DE69810766T2

DE69810766T2 - Unterwassersteigrohr

Info

Publication number: DE69810766T2
Application number: DE69810766T
Authority: DE
Inventors: John Woodrow
Original assignee: PETROLEUM EQUIPMENT SUPPLY ENG
Current assignee: PETROLEUM EQUIPMENT SUPPLY ENG
Priority date: 1997-05-22
Filing date: 1998-05-22
Publication date: 2003-11-13
Anticipated expiration: 2018-05-23
Also published as: ES2202857T3; US20020134553A1; EP0983419B1; AU7537998A; US6401825B1; WO1998053176A2; WO1998053176A3; GB9710440D0; NO995737D0; NO995737L; DE69810766D1; EP1310630A1; EP0983419A2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Unterwasser-Steigleitungen und insbesondere Kupplungen, um Unterwasser-Steigleitungsabschnitte untereinander zu verbinden. Insbesondere kann die Unterwasser- Steigleitung zum Bohren oder für eine Überarbeitung/einen Abschluss verwendet werden.
Unterwasser-Steigleitungen sind Kanäle, die eine Ölplattform oder ein Schiff mit einer Ausblas- Verhinderungseinrichtung (Blow Out Preventer) (BOR) verbinden, die auf oder in der Nähe des Ozeanbetts stationiert ist. Unterwasser-Steigleitungen bestehen aus einem großen Bohrrohr oder einem Kanal. Unterwasser-Steigleitungen weisen- auch zusätzliche (Hufs-) Leitungen (wie Drossel-, Kill- und hydraulische Leitungen) auf, die an der Unterwasser-Steigleitung in regelmäßigen Intervallen über deren Länge befestigt sind.
Unterwasser-Steigleitungen weisen unterschiedliche Größen von ungefähr 13³/&sub8; Inch O. D. bis 24 Inch O. D. auf und müssen unter Umständen für Tiefwasserstellen bis zu 10.000 Fuß lang sein, so dass sie in Abschnitten gespeichert werden. Die Unterwasser-Steigleitungsabschnitte sind typischerweise 15 oder 25 m lang und sind auf der Ölplattform oder dem Schiff zum Zusammenbau, wenn sie benötigt werden, angeordnet. Wenn eine Unterwasser-Steigleitung für eine Tiefwasserstelle zusammengebaut werden soll, werden somit unter Umständen bis zu ungefähr 200 Verbindungsstellen benötigt, wenn Unterwasser- Steigleitungsabschnitte von 15 m verwendet werden. Es sei darauf hingewiesen, dass derartige Verbindungsstellen schnell zusammengebaut werden müssen und über eine verlängerte Zeitperiode eine hervorragende Abdichtungsintegrität aufweisen müssen, um den Eintritt von Seewasser oder dem Verlust eines Bohrschlamms zu verhindern. Zusätzlich müssen die Drossel- und Kill-Leitungen hundert Prozent zuverlässig sein und unter sämtlichen Bedingungen abdichten, um die "Bohrlochkontroll"-Prozeduren zu implementieren.
Existierende Unterwasser-Steigleitungen werden unter Verwendung von ein oder zwei Typen von Kupplungen zusammengebaut. Der erste Typ von Kupplung ist die Flanschkupplung, bei der jeder Unterwasser-Steigleitungsabschnitt einen Flansch an jedem Ende aufweist. Unterwasser- Steigleitungsabschnitte werden durch Zusammenschrauben der Flansche verbunden. Der zweite Typ von Kupplung ist die mechanische Kupplungsanordnung, die betätigbare Krallen in einem Ende eines Unterwasser-Steigleitungsabschnitts verwendet, um in eine Ausnehmung in einem Ende eines anderen Steigleitungsabschnitts einzugreifen.
Ein Beispiel einer Flanschkupplungsanordnung ist in Fig. 1a gezeigt und ein Beispiel einer mechanischen Kupplungsanordnung des Krallen-Typs ist in Fig. 1b gezeigt (die ein Cameron Iron Works Inc. Steigleitungsverbindungsaufbau ist).
Wenn in der Flanschkupplungsanordnung der Fig. 1a zwei Unterwasser-Steigleitungsabschnitte verbunden werden müssen, dann werden die entsprechenden Flansche von jedem Steigleitungsabschnitt zusammengebracht, die Flansche werden ausgerichtet, und sie werden zusammengeschraubt oder irgendwie anders an der Stelle zusammengeklemmt. Dies ist ein zeitaufwendiger Prozess und ferner sind die Flansche, die zum Bilden einer sicheren Verbindung benötigt werden, beide in ihrer Größe groß und in ihrem Gewicht schwer.
Die mechanische Kupplungsanordnung erlaubt einen einfacheren und schnelleren Aufbau, ist aber komplexer, in der Herstellung weitaus kostenaufwendiger und weist eine geringere maximale Nennlast auf als die Flanschkupplungsanordnungen.
Jedoch erlauben diese zwei Typen von Kupplungsanordnungen, dass die zusätzlichen (Hilfs-) Leitungen (wie die Drossel-, Kill-, Hydraulik- und Schlammhuster-Leitungen) permanent parallel zu der Unterwasser-Steigleitung an verschiedenen Stellen entlang ihrer Länge befestigt werden, und die Hilfsleitungen werden automatisch ausgerichtet, wenn Unterwasser-Steigleitungsabschnitte kontinuierlich zu der Unterwasser-Steigleitung während eines Zusammenbaus hinzugefügt werden.
Seit kurzem sind Gewindeverbinder ähnlich wie diejenigen, die in Bohrröhren verwendet werden, bei Produktions-Steigleitungen verwendet worden, bei denen die Bereitstellung einer Gasdichtigkeit wesentlich ist (siehe GB-A-2119466); jedoch ist die Verwendung von Gewindeverbindern auf Steigleitungen mit kleinem Durchmesser (O. D. 103/a Inch) an der Plattform beschränkt gewesen.
Die GB-A-2119466 beschreibt eine Unterwasser-Steigleitung, die eine Vielzahl von Unterwasser- Steigleitungsabschnitten umfasst, wobei jede Unterwasser-Steigleitung eine Schraubengewinde- Kupplungseinrichtung zum Zusammenverbinden der Schraubengewinde-Enden; und Drehantriebskupplungsmittel zum Eingriff mit einem Drehantriebsmechanismus umfasst.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine verbesserte Steigleitungskupplung bereit zu stellen, die einen der voranstehend erwähnten Nachteile im Zusammenhang mit existierenden Kupplungen beseitigt oder lindert.
Dies wird durch Verwendung von Kupplungen, die Schraubenwinde zum Befestigen von Unterwasser-Steigleitungsabschnitten aneinander aufweisen und durch Kuppeln der Hilfsleitungen an den Unterwasser-Steigleitungsabschnitten an verschiedenen Stellen entlang der Abschnitte erreicht, um es den Leitungen zu ermöglichen, sich frei relativ zu den Unterwasser-Steigleitungsabschnitten zu drehen, wenn die Abschnitte drehbar zusammengebaut werden.
Schraubengewindekupplungen sind kostengünstiger in der Herstellung und stellen eine stärkere Verbindung als entweder die Flansch- oder die mechanischen Kupplungen für einen gegebenen Gewichtsspielraum bereit. Sie stellen auch eine schnellere Kupplung bereit und sind leichter als existierende Kupplungen für eine gegebene Nennlast.
Gemäß eines ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung umfasst eine Unterwasser-Steigleitung:
Eine Vielzahl von Unterwasser-Steigleitungsabschnitten, wobei jeder Unterwasser-Steigleitungsabschnitt mit Schraubengewinde versehene Enden und Kupplungsmittel zum Verbinden der mit Schraubengewinden versehenen Enden miteinander aufweist; eine Drehantriebs-Kupplungseinrichtung zum Eingriff in eine drehbare Antriebseinrichtung; wobei jeder Unterwasser-Steigleitungsabschnitt eine Vielzahl von mit Zwischenraum angeordneten Rohrstützen aufweist, die über die Länge desselben an dem Unterwasser- Steigleitungsabschnitt befestigt sind; Hilfsleitungsstützmittel zum Aufnehmen wenigstens einer Hilfsleitung, wobei die Hilfsleitungsstützmittel drehbar an den mit Zwischenraum angeordneten Rohrstützen montiert sind, wodurch das Hilfsleitungsstützmittel, wenn zwei Unterwasser- Steigleitungsabschnitte durch eine Drehbewegung aneinander gekoppelt werden, frei ist, sich relativ zu den Steigleitungsabschnitten zu drehen, um die auf die Hilfsleitungen ausgeübten Drehkräfte auf ein Minimum zu reduzieren und eine vertikale Ausrichtung der Hilfsleitungen zum Verbinden zu ermöglichen.
Vorzugsweise ist ein Hilfsleitungskupplungsmechanismus bereitgestellt, um Hilfsleitungen auf aneinander angrenzenden Steigleitungsabschnitten aneinander zu kuppeln.
Vorzugsweise ist das Hilfsleitungsstützmittel ein drehbarer Karussellmechanismus, der eine ringförmige Scheibe mit einer Klemme entsprechend jeder Hilfsleitung umfasst, um eine Hilfsleitung aufzunehmen. In zweckdienlicher Weise ist die Klemme groß genug, um den Kupplungsmechanismus für die Hilfsleitungen unterzubringen.
In zweckdienlicher Weise ist der Hilfsleitungskopplungsmechanismus eine Schiebehülse. Alternativ können sämtliche Hilfsleitungen gleichzeitig innerhalb des Karussellmechanismus durch ein hydraulisches/pneumatisches Hebesystem nach oben gehoben werden, um einen Zugang für den Drehantriebsmechanismus bereitzustellen. Wenn in diesem Fall die Hilfsleitungen danach abgesenkt werden, kann eine Gewindeverbindung mit einem "Hammerunions"-System, beispielsweise einer FMC Dynetor oder WECO Kupplung verwendet werden, um eine Metall-/Metallabdichtung bereitzustellen.
Ferner weisen die mit Außen- und Innenschraubengewinde versehenen Enden verjüngte Schraubengewinde auf, in zweckdienlicher Weise selbstausrichtende verjüngte Schraubengewinde. Alternativ weisen die mit Außen- und Innenschraubengewinde versehene Ende parallele Schraubengewinde auf.
