NO146552B - Selvtettende plugganordning for nedsenket roerledning - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en selvlåsende plugg som

på en enkel, billig og hurtig måte gjør det mulig å

tette og/eller bjerge en rørledning som er nedsenket på

dypt vann, idet pluggen er balansert og selvstendig og gjør bruk av et effektivt system som muliggjør at rør-ledningen kan sperres samtidig som den blir tettet.

Det er kjent at stengning og/eller bjerging av en ned - senket rørledning kan være nødvendig når rørledningen går i stykker, eller når det forekommer andre former for sam-menbrudd under utleggingen av rørledningen på dypt vann, eller når rørledningen midlertidig skal etterlates på havbunnen p.g.a. dårlig atmosfæriske betingelser. Tet-tingen og bjergingen skal derfor gjennomføres hurtigst mulig for å redusere stillstandstidene, av økonomiske årsaker, p.g.a. ustadige værforhold og p.g.a. den risiko som alltid følger menneskers inntregning i dypt vann. Det fremgår herav at det er nødvendig å benytte et egnet apparat som muliggjør en enkel og hurtig manøvrering.

Kjente apparater for lukking og bjerging av nedsenkede rør-ledninger har ulemper både i praksis og når det gjelder operative og økonomiske henseender. Først og fremst er de kjente apparat ikke trimmet slik at de kan holdes i den best egnede stilling for lukking og/eller bjerging og denne manglende flukting mellom apparat og rørledning medfører stort sett bruk av flere froskemenn og en så lang arbeids-

tid for froskemennene at det spiller en stor rolle for operasjonens økonomi og for froskemennenes sikkerhet. På

den annen side kan de kjente apparat bare utøve en liten låsevirkning og de må derfor ha en ytterdiameter som er om-trent lik den indre diameter i rørledningen som skal lukkes, med det resultat at innføringen av apparatet i rørledningen er mer vanskelig i tilfelle av eventuell tilstedeværelse av ovalitet i rørledningen. Den nødvendige energi til å bringe de kjente apparat til virksomhet avgis av en kilde ombord på et flytende fartøy og overføres til apparatet ved

hjelp av kabler eller slanger, hvilket medfører vesentlige vanskeligheter i manøvrering av apparatet og dermed en større ladning p.g.a. den lengre tid som kreves i forbindelse av slangene hvis tilstedeværelse videre utsetter systemet for havets påvirkning.

Ifølge teknikkens stand gjennomføres sperringen av de kjente apparat i rørledningen som skal lukkes og/eller bjerges og sperringen mellom apparatet og rørledningen ved hjelp av særlige mekanismer med en komplisert og utilfredsstillende arbeidsmåte, idet operasjonen av apparatet i tillegg til behovet for et større antall innretninger for styring og energiforskyvning medfører konstruktive komplikasjoner i apparatet og en vesentlig tid til gjennomførelse av operasjonen, idet det er nødvendig å benytte flere froskemenn, hvilket innvirker uheldig på systemets økonomi.

Videre skal det has i erindring at det i det kjente apparat for lukking og bjerging av en nedsenket rørledning videre er apparater til uttømming av rørledningen, hvilken ut-tømmingsoperasjon alltid er nødvendig når rørledningen skal bjerges, og disse apparater består av et vakuum-kammer, hvori det er en tømmekule og styre- og regulerings- organer for innføring av trykkluft på oppstrømssiden av kulen.

Ifølge tenikkens stand gjennomføres tømmeoperasjonen m.a.o. ved at det avgis trykkluft fra det flytende fartøy til et rør som ligger inne i rørlednings-lukkeapparatet, slik at den kule som ligger i et vakuum-kammer i samme apparat skyves bort ved hjelp av trykkluften gjennom rørledningen og føres frem på en slik måte at det vann som er innesluttet i rørledningen føres mot den annen ende av rørledningen på land. Det er klart at en slik fremgangsmåte medfører vesentlige ulemper både av praktisk, økonomisk og operativ art.

