NSRI: Support for the Developer Community Ambient Lifting and Ballast Technology Update 23 rd September 2015, Michael Cowie
Presentation Overview • Ecosse Subsea Systems • ESS Ethos • Imagine if…… • Ambient Lifting Technology – theory and examples • Status of technology
Ecosse Subsea Systems ESS is a Technology Based Company: Established in 1996 • 100% Scottish owned • Initially O & G focused, diversified into Offshore Renewables • Core business: • Ø Subsea engineering consultancy Ø Offshore contracting Ø Technology development and implementation
ESS Ethos Provision of Subsea Services that are focused on being: • Safe • Simple • Robust • Cost-effective Ø Off-the Shelf Components Ø Negate the requirement for specialist vessels Ø Installable by local people and vessels Ø Recoverable, recyclable
Imagine if…….. • Image installing a 450Te Foundation utilising a Multicat Vessel in extreme environmental conditions…… • Imagine recovering a 600Te+ structure using an Anchor Handler vessel in remote locations…… This can be achieved with Ambient Lifting and Ballast Technology where: Ø Spread cost is more than halved Ø Weather risk is significantly reduced Ø Vessel choice is increased
Ambient Lifting
Ambient Lifting – General Overview • Ambient lifting is a flexible mechanism that allows you to control the ascent, descent and underwater positioning of offshore structures. • Innovative subsea lifting without use of heavy-lift vessels. • Ambient lifting can be used in a variety of industries including Oil & Gas, Decommissioning, Offshore Wind, Wave & Tidal Energy.
Ambient Lifting: Theory Examples
Structure INSTALLATION / RECOVERY Example • Structure is designed to be buoyant when flooded with fluid • Structure is positioned over structure Te to be recovered Neutrally Buoyant 300Te 9
Structure INSTALLATION / RECOVERY Example • Structure is neutrally buoyant • Structure encloses over top of structure and is locked in Te 300Te 10
Structure INSTALLATION / RECOVERY Example Te • Fluid in receptacle is replaced by gas • Structure is recovered to surface in a very controlled manner 300Te 11
Structure FOUNDATION Example Te 250Te • In air structural weight 0kg 12
Structure FOUNDATION Example • In-water structural weight Te • Buoyancy in receptacle designed to ensure structure is neutrally 250Te buoyant Neutrally Buoyant 250Te 250Te 13
Structure FOUNDATION Example • In-water weight increased by adding ballast material • Structure sinks to floor in a very Te controlled manner 250Te 0-200Te 250Te 250Te 14
Structure FOUNDATION Example • Gas is replaced or compressed by fluid • Now in-water structural weight plus weight generated by water in receptacle • Design ensures sufficient for temporary stability Te 250Te 200Te 250Te 250Te 15
Structure FOUNDATION Example • Fluid is be replaced by denser fluid • Fluid has SG = 3 and is pump-able • On-bottom weight is trebled • Structure is fit for extreme environmental loading Te 250kg 3 x Wt =600Te 250Te 250Te 16
Structure FOUNDATION Example • Reverse process for recovery • Fluid replaces heavy fluid Te 17
Structure FOUNDATION Example • Structure is neutrally buoyant • Structure is returned to surface in a very controlled manner Te 18
Structure FOUNDATION Example • Structure on surface Te • Can be towed to quayside for recovery Neutrally Buoyant 250Te 19