Vorzugsweise sind die mit Außen- und Innenschraubengewinde versehenen Enden an die Steigleitungsabschnitte geschweißt.
Vorzugsweise ist das Drehantriebskupplungsmittel eine Umfangszahnstange. Alternativ ist das Drehantriebskupplungsmittel eine vertikale Keilnut, in die Antriebsteile in Eingriff gebracht werden können.
Vorzugsweise umfasst der Drehantriebsmechanismus Drehantriebsritzel und eine Antriebseinheit. Alternativ umfasst der Drehantriebsmechanismus Antriebsteile, die durch einen "Splitring" angetrieben werden, der wiederum hydraulisch oder pneumatisch angetrieben wird.
Vorzugsweise ist das Hilfsleitungsstützmittel in den mit Zwischenraum angeordneten Rohrstutzen durch hydraulische Lager angebracht. Alternativ können diese Lager pneumatische oder mechanische sein.
Gemäß eines zweiten Aspekts der vorliegenden Erfindung ist ein Unterwasser- Steigleitungsabschnitt vorgesehen, der aufweist: mit Schraubengewinde versehene Enden und Kupplungsmittel zum Verbinden der mit Schraubengewinde versehenen Enden miteinander, drehbare Antriebskupplungsmittel zum Eingriff mit einem Drehantriebsmechanismus, eine Vielzahl von über dessen Länge am Unterwasser-Steigleitungsabschnitt montierten, mit Zwischenraum angeordneten Rohrstützen, Hilfsleitungsstützmittel zum Aufnehmen wenigstens einer Hilfsleitung, wobei die Hilfsleitungsstützmittel drehbar an den mit Zwischenraum angeordneten Rohrstützen montiert sind, wodurch das Hilfsleitungsstützmittel frei ist, sich im Verhältnis zum Steigleitungsabschnitt zu drehen, um die auf die Hilfsleitungen ausgeübten Drehkräfte auf ein Minimum zu reduzieren und ein leichtes Drehen der Hilfsleitungen zu erlauben, um einen Anschluss des Schiebehülsenmechanismus zu ermöglichen.
Vorzugsweise ist das Hilfsleitungsstützmittel ein drehbarer Karussellmechanismus, der eine ringförmige Scheibe mit einer Klemme entsprechend jeder Hilfsleitung umfasst, um eine Hilfsleitung mit einer Klemme in jeder Führung zur Aufnahme einer Hilfsleitung aufzunehmen. In zweckdienlicher Weise ist die Klemme groß genug, um den Hilfsleitungskupplungsmechanismus aufzunehmen.
Gemäß eines dritten Aspekts der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Verbinden von Unterwasser-Steigleitungsabschnitten miteinander, um eine Unterwasser-Steigleitung zu bilden, vorgesehen, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Stützen eines ersten Steigleitungsabschnitts, um ein erstes Schraubengewinde-Ende zum Kuppeln bereit zu stellen, Anordnen eines zweiten Steigleitungsabschnitts über dem ersten Steigleitungsabschnitt, wobei der zweite Steigleitungsabschnitt ein zweites unterschiedliches Schraubengewinde-Ende zum Kuppeln mit dem ersten Ende aufweist; Drehen des zweiten Steigleitungsabschnitts derart, dass das erste und das zweite Ende eine Schraubengewinde-Kupplung bilden und Kuppeln wenigstens einer Hilfsleitung an den Steigleitungsabschnitt und Ermöglichen, dass sich die Hilfsleitung im Verhältnis zur Steigleitung frei dreht, um eine vertikale Ausrichtung mit angrenzenden Steigleitungsabschnitten zu erleichtern.
Vorzugsweise wird der erste Steigleitungsabschnitt mit Hilfe einer Steigleitungsspinne gestützt. In zweckdienlicher Weise kann die Steigleitungsspinne vorgeschoben werden, um den ersten Steigleitungsabschnitt zu stützen, und kann zurückgezogen werden, um den ersten Steigleitungsabschnitt freizugeben.
Diese und andere Aspekte der vorliegenden Erfindung ergeben sich näher aus der folgenden Beschreibung in Kombination mit den beiliegenden Zeichnungen. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1a eine herkömmliche Flanschkupplungsanordnung zum Verbinden von zwei Abschnitten einer Unterwasser-Steigleitung;
Fig. 1b eine herkömmliche mechanische Kupplungsanordnung zum Verbinden von zwei Abschnitten einer Unterwasser-Steigleitung;
Fig. 2a eine geteilte Querschnittsansicht von zwei Unterwasser-Steigleitungsabschnitten, in Übereinstimmung mit, einer Ausführungsform der Erfindung, angeordnet in einer "Einstechposition" unmittelbar vor einer Verbindung;
Fig. 2b die Unterwasser-Steigleitungsabschnitte in der "eingestochenen Position" vor einer "Fertigstellung";
Fig. 2c den drehbaren Antriebsmechanismus in Eingriff mit einem Teil der Unterwasser- Steigleitung vor der "Fertigstellung";
Fig. 2d die Unterwasser-Steigleitungsabschnitte vollständig "fertig gestellt", nach einer Betätigung des Antriebsmechanismus und auch die Hilfsleitungen in einem verbundenen Zustand;
Fig. 3 eine diagrammartige Ansicht von mehreren Abschnitten der zusammengebauten Unterwasser-Steigleitung und der Hilfsleitungen;
Fig. 4a eine vergrößerte und perspektivische Querschnittsansicht einer der Hilfsleitungsabstützungen, die in Fig. 3 gezeigt ist und die zum Befestigen der Hilfsleitungen an der Unterwasser-Steigleitung verwendet werden;
Fig. 4b eine Querschnittsansicht eines Teils der Abstützung, die in Fig. 4a gezeigt ist und die den drehbaren Lagerungsmechanismus, um eine Drehung der Leitungen im Verhältnis zu der Unterwasser- Steigleitung zu ermöglichen, zeigt;
Fig. 5 eine Draufsicht von einem der Schwimmmodule zur Verbindung mit einer Steigleitung;
Fig. 6 eine perspektivische Ansicht einer Verkleidung;
Fig. 7 eine diagrammartige Ansicht von mehreren Verkleidungen, die aus einem schwimmfähigen Material gebildet und an einer Unterwasser-Steigleitung angebracht sind, die gerade von einer Öl-Plattform in das Wasser abgesenkt wird;
Fig. 8 eine perspektivische Explosionsansicht eines zusammengesetzten Schwimmmoduls und einer Verkleidung;
Fig. 9 eine Seitenansicht einer Steigleitung mit Verkleidungen und einer flexiblen Steigleitungs- Überkreuzungs-Verbindungsstelle;
Fig. 10 eine Draufsicht auf eine erste Ausführungsform des Steigleitungs- und Schwimmmoduls in Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt der Erfindung; und
Fig. 11 eine Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform eines Steigleitungs- und Schwimmmoduls in Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt der Erfindung.
Zunächst wird auf Fig. 2a der Zeichnungen Bezug genommen, die einen ersten Steigleitungsabschnitt 12a in einer "Einstechposition" zeigt, in der er gerade an einem zweiten Steigleitungsabschnitt 12b befestigt werden soll, der in einer Steigleitungsspinne 13 gestützt wird. Die "Einstechposition" ist die Position der zwei miteinander zu verbindenden Steigleitungsabschnitte, an der sie in die Nähe zu einander gebracht und bereit für eine Verbindung ausgerichtet worden sind.
Der erste Steigleitungsabschnitt 12a weist ein Außenschraubengewinde-Ende oder einen Stift 20 auf, der an den Steigleitungsabschnitt 12a für einen Eingriff in den zweiten Steigleitungsabschnitt 12b angeschweißt ist. Der Stift 20 ist breiter als der Durchmesser des ersten Steigleitungsabschnitt 12a.
Der zweite Steigleitungsabschnitt 12b weist ein Innenschraubengewinde-Ende oder eine Box 22 auf, die an dem Ende angeschweißt ist, das den ersten Steigleitungsabschnitt 12a empfangen soll und weist Gewinde mit der gleichen Steigung wie der Stift 20 des ersten Steigleitungsabschnitts 12a auf. Somit kann der erste Steigleitungsabschnitt 12a direkt in den zweiten Steigleitungsabschnitt 12b geschraubt werden, um eine Schraubengewindeverbindung zu bilden. Dieser Betrieb wird nachstehend noch mit Einzelheiten beschrieben.
Erste Hilfsleitungen, z. B. Kill-Leitungen, 14a sind mit dem ersten Steigleitungsabschnitt 12a verbunden und zweite Hilfsleitungen 14b sind mit dem zweiten Steigleitungsabschnitt 12b verbunden. Die ersten Hilfsleitungen 14a weisen Schiebehülsen 16 auf, die einen Teil von jeder der ersten Steigleitungen 14a abdeckt.
Der Stift 20 und die Box 22 sind so ausgeführt, dass der innere Durchmesser der Steigleitung, die 12a, 12b umfasst, über die gesamte Länge der zusammengesetzten Steigleitung 12 gleichförmig ist. Der Stift 20 und die Box 22 sind ein "Schnellgewinde" Verbindersatz (Drill-Quip Inc.).
Der erste Steigleitungsabschnitt 12a weist eine Umfangszahnstange 24 mit einem größeren Durchmesser als der Durchmesser des zweiten Steigleitungsabschnitts 12b auf. Die Umfangszahnstange 24 nimmt den geeigneten drehbaren Antriebsmechanismus auf, um den ersten Steigleitungsabschnitt 12a für einen Schraubengewinde-Eingriff und eine Schraubengewindeausrückung mit dem zweiten Steigleitungsabschnitt 12b zu drehen, wie nachstehend noch mit Einzelheiten erläutert wird.
Sobald die Steigleitungsabschnitte 12a, 12b und die Hilfsleitungen 14a, 14b verbunden worden sind, wird die Steigleitungsspinne 13 zurückgezogen, die Steigleitung 12 (die die Steigleitungsabschnitte 12a und 12b umfasst) wird, abgesenkt, so dass die obere Box 22 unmittelbar über der Steigleitungsspinne 13 ist, die Steigleitungsspinne 13 wird vorgerückt, um den neuen Steigleitungsabschnitt 12b zu halten, wie in Fig. 2a gezeigt und der nächste Steigleitungsabschnitt, der mit der Steigleitung 12 verbunden werden soll, wird abgesenkt und ausgerichtet.
