NO146191B - Dykkerklokke og fremgangsmaate for manoevrering av en dykkerklokke i havet - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en dykkerklokke for arbeide

på undervannsstasjoner forankret på havbunnen, særlig på et brønnhode, med et oppholdskammer som står under atmosfæretrykk og med et ytre feste for en bærewire, hvilket kammer står i forbindelse med et nedover åpent sylindrisk arbeidskammer gjennom en stengbar åpning for overføring av mannskaper, og med en nedre kant av arbeidskammeret for tett forankring av dykkerklokken på en basisplate på den respektive undervannsstasjon.

Kjente dykkerklokker for bruk ved arbeidsoperasjo-ner er enten for improviserte for å gjennomføre inspeksjons-arbeide i fullstendig sikkerhet eller unødvendig kompliserte når arbeidsdybden er et antall tiere av meter. I det første tilfelle omfatter dykkerklokken en endefram klokke delt ved en horisontal skillevegg utstyrt med en vanntett dør, som f.eks. i US patent 3 512 583, med et øvre kammer for føring av teknikere og et nedre kammer som dekker brønnhodet ved å hvile vertikalt på en horisontal plattform som er formet i ett med brønnhodet, og i sideveis anlegg på vanntett måte mot en sylindrisk flate som omslutter brønnhodet og er formet i ett med plattformen.

Ved et sådant system er det ikke mulig å unngå hver-ken skaking som oppstår når klokken senkes ned i vannet på grunn av den tilsynelatende variasjon i vekt indusert med vannoppdemning eller risikoen for hendelser som kunne oppstå

i klokkens nedre kammer uten at det er mulig å gripe inn fra det øvre kammer.

I det annet tilfelle krever nødvendigheten for at personalet som arbeider ved atmosfærisk trykk skal være sikre, bruk av flere ringer som må senkes særskilt, og ytter-ste nøyaktighet kreves for forbindelsen mellom dem da de må motstå farlig høyt hydrostatisk trykk, som krever mange kontroller, tetnings- og sikkerhetsforanstaltninger og reduserer således monteringens levetid.

Hovedformålet med foreliggende oppfinnelse er en dykkerklokke for føring av personell ved atmosfærisk trykk direkte til brønnhodet uten skaking under senkingen eller returen til overflaten, og kjennetegnes ved at oppholdskammeret er anordnet over arbeidskammeret og omgitt av et ringformet ballastkammer, hvis nedre og øvre områder respektive inneholder minst en stengbar vannfyllingsåpning, at arbeidskammeret i sitt øvre område har en stengbar vannfyllings- og nødutgangsåpning som fører umiddelbart ut, at bærewiren over en tilkoplingsmuffe med en løsbar lå.seinriretning er forbundet med bærewirefestet og at dykkerklokken er forsynt med frem-driftsinnretninger.

Det er således tilstrekkelig å åpne disse utløp under nedsenkingen for at vekten av klokken skal øke hurtig og i stor utstrekning hindre virkningen av vannoppstuvingen på grunn av forbindelsen som er tilveiebragt mellom den øvre og nedre del av kammeret, spesielt når vannhøyden ligger mellom de øvre og nedre utløp.

Videre formål med oppfinnelsen er en klokke av. denne type, som i tillegg til kontrollventiler for stengning

av de nevnte øvre og nedre utløp i ballastkammeret, såvel som for progressiv utpumping av vannet som det inneholder med det formål å endre dens oppdriftstilstand fra negativ oppdrift til en oppdrift praktisk talt lik null, har heiseanordning for å sikre bæring av klokken under dens tilstand av negativ oppdrift og anordninger for selvstendig fremdrift som muliggjør at den kan beveges vertikalt og horisontalt under dens opp-drif tstilstand ved praktisk talt null.

På denne måte er klokken i sin tunge tilstand istand til på en og samme tid å bevege seg frem til like under vann-overflaten uten risiko og med relativt stor synkehastighet på grunn av heisemidlene, derpå reduseres hastigheten til den verdi som er nødvendig for øyemedet med at klokken skal anta sin oppdrift på praktisk talt null og til å nærme seg brønn-hodet meget sakte ved hjelp av- fremdri-ftsmediet.

