NO146069B - Stigeroer for dreibart festet konstruksjon for undervanns oljeproduksjon. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrorer et stigeror for dreibart

festede konstruksjoner for utvinning av petroleum på dypt vann.

Bruk av dreibart festede konstruksjoner som understottelse for plattformer for utvinning av petroleum på dypt vann medforer problemer når det gjelder å tilpasse stigeroret til de spesielle bruksbetingelser i sjoen, og spesielt til svingebevegelsene av slike dreibart monterte konstruksjoner.

De hittil kjente typer av dreibart monterte konstruksjoner har

et omdreiningspunkt som består av et universalledd som forbinder plattformens understottelse med en fast sokkel forankret i sjobunnen.

Det er kjent å installere et eller flere stigeror som forbinder sokkelens ror med installasjonene som bæres av plattformen, idet rorene er anordnet rundt aksen av plattformen i eksentrisk stilling i forhold til nevnte akse, og spesielt i eksentrisk stilling i forhold til universalleddet.

Det er kjent forskjellige typer stigeror sentrert ved hjelp av elastiske sentreringsanordninger i en styresjakt som er festet til den dreibart monterte konstruksjon, og som strekker seg mellom plattformen og opp til mellom 10 og 20 meter over sjobunnen. Et slikt stigeror er forbundet med sokkelroret ved forbindelsesmid-

ler i likhet med en fitting og er plassert i styresjakten ved hjelp av sentreringsanordninger. Den nedre del av stigeroret virker som en bjelke som er innspent i den ene ende og fri i den andre ende, slik at boyekreftene er ujevnt distribuert langs leng-den av den nedre del av roret, ikke bare mellom forbindelsen med sokkelroret og de forste sentreringsmidler, men også forbi de

forste sentreringsmidler. For en hvilken som helst gitt boye-tilstand for roret er boyemomentet på hvert punkt en funksjon av krumningsradien av roret på det punkt, slik at deformasjons-kurven for roret for en gitt skråstilling av den dreibare konstruksjon avhenger av sentreringsanordningenes egenskaper, spesielt av sentreringsanordningen som befinner seg nederst i styresjakten, og sentreringsanordningenes tilstand. I slike stigeror er fordelingen av de soner som har maksimum boyekraft og hvor brudd eventuelt kan skje for eller senere langs en viktig del av roret, vanskelig å forutsi.

Slike stigeror er stort sett eksentriske i forhold til den dreibare konstruksjon, slik at de relative bevegelser av roret i forhold til styresjakten er ganske betydelige. Det er derfor nodvendig å tillate disse relative bevegelser på plattformens nivå, noe som nodvendiggjor betydelige mekaniske installasjoner for å absorbere disse.

Hvert stigeror kunne forbindes med det tilsvarende sokkelror ved hjelp av universalledd. Slikt et arrangement ville gjore det mulig å overfore forandringer i retningen av hvert ror som resul-terer fra svingninger av den dreibart monterte konstruksjon til endene av universalleddets akser, hvor torsjonsledd er plassert. Dette arrangement kan kun benyttes for to stigeror, og det er klart at de problemer som oppstår ved vedlikehold av torsjonsledd gjor det vanskelig å benytte slike på meget store dyp.

Foreliggende oppfinnelse gjor det mulig, i det minste delvis, å

overkomme disse vanskeligheter ved for det forste å fordele tor-sjonskreftene jevnt langs et nedre parti av produksjonsroret som virker som en del innfestét i sine to ender, og for det andre ved å fore nevnte nedre del gjennom en passasje i universalleddet.

Dette oppnås ifølge oppfinnelsen ved et stigerør for en dreibart festet konstruksjon for utvinning av petroleum på dypt vann, hvilken konstruksjon omfatter en sokkel på bunnen av vannet, et sokkelrør som bæres av sokkelen, en langstrakt konstruksjon som er dreibart festet ved sin nedre ende til sokkelen ved hjelp av et universalledd og som rager opp over vannflaten, en hul styresjakt som er festet til nevnte konstruksjon, og som strekker seg nedad fra ovenfor overflaten mot sokkelen, en plugg som lukker toppen av nevnte styresjakt, et rør i styresjakten, sammensatt av et antall påfølgende rørseksjoner, av hvilke én er den nederste, og i det minste én elastisk sentreringsanordning som sentrerer nevnte rør i nevnte styresjakt og omfatter kanaler e.l. som gir forbindelse mellom rommene mellom røret og sjakten over og under nevnte sentreringsmidler, hvor det karakteristiske er en fjernstyrt, adskillbar forbindelse som opptar en stasjonær posisjon og omfatter en første del festet til den nederste rørseksjon og en andre del festet til sokkelrøret, en glidbar kobling som forbinder den nederste rørseksjon med den ovenforliggende, og en sylindrisk hylse i styresjakten som koblingen er glidbar i, idet hylsen har en indre diameter som er noe mindre enn resten av styresjakten, idet den glidbare kobling omfatter midler som gir fluidumforbindelse mellom rommene beliggende mellom røret og styresjakten over og under koblingen, og idet den del av den adskillbare forbindelse som er festet til den nedre seksjon av røret har en ytre diameter som er mindre enn den indre diameter av hylsen.

