Met een enkelpuntsafmeersysteem kan de FPSO rond een aangewezen basispunt draaien, waardoor een windvaaneffect ontstaat. Dit zorgt ervoor dat de boeg van de FPSO altijd in de richting van de minimale netto externe belasting wijst, waardoor de totale afmeerkracht die door het systeem wordt vereist, afneemt. Omdat enkelpuntsafmeersystemen geschikt zijn voor een groot aantal waterdieptes, zeer grote FPSO's kunnen afmeren en onder zware zeecondities kunnen functioneren, worden ze op grote schaal gebruikt. Eénpuntsmeersystemen vervullen voornamelijk twee functies: ten eerste positioneren en aanmeren, waarbij de FPSO aan de locatie waar het olieveld wordt geëxploiteerd wordt vastgemaakt met behulp van de aanmeerkracht die door één enkel punt wordt geleverd, en dient als offshore terminal voor het transport van geraffineerde ruwe olie; ten tweede fungeren ze als cruciaal verbindingspunt tussen het onderzeese productiesysteem en de FPSO, waarbij ze zorgen voor de overdracht van vloeistoffen, stroom en optische controle naar het onderzeese productiesysteem. Het kan ook putvloeistoffen van het olieveld naar de FPSO transporteren voor verwerking.
SOFEC éénpuntsaanmeersysteem
SBM (Afscheidbaar éénpuntsmeersysteem)
Sommige enkelpunt afmeersystemen hebben ook een noodontkoppelingsfunctie, die het afmeersysteem kan loskoppelen en naar een veilig gebied kan evacueren in extreem ruwe zeeomstandigheden. De herverbinding van dit systeem is echter onderhevig aan strenge eisen met betrekking tot de zeecondities en is niet geschikt voor gebruik in zeegebieden waar de zeecondities het grootste deel van de tijd ruw zijn.
Wereldberoemde SPM-ontwerp- en servicebedrijven zijn onder andere SBM, Bluewater, SOFEC, APL, Prosafe en BW Offshore. CNOOC Engineering uit mijn land heeft ook de bouw van een drijvend SPM-systeem voltooid.
Eénpuntsmeersysteem met boei
Boeien worden verankerd in wateren ver uit de kust en dienen als aanmeerpunten voor tankers die gassen of vloeistoffen laden en lossen en als verbindingspunten tussen onderzeese manifoldsystemen. De primaire functie van de boeien is om olie- en gasvoorraden van het vasteland of onder water naar de aangemeerde tankers te transporteren.
Boei Mooring Systeem
Uiterlijk boei
Boeien bestaan meestal uit meerdere waterdichte compartimenten. Zelfs als er één beschadigd raakt door een externe impact, kunnen de resterende compartimenten nog steeds voor voldoende drijfvermogen zorgen.
Er zijn over het algemeen twee soorten boeien: draaibaar en revolverboeien.
Linkerkant: Revolvertype; Rechterzijde: Draaitafeltype
Draaiboeien laten het bovenste deel vrij ronddraaien, waardoor de FPSO in een positie van minimale spanning komt te staan. Ze hebben geen bovenste compartimenten.
SBM
Torentjeboeien, ontwikkeld en ontworpen door Bluewater, bestaan uit een koepel en dekboeien. De boeien draaien rond de koepel, waardoor ze in een vierkante vorm gemaakt kunnen worden.
Bluewater boei-systeem voor éénpuntsligplaatsen
Gangbare afmeersystemen zijn onder andere: ketting-ondersteunde boei-afmeersystemen (CALM) en enkelbenige afmeersystemen (SALM). Boeiensystemen met kettingen worden vaak gebruikt op pendeltankers en FSO's en zijn de meest economische en efficiënte methode voor het aanmeren en laden/lossen van tankers. Eén-been afmeersystemen zijn vergelijkbaar met ketting-ondersteunde boei-afmeersystemen, maar worden meestal gebruikt op pendeltankers of FSO's, niet op FPSO's.
Schema van het afmeersysteem met één ankerpoot
Turret-type éénpuntsaanlegsysteem
Het turret-type enkelpuntsafmeersysteem is voortgekomen uit het CALM-systeem, maar omdat FPSO's een veel groter gewicht en drijfvermogen hebben dan boeien, bieden ze superieure prestaties op het gebied van beweging en spanningsverdeling. Momenteel maken meer dan 70% FPSO's wereldwijd gebruik van torentje-type enkelpunt afmeersystemen, verspreid over de noordelijke Noordzee, de Noorse Zee, de Golf van Mexico en de Zuid-Chinese Zee. Het turret-type enkelpunt afmeersysteem integreert afmeren, gas, hydraulische en elektrische transmissie, waardoor het een complex ontwerp is en een hoge stabiliteit vereist. Momenteel worden torentje-type systemen voornamelijk verdeeld in twee types: interne torentje-afmeersystemen en externe torentje-afmeersystemen.
Intern torentje
Het interne torenafmeersysteem is het meest gebruikte afmeersysteem voor FPSO's en wordt vaak gebruikt in gebieden met middelmatig en diep water. Interne torenafmeersystemen bevinden zich over het algemeen op de boeg en hebben onder andere de volgende kenmerken: de diameter van de toren kan zeer groot ontworpen worden, zodat er voldoende ruimte overblijft voor apparatuur en manifolds; de interne toren is ingebed in de romp en biedt goede bescherming, maar de positie beïnvloedt het “windvaaneffect” van de FPSO.”
