NO147763B - Anordning for haandtering av utstyr, saerlig elastiske ledd, paa havbunnen. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en håndteringsanordning for montering og demontering av elas^tiske ledd som i sammenpresset tilstand er satt inn mellom to mothold e.l. under vann, særlig for søyler som ved ledd er forankret på havbunnen.

Elastiske ledd eller leddsøyler, som med et kardangledd er festet til et undervannsfundament er kjent fra fransk patentskrift 1.519.891. Til et hult kardanghode som er forsynt med syl inderformete hulelementer, er det koblet rørledninger som bæres av søylen.

I tysk utlegningsskrift 1.178.385 er det like-ledes vist en leddsøyle, som over et kardangledd er festet til et undervanns-fundament, idet kardanghodet også her er forsynt med sylinderformete hulelementer tilkoblet rør-ledninger som bæres av søylen. Med denne leddsøylen oppnås en fleksibel forbindelse mellom to deler, idet forbindelsen utgjør en del av etlederør som rager ned mot havbunnen fra en borerigg. Leddforbindelsen gir lederøret en tilstrekkelig fleksibilitet slik at boreriggen ikke må holde lederøret nøyaktig loddrett til stadighet.

I USA-patentskrift 3.168.334 er det vist en fleksibel forbindelse for dannelse av leddsøyler, som tjener til olje- og gassboringer i sokkelområdet. Slike ledd-søyler, som er dannet med leddforbindelser, har altså den nødvendige fleksibilitet, til å kunne kompensere for av-vik i boreriggens posisjon.

Håndteringsanordninger for demontering og montering av elastiske ledd som er presset sammen under vann mellom to mothold, særlig for søyler som er 1eddforbundet ved havbunnen, er kjent fra en artikkel i "Oil and Gas Journal" april 1973 , side 147, samt fra USA-patentskri fter Re 27445 og 3.463.226 . Disse anordninger som blir brukt for undervanns-formål, består hovedsakelig av en nedsenk-bar innretning med flottører og en vogn som kan forskyves langs innretningen. Disse "undervannsmanipulatorer", som er vist i nevnte skrifter, er forsynt med tenger.

I USA-patentskrift 3.717.000 er det vist en anordning for vedlikehold og utveksling av deler på undervanns- ins tal las j oner.

Hovedformålet med oppfinnelsen er å forbedre en håndteringsanordning for montering og demontering av rørledninger til leddsøyler ved hjelp av spesielle ledd som kan skiftes ut, idet arbeidet utføres av dykkere og eventuelt spesielle manipulatorer.

Ifølge oppfinnelsen kan denne oppgave løses ved å utforme håndteringsanordningen slik det er angitt i den karakteriserende delen av patentkrav 1.

Ytterligere fordelaktige trekk ved oppfinnelsen vil gå fram av underkravene 2-8.

Oppfinnelsen vil nedenfor bli beskrevet nærmere under henvisning til tegningene, hvor: Fig. 1 viser i perspektiv kjernen i leddet ved en vertikal leddet søyle, for en oljeinstallasjon, et ledd som i de aktuelle rørledninger, har elastiske koblinger som kan utsettes for torsjon, idet disse koblingene eller forbindelsene er beregnet på å kunne monteres eller demonteres ved hjelp av verktøy i samsvar med -oppfinnelsen,

fig. 2 viser i sideriss kombinasjonen av et slikt ledd og en anordning eller et verktøy i samsvar med oppfinnelsen, som er forbundet med et fartøy på overflaten,

fig. 3 viser skjematisk i sideriss og med flere detaljer, anordningen i fig.2, hvor vognen er tatt bort,

fig. 4 viser den samme anordning i fremre posisjon og med vognen på plass,

fig. 5 viser et forstørret snitt, etter linje V-V i fig.4, og viser håndteringsanordningen med sine manøvrer ingssy-lindre, i snitt, og den elastiske forbindelse før sammenpressing, mens

fig. 6 viser som i fig. 5 og 4, verktøyet etter sammenpressing av forbindelsen og i posisjon for tilbakeføring.

Ifølge oppfinnelsen er det skapt en håndteringsanordning eller verktøy for montering eller demontering av elastiske ledd hhv. fra en leddsøyle for boretårn e.l. oljeinstallasjon.

Som utgangspunkt har en i fig. 1 vist i perspektiv kjernen i et ledd som skal stå mellom et fast fundament på havbunnen og den nedre del av en leddet søyle.

Denne koblingskjernen, som også er vist i verti-kalplan på fig.2, består hovedsakelig av to forgreininger eller hule sylindriske elementer 1 og 2, plassert ortogo-nalt og hvis ender er dreibart montert i tilsvarende leier. To av disse leiene 3 er festet, d.v.s. utformet i ett med fundamentet 5 som hviler på bunnen 6 (fig.2), mens de andre fire er bevegelige, idet de er festet i enden på søylen 7.