Die Steigleitungsspinne 13 ist in einem Trägerboden 26 angebracht und ist relativ dazu bewegbar. Die Steigleitungsspinne 13 weist einen breiten Kragen 30 zum Eingriff in ein ringförmiges Gebiet 31 an oder in der Nähe der Box 22 auf. Dies stellt ein größeres Oberflächenkontaktgebiet als mit herkömmlichen Anordnungen bereit und minimiert mechanische Spannungen, die von der Spinne 13 auf die Box 22 und auf die Steigleitungsabschnitte 12a, 12b, insbesondere in unterschiedlichen Wetterbedingungen, ausgeübt werden.
Der Grund für das größere Kontaktgebiet besteht darin, die mechanische Spannung pro Einheit des Kontaktgebiets zu reduzieren. Dies wird benötigt, um sicher zu stellen, dass keine Deformation der Box 22 auftritt, wenn eine Unterwasser-Steigleitung einen BOP Stapel für eine verlängerte Periode stützen muss.
Fig. 2b zeigt die Unterwasser-Steigleitungsabschnitte 12 in der "eingestochenen" Position. In der "eingestochenen" Position wird der Steigleitungsabschnitt 12a abgesenkt, so dass der Stift 20 an der Box 22 angreift. Es ist nicht möglich, den Stift 20 und die Box 22 am Gewinde zu verkanten, weil die Gewinde des Stifts 20 und der Box 22 selbstausrichtend sind. In der "eingestochenen" Position sind die ersten Hilfsleitungen 14a nicht mit den zweiten Hilfsleitungen 14b verbunden. Obwohl die ersten und zweiten Hilfsleitungen 14a, 14b als ausgerichtet in Fig. 2b gezeigt sind, können sie an diesem Punkt unter Umständen nicht ausgerichtet sein. Die Hilfsleitungen 14 sind nicht notwendigerweise in der "eingestochenen" Position ausgerichtet, sondern eine Ausrichtung tritt auf, sobald die Abschnitte zusammengeschraubt werden, wie nachstehend beschrieben wird.
Fig. 2c zeigt den drehbaren Antriebsmechanismus 32, der mit dem ersten Steigleitungsabschnitt 12a in Eingriff steht, und zwar vor einer "Fertigstellung". Die drehbaren Antriebsmechanismen 32 umfassen zwei drehbare Antriebseinheiten 40, die drehbare Ritzel 42 tragen, die dadurch gedreht werden. Die Ritzel 42 weisen eine Zahngröße auf, die so gewählt ist, dass sie der Zahngröße der Umfangszahnstange 24 angepasst ist. Die Antriebseinheiten 40 werden in Richtung auf den ersten Steigleitungsabschnitt 12a gebracht, bis die Ritzel 42 in einem Eingriff mit der Zahnstange 24 sind. Zu dieser Zeit sind die Hilfsleitungen 14 in der zurückgezogenen Position, so dass die Ritzel 42 von den Hilfsleitungen 14 nicht verdeckt werden.
Sobald die Ritzel 42 und die Zahnstange 24 eingerückt sind, treiben die Antriebseinheiten 40 dann die Ritzel 42 an, die wiederum den ersten Steigleitungsabschnitt 12a drehen, bis der erste Steigleitungsabschnitt 12a in den zweiten Steigleitungsabschnitt 12b eingeschraubt ist, um die in Fig. 2d gezeigte Position zu erreichen. Sobald die zwei Hauptsteigleitungsabschnitte 12a, 12b vollständig gesichert bzw. befestigt sind, werden die Antriebseinheiten 40 zurückgezogen.
Fig. 2d zeigt die Unterwasser-Steigleitüngsabschnitte 12a, 12b vollständig "fertiggestellt" und die Hilfsleitungen 14 ebenfalls verbunden. Der Unterschied zwischen der "eingestochenen" und der "fertiggestellten" Position ist, dass die Steigleitungsabschnitte in der "fertiggestellten" Position zusammengeschraubt sind, "Anti-Ausbruchkeile" (Antriebsverbinder mit einer positiven Anti-Drehung), beispielsweise Typ S60-D Connectors, herstellt von Drill-Quip Inc., montiert sind, um einen unerwünschten "Ausbruch" der Schraubengewindeverbindung zu verhindern, wenn die Steigleitung 12 in Gebrauch ist, die Hilfsleitungen 14a, 14b ausgerichtet sind und die Schiebehülsen 16, die einen Teil der ersten Hilfsleitungen 14a in der "eingestochenen Position" abdecken, in Richtung auf den Abdeckungsteil der zweiten Hilfsleitungen 14b bewegt sind. Somit verbinden in der "fertiggestellten" Position die Schiebehülsen 16 die Hilfsleitungen 14a, 14b, indem sie sowohl die Hilfsleitungen 14a als auch die Hilfsleitungen 14b abdecken. Diese Technik einer Verbindung der Hilfsleitungen 14 unter Verwendung der Schiebehülsen 16 ist in dem technischen Gebiet altbekannt. Sobald die zwei Steigleitungsabschnitte 12a, 12b und die entsprechenden Hilfsleitungen 14a, 14b verbunden worden sind, wird die Steigleitungsspinne 13 zurückgezogen, die zusammengebauten Abschnitte werden an eine Stelle abgesenkt und die Prozedur wird für nachfolgende Abschnitte wiederholt.
Nun wird auf Fig. 3 Bezug genommen, die eine diagrammartige Ansicht von mehreren Abschnitten der Unterwasser-Steigleitung und von zusammengebauten Hilfsleitungen ist. Es lässt sich ersehen, dass die Hilfsleitungen 14 um die Steigleitung 12 mit Zwischenraum angeordnet und parallel zu der Steigleitung 12 sind; das Mittel, mit dem diese Leitungen 14 so angeordnet sind, wird nachstehend mit Einzelheiten beschrieben.
Die Fig. 4a und 4b sind Diagramme eines Teils eines Steigleitungsabschnittes, der ein Karussell, einen drehbaren Stützmechanismus 50, zeigt. Das Karussell 50 weist eine ringförmige Rohrstütze 52 auf, die im Querschnitt U-förmig (siehe Fig. 4b) ist und die einen L-förmigen ringförmigen Kolben 54 trägt. Die ringförmige Rohrstütze 52 ist aus zwei Hälften hergestellt, um eine Installation und Entfernung zu ermöglichen. Gewindebolzen werden von entsprechenden Gewindeöffnungen (dieses Merkmal ist in den Fig. 4a und 4b nicht gezeigt) aufgenommen, die ermöglichen, dass die Rohrstützenhälften sicher an der Steigleitung über die Gummihülse 55 befestigt werden.
Wie sich am besten der Fig. 4b entnehmen lässt, wird der Kolben 54 auf hydraulischen Lagern 56, die mit einem Hydraulikfluid von einem Hydraulikrohr 58 versehen werden, gestützt. Das Hydraulikrohr 58 liefert Fluid zum Balancieren der nach unten gerichteten Kraft, die auf den Kolben 54 als Folge davon, dass der Karussellmechanismus die Hilfsleitungen und alles anderes, was auf dem Karussell befestigt ist, wie Schwimmhilfen oder Verkleidungen, einschließt, wirkt. Teflonkissen 59, 61 sind auf oberen und unteren Oberflächen des Kolbens 54 angebracht, um eine Bewegung des Kolbens 54 in der Rohrstütze 52 zu erleichtern, wenn ein Verlust von Hydraulikfluid vorhanden ist. Es wird verhindert, dass der Kolben 54 aus der ringförmigen Rohrstütze 52 heraus steigt, und zwar durch einen ringförmigen Kragen 60, der an der ringförmigen Rohrstütze 52 angeschraubt wird, nachdem der Kolben 54 eingesetzt worden ist.
Eine ringförmige, mit Öffnungen versehene Scheibe 70 ist an dem Kolben 54 angeschraubt. Der äußere Durchmesser der mit Öffnungen versehenen ringförmigen Scheibe 70 beträgt ungefähr 48 Inch (120 cm), der innere Durchmesser beträgt ungefähr 21 Inch (53 cm). Für jede Hilfsleitung 14 weist die mit Öffnungen versehene ringförmige Scheibe 70 eine zugehörige Klemme 72 mit einer bewegbaren Klaue 74 auf, die geöffnet werden kann, um eine Einfügung einer Zusatzleitung 14 in die Klemme 72 hinein, wie in Fig. 4b gezeigt, zu erlauben. Nach der Einfügung wird die Klaue 74 geschlossen, um die eingefügte Zusatzleitung 14 zu halten und wird dann an der Klemme 72 gesichert, um sicher zu stellen, dass die Klaue 74 die Hilfsleitung 14 in Verwendung nicht löst.
Eine richtige Beabstandung zwischen Hilfsleitungen auf der Ebene jedes Karussells wird durch die ringförmige Scheibe 70 sicher gestellt, die sämtliche. Hilfsleitungen 14 hält. Die ringförmige Scheibe 70 enthält eine Anzahl von Öffnungen 76, die in der ringförmigen Scheibe 70 angeordnet sind, um das Gewicht der Scheibe 70 zu verringern.
Die Lager 56, im Zusammenhang mit dem hydraulischen Druck, der durch das Hydraulikrohr 58 angelegt wird, erlauben dem Kolben 54 sich im Verhältnis zu dem Rohrstutzen 52 frei zu drehen. Die Klemme 72 ist groß genug, um die Schiebehülse 16 zusätzlich zu der Hilfsleitung 14 aufzunehmen.
Dieser Aufbau ermöglicht Hilfsleitungen 14, sich relativ zu dem Rohrstutzen 52 zu bewegen, der an dem Steigleitungsabschnitt 12a über die Gummihülse 55 verbunden ist, wenn der Steigleitungsabschnitt 12a gerade gedreht wird. Wenn der erste Hauptsteigleitungsabschnitt 12a durch die drehbaren Ritzel 42 gerade gedreht wird, um den ersten Hauptsteigleitungsabschnitt 12a an eine Stelle zu drehen, können sich der Karussellmechanismus, die Zusatzleitungen und andere gestützte Teile, wie Schwimmhilfen und / oder Verkleidungen mit dem Steigleitungsrohr drehen oder können stationär bleiben. Somit wird irgendeine Torsionskraft, die auf die Hilfsleitungen 14 angelegt wird, minimal sein.
Sobald die Hauptsteigleitungsabschnitte 12a, 12b zusammen befestigt worden sind, kann ein Hydraulikdruck auf das Karussell über das Hydraulikrohr 58 angelegt werden, um dem Kolben 54 zu ermöglichen, zu schweben, wodurch eine einfache Drehung und Ausrichtung der Hilfsleitungen 14 erlaubt wird. Auf eine Ausrichtung hin werden die Schiebehülsen 16 nach unten bewegt, um sämtliche Hilfsleitungen 14 zu verbinden.