I en foretrukken utførelse av oppfinnelsen har den nedre seksjon av stigerøret indre og ytre polerte flater som er forsynt med et anti-korrosjonsbelegg.

For at det sylindriske sete skal kunne byttes ut etter at det er blitt slitt, består det sylindriske sete av en hylse som har en ytre diameter som er litt mindre enn den indre diameter av styresjakten, idet hylsen er forankret til et sete som er festet til innsiden av styresjakten, nær den nedre ende av denne.

Hvor stigerørene har en diameter som er større enn 125 mm, består den nedre seksjon av et elastomert rør, fortrinnsvis av et armert elastomert rør.

I alle utførelser hvor plassen tillater det passerer den nedre seksjon gjennom en aksial passasje i universalleddet.

Oppfinnelsen vil forstås bedre av følgende beskrivelse, som kun er ment som en illustrasjon og et eksempel, av en foretrukken utførel-sesform av oppfinnelsen under henvisning til tegningene, hvor

Fig. 1 viser skjematisk et stigerør for en dreibart montert konstruksjon for utvinning av petroleum på dypt vann; Fig. 2 viser plaseringen av rørene på nivå med universalleddet som forbinder den dreibart monterte konstruksjon med dens sokkel; Fig. 3 er et snitt gjennom koblingen som utgjor et stempel som glir i styresjakten5

Fig. 4 er et loddrett snitt, gjennom koblingenj og

Fig. 5 er et snitt gjennom hylsen som koblingen glir i, hvilken hylse er forankret til dens sete.

Fiq. 1 viser skjematisk ved prikkede linjer en konstruksion 1 som understbtter en plattform 2 plassert over havflaten 3, og som hviler på en sokkel 4, til hvilken den er forbundet ved hjelp av et universalledd 5, hvilken sokkel 4 er forbundet med sjobunnen 6.

Den dreibart monterte konstruksjon brukes som understottelse for en installasjon for produksjon av petroleum på dypt vann. Denne installasjon omfatter ett eller flere stigeror, såsom roret 7 vist på fig. 1. Et slikt stigeror 7, som forbinder et sokkelror 8 til et utlopsror 9 i friluft, består av seksjoner av produksjonsror 10 forbundet med hverandre ved hjelp av forbindelsesmid-ler.

Roret 7 er sentrert i en styresjakt 11 ved hjelp av elastiske sentreringsanordninger 12 som er plassert med innbyrdes lik avstand. Styresjakten 11 er festet til den dreibart monterte konstruksjon og åpner over plattformen 2.

Roret 7 omfatter en nedre seksjon 13 som er laget av produksjonsror, er mellom 8 og 12 meter lang og er polert og for-

synt med et anti-korrosjonsbelegg både på innsiden og utsiden. Den nedre seksjon 13 er i bunnen forbundet med sokkelroret 8 ved hjelp av en frigjorbar kobling 14 som består av en fitting som er fjernstyrbar fra overflaten. En sikkerhetsventil 8' er montert på sokkelroret. Denne ventil lukkes ved reduksjon i trykket i den hydrauliske styrekrets, noe som kan bevirkes enten ved hjelp av manuelle styremidler eller ved virkningen av en sikkerhetsanordning.

Den utlbsbare kobling 14 omfatter en del 14' festet til sokkelroret ved hjelp av en meget sterk adskillbar forbindelse og er anordnet til å forbli på bunnen i lang tid, muligens permanent,

og en del 14" festet til den nedre ende av den nedre seksjon 13

av stigeroret. Kun denne del 14" er forsynt med tetningsmidler.

De to deler 14' og 14" er forsynt med de samvirkende deler av en adskillbar festeanordning.

Den frigjbrbare kobling 14 kan være av en mekanisk type, f.eks.

av den type frigjorbar kobling for produksjonsrbr, Modell E.

side 399, figur V-29 i katalogen for 1974-75 redigert av World Oil i Texas.