Det indre av kjernen er utformet for gjennom-strømning av væske (olje, gass) mellom, på den ene side, et væskekretsløp som omfatter grenene 8 (fig.2) fra et rør-opplegg 9 som befinner seg på bunnen, idet disse er forbundet til forgreiningene 1 til den nevnte kjerne:-.som bæres av flenser 3, og på den annen side, et annet krets-løp bestående av rørledninger 10 som går langs søylen og i sin nedre ende er forbundet til forgreiningene 2 som bæres av flensene 4.

På grunn av vinkelforskyvningene til flensene,

i forhold til forgreiningene eller de sylindriske elementene 1 og 2, settes det inn mellom enden av forgreiningene og enden av de tilsvarende rørledninger elastiske forbindelser som er vist ved 11 på fig. 1 og 2. Disse kan f.eks. som vist i fig. 5 bestå av en stabel gummiringer 12 og metallskiver 13, idet slike forbindelser kan deformeres ved torsjon om den sentrale akse.

Elementene monteres på en slik måte at de elastiske forbindelser, under montering, utsettes for en aksial sammenpressing, slik at deres aksiale lengde L (fig.5) som tidligere var større enn avstanden D (fig.2) mellom delene som skal sammenkobles, ved bruk av en innretning for sammenpressing gis en lengde mindre enn D for dermed å kunne settes inn mellom de nevnte deler. Etter dette løses presset slik at forbindelsen, som stadig står under trykk, presser mot de nevnte deler.

På røriedningssi den 8,10, kan f.eks. forbindelsen trykke mot plater slik som 14,15 festet til enden på rørledningene 8,10. Disse platene er festet til de tilsvarende flenser gjennom bolter, så som 16. Disse er slik at avstanden til de nevnte flenser kan reguleres, idet boltene både er beregnet på å sikre forbindelse og å oppta for-spenningen i forbindelsene.

Forbindelsene kan med fordel utstyres med ende-stykker 17,18 hvis ytre profil kan velges slik at man' lett både kan feste og bruke innretningen for sammenpressing. Denne profilen omfatter f.eks. sirkulære riller 19 (fig.5), hvis rolle skal beskrives senere.

Til bruk for en slik forbindelse er det laget en anordning eller verktøy som gir muligheter for enkel håndtering av forbindelsene under vannet, såvel ved montering som ved demontering.Dette verktøyet er utstyrt med gripeinnretninger som kan utføre den aksiale sammentrykking av forbindelsene når dette ønskes, såvel som oppheising til overflaten av leddet eller platene 14,15 eller tilsvarende gi den nødvendige sammentrykking under montering.

Dette verktøyet består hovedsakelig av et hult chassis 20, utstyrt med egnete innretninger for å øke eller redusere ballast, slik at nedsenking eller oppfiring kan skje lett. Dette gjøres fra en båt 21 (fig.2) via en kabel 22 eller på annen måte. Chassiset, bærer en vogn 23 (fig.3) utstyrt med innretninger som på samme tid gjør det mulig å gripe en forbindelse 11 og å utføre aksial sammentrykking eller frigjøring av denne. Anordningen kan kompletteres med en struktur 35 som f.eks. kan inneholde ekspandert skum, beregnet på å oppveie konstruksjonens egenvekt i vannet. Dette skummet kan ha et volum på 5 til 10 m<3.>

Chassiset 20 kan f.eks. være utformet, som en parallellepipedisk kasse, delt i flere rom ved siden av hverandre (ett av disse 24 er synlig på fig.4) beregnet på å inneholde ballastflasker 25, i kombinasjon med trykkluftbeholdere 26 med ventiler som kan fjernstyres. I et sentralt rom (fig- 3 og 4) er vognen 23 utstyrt med hju] eller trinser 27 som kan bevege seg langs en rullebane 28. Ved den omtalte anvendelse vil forbindelsenes akse være tilnærmet horisontal under montering, vognen kan da fordel-aktig plasseres vertikalt for korrekt plassering av gripeinnretningene. For å kunne beveges er den utstyrt med styreinnretninger som kan bestå av minst en gjenget aksel 29 som dreies av en motor 30. Det kan også brukes en sen-tral føring vist i 31,32.

Når det gjelder gripeinnretningene som bæres av vognen 23, kan disse bestå av et antall klemmer 34 (fig. 3 til 6), som er beregnet på å plasseres rundt forbindelsen som skal manøvreres og deretter hektes fast til denne, spesielt i rillen 19 som er nevnt foran.

En kan f.eks. ha fire klemmer, som vist i fig.

4 og 6, som innbyrdes er plassert 90° fra hverandre.

De kan f.eks. utføres som vist på fig.5, d.v.s. bestå av to deler 35,36 utstyrt med haker beregnet på å hektes fast i rillene 19, idet delene er forbundet ved et stempel 37 som kan fjernstyres og dermed forandre avstanden mellom dem parallelt med aksen i forbindelsen.

