Offshore platformen en schepen

Jack-up (hefplatform)

Een jack-up platform is een drijvend offshore werkplatform met een aantal poten (jackets) die op de zeebodem staan. Het platform kan vierkant of driehoekig zijn en heeft afhankelijk van de vorm, drie of vier jackets. Een driehoekig platform is goedkoper en een vierhoekig platform makkelijker verplaatsbaar. De jackets worden met behulp van een aandrijving (vaak een rondsel met tandlijst) omlaag gebracht. Als de jackets de zeebodem raken tilt het platform zich langs de jackets uit het water. De onderkant van de poten bestaan uit “spuds” om de last van het platform zoveel mogelijk te verdelen. Om de jackets op de zeebodem te verankeren worden palen door de buizen van de jackets geheid of door speciale manchetten aan de onderkant van de jacket. Een jack-up platform is een zeer stabiel werkplatform dat nauwelijks in beweging komt door de golven van de zee. Hij is beperkt in zijn diepgang en daarom voornamelijk geschikt voor de ondiepere wateren tot 150 meter. De jack-up beschikt ook niet over een eigen voorstuwing en moet naar locatie gesleept worden. Hij is daarom ook minder geschikt voor afgelegen gebieden waar grote afstanden overbrugd moeten worden.

Fixed Platforms

Dit is een offshore platform gebouwd op fundaties van beton of staal. Vroeger werd hiervoor hout gebruikt. De fundaties zijn verankert met de zeebodem. Dit type platform is immobiel en bedoelt voor lange termijn gebruik. Voor de fundaties kunnen stalen jackets gebruikt worden of betonnen caissons. Deze hebben vaak een ingebouwde olie opslag ruimte. Een vast platform is economisch rendabel tot ongeveer 500 meter waterdiepte.

TLP (Tension Leg Platform)

Vanaf 1984 was operationele ervaring opgedaan met een type drijvend platform, dat toeliet de putafsluiters net als bij vaste platformen boven water aan dek te monteren.

TLP’s zijn drijvende platforms die met verticale “draden” zijn verankert op de zeebodem. Het platform wordt met deze verankering dieper in het water getrokken. De draden blijven zelfs in de diepste golfdal gespannen waardoor het platform niet in verticale richting kan bewegen. Hierdoor wordt het technisch mogelijk de put in de zeebodem te verlengen met een riser naar het dek van de TLP en de putafsluiter aan dek te plaatsen.

Er komen grote krachten op de “draden” en de verankering te staan en dat maakt de constructie duur. De TLP is daarom vooral interessant voor grote offshore velden waar grote opbrengsten worden verwacht. TLP’s worden gebruikt in waterdieptes tot 2000 meter.

Spar

De spar is een verticaal drijvende, lange stalen cilinder. Op het deel dat boven water uitsteekt, worden productiedekken geïnstalleerd. De Spar wordt ook verankert, zoals de TLP, alleen worden daarvoor de conventionele verankeringsmethoden gebruikt zonder het voorspannen van de verankeringslijnen. De Spar heeft meer eigen stabiliteit vanwege het grote contragewicht aan de onderkant van de cilinder en is niet afhankelijk van de verankering voor het rechtop blijven; zoals dat bij de TLP het geval is.

Semi-submersible (FPSS, Floating Production Semi Submersible)

Een semi-submersible bestaat uit kolommen met daaronder ballast tanks met drijfvermogen. De stabiliteit wordt vergroot door te ballasten waardoor hij dieper in het water zakt. De semi wordt naar locatie verplaatst en verankert met kettingen of stalen draden gespreid over 360 graden. In erg diep water is een kettingverankering niet mogelijk omdat de ketting zal bezwijken onder zijn eigen gewicht. Voor staaldraad geldt hetzelfde. Een oplossing is gevonden in het toepassen van synthetische materialen zals polyester of polyethyleen. Sommige semi’s hebben een eigen voorstuwing en kunnen op positie blijven met behulp van een dynamic positioning system.

De semi-sub is door zijn hoge stabiliteit voor diverse activiteiten inzetbaar. Bijvoorbeeld als offshore booreiland, productieplatform, kraanschip, diving support vessel of een combinatie van verschillende activiteiten. Hij is geschikt voor diep water waar vaste structuren niet meer rendabel of uitvoerbaar zijn. De verticale bewegingen van de semi zijn echter te groot om te kunnen werken met een verticale riser en een putafsluiter aan dek. De semi kan daarom als productieplatform alleen gebruikt worden met een putafsluiter op de zeebodem (subsea wellhead).

