FI98324C

FI98324C - Miehittämättömien sukellusalusten käyttämä moduuli vedenalaisten putkijohtojen käsittelemiseksi, jatkamiseksi ja korjaamiseksi

Info

Publication number: FI98324C
Application number: FI905382A
Authority: FI
Inventors: Dos Reis Ney Robinson Salvi
Original assignee: Petroleo Brasileiro Sa
Priority date: 1989-11-01
Filing date: 1990-10-31
Publication date: 1997-05-26
Also published as: AU639498B2; NO904723D0; DE69026574T2; DE69026574D1; US5074713A; AU6559590A; CA2028010A1; NO302913B1; CA2028010C; NO904723L; EP0426123B1; FI905382A0; EP0426123A2; FI98324B; BR8905595A; EP0426123A3

Description

98324

Miehittämättömien sukellusalusten käyttämä moduuli vedenalaisten putkijohtojen käsittelemiseksi. jatkamiseksi ia korjaamiseksi 5 Keksinnön ala Tämä keksintö koskee laitetta käytettäväksi korjattaessa tai jatkettaessa vedenalaisia putkijohtoja. Laitteella voidaan käsitellä ja pidentää ja korjata vedenalaisia johtoja, joita io käsitellään kauko-ohjattavilla kulkuneuvoilla, jotta voi taisiin mahdollistaa öljyn, kaasun ja hiilivetyjen yleensä virtaus putkijohtojärjestelmässä. Kyseinen putkijohto on vedetty niin syvälle, että siihen ei pääse käsiksi tunnetuilla tavanomaisilla kyllästettyä ilmaa käyttävillä sukel-15 lusmenetelmillä. Putkijohtoa käsitellään korjaus-, pidennys- ja kunnossapitotarkoituksia varten, joka käsittely tehdään kauko-ohjättävien kulkuneuvojen (ROV; remotely operated vehicle) avulla ja sopivilla liitännöillä.

20 Keksinnön taustaa

Kuten kaikki tietävät, joutuvat monet merenpohjaa pitkin kulkevat putkijohdot todennäköisesti korjattavaksi johtuen niiden kärsimistä erilaisista vahingoista, kuten esimerkiksi 25 ankkurien aiheuttamat vahingot, vuodot putkien sisältä joh tuen hitsausvirheistä, ja myös vahingoista, jotka johtuvat puuttuvasta katodi- tai anti-korroosiosuojauksesta.

Tähän tekniikkaan hyvin perehtyneet tietävät myös että paljon 30 on tehty, jotta aikaansaataisiin järjestelmä, jolla voidaan hoitaa vedenalaisten johtojen korjaustyöt tavalla, joka on tarpeeksi tehokas vastatakseen niihin vaatimuksiin, joita alalla työskentelevät tunnetut operaattorit ja yritykset asettavat. Tällä hetkellä tunnettujen ja kehityksen alaisten 35 järjestelmien joukosta voidaan lyhyesti viitata seuraaviin järjestelmiin a) "CAMERON"-järjestelmä on järjestelmä, joka hyödyntää mekaanista välikappaletta, joka on kylmätaottu paineessa noin 98324 2 1400 kg/cm2. Sitä käytetään sukeltajien tai kauko-ohjattujen kulkuneuvojen osittaisella avustuksella, ja se vaikuttaa ainoastaan korjattavaan putkeen, levittämällä se kytkentä-uriin ja kohdistamalla itsensä öljyputkeen nähden. Kun se on 5 kiinnitetty öljyputken päälle, luo se myös metalliraken- teisen tukikohdan, joka toimii ohjaavana yksikkönä, kun asetetaan osa uutta putkistoa paikalleen. Tämä on järjestelmä, joka voi muodostua osaksi laajempaa korjausjärjestel-mää.

10 b) "SNAM"-järjestelmä on kaiken käsittävä vedenalaisen öljy-johdon korjausjärjestelmä varustettuna lisälaitteilla, joilla on tarkoitus puhdistaa, leikata ja kohdistaa öljyputkistoa käyttäen apuna kauko-ohjättäviä kulkuneuvoja ja laivaa varus-15 tettuna DPrllä (Dynamic Positioning). Järjestelmä hyödyntää kylmätaontajärjestelmää sekä putken ja välikappaleen defor-mointia, nimittäin mekaanista toimintaa, ilman minkäänlaisten elastomeerien käyttöä. Deformointi tapahtuu molemmissa yhdistettävissä osissa, toisin sanoen putki laajennetaan välikap-20 paleen sisään, joka myös laajenee, mutta välikappale- materiaali pyrkii palaamaan aikaisempaan tilaansa suuremmalla voimalla kuin putki. Tämä lisää tällaisen toimenpiteen vaikutusta, johtuen molempien materiaalien eri ominaisuuksista. Tämä saa järjestelmän liittämään paremmin kuin CAMERON-taottu 25 välikappalejärjestelmä, koska syntyy useita interferenssi- uria, jotka lisäävät kyseessä olevien kappaleiden välistä vuorovaikutusta. Järjestelmä on esitetty U.S. patentissa 4 648 626, 10.3.1987.