Den frigjbrbare kobling 14 kan også være av en hydraulisk type, såsom en av de som benyttes for undervanns brbnnhoder.

Nedre seksjon 13 er forbundet med den neste seksjon av roret ved hjelp av en kobling 15 som utgjor et stempel som kan gli lengde-veis i styresjakten 11. Koblingen 15 har en lengde på omtrent 40 cm og glir med en klaring av stbrrelsesorden 1 mm i en fast hylse 16 omtrent 200 cm lang i den nedre del av styresjakten 11.

De ytre diametere av de forskjellige seksjoner av roret 7, delen 14" av den adskillbare forbindelse 14 og koblingen 15, som virker som et stempel, er mindre enn den indre diameter av hylsen 16, hvilken diameter selv er mindre enn den indre diameter av styresjakten 11. Dette gjor det mulig for roret 7 å passere gjennom hylsen 16 og styresjakten 11.

Den ytre diameter av hylsen 16 er mindre enn den indre diameter

av styresjakten 11, noe som gjor det mulig for hylsen 16 å passere gjennom styresjakten 11.

Roret 7 omfatter en ovre seksjon 17, hvis ytre overflate er polert. Den ovre seksjon 17 glir i en ringformet tetning 18 som her er vist som en pakkboks, og som utgjor den sentrale del av en foringsplugg 19 montert i den ovre åpning av styresjakten 11. Denne pluggen 19 er enten skrudd eller boltet til en krave. Uansett festemetode må fjerning av pluggen 19 frigjbre styre-sjaktens hele tverrsnitt. <1>

Den ovre seksjon 17 er forbundet med et terminalror 20 som er T-formet, og hvis ene sidegren forer til et utlopsror 9 for de ut-vunnede fluida, idet en anordning 9' som opptar forskyvninger er plassert i roret 9, mens roret 21 forbundet med roret 8 er lukket og bærer festet 22 for anordningen 23 som stigeroret hen-ger i under konstant strekk. Røret 7 og styresjakten 11 define-rer et ringformet rom 24 som er fylt med olje. Styresjakten 11 bærer i ovre ende nær plattformen 2 et ventilfor synt innlbps-ut-lops-ror 24'for fylling og tomming av styresjakten.

De elastiske sentreringsanordninger 12 omfatter i likhet med koblingen 15 hver i det minste en kanal eller et spor som tillater passasje av olje derigjennom, og som således forbinder innbyrdes seksjonene av det ringformede rom.

Stigeroret 7 er eksentrisk plassert i forhold til den dreibare konstruksjon, slik at flere stigeror, såsom 7, kan plasseres med jevn avstand om aksen av den dreibare konstruksjon. Eksen-trisitetsavstanden er tilstrekkelig liten i hvert tilfelle til å tillate den nedre seksjon 13 å passere gjennom en aksial passasje 25 i universalleddet 5.

En sikkerhetsanordning for den nedre seksjon 13 består av et relativt skjørt rør 26 som er festet til den nedre seksjon, og som er forbundet med den hydrauliske styrekrets for sikkerhetsventilene på samlerbret ved hjelp av en kanal 26' festet til rorets 7 seksjoner. Sikkerhetsventilene er av den motoriserte type og lukker på grunn av manglende trykk i styrekretsen.

Kanalen 26', som strekker seg fra det skjøre rør 26, passerer gjennom koblingen 15 via den langsgående boring i koblingens 15 legeme. Kanalen 26' passerer gjennom tetningen 18 via en passasje i den ovre seksjon 17. Kanalen 26' er festet til rorets 7 seksjoner ved hjelp av lett fjernbare kroker som er laget av flek-sibelt materiale for å tillate installasjon og fjerning av roret 7.

På fig. 1 er den nedre rorseksjon 13 vist plassert til siden for universalleddets senter. Dette arrangement er opprettholdt fordi det gir best fordeling av bbyekreftene langs den nedre seksjon 13, og bidrar således til funksjonen av den nedre seksjon 13 som virker som en bjelke festet i begge ender.

Fig. 2 viser et universalledd 5 som i dette tilfelle består av en ring 27 som bærer fire omdreiningstapper 28, 29, 30 og 31 som strekker seg radielt ut i fire retninger i rett vinkel med hverandre. To motstående tapper 28 og 30 har sine lagre forbundet med den dreibare konstruksjon 1, mens de to andre motstående tapper 29 og 31 har sine lagre forbundet med sokkelen 4. De nedre seksjoner 13 av stigerorene 7, som med jevne mellomrom er plassert rundt ringens akse, passerer gjennom åpningen i ringen.

