Un sistema di ormeggio a punto singolo consente alla FPSO di ruotare attorno a un punto base designato, creando un effetto banderuola. Ciò garantisce che la prua della FPSO sia sempre rivolta verso la direzione del minimo carico esterno netto, riducendo la forza di ormeggio totale richiesta dal sistema. Poiché i sistemi di ormeggio a punto singolo si adattano a un'ampia gamma di profondità d'acqua, possono ormeggiare FPSO molto grandi e sono in grado di operare in condizioni di mare difficili, sono ampiamente utilizzati. I sistemi di ormeggio a punto singolo svolgono principalmente due funzioni: in primo luogo, il posizionamento e l'ormeggio, assicurando la FPSO al sito operativo del giacimento petrolifero utilizzando la forza di ormeggio fornita da un punto singolo, che funge da terminale offshore per il trasporto del greggio raffinato; in secondo luogo, serve come punto di connessione cruciale tra il sistema di produzione sottomarino e la FPSO, fornendo il trasferimento dei fluidi, l'alimentazione e la trasmissione del controllo ottico al sistema di produzione sottomarino. Può anche trasferire i fluidi della testa del pozzo dal giacimento petrolifero alla FPSO per la lavorazione.
Sistema di ormeggio a punto singolo SOFEC
SBM (Sistema di ormeggio a punto singolo separabile)
Alcuni sistemi di ormeggio a punto singolo dispongono anche di una funzione di sgancio di emergenza, in grado di disconnettersi dal sistema di ormeggio e di evacuare in un'area sicura in condizioni di mare estremamente mosso. Tuttavia, l'operazione di riconnessione di questo sistema è soggetta a rigidi requisiti di condizioni del mare e non è adatta per l'uso in aree marine in cui le condizioni del mare sono per lo più agitate.
Tra le società di progettazione e servizi di ormeggio a punto singolo (SPM) di fama mondiale figurano SBM, Bluewater, SOFEC, APL, Prosafe e BW Offshore. Anche la CNOOC Engineering del mio Paese ha completato la costruzione di un sistema SPM di tipo galleggiante.
Sistema di ormeggio a punto singolo tipo boa
Le boe sono ancorate in acque lontane dalla costa e servono come punti di ormeggio per le navi cisterna che caricano e scaricano gas o liquidi e fungono da punti di collegamento tra i sistemi di collettori sottomarini. La funzione principale delle boe è quella di trasportare le risorse di petrolio e gas da terra o sott'acqua alle petroliere ormeggiate.
Sistema di ormeggio a boa
Aspetto della boa
Le boe sono in genere costituite da più compartimenti stagni. Anche se uno di essi viene danneggiato da un impatto esterno, gli altri compartimenti possono comunque fornire una galleggiabilità sufficiente.
Esistono generalmente due tipi di boe: a ruota e a torretta.
Lato sinistro: Tipo a torretta; lato destro: Tipo a tavola rotante
Le boe a piattaforma girevole consentono alla parte superiore di ruotare liberamente, ponendo la FPSO in una posizione di minimo stress. Non hanno compartimenti superiori.
SBM
Le boe a torretta, sviluppate e progettate da Bluewater, sono costituite da una torretta e da boe di coperta. Le boe ruotano intorno alla torretta, consentendo di ottenere una forma quadrata.
Sistema di ormeggio a punto singolo tipo boa Bluewater
I sistemi comuni di ormeggio delle boe includono: sistemi di ormeggio con catena (CALM) e sistemi di ormeggio a gamba singola (SALM). I sistemi di ormeggio a catena sono comunemente utilizzati sulle navi cisterna e sulle FSO e rappresentano il metodo più economico ed efficiente per l'ormeggio e il carico/scarico delle navi cisterna. I sistemi di ormeggio a gamba singola sono simili ai sistemi di ormeggio con boa a catena, ma sono tipicamente utilizzati su navi cisterna o FSO, non su FPSO.
Schema del sistema di ormeggio con gamba ad ancoraggio singolo
Sistema di ormeggio a punto singolo a torretta
Il sistema di ormeggio a punto singolo a torretta si è evoluto dal sistema CALM, ma poiché le FPSO hanno un peso e una galleggiabilità molto maggiori rispetto alle boe, offrono prestazioni superiori in termini di movimento e distribuzione delle sollecitazioni. Attualmente, oltre 70% di FPSO in tutto il mondo utilizzano sistemi di ormeggio a punto singolo a torretta, distribuiti nel Mare del Nord settentrionale, nel Mare di Norvegia, nel Golfo del Messico e nel Mar Cinese Meridionale. Il sistema di ormeggio a punto singolo a torretta integra l'ormeggio, il gas, la trasmissione idraulica ed elettrica, rendendo complessa la progettazione e richiedendo un'elevata stabilità. Attualmente, i sistemi a torretta si dividono principalmente in due tipi: sistemi di ormeggio a torretta interna e sistemi di ormeggio a torretta esterna.
Sistema di ormeggio a torretta interna
Il sistema di ormeggio a torretta interna è il sistema di ormeggio più diffuso per le FPSO, comunemente utilizzato in acque medie e profonde. I sistemi di ormeggio a torretta interna sono generalmente posizionati a prua e le loro caratteristiche sono: il diametro della torretta può essere progettato per essere molto grande, lasciando spazio sufficiente per le attrezzature e i collettori; la torretta interna è incassata nello scafo, fornendo una buona protezione, ma la sua posizione influisce sull“”effetto banderuola" della FPSO.”