Et videre øyemed med oppfinnelsen er en klokke av denne type hvori volumet av klokkens nedre del avgrenset ved dens bæreflate på bæreplattformen ved rommets innervegger og ved ballastkammeret er mere eller mindre likt eller mindre '

enn volumet av ballastkammeret.

Når klokken hviler på sin bæreplattform,kan det ses at overføringen av vann ved et lavere trykk enn det omgivende trykk fra den nedre del av klokken til ballastkammeret ikke bare hjelper til å sikre vanntett forsegling av klokken på

grunn av trykket på sjøbunnen utøves på klokkens ytterside, men sikrer også at klokkens oppdrift bibeholdes, således at den om-vendte operasjon, dvs. returneringen av vann fra ballastkammeret til klokkens innside fulgt ved åpning av kanalen for det til det omgivende medium, gjør det mulig for klokken øyeblikkelig å returnere til overflaten. Dessuten når den nedre del av klokken igjen er ved atmosfærisk trykk, vil ingen sterke trykk i det hele tatt være istand til å ha noen virkning på klokken.

Et videre formål med oppfinnelsen er en fremgangsmåte for manøvrering av en dykkerklokke i havet som beskrevet ovenfor og kjennetegnet ved at dykkerklokken først etter åpning av vannfyllingsåpningene ved hjelp av bærewiren senkes ned til en dybde hvor vannet i det vesentlige er upåvirkelig av døn-ningene, at deretter stenges vannfyllingsåpningene og dykkerklokkens vekt reduseres til nær oppdriftsverdien, hvoretter dykkerklokken ved hjelp av fremdriftsinnretningene bringes til stasjonen på havbunnen.

Videre fordeler og kjennetegn vil fremgå av den følgende beskrivelse, under henvisning til tegningene, der som eksempel illustrerer skjematisk en utførelse av oppfinnelsen og hvor fig. 1 viser klokken, delvis i aksialsnitt, hvilende på sin bæreplattform, fig. 2 er et aksialt detaljsnitt av tetningen på den nedre del av klokken, fig. 3 viser blokklåsesyste-met, fig. 4 er en variant av den på fig. 1 viste klokke, fig.5

er et riss av klokken under nedsenking, fig. 6 viser et riss av klokken i det øyeblikk den kommer i kontakt med bæreplattformen og fig. 7 viser klokken mens arbeide utføres på brønnhodet.

På fig. 1 hvor klokken 1 er tegnet på vanlig måte i en stilling hvori den allerede hviler på omkretspartiet av en bæreplat form 3 formet i ett med bærehodet 9 ved hjelp av sitt midtparti 2, kan det sees at klokken er fundamentalt oppdelt i tre deler, en øvre sentral del 4, et ringformet kammer 5 og en nedre del 6 som er åpen nedentil. Den øvre sentrale del 4 tjener, på den ene side, til å føre personell og på den annen side, som et inspeksjons- og kontroll-kammer. For dette øyemed er det vanntett og står i forbindelse med yttersiden ved hjelp av døren 7.og ved den nedre del ved hjelp av døren 8. Denne nedre del som i virkeligheten består av selve klokken, virker ved atmosfæretrykk som arbeidskammer når den hviler i vanntett stilling på en plattform som isolerer perfekt den øvre og nedre del hvorav den danner begrensningen, som plattform 3 i det valgte eksempel.

Denne bæreplattform er på forhånd forbundet med borehodet

9 på en kjent og vanntett måte. Således kan midtpartiet 2 være for-håndssveiset på borehodekapselen 9. Når en sådan operasjon ikke er blitt utført, kan komponenten 2 være fremstilt i to deler som kan sveises rundt kapselen 9. Den midtre del 2 kan også være tilpasset med egnede sammenføyninger idet delen føres inn ved hjelp av en konus 2a. Med hensyn til plattform 3, kan den ha en profil som muliggjør at den kan ligge an mot kraven 2b ved en mellomliggende tetning og noen bærearmer 3a hjelper til å styrke den konvekse plattform. På denne måte kan plattformen forsynes med assortert utstyr og spesielt til å innbefatte fire føringspillarer 10. Den er formet og bygget til å motstå hydrostatisk trykk når, med klokken 1 i anlegg mot bære-plattf ormen 3, arbeidskammeret 6 tømmes for inneholdende vann. For å illustrere delen indikert ved bæreplattformen som en bæredel og i mellomliggende rolle, viser den strekede linje 12 skjematisk rørled-ningen som fører til utløpsrøret gjennom koplingen 38 og utblås-ningshindreren 13 hindrer at fluidum returnerer fra utløpsrørene inn i kammeret 6. På samme måte er andre ledninger illustrert ved 14 for forbindelse opp til et annet utløpsrør gjennom en mellomliggende kopling 38a og utblåsningshindrer 39 som hindrer at fluidum returnerer til kammeret 6. Disse rørutlegninger er bare inntegnet for å minne om konvensjonelle operasjoner ved brønnhodeinstallasjoner.