30 c) "ALSTHOM"-järjestelmä on täysin kehitelty järjestelmä ja varustettu apuvälineillä, joilla voidaan puhdistaa ja leikata sekä sisäpuolelta että ulkopuolelta, poistaa sementtiä ja vuorausta ja käyttää mekaanista liitintä. Ainoastaan putken pää kylmätaotaan. Kaulus joka näin syntyy, muodostaa metalli 35 vastaan metalli -tiivisteen liittimen kanssa, käytettäessä monimutkaisempaa ja vähemmän luotettavaa taontaprosessia, joka on tehty ajatellen keskipitkää ja pitkää elinikää verrattuna CAMERON- ja SNAM-järjestelmiin, joihin aikaisemmin viitattiin.

98324 3 d) "HYDROTEC"-järjestelmä hyödyntää ilmakehäistä sukellusjär-jestelmää (ADS; Atmospheric Diving System) sukellusvarustuk-sessa. Se kuuluu "Oceaneeringille" ja järjestelmä käyttää mekaanisia liittimiä, joita säädetään manipulaattorin avulla 5 BMF (Bottom Manipulating Frame).

e) "ELF EQUITAINE"-järjestelmä on osa ja edelleen-kehittely yllämainitusta "ALSTHOM"-järjestelmästä. Käytetään mekaanisia liittimiä ja ne asetetaan putkien päälle, joita on kylmätaot- 10 tu.

f) "IRDS" (International Robotics Diving System)-järjestelmä käyttää vedenalaisten putkien kohdistus- ja korjausjärjestelmää THOR:ia, jossa on paljon lisälaitteita. Tämä tekee siitä 15 melko käytännöllisen järjestelmän, jossa liitäntä ja/tai korjaukset suoritetaan TIG-kehähitsauksella, mikä vaatii sukeltajien apua.

Edellämainitusta on vedettävä johtopäätös, että tämänhetkinen 20 trendi on panostaa yhä lisääntyvästi mekaanisten liittimien käyttöön, jotka pystyvät parantamaan arvioita, korjaamaan yhdensuuntaisuus- ja samankeskeisyysvirheitä, ja joita voidaan jopa käyttää uudestaan haluttaessa. Tätä tekniikkaa vastaan puhuu se tosiasia, että eräät liittimet käyttävät 25 tiivisteitä ja/tai elastomeereja tiivistyksiä varten, ja nämä todennäköisesti vanhenevat ja saattavat jopa vuotaa jonkun ajan kuluttua.

Edelleen, huolimatta korkeapainehitsauksesta, jota on hyö-30 dynnetty monissa vedenalaisissa öljyputkien korjaustöissä tähän päivään saakka, on yleinen mielipide että tällä tekniikalla tehdyt korjaukset, paitsi että ne ovat hankalia johtuen työskentelevien miesten turvallisuudesta, myös vakavasti estävät prosessin automaation, johtuen ympäristöllisistä 35 seikoista. Tämä vaikuttaa suoraan tehtyjen korjaustöiden laatuun ja lopputulokseen. On yleisesti tiedossa, että tätä tekniikkaa hyödyntävät korjaustyöt ovat vaikeasti toteutettavissa syvässä vedessä ilman sukeltajien apua (400 m), mikä merkitsee että mekaanisilla liittimillä tehtyjä korjauksia on 98324 4 pidettävä parempina syvässä vedessä, koska niitä on helpompi automatisoida.

Tämän keksinnön mukaiselle laitteelle on tunnusomaista se, 5 että se käsittää moduulirungon, joka sisältää putken, jonka päissä on irrotettavat liitinvälineet putken liittämiseksi korjattavaan tai jatkettavaan vedenalaiseen putkijohtoon, jonka putken päät ovat moduulirungon vastakkaisissa päissä ja jossa putkessa on venttiilit, jotka ovat käytettävissä putken 10 sulkemiseksi; jolloin laite käsittää lisäksi välineet putken päiden säätämiseksi kolmessa ulottuvuudessa ja kuumalinjat, jotka on yhdistetty venttiileihin ja säätövälineisiin, joihin pääsee käsiksi kauko-ohjattavalla kulkuneuvolla eli ROV:illa, jota käytetään venttiilien käyttämiseksi ja putken 15 päiden aseman säätämiseksi kolmessa ulottuvuudessa irrotet tavien liitinvälineiden ja korjattavan putken virheellisesti kohdistuneiden päiden välisten liitosten helpottamiseksi.