Tilstedeværelsen av et vakuum-kammer og av kulen og styre-og regulerings- organene for trykkluften kompliserer såvel arbeidet med apparatet, som dets konstruksjon. Det store antall forbindelser til fartøyet ved hjelp av slanger utsetter systemet for havets påvirkninger og krever en lang og farlig neddykking av froskemennene. Da tømmekulen er innesluttet i lukkeapparatet som igjen er satt inn i rør-ledningen som skal lukkes, vil kulen etter å ha passert inn i rørledningen ikke lukke fullstendig p.g.a. forskjell-en mellom den innvendige diameter for apparatet og den innvendige diameter for rørledningen, slik at det ikke frem-bringes en effektiv tetting som dermed ikke en effektiv

og økonomisk tømming, som kun gjennomføres med et stort energitap til kompensasjon for lekkasjene.

Hensikten med foreliggende oppfinnelse er å overvinne de nevnte ulemper og å fremskaffe et apparat eller en plugg for lukking og/eller bjerging av en nedsenket rørledning, hvilket apparat er selvstendig med hensyn til energitil-førselen, d.v.s. det inneholder allerede hydropneumatiske akkumulatorer, som leverer den nødvendige energi til arbeidet slik at slangeforbindelsene til det flytende far-tøy unngås, idet apparat er avbalansert på en slik måte at det lett kan få den lengdetrim som er egnet til lett inn-føring av pluggen i rørledningen ved hjelp av en eneste froskemann, og apparatet er videre utstyrt med en låse-

og lukkemekanisme som kan forskyves radialt og som kan manøv-reres samtidig på en sikker og enkel måte ved hjelp av en eneste styrehåndtak, hvilken mekanisme er i stand til å gjennomføre en stort sett radial bevegelse slik at pluggen kan fremstilles med en diameter som er forholdsvis meget mindre enn rørledningens indre diameter, med det resultat at innføringen av pluggen er lettere også i tilfelle av at rørledningen er blitt oval.

Med den selvlåsende plugg i henhold til oppfinnelsen gjennom-føres tømmeoperasjonen ved rørledningen som skal bjerges ved at utstøtingen av vann fra rørledningen gjennomføres gjennom selve den selvlåsende plugg istedet for å støte vannet fra rørledningsenden på vann, slik det foregår ved teknikkens stand, idet tømme-kulen altså skyves mot proppen ved hjelp av trykkluft fra en kilde på land. Foruten i vesentlig grad å nedsette omkostningene og risikoen ved tømmeoperasjonen, etter som trykkluften leveres fra en kilde på land og systemet dermed ikke er utsatt for påvirk-ningene fra havet, og operasjonen gjøres meget effektiv, idet tømme-kulen passer perfekt i den innvendige diameter i rørledningen, idet kulen settes inn direkte i rørledning-en i den rørledningsende som ligger på land, er det også

en vesentlig forenkling i konstruksjonen av pluggen, idet denne ikke behøver noe vakuum-kammer for tømmekulen eller de tilhørende styreorganer, men kun behøver et utstøtnings-rør i en dertil hørende lukke- og åpne- ventil.

Apparatet i henhold til oppfinnelsen utgjøres av et sylindrisk legeme sem er innrettet til å settes inn i rørledningen som skal lukkes, og i forenden ender i et ogivalt hode, og hvor det langs pluggens lengderetning og langs aksen er et utstøtningsrør med en utløpsåpning som ligger på den ene side av det ogivale, fremre hode, samt innvendige understøttelser såvel for mekanismer til lukking og tetning av*pluggen i rørledningen og for hydropneumatiske akkumulatorer som er innrettet til å avgi den nødvendige energi til drift av mekanismene. Det særegne ved apparatet består i at det sylindriske legemet har en ytre diameter som er forholdsvis meget mindre enn den indre diameter i rørledningen som skal lukkes og/eller bjerges, og som legemet skal settes inn i, og at det i det ogivale hodet er et avbalanseringskammer som er innrettet til å avbalansere pluggen i lengderetningen i forhold til et tilkoblingsøye hvortil et tau eller en kabel er forbundet til det flytende fartøy slik at pluggen holdes i horisontal trim.