Foundation Installation/Recovery Example
¡ ¡Steel ¡Frame ¡(Lower ¡Sec/on) ¡ ¡ Lower ¡pipework ¡sec/on ¡(approx. ¡ 5000m) ¡
First ¡pipe ¡sec/on ¡loaded ¡to ¡Steel ¡Frame ¡on ¡ quayside ¡and ¡secured ¡ ¡
Lower ¡sec/on ¡steelwork ¡and ¡pipework ¡ loaded ¡in ¡to ¡water ¡ ¡ Mass ¡ Buoyancy ¡ ¡ Net ¡Upli2 ¡
Second ¡pipework ¡sec/on ¡loaded ¡into ¡Steel ¡ Frame ¡in ¡Quayside ¡water ¡ ¡ Mass ¡ Buoyancy ¡ ¡ Net ¡Upli2 ¡ ¡ ¡ ¡
Third ¡pipework ¡sec/on ¡loaded ¡into ¡Steel ¡ Frame ¡in ¡Quayside ¡water ¡ ¡ Mass ¡ Buoyancy ¡ ¡ Net ¡Upli2 ¡ ¡ ¡ ¡
Upper ¡steelwork ¡aBached ¡to ¡Steel ¡Frame ¡in ¡ Quayside ¡water ¡ ¡ Mass ¡ Buoyancy ¡ ¡ Net ¡Upli2 ¡
BoBom ¡third ¡of ¡ABL ¡pipework ¡filled ¡with ¡SG ¡ 2.5 ¡fluid ¡prior ¡to ¡tow ¡out. ¡ ¡ Mass ¡ Buoyancy ¡ Net ¡Upli2 ¡ ¡ ¡ ¡
50Te ¡external ¡ballast ¡added ¡to ¡frame ¡prior ¡ to ¡tow ¡out. ¡ ¡ Mass ¡ Buoyancy ¡ ¡ Net ¡Upli2 ¡ ¡ ¡ ¡
Second ¡vessel ¡arrives ¡in ¡the ¡ field ¡to ¡assist ¡in ¡ballas/ng ¡ opera/ons. ¡ ¡ ABL ¡unit ¡is ¡aBached ¡to ¡both ¡vessel ¡winches. ¡ ¡ The ¡unit ¡is ¡ballasted ¡via ¡the ¡control ¡umbilical ¡ un/l ¡it ¡has ¡a ¡nega/ve ¡buoyancy ¡and ¡both ¡ winches ¡are ¡showing ¡a ¡weight ¡of ¡5-‑10Te. ¡
Vessels ¡simultaneously ¡pay ¡ out ¡on ¡winches ¡to ¡lower ¡the ¡ founda/on ¡to ¡the ¡seabed. ¡ ¡ ¡
Upon ¡laydown ¡on ¡the ¡ seabed, ¡the ¡ABL ¡unit ¡can ¡be ¡ fully ¡water ¡ballasted ¡and ¡ then ¡disconnected. ¡ ¡ ¡ On ¡boBom ¡weight ¡when ¡fully ¡ water ¡ballasted ¡with ¡boBom ¡third ¡ filled ¡with ¡SG ¡2.5 ¡fluid ¡ External ¡Ballast=131Te ¡ ¡
¡ For ¡recovery ¡of ¡unit ¡the ¡ ¡ removal ¡of ¡heavy ¡fluid ¡from ¡ top ¡two ¡HDPE ¡sec/ons ¡gives ¡ a ¡net ¡upliX ¡of ¡17Te ¡for ¡tow ¡ back ¡to ¡port. ¡Reverse ¡Process ¡ to ¡installa/on. ¡ ¡
Subsea Structure Recovery Example
Two ¡AHTS ¡vessels ¡are ¡implemented ¡ for ¡the ¡removal ¡of ¡the ¡subsea ¡ Structure ¡ 19m ¡ 4m ¡ LiX ¡ connec/on ¡ points ¡to ¡be ¡ located ¡in ¡ Structure ¡ 600Te ¡
The ¡ABL ¡unit ¡is ¡constrained ¡by ¡tow ¡ chains ¡from ¡the ¡vessels. ¡ ¡ ¡
The ¡ABL ¡unit ¡ballasted ¡down ¡to ¡ connect ¡to ¡the ¡Structure. ¡ ABL ¡aBached ¡to ¡the ¡Jacket ¡ Foo/ng ¡using ¡the ¡ mechanical ¡connectors ¡ shown ¡on ¡following ¡slide. ¡
Male ¡por/on ¡ aBached ¡to ¡ underside ¡of ¡ABL ¡ frame ¡ ¡ Female ¡por/on ¡to ¡ be ¡placed ¡on ¡the ¡ founda/on. ¡
Upon ¡connec/on, ¡buoyancy ¡is ¡ added ¡to ¡ABL ¡unit ¡to ¡liX ¡Structure ¡ from ¡the ¡seabed. ¡ ¡
The ¡unit ¡can ¡be ¡towed ¡by ¡a ¡single ¡ vessel ¡to ¡port ¡for ¡decommissioning. ¡ ¡ ¡
Ambient Lifting – Status Work to date: • Technology is patent pending, submitted July 2014 • Prototype constructed, 1:10 model • Test tank procured for ESS Workshop • Successful prototype trials undertaken • Trials witnessed by potential Clients • Secured 1 st Project – installation of gravity based foundation 450Te foundation being installed with multicats in extreme currents, Q1/Q2 2016 • • In discussions with a number potential Clients for Ambient Lifting as lifting systems and as removable foundations. • In discussions with Diving TA’s for Ambient Lifting as alternative to air-bags Going forward: • Renewables and Decommissioning focus • Looking for demonstration opportunities and funding support
Thank you. Michael Cowie – Technical Director mcowie@ecosse-subsea.com
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