Intern torenafmeersysteem in aanbouw
Er zijn twee soorten interne afmeersystemen: passief en actief.
Passieve interne torensystemen verwijzen naar FPSO's zonder voortstuwingsvermogen; het torensysteem stelt de FPSO in staat om 360 graden rond zijn middelpunt te draaien. Momenteel zijn de meeste interne torentjes wereldwijd van het passieve type.
Passieve interne afmeersystemen
Actieve afmeersystemen met een binnenboei bevinden zich meestal in het derde deel van de boeg van de romp. Door hun nabijheid tot de midscheeps verminderen ze effectief de aanmeerkrachten en schade door vermoeiing van de riser. Deze afmeermethode heeft echter een zwak “windvaaneffect”, waardoor hulp van de schroef nodig is om de boeg bij te stellen, en wordt voornamelijk in de Noordzee gebruikt.
Actieve interne afmeersystemen
Omdat het actieve afmeersysteem zich dicht bij midscheeps bevindt, kunnen de woonverblijven aan de boeg worden geplaatst, waardoor het concentratiegebied van het personeel bovenwinds van de olie- en gaspijpleidingen en de verbrandingsgiek komt te liggen, wat de veiligheid van de FPSO sterk verbetert.
Door de grote omvang van FPSO's is er echter veel hulpvermogen nodig en zijn de betrouwbaarheidseisen voor het aandrijfsysteem hoog. Tijdens de ontwerpfase moet rekening worden gehouden met de risico's van een storing in het aandrijfsysteem.
Onderdelen van het interne koepelsysteem van SOFEC
Belangrijkste onderdelen van de toren:
Het interne afmeersysteem bestaat voornamelijk uit vier onderdelen:
Revolver en huls: De FPSO is gelagerd en kan vrij draaien.
Revolver van verschillende fabrikanten
Revolverconstructie
Het lager dat de revolver en de huls verbindt
Ankeropstelling: Verankeringen kunnen worden gerangschikt op basis van de werkelijke omstandigheden.
Verankeringsdiagram
Draaitafel: De draaikrans is een structureel platform dat zich bovenaan de toren bevindt en plaats biedt aan verschillende uitrustingen zoals lieren voor het spannen van ankerkettingen, stijglieren en elektrische controlevoorzieningen.
Systeem voor vloeistofoverdracht: Het vloeistofoverbrengingssysteem is het middelpunt van het hele torenafmeersysteem. Onderzeese pijpleidingen en risers moeten het gebruiken om ruwe olie naar de FPSO te transporteren. De interne turret van de submersible (STL) wordt aan de zeebodem vastgemaakt via conische boeien. Tijdens de installatie moet het in de conische ruimte in de romp worden gehesen en hydraulisch worden vergrendeld.
Ondergedompelde interne koepel
Submerged Turret Production (STP)
Extern torentje
Het externe torentje met enkelpunt afmeersysteem (ETS) werkt volgens hetzelfde principe als het interne torentje met enkelpunt afmeersysteem, met als belangrijkste verschil dat het afmeersysteem buiten de boeg geïnstalleerd is.
Externe torentent
Externe afmeersystemen met torens verminderen de nodige beperkingen aan de romp en kunnen in het dok geïnstalleerd worden, terwijl interne afmeersystemen met torens in een droogdok geïnstalleerd moeten worden. Bovendien is het aantal risers dat nodig is voor externe torentjes aanzienlijk minder dan dat voor interne torentjes.
FPSO-installatie van extern torenafmeersysteem
Over het algemeen zijn omgebouwde FPSO's geschikt voor het gebruik van externe torenafmeersystemen.
Toren-type enkelpunt afmeersystemen
Toren-afmeersystemen worden op de zeebodem bevestigd door middel van stijve torenconstructies en dienen als permanente ankerpunten voor olietankers die olie en andere producten laden en lossen. Hun belangrijkste kenmerken zijn: de tanker is met de toren verbonden via een permanente vorkvormige structuur of aanmeerkabels; er kunnen meerdere stijgsystemen worden geïnstalleerd; de constructie is eenvoudig en kosteneffectief. Ze zijn geschikt voor gebruik in ondiepe tot middeldiepe wateren. Gangbare enkelpuntsafmeersystemen van het toren-type zijn het juksysteem, onderwatertoren-afmeersystemen en afmeerkabelsystemen.
Juksysteem
Het juksysteem is het meest voorkomende type torenafmeersysteem.
Juksysteem
Afmeersystemen met onderwatertorens zijn vergelijkbaar met conventionele afmeersystemen met torens, behalve dat de toren volledig onder water is en niet wordt beïnvloed door golf- en getijdenveranderingen.
Torenafmeersystemen met afmeerkabels zijn vergelijkbaar met conventionele torenafmeersystemen, behalve dat afmeerkabels de vorkvormige structuur vervangen, waardoor de complexiteit afneemt en de rendabiliteit toeneemt.