Ifølge en foretrukken utførelsesform for oppfinnelsen omfatter mekanismen til låsing av pluggen i rørledningen et dobbelt sett sko som kan forskyves radialt mot innsiden av rørledningen ved hjelp av to sett kiler som er forbundet med skoene i et svalehalespor som tillater kilene å gli i lengderetningen i forhold til skoene, hvilke to sett kiler er motsatt rettet og er i ett stykke med hver sin glider som glir teleskopisk i lengderetningen langs utstøtningsrør-et og mellom seg avgrenses to ekspansjonskammer som er forbundet med de hydropneumatiske akkumulatorer gjennom styreventiler.

Ifølge en ytterligere utførelsesform for oppfinnelsen omfatter mekanismen til lukking av proppen i rørledningen to plastiske toroidalt formede tetningsringer som sammen med en metallring med trekantet tverrsnitt, som glir i lengderetningen og skiller de plastiske ringer fra hverandre,

er anbragt i en trapesformet utsparring langs omkretsen , hvilken utsparring har en variabel bredde som avgrenses av en skrå vegg i bakenden av pluggen og av en skrå, bevegelig vegg i en glider som glir teleskopisk i lengderetningen for pluggen og som sammen med legemet avgrenser to ekspansjonskamre som er direkte forbundet med de to tilsvarende ekspansjonskamre som avgrenses av de to kileformede glidere, slik at en enkel styring kan gjennomføres samtidig for låsing av pluggen i rørledningen og for lukking av rørledningen.

Låsemekanismens sko har fortrinnsvis en buet overflate med innsnitt eller rifler for å forbedre hefteevnen mellom over-flatene og den indre flate i rørledningen. Styreventilene for avgivelse av de hydrauliske trykk fra akkumulatorene til et av ekspansjonskamrene og åpne- lukke- ventilen i ut-støtningsrøret er fjernstyrt ved hjelp av bare to håndtak som er anbragt på en styreplate på det ogivale, fremre hodet på pluggen.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere under henvisning til vedføyde tegning som viser et lengdesnitt gjennom en selvlåsende plugg i henhold til oppfinnelsen.

På tegningen angir henvisningstallet 1 rørledningen som skal lukkes og bjerges, hvori det sylindriske legemet 2 av en selvlåsende plugg A skal innføres. Dette legemet ender i sin fremre del med et ogivalt hodetre som på sin fremre endedel har et hull 4 for tilkobling av en stålkabel som benyttes til bjerging av pluggen og rørledningen, og i sin bakerste del har en kant 5 som virker som stopper for ende-kanten av rørledningen 1. I den øverste del av hodet 3 er det et annet hull 6 nær kanten 5 for tilkobling av stål-kabelen som benyttes til å senke pluggen ned fra det ~ flytende fartøy til havbunnen nær rørledningen, hvilket hull 6 er dannet i selve hodet slik at det ikke er noen fremstikkende deler. Inne i hodet 3 er det anordnet hydropneumatiske akkumulatorer 7 som avgir den nødvendige energi til å akti-vere pluggmekanismen, og et avbalanseringskammer 8 som er fylt mer eller mindre med vann eller annen ballast for av-balansering av pluggen A i forhold til tilkoblingsøyet eller hullet 6, slik at pluggen kan holdes i langsgående trinn på passende måte for lett innføring av pluggen i rørledningen.

Gjennom hele det midtre parti av det sylindriske legemet 2 er det et utstøtningsrør 9 med en utstøtningsåpning 10 som ligger i en fordypning i den øverste del av hodet 3. Røret holdes åpent eller lukket ved hjelp av en ventil 11 som er innrettet til å aktiveres såvel manuelt ved hjelp av et hånd-hjul som påvirker en ventilstamme 12, som automatisk ved hjelp av en hydraulisk sylinder 13 som aktiveres ved hjelp av akkumulatorene 7.