Kuvaus edullisesta suoritusmuodosta 20

Keksintö viittaa järjestelmään, jossa on integroituja öljy-johtoja ja liitäntämoduuleja, liitäntämoduulien ollessa järjestelmän ydin. Se koostuu pääasiassa metallisesta rakenteesta (moduulinen) , joka pitää sisällään putkijohto-silmu-25 kan, jolla on sivujohto yläpäässään ja liittimiä varustettui na venttiileillä sen päissä ja joka yhdistetään aikaisemmin lasketun öljyjohdon päihin tai johdon osaan, jota on tarkoitus korjata. Silmukan päät on varustettu taotuilla mekaanisesti käytettävillä liittimillä kuten myös kaikki muut öljy-30 johdon välit, jolloin kaikki liittimet ovat helposti käsitel tävissä, mahdollisia ja toisiaan vastaavia.

Liitinmoduulin yläosassa sijaitsee varalla oleva T-haara, joka mahdollistaa muita liittymiä toiminnassa olevaan öljy-35 johtoon siinä, missä tarvitaan varaventtiiliä tai missä johtuen ongelmasta johdon millä tahansa osalla, joko ylä- tai alavirtaussuuntaan, tarvitaan liittymää. Tällainen liitin toimii sivujohtona uudelle johto-osuudelle, joka liitettynä varalla olevaan T:hen ja asianomaisten venttiilien ollessa

II

5 n o 7 o / y o o z L\ asetettuna paikoilleen taas mahdollistaa tuotteen virtauksen jatkumisen ja vaurioitunut putkiosuus voidaan poistaa ja korjata. Samaan aikaan on myös etu voida korjata tai vaihtaa pienempiä putken osuuksia kuitenkin ilman että putkessa on 5 painetta, kun tuotantovirtaus edelleen jatkuu.

Tässä keksityn järjestelmän avulla lyhenee aika, jota tarvitaan öljyjohtojen korjauksien läpiviemiseksi, huomattavasti, mikä merkitsee että käyttökustannukset pienenevät. Halut-10 taessa voidaan aloittaa tuotanto huomattavasti nopeammin kuin tavallisesti, saavuttaen näin olennaisia säästöjä ja parannettua turvallisuutta sekä tuotantolaitokselle että niille jota sitä käyttävät.

15 Liitinmoduulin toinen suuri hyöty on, että se ei ainoastaan hyödynnä niitä toleransseja, jotka jo markkinoilla olevien liittimien valmistajat antavat tuotteilleen, vaan metallirakenteen sisällä olevaa putkisilmukkaa voidaan siirtää kolmeen suuntaan hydraulisilla laitteilla. Tämä merkitsee, 20 että silmukan päitä voidaan siirtää kolmessa ulottuvuudessa eikä ainostaan linaarisesti, kuten olemassa olevissa järjestelmissä. Tämä johtaa sisällä olevaan tilaan, jonka sisällä jäljelle jäävät putken päät voidaan säätää tarvittaessa, ja kaikki sovitusvirheet, joko aksiaaliset, pitkittäiset, tai 25 korkeussuuntaiset voidaan korjata.

Muut tarkoitukset, ominaisuudet ja hyödyt, jotka liittyvät tähän keksintöön, selvitetään nyt seuraavasta kuvauksesta, yhdessä kuvien kanssa, jotka ovat liitetty tähän.

30

Lvhvt selostus kuvista

Kuva 1 on suurennettu perspektiivikuva, joka esittää tämän keksinnön järjestelmän käyttämää liitinmoduulia.

35

Kuva 2 on suurennettu näkymä edestä kuvan 1 liitinmoduulista.

Kuva 3 on pienennetty perspektiivinäkymä liitinmoduulin metallisesta rakenteesta, jossa näkyy hydrauliset laitteet, 6 np7o / > c j z 4 jotka mahdollistavat liitinmoduulin päiden kolmiulotteisen säädön.

Kuva 4 esittää, miten putken vaihto vedenalaisessa Öljyput-5 kessa, tarkoitetun järjestelmän päätarkoitus, tapahtuu kek sittyä liitinmoduulia käyttäen.

