NO141840B - Stigeroersanordning. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en stigerørsanor.dning som for-

løper fra en installasjon under vann og opp til en konstruksjon som befinner seg ved vannflaten, omfattende minst tre stive, langstrakte deler som hver omfatter minst en fluidumsførende ledning, som er leddforbundet med hverandre og som har en sam-

let lengde som overskrider avstanden mellom installasjonen og konstruksjonen.

Under overføring av væske eller gass fra en undersjøisk rørledning eller annen installasjon på større havdyp til en flytende konstruksjon utsettes slike stigerørsanordninger for store på-kjenninger fra strøm, bølger eller konstruksjonens bevegelser. Dertil oppstår tildels sterk innvendig slitasje fra det strøm-mende medium og utvendig korrosjon som bidrar til å forkorte stigerørsanordningens levetid.

I norsk patent nr. 136 243 er det foreslått en leddet anordning

som består av fluidumsførende ledninger stivt forbundet til en del som er forbundet med lignende deler ved hjelp av universalledd En slik stigerørsanordning er en lite stabil konstruksjon som lett'blir påført forholdsvis store horisontale og vertikale bevegelser selv fra relativt små krefter, og anordningen vil så-

ledes utsettes for svingninger som medfører fare for påfølgende utmaninger og brudd i konstruksjonens deler.

Innvendig slitasje fra det overførte medium og utvendig korrosjon har i den senere tid vist seg å være større enn tidligere antatt,

og kravene til vedlikehold skjerpes derfor stadig. De hittil kjente stigerørsanordninger må derfor skiftes ut relativt hyppig. Dette medfører store omkostninger, samtidig med at det langvarige utskiftningsarbeid fører til store produksjonstap.

Hensikten med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en stigerørsanordning av den innledningsvis nevnte art som elimi-nerer eller i stor grad reduserer ovennevnte ulemper og mangler. Dette oppnås ifølge oppfinnelsen som angitt i hovedkravet. Ytter-ligere fordelaktige trekk ved oppfinnelsen fremgår av underkravene. Til bedre forståelse av oppfinnelsen skal den beskrives nærmere under henvisning til de utførelseseksempler som er skjematisk vist på tegningen. Fig. 1 viser en stigerørsanordning ifølge oppfinnelsen i oppriss. Fig. 2 og fig. 3 illustrerer noen av de krefter som virker på en anordning ifølge fig. 1 i to forskjellige stillinger. Fig. 4 viser i oppriss en alternativ utførelse av oppfinnelsen for større dyp. Fig. 5 viser stigerørsanordningens enkelte delers oppbygging i større detalj.

Stigerørsanordningen, senere benevnt stigerør 1, er anordnet slik at de forskjellige deler 4-5-6 inntar en utpreget siksakform,

som vist i fig. 1. Den øvre del er i sitt øverste endeparti bevegelig festet til en flytende konstruksjon 7 ved hjelp av et fleksibelt ledd 9 og en fortrinnsvis fjernstyrt hydraulisk kobling 11, mens den nedre del 6 ved sitt nedre parti på samme måte er bevegelig festet til en undersjøisk rørledning 13 eller lignende på havbunnen 8 ved hjelp av et fleksibelt ledd 10 og en fortrinnsvis hydraulisk kobling 12. Den mellomste eller tredje del 5 i systemet binder de to deler 4 og 6 sammen ved hjelp av fleksible ledd 14

og 15.

For å redusere de svingeamplituder som kan oppstå i stigerøret som følge av varierende ytre krefter, er det ovenfor beskrevne stige-rør 1 gjort selvstabiliserende ved at den øvre del 4 i sitt nedre parti er utrustet med en vekt 2 som tilfører systemet en nedad-rettet kraftpåvirkning vesentlig i området hvor 4 og 5 er forbundet med hverandre. Videre er den nedre del 6 i sitt øvre parti utrustet med en beholder 3 som ved hjelp av styrt fylling av f.eks. luft tilfører systemet en oppadrettet kraftpåvirkning vesentlig i området hvor 5 og 6 er forbundet med hverandre.

Den øvre del 4 i stigerøret virker som en hengende pendel opphengt

i den flytende konstruksjon 7. Den nedre del 6 virker som en stående pendel som er forankret til havbunnen og holdes i oppadrettet stilling av oppdriftslegemets påvirkning. Den mellomste del 5 virker som en trykkstanj?som skyver de to pendlene 4 og 6 ut fra sine likevektsstillinger. Som kjent vil en pendel som er bragt bort fra sin likevektsposisjon virke mot denne med en kraft, og det er dette prinsipp det her er gjort bruk av for å stabilisere stigerøret.

Den nedadrettede påvirkning fra vekten 2 kan også være fordelt

over lengden av delen 4, for eksempel inngå som en del av konstruksjonen. På samme måte kan den oppadrettede påvirkning fra beholder 3 erstattes av flere oppdriftslegemer anbragt på delen 4. For å oppnå det forønskede samspill mellom en hengende og en stående pendel, må stigerøret 1 bestå av minst tre deler 4-5-6, og dette er således en foretrukken utførelse.

Stabiliseringsprinsippet er vist ved et eksempel på fig. 2. Her

er stigerøret 1 fremstilt som en hengende pendel 4, en stående pendel 6 og et stag 5 som skyver disse ut fra sine likevektsstillinger G og H. Delene 4, 5, 6 er i dette eksempelet antatt å ha en vekt lik sin oppdrift. Vekten 2 er representert ved den nedadrettede kraft P og oppdriften 3 ved den oppadrettede kraften B. Delene 4 og 6 er for enkelhets skyld gjort like lange. Kraften P kan dekomponeres i en kraft Q som virker i delens 4 lengderetning ogen kraft R som virker i delens 5 lengderetning. Kraften b dekomponeres i kraften C som virker i del 6 sin lengderetning og kraften D som virker i del 5 sin lengderetning. Kraftkomponentene Q og C vil hele tiden virke vinkelrett på pendelbanene og får

ingen innflytelse på bevegelsene. De to andre komponentene R og D søker å gi pendlene akselerasjon mot likevektsstillingene G og H. Betingelsen for likevekt når andre krefter ikke virker, er at R

og D er like store og motsatt rettet. Fig. 2 viser systemet i likevekt.