Die Steigleitungsabschnitte 12a, 12b können auch Schwimmmodule aufweisen, die entlang der Länge der Steigleitung angebracht sind, um das effektive Gewicht der Steigleitung 12 zu verringern, wenn sie in Wasser eingetaucht ist. Eine Draufsicht von zwei aufgesplitteten Abschnitten, die ein Schwimmmodul 57 umfassen, ist in Fig. 5 gezeigt. Das Schwimmmodul 57 passt um den Umfang der Steigleitung 12 herum zur verbesserten Stabilität der Steigleitung 12. Das Schwimmmodul 57 ist aus zwei geformten Abschnitten 57a und 57b gebildet, die zusammen geklemmt sind und auf dem Karussell 50 gehalten werden, um eine Drehung zu erlauben. Die Abschnitte 57a, 57b weisen Ausnehmungen 57c auf, um Hilfsleitungen 14 aufzunehmen und zu halten. Die Abschnitte 57a, 57b sind aus einem synthetischen Schaum gebildet, der ein Epoxydharz und Schwimmmaterial ist und der das effektive Gewicht der Steigleitungsverbindungsstellen verringert, wenn sie in Meereswasser gebracht werden.
Nun wird auf die Fig. 6 und 7 Bezug genommen, die eine Unterwasser- Steigleitungsverkleidung 80 und eine Unterwasser-Steigleitung, die jeweils mit einer Vielzahl von diesen Verkleidungen 80 zusammengebaut ist, zeigen. Die Verkleidungen 80 werden nur für Tiefwasserstellen benötigt und wo die Strömungen sehr stark sind, wobei dies gewöhnlicherweise in nur 5% der Situationen auftritt.
Die Verkleidung 80 ist dafür ausgelegt, um den Niederdruckbereich, der von Strömungen auf der stromabwärts liegenden Seite der Steigleitung 12 erzeugt werden, zu verringern und reduziert deshalb eine Wirbelablösung. Der Ring 82 ermöglicht der Verkleidung 80 um den Umfang der Steigleitung 12 herum zu passen. Eine verjüngte Hülle 84 umgibt den Lagerring 82. Verstärkungsrippen 86 werden verwendet, um die Hülle 84 zu verstärken. Das innere Volumen 88 der Verkleidung 80 kann mit einem schwimmfähigen Material gefüllt sein, beispielsweise einem synthetischen Schaum.
Fig. 6 zeigt eine Unterwasser-Steigleitung mit neun Verkleidungen 80, die an dem oberen Teil montiert sind. Vor einer Montage der Verkleidungen 80 wird eine Strömungsüberwachungsanalyse des Wassers ausgeführt, um die Strömungsgeschwindigkeit und -richtung in verschiedenen Tiefen zu bestimmen. Dieses Strömungsprofil wird verwendet, um zu bestimmen, ob an der gesamten Steigleitung oder einem Teil der Steigleitung Verkleidungen angebracht werden müssen. Als Folge der Konstruktion des Karussells 50 werden die Verkleidungen sich in die Richtung der Strömung selbst ausrichten, die sich gelegentlich während einer Zwölf-Stunden-Periode als Folge einer Tidenaktivität um 180º drehen kann. Somit werden die Verkleidungen 80, die auf dem untersten Steigleitungsabschnitt angeordnet sind, für die Strömung an einer tieferen Stelle ausgerichtet werden; demgegenüber werden die Verkleidungen, die an höchsten Steigleitungsabschnitten angeordnet sind, für die Strömung in einer seichteren Ebene ausgerichtet werden.
Der Unterwasser-Steigleitungsabschnitt 12a kann durch eine Steigleitungs-Zentriereinrichtung 90, die sich in dem "Kellerdeck" 92 des Bohrschiffs angeordnet ist, zentriert werden. Als Folge der Konstruktion des Karussellmechanismus 50 und der Fähigkeit, ein syntaktisches Schaumschwimmmaterial auf irgendeine vernünftige Form zu formen, werden die schwimmfähigen Module in der Form hergestellt, wie in Fig. 8 gezeigt. Diese Verkleidungs-geformten schwimmfähigen Module werden im dem Karussell 50 installiert und führen deshalb die dualen Funktionen einer Reduzierung des effektiven Gewichts der Steigleitung im Meereswasser und der Verringerung der Effekte einer Strömung und einer Wirbelablösung aus, wie voranstehend beschrieben.
Da Strömungen sich ändern können und ihre Richtung in unterschiedlichen Wassertiefen ändern können, werden speziell konstruierte Steigleitungs-Überkreuzungsverbindungsstellen benötigt, um irgendwelchen Verkleidungen 80, die auf der Steigleitung installiert sind, zu ermöglichen, sich im Ansprechen auf den Strömungsfluss selbst auszurichten. Fig. 9 zeigt eine Steigleitungs-Überkreuzungs- Verbindungsstelle, die allgemein mit einem Bezugszeichen 100 bezeichnet ist und durch einen Steigleitungsabschnitt 102 mit einem flexiblen Steigleitungs-Überkreuzungs-Schlauch 104 versehen ist, um Verkleidungen 80 auf jeder Seite des Steigleitungsabschnitts 102 in die Lage zu versetzen, sich selbst auszurichten. Die Überkreuzungsverbindungsstellen 100 weisen keine Verkleidungen 80 oder angebrachte schwimmfähige Module auf. Der Schlauch 104 (co-flexip Typ) ist mit den Hilfsleitungen 14 verbunden und sind von dem Typ, der in BOPs verwendet wird.
Es sei darauf hingewiesen, dass verschiedene Modifikationen in der voranstehend beschriebenen Ausführungsform durchgeführt werden können, ohne von dem Umfang der Erfindung abzuweichen.
Insbesondere sei darauf hingewiesen, dass der Stift 20 und die Box 22 parallele Schraubengewinde-Enden anstelle der verjüngten gezeigten Schraubengewinde-Enden aufweisen können. Der Stift 20 und die Box 22 sind an der Steigleitung in der gezeigten Ausführungsform angeschweißt, könnten aber unter Verwendung von irgendeiner anderen geeigneten Technik befestigt werden.
Die beschriebene Ausführungsform bezieht sich auf Unterwasser-Bohrsteigleitungen, die minimal zwei Hilfsleitungen verwenden. Jedoch können andere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sich auf Unterwasser-Überarbeitungs-/Fertigstellungs-Steigleitungen beziehen, die nur eine Hilfsleitung benötigen können.
In der beschriebenen Ausführungsform wurde ein einzelner Kolben 54 verwendet, jedoch kann mehr als ein Kolben verwendet werden. Wenn mehr als ein Kolben 54 verwendet wird, wird ein Scheibensegment entsprechend zu jedem Kolben 54 verwendet, um jede Hilfsleitung 14 zu halten, anstelle einer einzelnen ringförmigen Scheibe 70, um sämtliche der Hilfsleitungen 14 zu halten. Abstandsstücke werden verwendet, um angrenzende Scheibensegmente zu verbinden und die Beabstandung zwischen den Hilfsleitungen beizubehalten.
Der ringförmige Kragen 60 ist vorzugsweise an der ringförmigen Rohrstütze 52 in der obigen Ausführungsform angeschraubt, aber andere Verfahren zum Befestigen des Kragens an der Rohrstütze können verwendet werden, z. B. ein Schweißvorgang. Obwohl die Klaue 47 an der Klemme 72 der obigen Ausführungsform angeschraubt ist, können in ähnlicher Weise andere Verfahren verwendet werden, um die Klaue und die Klemme zusammen zu befestigen, z. B. kann eine Verriegelungsanordnung verwendet werden. In ähnlicher Weise können andere Verfahren zum Befestigen der zwei Abschnitte des schwimmfähigen Moduls aneinander verwendet werden, z. B. eine Verschraubung. Mehr als zwei Abschnitte können für jedes schwimmfähige Modul verwendet werden.
In der beschriebenen Ausführungsform werden eine Umfangszahnstange 24 und drehbare Antriebsräder oder Ritzel verwendet; jedoch können in anderen Ausführungsformen bearbeitete Antriebskeilwege und Antriebskeile im Zusammenhang mit einer aufgesplitteten Antriebsringanordnung anstelle davon verwendet werden. In der beschriebenen Ausführungsform werden Hydrauliklager 56 verwendet, um die bewegbaren Elemente 54 in der Rohrstütze 52 anzubringen; in anderen Ausführungsformen können andere hydraulische oder pneumatische Lager verwendet werden. In der beschriebenen Ausführungsform ist die Verkleidung 80 mit einem synthetischen Schaum gefüllt; aber in anderen Ausführungsformen kann die gesamte Verkleidung mit dem schwimmfähigen Modul kombiniert und aus einem schwimmfähigen Material geformt werden (wie in Fig. 8, siehe Blatt 5/7), oder die verjüngte Hülle kann aus einem schwimmfähigen Material gebildet werden. In der beschriebenen Ausführungsform wird ein syntaktischer bzw. synthetischer Schaum verwendet; aber in anderen Ausführungsformen kann irgendein zweckdienliches nicht-absorbierendes Material verwendet werden.
Es sei darauf hingewiesen, dass mit der Konstruktion von Steigleitungen und schwimmfähigen Modulen, die voranstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 9 beschrieben wurden, existierende schwimmfähige Konstruktionen mit einem syntaktischen Schaum fest an den äußeren Durchmesser des Hauptsteigleitungs-Röhrenkörpers mit einem Gurt angebracht oder befestigt werden, der einen äußeren Durchmesser von ungefähr 46 Inch bereitstellt, wenn sie mit einer O. D. Unterwasser-Bohrsteigleitung von 21 Inch verwendet werden. Wenn die Steigleitung in hohen Strömungen angeordnet ist, kann diese Größe vom Schwimmmodul, selbst mit einer Verkleidung, einen Effekt hervorbringen, der als Wirbelablösung bekannt ist. Um den Effekt einer Wirbelablösung zu reduzieren, ist es deshalb wünschenswert, einen so kleinen Durchmesser der Steigleitung und des Schwimmmoduls wie möglich in Richtung auf die Strömung darzubieten, wodurch die "Segelfläche", die dem Fluss der Strömung dargeboten wird, reduziert wird.
