Alvheim FPSO Konstruksjons utfordringer og analyse metodikk v/ Agnar Bergo og Jan Wigaard

1. Alvheim FPSO Konstruksjons utfordringer og analyse metodikk v/ Agnar Bergo og Jan Wigaard

2. Introduksjon Feltdata Gjennomføringsplan Konstruksjons utfordringer Erfaringer fra tidligere FPSO-prosjekter Alvheim FPSO Styrende design parametre Valgte løsninger Bygging/ sammenstilling Analysemetodikk Agenda

3. Opperatør: Marathon Petroleum Company (Norway) Feltdata: Feltet ligger vest for Heimdal Vanndyp ca. 120 meter Olje først påvist i 1993/94, prøveboring i 2004 Anslåtte oljeforekomster er 28 mill. standard kubikkmeter oljeekvivalenter Anslått dag produksjon ca. 80 000 fat olje Norsk Hydro’s Vilje (tidl. Klegg) vil bli knyttet opp til Alvheim (35 000 fat pr. dag) Levetid 20 år Felt data ALVHEIM

4. Gjennomføringsplan • EPCI kontrakt (ingeniørarbeid, innkjøp, konstruksjons og installasjonsarbeid) • Topside kontrakt ca. 2,2 milliarder NOK • Prosjekteringstid ca. 21 måneder

5. Erfaringer fra tidligere FPSO’er viser at det er mange muligheter til forbedringer. (Ref. ”OLF FPSO Project 2002”) Årsakene til problemene er: Designsfeil/ svakheter: 63% Operasjonelle feil: 16% Konstruksjonsfeil: 12% Testing/ ferdigstillelse: 9% FPSO - erfaringer

6. Feil og mangler knyttet til konstruksjonsutforming Grønn sjø Bølger langs skutesiden forårsaker skader på utstyr, kabelgater, pipesupports etc. Sprekker i tanker i skrog Interne sprekker mellom tanker oppdages på 60% av FPSO’ene. Dette er ikke uvanlig for handelsskip, men er svært kostbart og omfattende for en FPSO. Konvensjonell skrogdesign og utmattingsberegninger viser seg å ikke holde for FPSO’er under drift. PAU opplagring på dekk (utmatting pga skrog bevegelse) Vibrasjoner pga roterende utstyr (støy, nedbøyninger,utmatting) Sprekker i rør pga relativ bevegelse mellom PAU og skrog FPSO - erfaringer • Generelle årsaker til feil og mangler: • konseptuelle svakheter • manglende erfaring og opplæring i prosjekteringsteamet • interface med utstyrsleverandører

7. Alvheim FPSO “ODIN” - bygget som shuttletanker i 2000 - bygges om til FPSO i Singapore i 2005

8. Alvheim FPSO • Alvheim Topside består av: • 11 PAU’er (Pre Assembled Units) • 4 Piperacks • Flammetårn • 2 kraner

9. Konstruksjonsutfordringer Styrende design parametre: • Vekt og tyngdepunkt begrensninger • Maks operasjonsvekt: 9765 tonn • Maks høyde av tyngdepunkt ~10meter over dekk • Andre begrensninger: • Skrog styrke / deformasjon

10. Konstruksjonsutfordringer • Største utfordringer: • Konseptet for opplagring av PAU’er ble utviklet i tilbudsfasen og tidlig i detaljprosjekteringen • – tid og ressurskrevende! • Designet av PAU opplagrene og flammetårn styres i hovedsak av bølgeindusert utmatting • gode detaljløsninger må etableres tidlig • omfattende analysearbeid nødvendig for å verifisere levetid • Estimere realistiske vekt-/ tyngdepunktsdata tidlig i prosjekteringsfasen • Valg av analysemetodikk • globalanalyse av skrog og topside - er en nødvendighet! • lokalanalyser av kritiske detaljer • Samarbeid med leverandører av roterende utstyr m.h.t. design av dempere og verifikasjon av støy/vibrasjonskrav • Kort gjennomføringstid • ikke tid for optimalisering, avgjørelser må tas raskt – ingen tid til utredninger • store krav til riktig erfaring hos den enkelte ingeniør –liten tid til opplæring • tett sammarbeid med klasseselskap (DnV) i design av PAU supportene • tett samarbeid med 3. parts verifikasjonsselskap (DnV)

11. Valgt design for PAU opplagring Skrogets kapasitet styrer plassering og funksjon av opplagerene Begrenset kapasitet til å ta sideveis krefter i midtre del av skipet Doble skott langs skutesidene gir stor kapasitet for å kunne ta sideveis krefter Felles opplager for to PAU’er øker kapasiten for å kunne ta sideveis krefter Statisk mest mulig bestemt opplagring for å gi minimum av tvang og forutsigbar kraftgang Konstruksjonsutfordringer ~30–50mm ~33mm

12. Valgt design av PAU’er: Vertikal opplagring på elastomer-lagre Statisk bestemt system for sideveisfastholding (1 + 2 fastholdingspunkter) Skjærkapasiteten av dekksplatene utnyttes Fagverk av rør-profiler og gussetplater Torsjonsbokser integrert i opplagerpunktene som tar sideveislast Løftepunkter med gjennomgående plater. Konstruksjonsutfordringer • Valgt design av Piperacks: • Opplagres direkte på tverrskipsrammene (t=12mm) • kobles mot PAU’ene i tverrskipsretning • glidelager i teflon i langskipsretningen

13. Konstruksjonsutfordringer Sideveis support på skutesiden Vertikal support i midten Piperack support

14. Konstruksjonsutfordringer Opplagring av generator modul, vekt ca. 1200 tonn

15. Konstruksjonsutfordringer • Piperack opplagring mot dekk: • fleksibilitet mht. skrog defleksjoner over lengden av opplageret • fleksibilitet mht. skrog bevegelse over lengden av piperacken Teflon lager Fleksibel endeplate Tie-Down bolter Helsveist forbindelse

16. Sammenstillingverksted - Vetco Aibel - Haugesund Bygging/ sammenstilling • PAU dekksseksjoner bygges i Polen og Russland • PAU’er sammenstilles i Haugesund • Piperacks fabrikeres og monteres i Singapore • Flare ikke bestemt ennå • PAU transporteres til kaikant på trailere • Løfting av PAU’er gjøres av Scaldis • Løfting av Flammetårn av ”Uglen”