Riser tensioning

En boreriser er et stålrør med stor diameter som strekker seg fra fartøyet til havbunnen, noen ganger over 3,000 meter langt. Riseren må til enhver tid holdes i positivt strekk for å forhindre knekking, noe som kan føre til tap av brønnkontroll — en av de alvorligste farene ved boring til havs.

Nødvendig strekk avhenger av riserens vekt, oppdrift, strømlast og vanndybde. Typisk toppstrekk ligger mellom 100 og over 1,000 tonn. Dette strekket må holdes innenfor snevre grenser til tross for fartøyets kontinuerlige hivbevegelse, som kan få fartøyet til å bevege seg flere meter opp og ned i løpet av noen få sekunder.

Hvis strekket blir for lavt, knekker riseren. Hvis det blir for høyt, kan riseren, koblingene eller brønnhodet bli overbelastet. Tensioning-systemet må holde riserstrekket innenfor dette smale driftsbåndet gjennom hele spekteret av sjøforhold.

Riser tensionere er som regel hydro-pneumatiske systemer som består av flere hydrauliske sylindre koblet til store nitrogenladede akkumulatorer. Sylindrene påfører riseren en oppadrettet kraft gjennom en wire- og skiveoppstilling eller gjennom direktevirkende stempler.

Når fartøyet hiver oppover, forlenges sylindrene og gassen utvider seg litt, slik at den oppadrettede kraften holdes tilnærmet konstant. Når fartøyet synker, trekker sylindrene seg inn og gassen komprimeres. Det store gassvolumet sikrer at trykkendringen — og dermed strekkendringen — over hele slaglengden er liten.

Moderne riser tensioner-systemer har innebygd redundans: flere sylindre arbeider parallelt, slik at svikt i én enkelt enhet ikke går ut over riserens integritet. Systemet må også håndtere fartøyets langsomme drift (jag/svai) uten å gå tom for slaglengde.

Riser tensioning byr på flere unike tekniske utfordringer:

• Høyt strekk, lang slaglengde — Kombinasjonen av høyt strekk (hundrevis av tonn) og lang slaglengde (opptil 15 meter på dypvannsfartøy) krever svært store gassvolumer og robuste hydrauliske komponenter.
• Kontinuerlig drift — I motsetning til en hivkompensator som brukes til ett enkelt løft, går riser tensionere kontinuerlig i uker eller måneder gjennom en borekampanje. Pålitelighet og vedlikeholdbarhet er avgjørende.
• Varierende krav — Når vanndybden endres mellom brønner, eller riserseksjoner legges til eller fjernes, endres nødvendig strekk og slaglengde. Systemet må kunne rekonfigureres.
• Resonans — Det koblede riser-tensioner-systemet har egenfrekvenser som må holdes godt unna de dominerende bølgeperiodene.

Ved beredskapstensioning — når et primærsystem trenger vedlikehold eller svikter midt i en kampanje — opprettholder en kompakt backup riser tensioner riserens integritet mens primærsystemet gjenopprettes. SIRIUS, vår backup riser tensioner som i dag er under utvikling, er designet nettopp for denne oppgaven med hurtig utplassering.

For bruksområder som krever adaptiv ytelse, kan ANTARES-systemets automatiske gassfjærjustering anvendes til tensioning, og opprettholde optimal strekknøyaktighet etter hvert som forhold og krav endres. ANTARES’ stempelstanglåsing gir også en sikker holdefunksjon når tensioning ikke er nødvendig.

Valg av riktig løsning for riser tensioning avhenger av fartøyet, vanndybden, riserkonfigurasjonen og driftskravene. Norwegian Dynamics tilbyr ingeniørstøtte til spesifisering av tensionere og kan gi råd om den mest hensiktsmessige løsningen — se vår valgveiledning for kompensatorer for en oversikt.