerungssystem)
Einige Einzelpunktverankerungssysteme verfügen auch über eine Notlösefunktion, mit der sie sich bei extrem rauer See vom Verankerungssystem lösen und in ein sicheres Gebiet evakuieren können. Die Wiederverbindung dieses Systems unterliegt jedoch strengen Anforderungen an die Seebedingungen und ist nicht für den Einsatz in Seegebieten geeignet, in denen die meiste Zeit ein rauer Seegang herrscht.
Zu den weltweit anerkannten Konstruktions- und Dienstleistungsunternehmen für Einpunktverankerungen (SPM) gehören SBM, Bluewater, SOFEC, APL, Prosafe und BW Offshore. Die CNOOC Engineering aus meinem Land hat ebenfalls den Bau eines schwimmenden SPM-Systems abgeschlossen.
Bojenartiges Einpunktverankerungssystem
Bojen werden in küstenfernen Gewässern verankert und dienen als Anlegepunkte für Tankschiffe, die Gase oder Flüssigkeiten ein- und ausladen, sowie als Verbindungspunkte zwischen unterseeischen Verteilersystemen. Die Hauptfunktion der Bojen ist der Transport von Öl- und Gasvorkommen vom Festland oder unter Wasser zu den verankerten Tankschiffen.
Bojenverankerungssystem
Boje Erscheinungsbild
Bojen bestehen in der Regel aus mehreren wasserdichten Kammern. Selbst wenn eine dieser Kammern durch eine äußere Einwirkung beschädigt wird, können die verbleibenden Kammern immer noch für ausreichenden Auftrieb sorgen.
Im Allgemeinen gibt es zwei Arten von Bojen: Drehscheibenbojen und Turmbojen.
Linke Seite: Revolverkopf; Rechte Seite: Drehteller-Typ
Bei Drehscheibenbojen kann sich der obere Teil frei drehen, so dass das FPSO in eine Position mit minimaler Belastung gebracht wird. Sie haben keine oberen Kammern.
SBM
Turmbojen, die von Bluewater entwickelt und entworfen wurden, bestehen aus einem Turm und Deckbojen. Die Bojen drehen sich um den Turm, wodurch sie eine quadratische Form erhalten.
Bluewater Bojen-Typ Einpunktverankerungssystem
Gängige Bojenverankerungssysteme sind: kettengestützte Bojenverankerungssysteme (CALM) und Einbeinverankerungssysteme (SALM). Bojenverankerungssysteme mit Kettenunterstützung werden häufig auf Shuttle-Tankern und FSO eingesetzt und sind die wirtschaftlichste und effizienteste Methode zum Festmachen und Be- und Entladen von Tankern. Einbeinige Verankerungssysteme ähneln den kettengestützten Bojenverankerungssystemen, werden aber in der Regel auf Shuttle-Tankern oder FSOs und nicht auf FPSOs eingesetzt.
Schema eines Verankerungssystems mit einem Ankerbein
Turret-type Single Point Mooring System
Das turretartige Einpunktverankerungssystem hat sich aus dem CALM-System entwickelt, aber da FPSOs ein viel höheres Gewicht und einen größeren Auftrieb als Bojen haben, bieten sie eine bessere Leistung in Bezug auf Bewegung und Spannungsverteilung. Derzeit sind weltweit über 70% FPSOs mit turretartigen Einpunktverankerungssystemen ausgestattet, die über die nördliche Nordsee, die Norwegische See, den Golf von Mexiko und das Südchinesische Meer verteilt sind. Das turretartige Einpunktverankerungssystem integriert Verankerung, Gas-, Hydraulik- und Stromübertragung, was es komplex in der Konstruktion macht und eine hohe Stabilität erfordert. Derzeit werden Turmverankerungssysteme hauptsächlich in zwei Typen unterteilt: interne Turmverankerungssysteme und externe Turmverankerungssysteme.
Internes Turret-Verankerungssystem
Das Verankerungssystem mit Innenturm ist das am weitesten verbreitete Verankerungssystem für FPSOs und wird häufig in mittleren und tiefen Gewässern eingesetzt. Verankerungssysteme mit internem Turm befinden sich in der Regel am Bug und zeichnen sich durch folgende Merkmale aus: Der Turmdurchmesser kann sehr groß gewählt werden, so dass genügend Platz für Ausrüstung und Verteiler bleibt; der interne Turm ist in den Rumpf eingebettet und bietet guten Schutz, aber seine Position beeinflusst den “Windfahneneffekt” des FPSO.”
Internes Turmverankerungssystem im Bau
Es gibt zwei Arten von Verankerungssystemen für interne Türme: passive und aktive.
Passive interne Turmsysteme beziehen sich auf FPSOs ohne Antriebskraft; das Turmsystem ermöglicht es dem FPSO, sich um 360 Grad um seinen Mittelpunkt zu drehen. Derzeit sind die meisten internen Türme weltweit vom passiven Typ.