Sistema di ormeggio a torretta interna in costruzione
I sistemi di ormeggio a torretta interna sono di due tipi: passivi e attivi.
I sistemi di ormeggio a torretta interna passivi si riferiscono a FPSO prive di potenza di propulsione; il sistema a torretta consente alla FPSO di ruotare di 360 gradi intorno al suo centro. Attualmente, la maggior parte delle torrette interne nel mondo è di tipo passivo.
Sistemi di ormeggio passivo a torretta interna
I sistemi di ormeggio attivi a torretta interna sono tipicamente collocati nel terzo di prua dello scafo. Grazie alla loro vicinanza alla mezzeria, riducono efficacemente le forze di ormeggio e i danni da fatica ai riser. Tuttavia, questo metodo di ormeggio ha un debole “effetto banderuola”, che richiede l'assistenza dell'elica per regolare la prua, ed è utilizzato principalmente nel Mare del Nord.
Sistemi di ormeggio attivo a torretta interna
Poiché il sistema di ormeggio attivo è situato vicino a metà nave, gli alloggi possono essere collocati a prua, posizionando l'area di concentrazione del personale sopravento rispetto agli oleodotti e ai gasdotti e al braccio di combustione, migliorando notevolmente la sicurezza della FPSO.
Tuttavia, a causa delle grandi dimensioni delle FPSO, i requisiti di potenza ausiliaria sono notevoli e i requisiti di affidabilità del sistema di propulsione sono elevati. I rischi di guasto del sistema di propulsione devono essere considerati durante la fase di progettazione.
Componenti del sistema di torrette interne SOFEC
Componenti principali della torretta:
Il sistema di ormeggio interno della torretta è composto principalmente da quattro parti:
Torretta e manicotto: Collegata da cuscinetti, la FPSO può ruotare liberamente.
Torretta di vari produttori
Costruzione della torretta
Il cuscinetto che collega la torretta e il manicotto
Disposizione degli ancoraggi: Gli ancoraggi possono essere disposti in base alle condizioni reali.
Diagramma di ancoraggio
Giradischi: La piattaforma girevole è una piattaforma strutturale situata nella parte superiore della torretta, che ospita varie attrezzature come gli argani per il tensionamento delle catene di ancoraggio, gli argani di risalita e le strutture di controllo elettrico.
Sistema di trasferimento dei liquidi: Il sistema di trasferimento dei liquidi è il centro dell'intero sistema di ormeggio della torretta. Le condotte sottomarine e i riser devono utilizzarlo per trasportare il greggio alla FPSO. La torretta interna del sommergibile (STL) è ormeggiata al fondale marino tramite boe coniche. Durante l'installazione, deve essere sollevata nello spazio conico riservato nello scafo e bloccata idraulicamente.
Torretta interna sommersa
Produzione a torretta sommersa (STP)
Sistema di ormeggio a torretta esterna
Il sistema di ormeggio a punto singolo a torretta esterna (ETS) funziona secondo lo stesso principio del sistema di ormeggio a punto singolo a torretta interna, con la principale differenza che il dispositivo di ormeggio è installato all'esterno della prua.
Sistema di ormeggio a torretta esterna
I sistemi di ormeggio a torretta esterna riducono i vincoli necessari sullo scafo e possono essere installati in banchina, mentre i sistemi di ormeggio a torretta interna devono essere installati in un bacino di carenaggio. Inoltre, il numero di riser necessari per le torrette esterne è significativamente inferiore a quello delle torrette interne.
Installazione di un sistema di ormeggio a torretta esterna per FPSO
In genere, le FPSO convertite sono adatte all'utilizzo di sistemi di ormeggio a torretta esterna.
Sistemi di ormeggio a punto singolo a torre
I sistemi di ormeggio a torre sono fissati al fondale marino da strutture rigide a torre, che servono come punti di ancoraggio permanenti per le petroliere che caricano e scaricano petrolio e altri prodotti. Le loro caratteristiche principali sono: la petroliera è collegata alla torre tramite una struttura permanente a forma di forcella o cavi di ormeggio; possono essere installati sistemi di risalita multipli; la costruzione è semplice ed economica. Sono adatti per l'uso in acque da poco profonde a mediamente profonde. I comuni sistemi di ormeggio a punto singolo a torre includono il sistema a giogo, i sistemi di ormeggio a torre sommersa e i sistemi a cavo di ormeggio.
Sistema a giogo
Il sistema a giogo è il tipo più comune di sistema di ormeggio a torre.
Sistema a giogo
I sistemi di ormeggio a torre sommersa sono simili ai tipi di ormeggio a torre convenzionali, tranne che per il fatto che la torre è completamente sommersa sott'acqua, non influenzata dai cambiamenti delle onde e delle maree.
I sistemi di ormeggio a torre con cavi di ormeggio sono simili ai sistemi di ormeggio a torre convenzionali, con la differenza che i cavi di ormeggio sostituiscono la struttura a forcella, riducendo la complessità e aumentando l'economia.