På fig. 1 er det langs aksen av ringen 27 vist et ror 32 som er laget av et elastomert materiale, og som forbinder et ror 33,

som har stor diameter i forhold til diameteren av produksjonsroret 7, med et sokkelror 34. Roret 33 er sentrert i en styresjakt 33' som er festet til den dreibare konstruksjon 1. Roret 32 er forbundet med roret 34 ved hjelp av en adskillbar forbindelse 14a som fortrinnsvis er av den hydraulisk aktiverbare type. Den er forbundet med roret 33 ved hjelp av en kobling som utgjor et stempel som glir i et sylindrisk sete ifolge oppfinnelsens generelle prinsipp.

Et slikt ror 33 med stor diameter kan benyttes for transport av gass fra separatorer som er plassert på sokkelen til en fakkel plassert i noen avstand fra den dreibare produksjonskonstruksjon eller for overforing av avgasset olje til lagertanker, eller for transport av flerfaseblandinger.

På sokkelroret 34 er det montert en sikkerhetsventil 8 1 a som lukker ved fall i trykket i den hydrauliske styrekrets, noe som kan forårsakes enten ved manuell innvirkning eller ved virkningen av en sikkerhetsanordning, ikke vist.

Fig. 3 er et lengdesnitt gjennom koblingen 15. Denne kobling 15 omfatter i sin nedre ende innvendige gjenger 35 for den nedre rorseksjon 13 og i sin ovre ende innvendige gjenger 36 for neste seksjon av produksjonsroret i stigeroret 7.

Den ytre overflate 37 av koblingen er sylindrisk av form og er

i nedkant begrenset av en ringformet ribbe 38.

Et antall teflonringer såsom 39, som er stort sett rektangulære i tverrsnitt, er plassert på sylinderen 37 med en samlet hoyde av størrelsesorden 30 cm. Ringene 39 er skjovet inn på sylinderen 37 fra toppen og stoter an mot den ringformede ribbe 38. De hol-des på plass av en ring 40 som folges av en mutter 41 som er skrudd inn på gjenger 42 i den ovre del av koblingen 15, og som er låst ved toppen av en fjær 43 som består av en delt låsering delvis i inngrep med et ringformet spor 44 i ytterflaten av koblingen 15.

Fig. 3 viser tre spor 45 som strekker seg i koblingens 15 ytter-flates lengderetning mellom den nedre ende av koblingen 15 og den sone som omgis av ringen 40. Ringen 40 har i sin innerflate

et ringformet spor 46, hvilket spor står i forbindelse med ytterflaten av ringen gjennom et flertall boringer 47. De ringformede rom ovenfor og nedenfor koblingen 15 står i forbindelse med hverandre gjennom sporene 45 i koblingen 15, sporene 46 i ringene 40 og boringene 47. Når koblingen 15 beveger seg i forhold til hylsen 16, og således i forhold til styresjakten 11, forskyves olje gjennom sporene og boringene, slik at det ikke oppstår overtrykk eller partielt vakuum i det ringformede rom over koblingen 15. Fig. 4 er et loddrett snitt gjennom koblingen 15 langs linjen X-X' og viser de respektive stillinger av ribben 38 og sporet 45 som skjærer ribben 38. Fig. 5 viser hylsen 16, i hvilken koblingen 15 glir, idet hylsen 16 er forankret til den nedre del 11' av styresjakten 11. Hylsen 16, hvis indre sylindriske flate er polert, omfatter i sin nedre ende en forankringsanordning som på figuren som eksempel er representert ved en krave 48. omfatter et antall langsgående elastiske fingre 49 som er laget av stål og som bærer utvidede partier 50 ved sine ender. I sin ovre ende har kraven innvendige gjenger 51 for innskruing av et oppfiskingsredskap av vanlig type, som igjen er skrudd fast til enden av en streng av produksjonsror, ikke vist.

Den nedre del 11' av styresjakten 11 er forsynt med et ringformet sete 52 som er festet ved hjelp av sveisesommer ved sin nedre ende til innerflaten av den nedre del 11'. Ved montering av hylsen vil de langsgående fingre 49 krumme seg innover når de kommer i kontakt med setet. De retter seg ut til låsestilling når de utvidede partier 50 passerer under det ringformede setet 52. For-ankringen er således fullfort.

Den del av de utvidede partier 50 som er i kontakt med setet

er svakt skrådd, slik at oppadrettet strekk er tilstrekkelig til å frigjore hylsen når den må returnere til overflaten for utforelse av en nodvendig operasjon, såsom utskifting.