Hvis systemet gis en forskyvning, vil forholdet mellom komponentene endre seg, men alltid på en slik måte at det blir en resulterende kraft som virker mot systemets likevektsstilling. Dette er vist ved et eksempel på fig. 3, der systemet er utsatt for en ytre kraft S som gir det en forskyvning mot høyre til en ny likevektsstilling. Den hengende pendel vil bevege seg mot sin likevektsstilling G mens den stående vil fjerne seg fra sin, H. Kompo-nentkreftene R og D vil endre seg til R-j^ og D-j^ på en slik måte at R^ vil bli mindre enn D^, og resultanten vil virke langs stag 5 mot den ytre kraften S og vil søke å bringe systemet til-

bake til sin naturlige likevektsstilling. Desto lenger ut fra sin naturlige likevektsstilling systemet bringes, desto større blir resultanten. Bringes del 4 videre forbi punktet G, vil R1 og D^ virke i samme retning.

Økes P og B til f.eks. <P>2 og B2 som vist på fig. 2 og 3, vil komponentene R og D og resultanten av disse øke i samme forhold. Anvendt på stigerør 1, vil det si at systemet kan gjøres stivere

eller mykere avhengig av størrelsen av P og B, slik at det skal en henholdsvis større eller mindre kraft til for å bringe systemet en gitt distanse ut fra sin naturlige likevektsstilling.

Lengden av delene i stigerøret er avgjørende for hvor stort vann-

dyp disse kan installeres på og samtidig opprettholde den for-

ønskede stabiliseringseffekt.

Stigerøret kan for større dyp forlenges ved å innføre flere deler

som vist på fig. 4. Her gjøres bruk av samme prinsipp ved veksel-

vis å benytte hengende og stående pendler med stive stag imellom.

Ved anordning av et stigerør som vist på fig. 4 med flere enn tre deler, må disses samlende lengde tilpasses det herskende havdyp på en slik måte at forannevnte siksakform opprettholdes. Delene 4 og 5 blir uforandret i sin utforming, mens derimot del 6 må

forsynes med en vekt 19 ved sitt nederste endeparti for å opprettholde den stabiliserende virkning. Del 20 utføres som del 5,

mens del 21 utstyres med en oppdriftsbeholder 3a ved sitt øvre parti.

På lignende måte kan flere deler tilkobles for forlengelse av stige-røret 1.

Stigerøret 1 kan løsgjøres fra sitt feste 12 på havbunnen og trekkes inn i den flytende konstruksjon 7 gjennom den på fig. 1 viste sjakt 22 ved hjelp av en kran eller lignende.

For atdette lett skal kunne utføres med et tredelt stigerør i

henhold til oppfinnelsen, må de to nedre stigerørsdeler 5 og 6 senkes, f.eks. ved å redusere oppdriften av beholderen 3. Der-med vil den øvre del 4 innta en stort sett vertikal stilling og kan trekkes inn i sjakten 22. Når den øvre del er trukket inn, må den mellomste del 5 også være vertikal for å kunne trekkes inn i sjakten. Dette kan sikres ved at lengden av de to nederste stigerørsdeler 5 og 6 tilsammen er lik eller mindre enn avstanden mellom bunnen og den flytende konstruksjon. Alternativt kan legemet 7 heves så meget at stigerøret 1 kan innta en rett vertikal stilling for innhaling.

Inne i sjakten kan stigerøret tas fra hverandre og nye deler raskt skiftes inn. Dette er mulig gjennom oppdeling av stigerøret i seksjoner 23 som kan kobles sammen ved hjelp av hurtigkoblinger 24 og 25 som vist på fig. 5. Væskerøret 16 kobles sammen ved hjelp av koblingen 25, og styrkestagene 17 ved hjelp av koblingene 24.

Claims (5)

1. Stigerørsanordning som forløper fra en installasjon (13) under vann og opp til en konstruksjon (7) som befinner seg ved vannflaten, omfattende minst tre stive, langstrakte deler (4, 5,

6, 20, 21) som hver omfatter minst en fluidumsførende ledning (16), som er leddforbundet med hverandre og som har en samlet lengde som overskrider avstanden mellom installasjonen (13) og konstruksjonen (7), karakterisert ved at av nevnte deler utgjør minst én en hengende pendel (4) og minst én en stående pendel (6), og at det mellom disse pendler (4, 6) er montert en trykkstang (5).

2. Stigerørsanordning ifølge krav 1, karakterisert ved at enkelte av pendlene (4, 6, 21) er forsynt med vekter (2, 19) og/eller oppdriftslegemer (3, 3a).

3. Stigerørsanordning ifølge krav 2, karakterisert ved at vektenes (2, 19) størrelse og/eller oppdriftslegemenes (3, 3a) oppdrift er regulerbare fra konstruksjonen (7).

4. Stigerørsanordning ifølge et foregående krav, karakterisert ved at delenes (4,5,6,20,21) antall er odde.

5. Stigerørsanordning ifølge et foregående krav, karakterisert ved at den samlede lengde av delene (4,5,6,20,21) minus lengden av den øverste del (4) er lik eller mindre enn avstanden mellom installasjonen (13) og konstruksjonen (7).