Bei den Steigleitungen und Schwimmmodulen, die voranstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 9 beschrieben wurden, sei darauf hingewiesen, dass der äußere Durchmesser des Schwimmmaterials zum großen Teil durch den äußeren Durchmesser der Drossel-, Kill- und anderer Zusatzleitungen, die an dem Hauptsteigleitungsröhrenkörper angebracht sind, vorgegeben wird und diese wiederum normalerweise um das Schwimmmodul herum und somit um die Steigleitung in einem symmetrischen Muster herum angeordnet sind, wie sich am besten den Fig. 5 und 8 der Zeichnungen entnehmen lässt.
Es sei darauf hingewiesen, dass verschiedene Modifikationen an den voranstehend beschriebenen Ausführungsformen ohne Abweichen von dem Umfang der Erfindung durchgeführt werden können. Zum Beispiel können die Steigleitungs-Schraubengewinde-Enden Innengewinde sein, wobei in diesem Fall ein zwischen liegender dualer Außenschraubengewindekoppler so bereitgestellt werden kann, dass die duale Außenkopplung zunächst in das gesicherte Innenende eines gesicherten Steigleitungsabschnitts eingeschraubt wird und dann das Innengewinde-Ende des zweiten Steigleitungsabschnitts auf das zweite Außengewinde der Kupplung aufgeschraubt wird. Ein ähnliches Ergebnis könnte unter Verwendung von Steigleitungen mit nur Außengewinde-Enden und mit einer Kupplung mit dualen Innengewinden erreicht werden. Sämtliche Hilfsleitungen können gleichzeitig innerhalb des Karussellmechanismus durch ein hydraulisches/pneumatisches Hebesystem nach oben angehoben werden, um einen Zugang für den drehbaren Antriebsmechanismus bereitzustellen. Wenn in diesem Fall Hilfsleitungen danach abgesenkt werden, kann eine Gewindeverbindung mit einem "Hammerunions"-System, beispielsweise eine FMC Dynetor von WECO Kupplung verwendet werden, um eine "Metall-Zu-Metall-Abdichtung" bereitzustellen.
Nun wird auf die Fig. 10 und 11 der Zeichnungen Bezug genommen, die eine erste bzw. eine zweite Ausführungsform eines weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung darstellen, bei denen das schwimmfähige Material aus einem syntaktischen Schaum in den Karussellmechanismus ähnlich wie bei demjenigen, der in den Fig. 6 und 8 gezeigt ist, geformt ist, und auch in die Form einer Verkleidung ausgebildet ist, so dass der äußere Durchmesser des Karussells, des Schwimmteils und der Verkleidung auf ungefähr den Durchmesser der Steigleitung (O. D. 21 Inch) beschränkt ist, der ungefähr 23 Inch an dem Punkt ist, der in einem "Aspekt" zu dem Strömungsfluss dargeboten wird, der mit den Pfeilen A gezeigt ist.
Diese Ausführungsform betrifft einen weiteren Aspekt der Erfindung und stellt eine weitere Verbesserung bereit, bei der das Schwimmmaterial aus syntaktischem Schaum in ein Verkleidungsprofil eingebaut ist, um eine Wirbelablösung zu verringern oder zu beseitigen.
Nun wird auf die Fig. 10 der Zeichnungen bezuggenommen, die ein Schwimmmodul zeigt, welches allgemein mit dem Bezugzeichen 110 bezeichnet ist und in einen Karussellmechanismus geformt ist und um ein Unterwasser-Steigleitungsrohr 112 von 21 Inch angeordnet ist. Das Schwimmmaterial ist in die Form einer Verkleidung 114 ausgebildet so dass der äußere Durchmesser des Karussellschwimmteils und der Verkleidung auf ungefähr 23 Inch an dem Punkt, der im "Aspekt" dem Strömungsfluss dargeboten wird, beschränkt ist. Die bedeutet, dass der maximale Durchmesser der Kombination der Steigleitung und der Schaumhülse 23 Inch in ihrem breitesten Aspekt ist. Es sei darauf hingewiesen, dass dies ungefähr 50% des "Aspektdurchmessers" ist, der dem Strömungsfluss dargeboten wird (d. h. 46 Inch), wenn die voranstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 9 der Zeichnungen beschriebenen Ausführungsformen verwendet werden. Der Vorteil dieser Anordnung ist, dass sie signifikant den Effekt der Strömung und demzufolge einer Wirbelablösung reduziert. Es lässt sich auch ersehen, dass in der Ausführungsform in Fig. 10 die Drossel- und Kill-Leitungen, die allgemein mit den Bezugszeichen 116 bezeichnet sind, in eine Verkleidungsform angeordnet sind und sich deshalb mit der Verkleidung auf dem Karussell in einer ähnlichen Weise wie die Drehung der Leitungen drehen können, wie voranstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 9 beschrieben.
Nun wird auf die Fig. 11 der Zeichnungen Bezug genommen, die eine alternative Ausführungsform zu derjenigen darstellen, die in Fig. 10 gezeigt ist. In diesem Fall wird das Schwimmmodul 118 aus dem synthetischen bzw. syntaktischen Schaum um die Steigleitung 112 herum geformt, so dass die Flussmodule ein führendes Ende 120 und ein hinteres oder Verkleidungsende 122 aufweisen, wobei das hintere Ende 122 ähnlich zu dem Verkleidungsende 114 ist, das in Fig. 10 gezeigt ist. In dieser Ausführungsform sie darauf hingewiesen, dass das Flussmodul in dem führenden Ende 120 ausreichend groß ist, um einige der Drossel- oder Kill-Leitungen 124 aufzunehmen, die innerhalb des Verkleidungsabschnitts 122 angeordnet sind. Bei dieser Ausführungsform sei darauf hingewiesen, dass der äußere Durchmesser des Karussells, des Schwimmteils und der Verkleidung ebenfalls auf unter 23 Inch an dem breitesten Punkt beschränkt ist, der im "Aspekt" dem Strömungsfluss ausgesetzt wird (Pfeil A). Jedoch sind in diesem Fall einige der Drossel- und Kill-Leitungen in dem führenden Ende 120 angeordnet. In dieser Ausführungsform wird die Kupplung der Drossel- und Kill-Leitungen und der Schwimmmodule an der Steigleitung und dem Karussell in der ähnlichen Weise wie diejenige für Fig. 10 und wie unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 9 der beiliegenden Zeichnungen beschrieben, erreicht.
Es sei darauf hingewiesen, dass mit den Ausführungsformen, die unter Bezugnahme auf die Fig. 10 und 11 beschrieben wurden, der Hauptvorteil die Reduzierung oder Beschränkung einer Wirbelablösung ist und zusätzlich die Verringerung der effektiven "Segelfläche" um ungefähr 50% beim Reduzieren des effektiven Durchmessers von ungefähr 46 Inch auf 23 Inch. Dies reduziert den Effekt der Strömung auf die Steigleitung beträchtlich.
Es sei auch darauf hingewiesen, dass verschiedene Aspekte an den Ausführungsformen durchgeführt werden können, die in den Fig. 10 und 11 gezeigt sind, ohne von dem Umfang der Erfindung abzuweichen. Zum Beispiel kann die geeignete Anzahl von Drossel- und Kill-Leitungen etc. integral mit dem Schwimmmodul gebildet werden, die dann mit einem Gurt auf dem Steigleitungsabschnitt angebracht werden, wie in den Fig. 10 und 11 gezeigt. Drossel- und Kill-Leitungen, die durch die Module nach unten gehen, können einfach unter Verwendung von Kupplungselementen zusammengekuppelt werden. Alternativ können in die Schwimmmodule Kanäle eingegossen werden, um die Drossel- und Kill-Leitungen aufzunehmen. Eine weitere Modifikation an den Modulen, die in den Fig. 10 und 11 gezeigt sind, ist, dass sie in zwei Teilen hergestellt werden und um die Steigleitung in einer ähnlichen Weise wie derjenigen, die in Fig. 8 gezeigt ist, herum angeklemmt werden können, obwohl darauf hingewiesen wird, dass die Teile nicht exakte Hälften oder sogar symmetrisch sein müssen. Die Schwimmmodule können mit verschiedenen Durchmessern und Steigleitungen verwendet werden, um den effektiven Steigleitungsdurchmesser zu verringern.
Es sei darauf hingewiesen, dass der Hauptvorteil des ersten Aspekts der Erfindung darin besteht, dass für ein gegebenes Gewicht der Verbindung sie eine Kupplung mit höherer Festigkeit als die herkömmlichen Kupplungen bereitstellt; die Steigleitungsabschnitte können schneller als bei einigen herkömmlichen Konstruktionen zusammengebaut werden, und der Steigleitungsaufbau ist kostengünstiger. Ein anderer Vorteil des ersten Aspekts der Erfindung ist, dass im Vergleich mit anderen Kupplungen weniger Wartungsaufwand benötigt wird, weil der Hauptverbindermechanismus eine einfache Gewindekonstruktion ist, wohingegen andere Kupplungen auf sehr kleine Komponenten gestützt sind. Noch ein anderer Vorteil ist, dass sie erlaubt, dass fehlerhafte Schraubengewinde-Verbindungsstellen von der Hauptsteigleitung 12 entfernt und ersetzt werden können, ohne dass die Hilfsleitungen 14 getrennt werden müssen, einfach durch Entfernen des Stifts 20, der Box 22 oder beiden und durch ein Anschweißen von Ersetzungsteilen. Als Folge der relativ geringen Kosten der Gewindestifte und der Boxen, können sie als entbehrlich angesehen werden, wenn sie beschädigt werden. Die Verbindung mit der Gleithülse 16 kann irgendwelche geringfügigen Änderungen in der Länge der Hauptsteigleitung 12 aufnehmen. Der Hauptvorteil des verbesserten Schwimmmoduls besteht darin, dass es den Effekt der Strömung signifikant verringert, weil es den effektiven "Aspektdurchmesser" reduziert und somit den Effekt einer Wirbelablösung verringert.