FPSO (Floating, Production, Storage and Offloading)

Een FPSO ( Floating Production, Storage and Offloading) is een schip dat gebruikt wordt voor de productie, verwerking en opslag van olie. Het kan een omgebouwde tanker zijn of een speciaal ontworpen schip. Tankers werden al vroeg gebruikt als opslagmedium bij een offshore productieplatform. Daartoe werd de opslagtanker afgemeerd aan een eenpunts meerboei (SPM, Single Point Mooring) zodat de afmeerkrachten beperkt bleven omdat het schip zich naar de wind kon richten. De volgende stap werd in 1977 gemaakt; olie werd rechtstreeks vanuit een onderwaterpunt rechtstreeks naar een tanker toe geleid, via een SPM systeem.

De FPSO is bijzonder aantrekkelijk voor afgelegen en kleine offshore velden waar het niet rendabel is om pijpleidingen aan te leggen. Hij is gemakkelijk te installeren en te vervoeren. Terwijl grote platformen altijd eigendom zijn van oliemaatschappijen is dat bij FPSO’s niet het geval. Zij worden verhuurd door contractors.

Kraanschepen

Een kraanschip is ontworpen om zware lasten te hijsen. De grootste kraanschepen worden gebruikt in de offshore industrie voor de installatie en ontmanteling (decommissioning) van platforms. De meeste grote kraanschepen voeren meer werkzaamheden uit zoals het leggen van pijpen (J-lay), heien, installeren van ankers en tendons voor TLP’s.

Het grootste kraanschip momenteel in gebruik is de Thialf van Heerema Marine Contractors met een hijscapaciteit van 14200 ton. De oudste ontwerpen bestaan uit platte bakken met daarop een draaibare kraan gemonteerd. In de Noordzee waren deze bakken niet geschikt vanwege de slechte weersomstandigheden. Het gebruik van scheepsrompen in plaats van platte bakken was een verbetering maar de echte doorbraak kwam met het semi-submersible principe.

Pijpenleggers

Dit zijn schepen die gespecialiseerd zijn in het leggen van offshore pijpleidingen over lange afstanden. Pijenleggen kan volgens het S-lay of J-lay principe. Bij S-lay worden de pijpen vanuit horizontale stand in het water gebracht, bij J-lay vanuit verticale stand. De pijpen aan boord bestaan uit pijpsecties van 12 meter die aan boord aan elkaar worden gelast. Het schip wordt op de juiste positie gehouden door dynamic positioning.

Pijpen kunnen ook op de reel-lay methode worden gelegd. De pijpsecties worden aan wal aan elkaar gelast en om een enorme haspel gewikkeld. Eenmaal op locatie wordt de pijp aan boord van de haspel afgerold en in het water geleid.

De grootste pijpenlegger momenteel in gebruik is de Solitaire van Allseas.

Valpijpschepen

Valpijpschepen zijn ontworpen om stenen te storten op onder water constructies om deze te voorzien van een beschermende laag. Soms worden de stenen gestort op de zeebodem als een soort versteviging. Valpijpschepen dragen hun stenen in de romp van het schip. Door een moonpool wordt een ROV met camera en onderzoeks apparatuur in het water gelaten en naar de juiste locatie gebracht wordt. Daarna wordt een flexibele valpijp door de moonpool naar de ROV gebracht. Als de valpijp op de juiste positie staat worden de stenen uit de romp van het schip via transportbandsystemen naar de valpijp gebracht. De stenen vallen door de valpijp op de juiste positie die wordt bepaald door de ROV.

Support Vessels

Naast alle bovengenoemde schepen en installaties is er in de offshore sector een industrie ontstaan van dienstverlenende schepen. Supply boten die materiaal naar de eilanden transporteren, anchor handling tugs die zijn ingericht om grote ankers van offshore schepen en semi-submersibles uit te leggen. Diving support schepen om duikers en ROV’s te ondersteunen bij onderwater werkzaamheden, crew vessels om mensen te transporteren en veel meer.

Bronnen:
Deepwater Petroleum Exploration & Production
Olie en gas vanaf de bron