Passive interne Verankerungssysteme für Türme
Aktive interne Turmverankerungssysteme befinden sich in der Regel im vorderen Drittel des Schiffsrumpfs. Aufgrund ihrer Nähe zum Mittschiffsbereich reduzieren sie effektiv die Verankerungskräfte und Ermüdungsschäden am Riser. Diese Verankerungsmethode hat jedoch einen schwachen “Windfahneneffekt” und erfordert die Unterstützung durch den Propeller, um den Bug zu verstellen. Sie wird hauptsächlich in der Nordsee eingesetzt.
Aktive interne Verankerungssysteme für Türme
Da sich das aktive Verankerungssystem in der Nähe des Mittschiffs befindet, können die Wohnräume am Bug platziert werden, so dass sich der Bereich, in dem sich das Personal konzentriert, im Windschatten der Öl- und Gaspipelines und des Verbrennungsauslegers befindet, was die Sicherheit des FPSO erheblich verbessert.
Aufgrund der Größe von FPSOs ist der Bedarf an Hilfsenergie jedoch erheblich, und die Anforderungen an die Zuverlässigkeit des Antriebssystems sind hoch. Die Risiken eines Ausfalls des Antriebssystems müssen bereits in der Entwurfsphase berücksichtigt werden.
SOFEC Komponenten für das interne Turmsystem
Hauptbestandteile des Geschützturms:
Das interne Verankerungssystem des Turms besteht im Wesentlichen aus vier Teilen:
Revolverkopf und Hülse: Das FPSO ist durch Lager verbunden und kann sich frei drehen.
Revolver von verschiedenen Herstellern
Turmbau
Das Lager, das den Revolver und die Hülse verbindet
Anordnung der Verankerung: Die Verankerungen können entsprechend den tatsächlichen Gegebenheiten angeordnet werden.
Verankerungsdiagramm
Drehscheibe: Die Drehscheibe ist eine strukturelle Plattform, die sich oben auf dem Turm befindet und verschiedene Ausrüstungen wie Winden zum Spannen von Ankerketten, Steigleitungswinden und elektrische Steuereinrichtungen beherbergt.
Flüssigkeitsübertragungssystem: Das Flüssigkeitstransfersystem ist das Herzstück des gesamten Verankerungssystems des Turms. Unterwasserpipelines und Steigleitungen müssen es nutzen, um das Rohöl zum FPSO zu transportieren. Der interne Unterwasserturm (STL) wird über konische Bojen am Meeresboden verankert. Bei der Installation muss er in den konischen Raum im Schiffsrumpf gehoben und hydraulisch verriegelt werden.
Untergetauchter interner Revolver
Getauchte Turret-Produktion (STP)
Externes Turret-Verankerungssystem
Das externe Turm-Einzelpunktverankerungssystem (ETS) funktioniert nach demselben Prinzip wie das interne Turm-Einzelpunktverankerungssystem, wobei der Hauptunterschied darin besteht, dass die Verankerungsvorrichtung außerhalb des Bugs angebracht ist.
Externes Verankerungssystem mit Turm
Externe Verankerungssysteme für Türme verringern die erforderlichen Einschränkungen für den Schiffsrumpf und können im Dock installiert werden, während interne Verankerungssysteme für Türme in einem Trockendock installiert werden müssen. Außerdem ist die Anzahl der für externe Türme erforderlichen Steigleitungen deutlich geringer als bei internen Türmen.
FPSO Installation eines externen Verankerungssystems mit Turm
Im Allgemeinen eignen sich umgerüstete FPSOs für den Einsatz externer Verankerungssysteme.
Turmartige Einpunktverankerungssysteme
Turmverankerungssysteme werden durch starre Turmstrukturen am Meeresboden befestigt und dienen als permanente Ankerpunkte für Öltankschiffe, die Öl und andere Produkte laden und löschen. Ihre Hauptmerkmale sind: Das Tankschiff ist mit dem Turm über eine feste gabelförmige Struktur oder Festmacherkabel verbunden; es können mehrere Steigleitungssysteme installiert werden; die Konstruktion ist einfach und kostengünstig. Sie sind für den Einsatz in flachen bis mitteltiefen Gewässern geeignet. Zu den gebräuchlichen turmartigen Einpunktverankerungssystemen gehören das Jochsystem, Verankerungssysteme mit versenktem Turm und Verankerungskabelsysteme.
Jochsystem
Das Jochsystem ist die häufigste Art der Turmverankerung.
Jochsystem
Verankerungssysteme mit versenktem Turm ähneln konventionellen Turmverankerungen, mit dem Unterschied, dass der Turm vollständig unter Wasser getaucht ist und somit von Wellen- und Gezeitenschwankungen unbeeinflusst bleibt.
Verankerungsseil-Turmverankerungssysteme ähneln herkömmlichen Turmverankerungssystemen, mit dem Unterschied, dass Verankerungsseile die gabelförmige Struktur ersetzen, was die Komplexität reduziert und die Wirtschaftlichkeit erhöht.