Arbeidskammeret 6 er utstyrt med en overflomsdør 15 som fører direkte til yttersiden således at i nødsfall er alltid mulig å forlate kammeret 6 uten først å måtte passere gjennom kontrollkammeret 4. I tillegg til denne sikkerhetsfunksjon muliggjør døren 15 at kammeret 6 hurtig kan fylles eller tømmes under klokkens nedsenk-ning eller hevning.

En tømmepumpe 16 tjener til at vann, som virker som ballast i kammeret 6, kan føres inn i det ringformede kammer 5. Over:-føringskretsen er vist skjematisk ved 17a og 17b og kontrolleres fra kretser som ikke er vist i kontrollkammeret. I tillegg inneholder arbeidskammeret 6 elektriske og hydrauliske kontrollforbin-delser 43 hhv. 42, koplet respektivt, på den ene side til det elektriske indikerings- og fordelingspanel 4 4 og på den annen side til det hydrauliske fordelingspanel 40.

En forbindelse 45 muliggjør at trykkbalansen mellom kam-merene 4 og 5 kan vedlikeholdes ved hjelp av reguleringsventiler 4 6 og 47 respektivt på den ene side og reguleringsventil 48 på den annen side.

En montering 22 inneholder det hele regenererings- og atmosfæriske kontrollutstyr som gjør det mulig at liv kan oppretthol-des i et begrenset rom. Denne montering er forbundet med det elektriske kontrollpanel ved 23.

Televisjon, styring og sikkerhetsutstyr kompletterer in-stallasjonen. Dette utstyr som kan være av en hvilken som helst type er for enkelhets skyld ikke vist på tegningen.

Kontrollkammeret 4 innbefatter alle åpnende og stengende kontroller for dørene 7 og 8, overflomsdøren 15 og utløpene 20 og 23 anbragt i den øvre og nedre del av det ringformede kammer 5 der tjener som en ballasttank.

Kontrollkammeret 4 innbefatter dessuten hele det nødven-dige sikkerhets- og kontrollutstyr og spesielt kontrollene for over-føring av informasjon vedrørende oppdriftsregulering og kontrollene, via strømkrets 26, for de uavhengige fremdriftsmåter ved 27 anbragt på klokkens 1 ytre vegger og fortrinnsvis rett under ballastkammeret 5'-.

Kontrollpanelet 44 for det elektriske system er permanent koplet til den elektriske forsynings-heisekabel 31 ved hjelp av forbindelsen 24. Sendingen av meldinger til overflaten utføres ved systemet 49 som er forbundet med overføringskabler inne i stangen eller hylsen 34, som spesielt inneholder luftinntaksledningen og forbinder kontrollkammeret 4 med overflaten således at luft kan til-føres dykkerklokken når nødvendig uten hensyntagen til hvor lenge den er neddykket.

Det hydrauliske kontrollsystem 40 er forbundet med den hydrauliske krafttilførsel 18 ved ledningen 41.

Fremdriftsanordningen 2.7 montert i et rør til å svinge fritt om aksen 27a, fig. 4, er av konvensjonell type og fortrinnsvis driver elektriske motorer 30 propellerne 29.