Claims

1. Unterwasser-Steigleitung (12), die folgendes umfaßt: eine Vielzahl von Unterwasser- Steigleitungsabschnitten (12a, 12b), wobei jeder- Unterwasser-Steigleitungsabschnitt (12a, 12b) mit Schraubengewinde versehene Enden (20, 22) und Kupplungsmittel zum Verbinden der mit Schraubengewinde versehenen Enden (20, 22) miteinander hat, Drehantriebskupplungsmittel (24) zum Eingriff mit einem Drehantriebsmechanismus (32), wobei jeder Unterwasser-Steigleitungsabschnitt (12a, 12b) eine Vielzahl von mit Zwischenraum angeordneten Rohrstützen (52) hat, die über die Länge desselben an dem Unterwasser-Steigleitungsabschnitt (12a, 12b) befestigt werden, Hilfsleitungsstützmittel zum Aufnehmen wenigstens einer Hilfsleitung (14), wobei die Hilfsleitungsstützmittel drehbar an den mit Zwischenraum angeordneten Rohrstützen (52) montiert werden, wodurch das Hilfsleitungsstützmittel, wenn zwei Unterwasser-Steigleitungsabschnitte (12% 12b) durch eine Drehbewegung aneinander gekoppelt werden, frei ist, sich im Verhältnis zu den Steigleitungsabschnitten (12a, 12b) zu drehen, um die auf die Hilfsleitungen (14) ausgeübten Drehkräfte auf ein Minimum zu reduzieren und eine vertikale Ausrichtung der Hilfsleitungen (14) zum Verbinden zu ermöglichen.