Kuva 5 esittää, miten voidaan korvata vahingoittunut osuus ja panna uusi osuus tilalle järjestelmän sisällä, joka on tämän io keksinnön esilletuoma alusta alkaen.

Yksityiskohtainen kuvaus keksinnöstä

Kuten nähdään kuvista, joihin viittataan, tämä järjestelmä, 15 jolla hoidetaan, pidennetään ja korjataan vedenalaisia johto ja kauko-ohjattavan kulkuneuvoelimien avulla, merkitsee sitä että vedenalainen öljyjohto on varustettava liitinmoduuleil-la, joille on annettu numero 1 ja jotka koostuvat metallirakenteesta (moduulinen) 2 ja on valmistettu aineesta, joka on 20 sopiva kyseiseen ympäristöön, mieluiten hiiliteräksestä.

Rakenteeseen on koteloitu putkisilmukka 3 joka on valmistettu mieluiten erikoisteräksestä tai on joustava putki, jonka etupää 4 ja takapää 5 ovat varustettu venttiileillä 6, joita käsitellään kauko-ohjatulla kulkuneuvolla (ROV) ja taotuilla 25 liittimillä 7, ja jonka yläpää on varustettu varalla olevalla T-haaralla 8. Tällainen metallinen rakenne 2 on myös varustettu sivuttaisesti kuumajohdoilla 9, joilla käytetään hydraulisia laitteita, joilla voidaan säätää aiemmin mainitun liitinmoduulin 1 päitä kolmessa ulottuvuudessa.

30

On myös syytä huomauttaa että, vaikka tätä ei näytetä kuvissa 1 ja 2, takapäässä 5 on venttiili, joka sijaitsee ylävirtaan taotusta liittimestä 7 ja jota käytetään kauko-ohjatulla kulkuneuvolla (ROV). Varalla olevalla T-haaralla 8 on myös 35 venttiilit päissään, joita käytetään tällaisillä kauko-ohja- tuilla kulkuneuvoilla (ROV), ja taottuja liittimiä, vastaavasti .

Il 98324 7

Kuva 4 esittää miten vaurioitunutta osuutta vedenalaisessa öljyjohdossa vaihdetaan tämän keksinnön 1iitinmoduulijärjestelmän avulla, joka lasketaan laivasta. Kuva esittää tuotan-totasanteita 10 ja 11 ja riskivyöhykkeitä 12 ja 13. Tällaisen 5 vedenalaisen öljyjohdon 14 osan vaihtaminen tapahtuu seu- raavissa vaiheissa: a) öljyjohto 14 tyhjennetään nesteestä ja pestään; b) vahingoittunut osuus poistetaan; c) päät valmistellaan ja taotut liittimet 15, 16 kiinnite- 10 tään; d) liitinmoduuli 17, jonka päät jo on säädetty, lasketaan; e) liitinmoduulin 17 ja johdon päiden 15, 16 ensimmäinen kohdistaminen suoritetaan ennalta asetettujen ohjaimien avulla; 15 f) liitinmoduulin 17 hydraulista käyttöä käsitellään kauko- ohjatulla kulkuneuvolla (ROV); g) kytkennän 18, 19, 20 (kuva 3) hienosäätö tehdään horisontaalisesti 18, vertikaalisesti 19, ja pitkittäisesti 20; h) kauko-ohjattu kulkuneuvo (ROV) käsittelee niitä mekanis- 20 meja liittimessä, jotka on tarkoitus sulkea; i) sama toimenpide suoritetaan toisessa päässä; j) liittimet kokeillaan; k) "porsaat" (pigs) ajetaan läpi; ja l) öljyjohto aloittaa toimintansa.