Omkring den midterste del av det sylindrisjke legemet 2 og inne i dette finnes mekanismen for låsing av pluggen Ai rør-ledningen 1. Låsemekanismen omfatter en sylindrisk glider 14 som er innrettet til å gli i lengderetningen på utstøtnings-røret 9 og som har en fremstikkende del 15 som er innrettet til å samvirke med den indre vegg i en annen sylindrisk glid-1 er 16 som glir i lengderetningen langs den første glider 14,

og mellom disse to glidere 14 og 16 avgrenses to ekspansjons-

kamre 17 og 18 som er forbundet med akkumulatorene 7 gjennom en kanal 19 med en styreventil 20 og en kanal 21 med en styreventil 22. Ett sett kiler 23, hvorav det i figuren bare er vist to, er festet til en glider 14, og disse kiler 23 er anordnet med innbyrdes vinkelavstand mens et tilsvarende sett kiler 24 er festet til glideren 16, og disse to sett kiler vender motsatt hverandre. Hver av kilene 2 3 eller 24 har videre et svalehaleformet, langsgående spor 25 som virker som styring for en koblingstapp 26 i en sylinder 27 som beveger seg radialt ut fra pluggen A gjennom et styrehull i det sylindriske legemet 2 og som ved sin fri ende bærer en sko med en bueformet flate. Kilene og dermed gliderne er således innrettet til å bevege seg i lengderetningen, mens sylindrene og skoene er tvunget til å bevege seg radialt p.g.a. deres svalehaleforbindelse med kilene.

Virkemåten for låsemekanismen fremgår av det følgende. Når styreventilen 22 åpnes og det hydrauliske trykk fra akkumulatorene 7 føres inn i ekspansjonskammeret 18 vil glideren 15 sammen med kilene 23 beveges mot venstre på tegningen mens glideren 16 og kilene 24 beveges mot høyre. Sylindrene

27 tvinges dermed til å bevege seg utover fra det sylindriske legemet og å føre med seg skoene 28 til å ligge fast mot innerveggen i rørledningen 1. På denne måte låses pluggen A i rørledningen i den stilling som er vist på tegningen. For ytterligere å øke heftingen mellom skoene og innsiden

av rørledningen og for å gjøre låsingen mer og mer effektiv, er de bueformede flater på skoene ikke glatte men forskynt med hakk eller riller 29. Når derimot styreventilen 20 åpnes beveger gliderne og kilene seg i motsatte retninger og skoene 28 beveger seg da tilbake inn i vedkommende hus 30 i det sylindriske legemet 2, hvorved den selvlåsende plugg A frigj øres.

Mekanismen til å lukke rørledningen 1 ved hjelp av pluggen A ligger i den bakerste ende av det sylindriske legemet 2,

og omfatter en sylindrisk glider 31 som glir i lengderetningen

for legemet 2 som mellom en skrå vegg 32 og en tilsvarende skrå vegg 33 i den bakerste del 34 av det sylindriske legemet 2 avgrenser en rudtgående, trapesformet fordypning 35 som varierer tilsvarende stillingen for den bevegelige glider 31. I denne fordypning er det to plastiske, toroidalt formede tetningsringer 36 og 37 som er innbyrdes adskilt ved hjelp av en metallring 38 med trekantet tverrsnittsform, som glir fritt på glideren 31. Glideren 31 danner sammen med legemet 2 et indre hulrom som er delt ved hjelp av en ring 44 som er festet til huset, i to ekspansjonskamre 39 og 40 som gjennom kanaler 41 og 42 er forbundet med ekspansjonskamm-rene 17 og 18 slik at en enkel styring av ventilene 22 og 20 samtidig muliggjør gjennomføring av låsning og tetting eller omvendt. Når styreventilen 22 åpnes føres hydraulisk trykk fra akkumulatorene 7 også til ekspansjonskammeret 39 og tvinger glideren 31 mot høyre på tegningen, foruten at det hydrauliske trykk føres til ekspansjonskammeret 18 og bevirker en radial forskyvning av skoene 28 og dermed en låsning av pluggen A i rørledningen 1, som allerede nevnt. På denne måte blir bredden av den trapesformede fordypning 35 smalere og smalere og de plastiske ringer 36 og 37 forskyves radialt og trykkes mot innsiden av rørledningen ved hjelp av de skrå vegger på ringen 38 med det trekantede tverrsnitt og av de skrå vegger 32 og 33, slik at tetning oppnås.