2. Unterwasser-Steigleitung (12) nach Anspruch 1, bei der ein Hilfsleitungskopplungsmechanismus (16) bereitgestellt wird, um die Hilfsleitungen (14a, 14b) an aneinandergrenzenden Steigleitungsabschnitten (12a, 12b) aneinanderzukoppeln.

3. Unterwasser-Steigleitung (12) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei der das Hilfsleitungsstützmittel ein drehbarer Karussellmechanismus (50) ist, der eine ringförmige Scheibe (70) mit einer Klemme (72) entsprechend jeder Hilfsleitung (14) umfaßt, um eine Hilfsleitung (14) aufzunehmen.

4. Unterwasser-Steigleitung (12) nach Anspruch 3, bei der das Hilfsleitungsstützmittel in den mit Zwischenraum angeordneten Rohrstützen (52) durch hydraulische Lager (56) montiert wird.

5. Unterwasser-Steigleitung (12) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei welcher der Hilfsleitungskopplungsmechanismus eine Schiebehülse (16) ist.

6. Unterwasser-Steigleitung (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher der Hilfsleitungskopplungsmechanismus ein hydraulisches oder pneumatisches Hebesystem (54, 56, 58) ist, um alle Hilfsleitungen gleichzeitig nach oben zu heben.

7. Unterwasser-Steigleitung (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der jeder Steigleitungsabschnitt (12a, 12b) ein mit Außenschraubengewinde versehenes Ende (20) und ein mit Innenschraubengewinde versehenes Ende (22) hat.

8. Unterwasser-Steigleitung (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der die mit Außen- und Innenschraubengewinde versehenen Enden (20, 22) verjüngte Schraubengewinde haben.

9. Unterwasser-Steigleitung (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der die mit Außen- und Innenschraubengewinde versehenen Enden (20, 22) parallele Schraubengewinde haben.

10. Unterwasser-Steigleitung (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die mit Außen- und Innenschraubengewinde versehenen Enden (20, 22) an die Steigleitungsabschnitte (12a, 12b) geschweißt werden.

11. Unterwasser-Steigleitung (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der jeder Steigleitungsabschnitt (12a, 12b) mit Innenschraubengewinde versehene Enden (22) hat, wobei ein Kupplungsmittel durch eine Kupplung mit doppelten Außengewinde bereitgestellt wird, die dafür geeignet ist, zwischen aneinandergrenzenden Steigleitungsabschnitten (12a, 12b) aufgeschraubt zu werden.

12. Unterwasser-Steigleitung (12) nach Anspruch 11, bei der die mit Außen- und Innenschraubengewinde versehenen Abschnitte verjüngte Schraubengewinde sind.

13. Unterwasser-Steigleitung (12) nach Anspruch 11, bei der die mit Außen- und Innenschraubengewinde versehenen Abschnitte parallele Schraubengewinde haben.

14. Unterwasser-Steigleitung (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Drehantriebskupplungsmittel eine Umfangszahnstange (24) ist.

15. Unterwasser-Steigleitung (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, bei der das Drehantriebskupplungsmittel eine vertikale Keilnut ist, in die Antriebskeile in Eingriff gebracht werden können.

16. Unterwasser-Steigleitung (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher der Drehantriebsmechanismus (32) Drehantriebsritzel (42) und eine Antriebseinheit (40) umfaßt.

17. Unterwässer-Steigleitung (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, bei welcher der Drehantriebsmechanismus (32) Antriebskeile umfaßt, die durch einen "Spaltring" angetrieben werden, der wiederum hydraulisch oder pneumatisch angetrieben wird.

18. Unterwasser-Steigleitungsabschnitt (12a, 12b), der mit Schraubengewinde versehene Enden (20, 22) und Kupplungsmittel zum Verbinden der mit Schraubengewinde versehenen Enden (20, 22) miteinander, drehbare Antriebskupplungsmittel (24) zum Eingriff mit einem Drehantriebsmechanismus (32), eine Vielzahl von über dessen Länge am Unterwasser-Steigleitungsabschnitt (12a, 12b) montierten mit Zwischenraum angeordneten Rohrstützen (52), Hilfsleitungsstützmittel zum Aufnehmen wenigstens einer Hilfsleitung (14), wobei die Hilfsleitungsstützmittel drehbar an den mit Zwischenraum angeordneten Rohrstützen (52) montiert werden, und einen Schiebehülsenmechanismus (16) zum Aneinanderkoppeln von Hilfsleitungen (14a, 14b) an aneinandergrenzenden Steigleitungsabschnitten (12a, 12b) hat, wodurch das Hilfsleitungsstützmittel frei ist, sich im Verhältnis zum Steigleitungsabschnitt (12a, 12b) zu drehen, um die auf die Hilfsleitungen (14) ausgeübten Drehkräfte auf ein Minimum zu reduzieren und ein leichtes Drehen der Hilfsleitungen (14a, 14b) zu erlauben, um einen Anschluß des Schiebehülsenmechanismus (16) zu ermöglichen.

19. Unterwasser-Steigleitung (12) nach Anspruch 13, bei der das Hilfsleitungsstützmittel ein drehbarer Karussellmechanismus (50) ist, der eine ringförmige Scheibe (70) mit einer Klemme (72) entsprechend jeder Hilfsleitung (14) umfaßt, um eine Hilfsleitung (14) aufzunehmen, mit einer Klemme (72) in jeder Führung zum Aufnehmen einer Hilfsleitung (14).

20. Verfahren zum Verbinden von Unterwasser-Steigleitungsabschnitten (12a, 12b) miteinander, um eine Unterwasser-Steigleitung (12) zu bilden, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt: Stützen eines ersten Steigleitungsabschnitts (12b), um ein erstes Schraubengewinde-Ende (22) zum Koppeln bereitzustellen, Anordnen eines zweiten Steigleitungsabschnitts (12a) über dem ersten Steigleitungsabschnitt (12b), wobei der zweite Steigleitungsabschnitt (12a) ein zweites unterschiedliches Schraubengewinde-Ende (20) zum Koppeln mit dem ersten Ende (22) hat, Drehen des zweiten Steigleitungsabschnitts (12a) derart, daß das erste und das zweite Ende (20, 22) eine Schraubengewinde- Kupplung bilden, und Koppeln wenigstens einer Hilfsleitung (14) an den Steigleitungsabschnitt (12a, 12b) und Ermöglichen, daß sich die Hilfsleitung (14) im Verhältnis zur Steigleitung (12) frei dreht, um eine vertikale Ausrichtung mit angrenzenden Steigleitungsabschnitten zu erleichtern.

21. Verfahren nach Anspruch 20, bei dem der erste Steigleitungsabschnitt (12b) mittels einer Steigleitungsspinne (13) gestützt wird.

22. Verfahren nach Anspruch 21, bei dem das Verfahren den Schritt einschließt, die Steigleitungsspinne (13) vorzuschieben, um den ersten Steigleitungsabschnitt (12b) zu stützen, und die Steigleitungsspinne zurückzuziehen, um den ersten Steigleitungsabschnitt (12b) freizugeben.

23. Verfahren zum Verbinden von Unterwasser-Steigleitungsabschnitten miteinander, um eine Unterwasser-Steigleitung zu bilden, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt: Stützen eines ersten Steigleitungsabschnitts, um ein erstes Innenschraubengewinde-Ende zum Koppeln bereitzustellen, Anordnen eines zweiten Steigleitungsabschnitts über dem ersten Steigleitungsabschnitt, wobei der zweite Steigleitungsabschnitt ein Innenschraubengewinde-Ende zum Koppeln hat, Bereitstellen einer mit doppeltem Außenschraubengewinde versehenen Steigleitungskupplung zwischen dem ersten und dem zweiten Steigleitungsabschnitt und Befestigen der Kupplung am ersten Steigleitungsabschnitt und danach Drehen des zweiten Steigleitungsabschnitts derart, daß die erste und die zweite Steigleitung und die Doppelgewindekupplung eine Gewinde-Steigleitungskupplung bilden, und Koppeln wenigstens einer Hilfsleitung an den Steigleitungsabschnitt und Ermöglichen, daß sich die Hilfsleitung im Verhältnis zur Steigleitung frei dreht, um eine vertikale Ausrichtung mit angrenzenden Steigleitungsabschnitten zu erleichtern.

24. Verfahren nach Anspruch 23, bei dem der erste Steigleitungsabschnitt mittels einer Steigleitungsspinne gestützt wird.

25. Verfahren nach Anspruch 23, bei dem das Verfahren den Schritt einschließt, die Steigleitungsspinne vorzuschieben, um den ersten Steigleitungsabschnitt zu stützen, und die Steigleitungsspinne zurückzuziehen, um den ersten Steigleitungsabschnitt freizugeben.