En opphengning 31, vist mere detaljert på fig. 5, mulig-gjør at klokken 1 kan koples til, på den ene side, den elektriske forsynings-heisekabel 32 forbundet ved overflaten med en vinsj 35 og på den annen side, til en opphengningskabel 32a forbundet ved overflaten med en annen vinsj 35a og utstyrt i den nedre ende med en blokk 33, som har noen fordypninger 33a, vist på fig. 3, hvori låse-haker 33b beveger seg. Når opphenghingen 31 går inn i blokken, sky-ves låsehakene 33b ved fjærer og fastlåser delen 31: ved å gripe inn. i slissene 31a. Frigjøring utføres ved enkel hydraulisk kontroll direkte fra kontrollkammeret 4 eller fra en kontrollstasjon 37 ved overflaten som mottar informasjon fra kammeret 4 under formidling av kablene 34 .

I tillegg er klokken forsynt med vanlig utstyr såsom bal-lastjern 71 eller flasker 72 med komprimert luft.

Det vil også bemerkes at formen av den nedre kant av veggen 51 hindrer at tetningen 50, fig. 2, blir knust. Den ytre omkretsdel 51b er høyere enn sonen 51c som hviler på plattformen 3 og på den måte blir den del av pakningen 50 som følge av beliggenheten 51a ikke sammenpresset. Stillingen av pakningen før klokken er senket til stilling på plattformen er vist med strekede linjer. Dessuten, da pakningens leppetykkelse er mindre enn forskjellen mellom høyden av 51b i forhold til høyden av 51c, utøver det overliggende vann et trykk ved 51 svarende til det omgivende hydrostatiske trykk og pres-ser derved undersiden av pakningen 50 ned på bæreplattformen med en kraft som er proporsjonal til dette trykk.

For tilnærmings- og anbringelsesoperasjonene på bæreplattformen er klokken utstyrt med en sonar anordning 65, fig. 4, koplet sammen med fremvisningskabinettet 63 ved forbindelsen 64. Anordningen 65, fortrinnsvis anbragt på klokkens senterlinje, frembringer signaler ved å sende ut to lydstråler 69 og 70 fra 66 og 67 ved hjelp av ekkoreflektorer 68 og refleksjon av borehodet 9 som avleses ved 63 i kammeret 4 og muligens tilbakesendes til overflaten. Etter av-sluttet operasjon bortstuves anordningen på veggen 51 ved egnede anordninger og er vist skjematisk ved 74.

Når den beskrebne klokke skal brukes henges den i blokken 33 etter at personene har gått inn i det sentrale kammer 4 og stengt dørene 7 og 8, hvoretter selve nedsenkningsfasen begynner. Beve-gelse på tvers av vannflaten utføres så hurtig som blokken tillater. Utløpene 20 og 21, fig. 5, er åpne gg også overflomsdøren 15, og

det kan sees at virkningen av oppstuving er for den største del unn-gått, vannhøyden inne i arbeidskammeret 6 og ballastkammeret 5 føl-ger fritt variasjonene i oppstuvingen.

Etter denne første fase og når klokken har nådd en dybde av omtrent 10 meter, stoppes nedsenkningen for å unngå virkningen av oppstuvingen. Ballastutløpene 20 og 21 stenges og vannet i ballastkammeret 5 drives delvis ut til det punkt hvor den tilsynelatende vekt av klokken når en bestemt redusert vekt, f.eks. 5 tonn. Ved slutten av denne annen fase vil denne lettelse sette blokken 33 istand til å bli frakoplet opphengningen 31 således at klokken bare bæres av forsynings-heisekabelen 32. Overflomsdøren 15 stenges, derpå drives tilstrekkelig vann ut av ballasttanken 5 således at den negative oppdriftstilstand blir en praktisk talt på null oppdrift.

Tilnærmingsoperasjonene mot bæreplattformen begynner da ved hjelp av den ovenfor beskrevne lokalisering og fremdrift inntil klokken kommer i kontakt med bæreplattformen med praktisk talt null hastighet, og føringssøylene 10 sikrer nøyaktig stilling av klokken på plattformen.