25

Kuva 5 esittää keksityn järjestelmän lisäetuja, kun järjestelmä varustetaan kahdella liitinmoduulilla 21 vaurioituneen osuuden vaihtamiseksi vedenalaisesta johdosta. Vaikka toistamme että tämä kuva 5 ei esitä liitinmoduulin johtosilmukan 30 etu- ja takapäätä, eikä myöskään T-haarautuman päitä, ne ovat kaikki varustettu venttiileillä, joita käsitellään kauko-ohjatulla kulkuneuvolla (ROV) ja taotuilla liittimillä, vastaavasti. Tämä kuva esittää tuotantotasanteita 22 ja 23, riskivyöhykkeitä 24 ja 25, hätäohitusta 26, vedenalaista 35 öljyjohtoa 27 ja vahingoittunutta aluetta 28. Seuraavat toimenpiteet suoritetaan kun vaihdetaan vaurioitunut vedenalainen johto, joka vaihto suoritetaan järjestelmällä, joka sisältää yllämainitut komponentit: 8 or 7 0/ - ^ , - a) vahingoittuneen alueen 28 löytäminen kauko-ohjatun kulkuneuvon (ROV) avulla; b) venttiilien sulkeminen kauko-ohjatun kulkuneuvon (ROV) avulla kohdissa 29, 30; 5 c) venttiilien sulkeminen kauko-ohjatun kulkuneuvon (ROV) avulla kohdissa 31, 32; d) hätäohitusjohdon 26 laskeminen poraustasanteelta; e) kytkennän aikaansaaminen kauko-ohjatun kulkuneuvon (ROV) avulla kohdissa 33, 34; 10 f) venttiilien avaaminen kauko-ohjatun kulkuneuvon (ROV) avulla kohdissa 29, 34, 33 ja 30, g) liittimien irtikytkeminen kohdissa 31, 32, jotta voidaan poistaa vahingoittunut johto-osuus, ja h) tämän jälkeen johdon ylösvetäminen.

15

Lisäksi, kolmas etu on että kun uusi vedenalainen johto joudutaan liittämään järjestelmään, joka jo on varustettu näillä komponenteilla, tai kun johto jostain syystä on varustettu korjausmoduulilla, kuten kuvassa 5 esitetään, jossa 35 20 on uusi johto ja 36 on uusi kaivo, suoritetaan tällainen operaatio helposti ja tehokkaasti. Ainoa mitä tarvitsee tehdä, on vetää uusi vedenalainen johto kaivon 36 päästä, kiinnittää se johtoon kohdassa 33, avata venttiili 36 ja avata venttiili 33.

25 Tämän keksinnön pääominaisuus on, että putkenpäiden epäsuo-ruudet ja epäkeskeisyydet voidaan korjata tarvitsematta käyttää suuren kokoluokan laitteita, jotta saataisiin ne takaisin alkuperäisille paikoilleen.

li

Claims

9 98324

1. Laite käytettäväksi korjattaessa tai jatkettaessa vedenalaisia putkijohtoja, tunnettu siitä, että se käsittää moduulirungon (1), joka sisältää putken (3), jonka päissä on 5 irrotettavat liitinvälineet (7) putken (3) liittämiseksi korjattavaan tai jatkettavaan vedenalaiseen putkijohtoon, jonka putken päät ovat moduulirungon vastakkaisissa päissä ja jossa putkessa on venttiilit (6), jotka ovat käytettävissä putken sulkemiseksi; jolloin laite käsittää lisäksi välineet 10 putken päiden säätämiseksi kolmessa ulottuvuudessa ja kuuma-linjat (9), jotka on yhdistetty venttiileihin (6) ja säätövä-lineisiin, joihin pääsee käsiksi kauko-ohjattavalla kulkuneuvolla eli ROV:illa, jota käytetään venttiilien käyttämiseksi ja putken päiden aseman säätämiseksi kolmessa ulot-15 tuvuudessa irrotettavien liitinvälineiden (7) ja korjattavan putken virheellisesti kohdistuneiden päiden (15, 16) välisten liitosten helpottamiseksi.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että putkessa (3) on silmukka moduulirungon (1) vastakkaisten 20 päiden välillä.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen laite, tunnettu siitä, että välineet, jotka sallivat putken päiden säätämisen kolmessa ulottuvuudessa, ovat hydraulisia välineitä.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen laite, tunnettu siitä, 25 että hydrauliset välineet on yhdistetty kuumiin linjoihin (9), jotka on sovitettu moduulirungon sivulle, jotta niihin päästäisiin käsiksi kauko-ohjattavalla kulkuneuvolla eli ROV:illa.

5. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen 3o laite, tunnettu siitä, että moduulirungossa (1) on lisäksi yläosassaan varalla oleva T-haara (8), jonka päihin on sovitettu venttiilit ja liittimet, joita voidaan käyttää kauko-ohjattavalla kulkuneuvolla eli ROV:illa.

6. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukaisen 35 laitteen käyttö putkijohdon korjaamiseksi, tunnettu siitä, että putken päiden virheellinen kohdistus korjattavan putki-johdon päiden suhteen oikaistaan säätämällä kolmessa ulottuvuudessa putken päiden asemaa, viemättä virheellisesti sijaitsevia korjattavia putkijohtoja takaisin alkuperäiseen 40 asemaan jotain suurikokoisia laitteita käyttämällä. 98324 10