26. Unterwasser-Steigleitung (12), die folgendes umfaßt: eine Vielzahl von Unterwasser- Steigleitungsabschnitten (12a, 12b), wobei jeder Unterwasser-Steigleitungsabschnitt (12a, 12b) mit Schraubengewinde versehene Enden (20, 22) und Kupplungsmittel zum Verbinden der mit Schraubengewinde versehenen Enden (20, 22) miteinander hat, Drehantriebskupplungsmittel (24) zum Eingriff mit einem Drehantriebsmechanismus (32), wobei jeder Unterwasser-Steigleitungsabschnitt (12a, 12b) eine Vielzahl von mit Zwischenraum angeordneten Rohrstützen (52) hat, die über die Länge desselben an dem Unterwasser-Steigleitungsabschnitt (12a, 12b) befestigt werden, Hilfsleitungsstützmittel zum Aufnehmen wenigstens einer Hilfsleitung (14), wobei die Hilfsleitungsstützmittel drehbar an den mit Zwischenraum angeordneten Rohrstützen (52) montiert werden, und eine Zahl von Verkleidungen (80), die jede einen ersten allgemein zylindrischen Abschnitt (82) zum Koppeln mit einem Steigleitungsabschnitt (12a, 12b) und einen an den ersten Abschnitt (82) gekoppelten zweiten verjüngten Abschnitt (84) umfassen, wobei die Verkleidung (80) schwimmfähiges Material einschließt, wodurch das Hilfsleitungsstützmittel, wenn zwei Unterwasser-Steigleitungsabschnitte (12a, 12b) durch eine Drehbewegung aneinander gekoppelt werden, frei ist, sich im Verhältnis zu den Steigleitungsabschnitten (12a, 12b) zu drehen, um die auf die Hilfsleitungen (14) ausgeübten Drehkräfte auf ein Minimum zu reduzieren und eine vertikale Ausrichtung der Hilfsleitungen (14a, 14b) zum Verbinden zu ermöglichen.

27. Unterwasser-Steigleitung (12) nach Anspruch 26, bei welcher der erste und der zweite Abschnitt (82, 84) jeder Verkleidung aus einem schwimmfähigen Material geformt werden.

28. Unterwasser-Steigleitung (12) nach Anspruch 26, bei der nur der zweite Abschnitt (84) jeder Verkleidung (80) aus einem schwimmfähigen Material geformt wird.

29. Unterwasser-Steigleitung (12) nach Anspruch 26, 27 oder 28, bei welcher der zweite Abschnitt (84) jeder Verkleidung eine aus einem schwimmfähigen Material hergestellte Einlage (110, 118) hat.

30. Unterwasser-Steigleitung (12) nach einem der Ansprüche 26 bis 29, bei der das schwimmfähige Material jeder Verkleidung (80) ein nicht-absorbierender syntaktischer Schaumstoff ist.

31. Unterwasser-Steigleitung (12), die folgendes umfaßt: eine Vielzahl von Unterwasser- Steigleitungsabschnitten (12a, 12b), wobei jeder Unterwasser-Steigleitungsabschnitt (12a, 12b) mit Schraubengewinde versehene Enden (20, 22) und Kupplungsmittel zum Verbinden der mit Schraubengewinde versehenen Enden (20, 22) miteinander hat, Drehantriebskupplungsmittel (24) zum Eingriff mit einem Drehantriebsmechanismus (32), wobei jeder Unterwasser-Steigleitungsabschnitt (12a, 12b) eine Vielzahl von mit Zwischenraum angeordneten Rohrstützen (52) hat, die über die Länge desselben an dem Unterwasser-Steigleitungsabschnitt (12a, 12b) befestigt werden, Hilfsleitungsstützmittel in der Form eines Karussellmechanismus (50) zum Aufnehmen wenigstens einer Hilfsleitung (116, 124), wobei der Karussellmechanismus (50) drehbar an den mit Zwischenraum angeordneten Rohrstützen (52) montiert wird, und eine Zahl von verkleidungsförmigen Auftriebsmodulen (110, 118), die Karussellkupplungsmittel zum Koppeln jedes Auftriebsmoduls mit dem Karussellmechanismus (50) haben, wobei das Auftriebsmodul (110, 118) im Verhältnis zu den Steigleitungsabschnitten (12a, 12b) gedreht werden kann, wobei das Auftriebsmodul (110, 118) einen an das Karussellkupplungsmittel gekoppelten sich verjüngenden Verkleidungsabschnitt (114, 122) hat, wobei der sich verjüngende Abschnitt (114, 122) aus einem schwimmfähigen Material geformt wird und innerhalb der Grenze des sich verjüngenden Abschnitts (114, 122) wenigstens einen Durchgang für die wenigstens eine Hilfsleitung definiert, wodurch der Karussellmechanismus (50), wenn zwei Unterwasser-Steigleitungsabschnitte (12a, 12b) durch eine Drehbewegung aneinander gekoppelt werden, frei ist, sich im Verhältnis zu den Steigleitungsabschnitten (12a, 12b) zu drehen, um die auf die Hilfsleitungen (116, 124) ausgeübten Drehkräfte auf ein Minimum zu reduzieren und eine vertikale Ausrichtung der Hilfsleitungen (116, 124) zum Verbinden zu ermöglichen.

32. Unterwasser-Steigleitung (12) nach Anspruch 31, bei welcher der sich verjüngende Auftriebsmodulabschnitt (114, 122) eine Vielzahl von Durchgängen für eine entsprechende Vielzahl von Hilfsleitungen (116, 124) einschließt.

33. Unterwasser-Steigleitung (12) nach Anspruch 32, bei der das Auftriebsmodul (118) einen an den Karussellmechanismus (50) gekoppelten Nasenabschnitt (120) einschließt, wobei der Nasenabschnitt (120) aus einem schwimmfähigen Material geformt wird und in einer wesentlich diametral entgegengesetzten Position zum sich verjüngenden Verkleidungsabschnitt (122) angeordnet wird, wobei der Nasenabschnitt (120) wenigstens einen Durchgang für eine Hilfsleitung (124) definiert.

34. Unterwasser-Steigleitung (12) nach einem der Ansprüche 31 bis 33, bei der das Auftriebsmodul (110, 118) in den Karusselmechanismus (50) geformt wird.

35. Unterwasser-Steigleitung (12) nach einem der Anspruche 31 bis 33, beider das schwimmfähige Auftriebsmodulmaterial ein syntaktischer Schaumstoff ist.

36. Unterwasser-Steigleitung (12), die folgendes umfaßt: eine Vielzahl von Unterwasser- Steigleitungsabschnitten (12a, 12b), wobei jeder Unterwasser-Steigleitungsabschnitt (12a, 12b) mit Schraubengewinde versehene Enden (20, 22) und Kupplungsmittel zum Verbinden der mit Schraubengewinde versehenen Enden (20, 22) miteinander hat, Drehantriebskupplungsmittel (24) zum Eingriff mit einem Drehantriebsmechanismus (32), wobei jeder Unterwasser-Steigleitungsabschnitt (12a, 12b) eine Vielzahl von mit Zwischenraum angeordneten Rohrstützen (52) hat, die über die Länge desselben an dem Unterwasser-Steigleitungsabschnitt (12a, 12b) befestigt werden, Hilfsleitungsstützmittel zum Aufnehmen wenigstens einer Hilfsleitung (116, 124), wobei die Hilfsleitungsstützmittel drehbar an den mit Zwischenraum angeordneten Rohrstützen (52) montiert werden, Auftriebsmodule (110, 118), jedes geformt aus einem schwimmfähigen Material und geformt, um einen Verkleidungsabschnitt (114, 122) zu haben, wobei die Auftriebsmodule (110, 118) dafür geeignet sind, auf den Unterwasser-Steigleitungsabschnitten (12a, 12b) angeordnet zu werden und sich im Verhältnis zu den Unterwasser-Steigleitungsabschnitten (12a, 12b) zu drehen, wobei das Auftriebsmodul (110, 118) eine minimale Zunahme des effektiven Steigleitungsdurchmessers erzeugt und die Verkleidung (114, 122) wenigstens einen Durchgang für eine Hilfsleitung (116, 124) einschließt, wodurch das Hilfsleitungsstützmittel, wenn zwei Unterwasser- Steigleitungsabschnitte (12a, 12b) durch eine Drehbewegung aneinander gekoppelt werden, frei ist, sich im Verhältnis zu den Steigleitungsabschnitten (12a, 12b) zu drehen, um die auf die Hilfsleitungen (116, 124) ausgeübten Drehkräfte auf ein Minimum zu reduzieren und eine vertikale Ausrichtung der Hilfsleitungen (116, 124) zum Verbinden zu ermöglichen.

37. Unterwasser-Steigleitung (12) nach Anspruch 36, bei der das Modul (118) einen Nasenabschnitt (120) aus einem schwimmfähigen Material einschließt, wobei der Nasenabschnitt (120) wenigstens einen Durchgang für eine Hilfsleitung (124) definiert.