Under en senere fase, fig. 6, fullstendiggjøres klokkens

1 anlegg mot plattformen 3 ved å forbinde ballastkammeret 5 og arbeidskammeret 6, hvilket har den virkning at det bringer klokken til å ligge bedre an mot plattformen på grunn av forskjellen i hydrostatisk trykk i de to kammere ved dét øyeblikk forbindelsen skjer og ved virkningen av pakningsleppen 50 som tetter klokken mot det omgivende medium etter at forbindelsen har foregått. Deretter over-føres vannet i kammeret 6, ved hjelp av pumpen 16, til ballastkammeret 5 fulgt av kammerets 6 forbindelse med de atmosfæriske trykkled-ninger 34 gjennom ventilene 46, 47 og kammeret 4. På denne måte blir det mulig å åpne døren 8 som vist på fig. 7. Før denne åpning er atmosfæren i kammeret 6 blitt regulert ved kontrollsystemet 22 slik at det blir mulig å utføre det nødvendige arbeide på brømmhodet eller borehodet 9.

Etter fullførelse av arbeidet og tilbakeføring av personale til kontrollkammeret 4 er det tilstrekkelig å pumpe vannet i ballastkammeret 5 tilbake til arbeidskammeret 6 , derpå forbinde kammeret 6 med yttersiden ved kanalen 17c for en tilbakeføring til de samme forhold som hersket ved starten av den siste fase. Hevningsprosessen utføres derpå inntil klokken er nær men under den sone som påvirkes av oppdemningen, da hevningen stoppes og delvis fylling av ballastkammeret fortsetter for å stramme: den elektriske forsynings-heisekabel. Det er da tilstrekkelig å senke blokken 33 således at opphengningen 31, fig. 4, går inn i låseanordningen i blokken 33 og automatisk låses i denne.

Deretter kan ballastkammeret 5 fylles helt, utløpene 20,

21 og overflomsdøren 15 åpnes og vannflaten krysses for igjen å føre klokken ombord i båten 36.

Skjønt personalet i kontrollkammeret 4 selv betjener de kontrollerende manøvreringer for de uavhengige fremdriftsmidler 27 er det klart at alle manøvreringer av paret av blokker 33 og den elektriske forsynings-heisekabel 32 også kunne være direkte kontrollert fra kammeret 4. Omvendt kunne også fremdriftsmidlene 27 være direkte kontrollert fra overflaten, idet fjernsynsoverføring gjør det mulig for operatørene på overflaten å vite den nøyaktige avstand blokken har fra bæreplattformen 3. Det er klart at fremdriftsmidlene innbefatter horisontale og vertikale fremdriftsenheter enten uavhengige éller ikke og at de kan være av propellertypen som vist på fig. 4, eller jettype. Dessuten kan de være kontrollert av betjeningen og kunne svinge fritt.

Claims (3)

1. Dykkerklokke for arbeide på undervannsstasjoner forankret på havbunnen, særlig på et brønnhode, med et oppholdskammer som står under atmosfærétrykk og med et ytre feste for en bærewire, hvilket kammer står i forbindelse med et ned over åpent sylindrisk arbeidskammer gjennom en stengbar åpning for overføring av mannskaper, og med en nedre kant av arbeidskammeret for tett forankring av dykkerklokken på en basisplate på den respektive undervannsstasjon, karakterisert ved at oppholdskammeret (4) er anordnet over arbeidskammeret (6) og omgitt av et ringformet ballastkammer (5), hvis nedre og øvre områder respektive inneholder minst en stengbar vannfyllingsåpning (20, 21), at arbeidskammeret (6) i sitt øvre område har en stengbar vann-fyIlings- og nødutgangsåpning (15) som fører umiddelbart ut, at bærewiren (32a) over en tilkoplingsmuffe (33) med en løs-bar låseinnretning (33a,b) er forbundet med bærewirefestet (31) og at dykkerklokken er forsynt med fremdriftsinnret-ninger (28 - 30).

2. Dykkerklokke ifølge krav 1, karakterisert ved at fremdriftsinnretningene (28 - 30) etter valg kan styres fra oppholdskammeret (4) eller fra et arbeidsskip.

3. Fremgangsmåte for manøvrering av en dykkerklokke i havet ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at dykkerklokken (1) først etter åpning av vannfyllingsåpningene ved hjelp av bærewiren (32a) senkes ned til en dybde hvor vannet i det vesentlige er upåvirket av dønning-ene, at deretter stenges vannfyllingsåpningene (20, 21) og dykkerklokkens (1) vekt reduseres til nær oppdriftsverdien, hvoretter dykkerklokken ved hjelp av fremdriftsinnretningene (28 - 30) bringes til stasjonen på havbunnen.