Det utforelseseksempel som er blitt beskrevet viser oppfinnelsen på to måter. En er det tilfellet hvor et ror er bestående av seksjoner av produksjonsror som er eksentrisk i forhold til den dreibart festede konstruksjon, av hvilket rør flere kan installeres. Den andre vedrorer et ror med storre dimensjoner enn de som van-ligvis velges for produksjonsror, hvilket er spesielt tilpasset til å op<p>tas i aksen av den dreibare konstruksjon, idet den nedre del av dette ror fortrinnsvis er laget av en armert elastomer.

Oppfinnelsens generelle prinsipper kan anvendes på forskjellige utfdreiser av disse to konsepter, avhengig av typen av og egen-skapene til de rorseksjoner som utgjor roret, og av deres eksentriske stilling.

Stigeroret ifolge oppfinnelsen og slik det eksempelvis er beskrevet gir betydelige fordeler i forhold til kjente anordninger når det gjelder å henfore boyekreftene til den nedre seksjon av et produksjonsror, langs hvilken disse krefter fordeles jevnt fordi seksjonen virker som en bjelke innspent i begge ender.

Passende valg av diametere av de forskjellige deler gjor det mulig å erstatte roret 7 og således hylsen 16 inne i styresjakten 11,

noe som gjør det mulig med letthet å bytte den nedre seksjon 13

og muligens hylsen 16 og stempelet 15, som alle er deler som utsettes for slitasje.

Bruk av et relativt skjørt rør 26 festet til den nedre seksjon

13 som sikring mot brudd gjør det mulig å tilveiebringe umiddel-bar beskyttelse av installasjonen i tilfelle av for tidlig brudd av den nedre del.

Claims (6)

1. Stigerør for dreibart festet konstruksjon for utvinning av petroleum på dypt vann, hvilken konstruksjon omfatter en sokkel (4) på bunnen av vannet, et :sokkelrør (8) som bæres av sokkelen (4) , en langstrakt konstruksjon (1) som er dreibart festet ved sin nedre ende til sokkelen (4) ved hjelp av et universalledd (5) , og som rager opp over vannflaten (3), en hul styresjakt (11) som er festet til nevnte konstruksjon (1), og som strekker seg nedad fra ovenfor overflaten mot sokkelen (4), en plugg (1?) som lukker, toppen av nevnte styresjakt (11) , -et rør (7) i styresjakten (11) sammensatt av et antall påfølgende rørseksjoner, av hvilke én (13) er den nederste, og i det minste én elastisk sentreringsanordning (12)'som sentrerer nevnte rør i nevnte styresjakt (11) og omfatter kanaler e.l. som gir forbindelse mellom rommene mellom røret (7) og,-sjakten (11) over og under nevnte sentreringsmidler (12), karakterisert ved en fjernstyrt adskillbar forbindelse (14), som opptar en stasjonær posisjon og omfatter en første del (14") festet til den nederste rørseksjon (13) og en andre del (14') festet til sokkelrøret (8), en glidbar kobling (15) som forbinder den nederste rørseksjon (13) med den ovenforliggende, og en sylindrisk hylse (16) i styresjakten (11) som koblingen (15) er glidbar i, idet hylsen (16) har en indre diameter som er noe mindre enn resten av styresjakten (11), idet den glidbare kobling (15) omfatter midler (45, 46, 47) som gir fluidumforbindelse mellom rommene beliggende mellom røret (7) og styresjakten (11) over og under koblingen (15), og idet den del (14") av den adskillbare forbindelse (14) som er festet til den nedre seksjon (13) av røret (7) har en ytre diameter som er mindre enn den indre diameter av hylsen (16).

2. Stigerør ifølge krav 1, karakterisert ved at den nederste rørseksjon (13) har polerte inner- og ytter-flater forsynt med et anti-korrosjonsbelegg.

3. Stigerør ifølge krav 1, karakterisert ved at den sylindriske hylse (16) har en ytre diameter som er litt mindre enn den indre diameter av styresjakten (11), idet hylsen (16) er festet til forankringsmidler (52) som er festet til innsiden av styresjakten nær dennes nedre ende.

4. Stigerør ifølge krav 1, karakterisert ved at den nederste seksjon (13) er et elastomert rør.

5. Stigerør ifølge krav 1, karakterisert ved at den nederste seksjon (13) er et armert, elastomert rør.

6. Stigerør ifølge krav 1, karakterisert ved at den nederste rørseksjon (13) passerer gjennom en aksial passasje (25) i universalleddet^ (5).