Da låsingen av den selvlåsende plugg A i rørledningen 1 og lukkingen av rørledningen oppnås ved hjelp av en mekanisme som muliggjør en stort sett radial forskyvning av låse-elementene, skoene 28, og av tetningselementene, plastring-ene 36 og 37, kan det sylindriske legemet 2 for pluggen A fremstilles med en ytre diameter som er forholdsvis meget mindre enn den indre diameter for rørledningen 1. Dette faktum sammen med det faktum at pluggen A alltid holdes i langsgående trim, som allerede nevnt, gjør det meget lett å innføre pluggen i rørledningen, også i tilfelle av at rør-ledningen er oval, ved hjelp av en enkel froskemann. Denne ene froskemanns arbeid gjøres ytterligere lettere ved at styreventilene 20 og 22 og den ikke viste styreventil for å sende hydraulisk trykk fra akkumulatorene 7 til den hydrauliske sylinder 13, som aktiverer ventilen 11 for ut-støtningsrøret 9, er fjernstyrt ved hjelp av to håndtak som ligger på en styreplate 43 som er festet til det ogivale fremre hode 13, d.v.s. i en lett tilgjengelig stilling.

Claims (4)

1. Apparat eller selvlåsende plugg til lukking og/eller bjerging av en rørledning som er lagt ut på dypt vann, hvilken plugg (A) utgjøres at et sylindrisk legeme som er innrettet til å føres inn i den rørledning (1) som skal lukkes og/eller bjerges, og i forenden ender i et ogivalt hode (3) hvori det er et øye (4) for tilkobling av en kabel, fortrinnsvis en stålkabel, for forbindelse med et flytende fartøy, hvor det langs lengderetningen for pluggen (A) i dennes akse-område, er et utstøtningsrør (9) med en utløpsåpning (10) som ligger på den ene side av det ogivale, fremre hodet (3) samt innvendige understøttelser for mekanismer til lukking og tetting av pluggen i rørledningen og for hydropneumatiske akkumulatorer (7) som er innrettet til å avgi den nødvendige energi til drift av mekanismene, karakterisert ved at det sylindriske legemet (2) ha^ en ytre diameter som er forholdsvis meget mindre enn den indre diameter for den rørledning (1) som skal lukkes og/ eller bjerges, og som legemet skal føres inn i, og at det i det ogivale hodet (3) er et avbalanseringskammer (8) som er innrettet til å avbalansere pluggen (A) i lengderetningen.

2. Apparat eller plugg som angitt i krav 1, karakterisert ved at mekanismen til låsing av pluggen i rørledningen omfatter et dobbelt sett sko (28) som kan forskyves radialt mot innerveggen av rørledningen ved hjelp av to sett kiler (23, 24) som er forbundet med skoene i et svalehalespor som tillater kilene å gli i lengderetningen i forhold til skoene, hvilke to sett kiler er mosatt rettet og er i ett stykke med hver sin glider (14, 16) som glir tele- , skopisk i lengderetningen langs utstøtningsrøret (9) og mellom seg avgrenser to ekspansjonskamre (17, 18) som er forbundet med de hydropneumatiske akkumulatorer (7) gjennom styreventiler (20, 22).

3. Apparat eller plugg som angitt i krav 1, karakterisert ved at mekanismen for lukking av pluggen i rørledningen omfatter to plastiske, toroidalt formede tetningsringer (36, 37) som sammen med en metallring (38) med trekantet tverrsnitt, som glir fritt i lengderetningen og skiller de plastiske ringer, er anbragt i en trapesformet fordypning (35) langs omkretsen, hvilken fordypning har en variabel bredde som avgrenses av en skrå, fast vegg (33) i den bakre ende av pluggen og av en skrå, bevegelig vegg (32) i en glider som glir teleskopisk i lengderetningen for pluggen, og som sammen med plugglegemet avgrenser to ekspansjonskamre (39, 40) som er direkte forbundet med de tilsvarende ekspansjonskamre (17, 18) som avgrenses av de to kileglidere.

4. Apparat eller plugg som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at låsemekanismens sko (28) har en buet overflate med innsnitt eller rifler.