Klemmene har også innretninger for å låse leddet i sammenpresset tilstand under montering. Disse innretningene kan bestå bare av huller 48,49 i to deler som beveger seg i forhold til hverandre. I den nevnte tilstand vil disse hullene være plassert overfor hverandre slik at låsing oppnås ved å føre en låsbolt 50 (fig.4) gjennom hullene. Andre metoder kan også tenkes.

De fire klemmene 34 monteres på en støtte forbundet til vognen 23 og plassert på en slik måte at den lett kan føres inn i rommet som begrenses av delene 3 og 14 eller 4 og 15 (fig.l), idet den passerer mellom holtene

16 ( noen av disse kan løsnes om nødvendig).

Denne støtten, synlig i 38 på fig. 3,4 og 6, danner en forlengelse av vognen 23. Den kan f.eks. være gaffelformet med to dreibare armer 39 som bærer to av klemmene 34, mens de andre klemmene 34 bæres av hoveddelen i gaffelen. De to dreibare armene 39 manøvreres ved hydrauliske sylindre 40. Når klemmene er plassert i stilling kan det være en låseinnretning, f.eks. en skrue eller fjærinn-retning, mellom de to armene 39.

Den nevnte støtte vil dessuten være forbundet til vognen 23 med innretninger som gjør det mulig å regu-lere dens plassering.

Disse innretningene kan bestå av en dreibar forbindelse mellom støtten 38 og vognen 23, utført ved et mellomstykke 41 festet til støtten og vognen om parallelle akser 42,43. Dermed kan støtten 38 beveges parallelt i forhold til seg selv. Dette kan fjernstyres eller gjøres direkte av en dykker ved montering eller demontering.

Det kan dessuten tenkes innretninger for å dreie støtten 38 i sitt plan, f.eks. med en leddet arm 44, som styres ved en sveiv 45. Denne armen kan endre orient-eringen til aksen 42.

Endelig kan det hele kompletteres med innretninger for å feste konstruksjonen til leddet under montering og demontering, f.eks. til boltene 16. Disse innretningene består hovedsakelig av haker 46 styrt av hydrauliske sylindre 47.

Konstruksjonen kan også være utstyrt med en energiomformer som f.eks. omfatter ei hydraulisk pumpe som leverer trykk til de hydrauliske sylindre og den hydrauliske motor for bevegelse av vognen.

Dette kan, f.eks., utføres slik at klemmene

for sammenpressing av forbindelsen leverer en kraft på 200 tonn med et trykk på 500 bar.

Den beskrevne anordning fungerer som følger. Dersom det dreier seg om montering av allerede eksister-ende forbindelser senkes den ned med kabelen 22 (fig.]) Nedsenkingen skjer gjennom bal1 astregulering.

Når anordningen har nådd bunnen reguleres bal-lasten slik at anordningen blir vektlds for derved å lette manøvrer ingen.

Alt er nå klart for at dykkere først kan hekte apparatet til boltene 16 ved manøvrering av krokene 46, ved hjelp av de hydrauliske sylindrene 47. Deretter man-øvreres vognen ved egen motor, og støtten 38 føres slik at klemmene plasseres korrekt, først de to ved bunnen av gaffelen, deretter de to andre, hvorpå de to dreibare armene 39 festes med låseinnretninger 51 (fig.4).

Nå kan forbindelsen presses sammen maksimalt med de hydrauliske sylindrene 37 og låseboltene 50 plasseres i hullene 48,49 for å opprettholde sammenpressingen.

Forbindelsen frigjøres deretter og kan løftes utmed vognen (etter å ha frigjort krokene 46), som vist i fig.6.

Det gjenstår nå bare å avlaste apparatet for å lette oppstigningen til overflaten.

De sammen operasjoner benyttes i omvendt r rekke-følge for monteringen av en forbindelse.

Man har hittil antatt at forbindelsens ende-stykker 17 og 18 festes direkte til de tilsvarende flenser under trykket fra sammenpresset gummi. Selvfølgelig er det også mulig med ekstra feste i form av bolter e.l. I dette tilfelle må dette festet løses før forbindelsen kan tas ut.

Oppfinnelsen gjør det mulig å fjerne eller sette på plass en forbindelse på kortere tid enn før og begrens-er nødvendig dykkerarbeid til et minimum.

Claims (8)

1. Håndteringsanordning for montering og demontering av elastiske ledd (11) som i sammenpresset tilstand er satt inn mellom to mothold e.l. under vann, særlig for søyler som ved ledd er forankret på havbunnen, karakterisert ved at anordningen omfatter et chassis (20), som er dannet av ett eller flere kammere og omfatter ei vogn (23), som er anordnet bevegelig på chassiset i et kammer (52) på midten av dette og som er forsynt med klemmer (34), som er utformet til å gripe om leddet (11) , og med innretninger (35,36,37) å sammenpresse samme, idet chassiset (20) har sidekammere (24) som opptar ballasttank-er (25) og trykkluftbeholdere (26).

2. Håndteringsanordning i samsvar med krav 1, karakterisert ved at vogna (23) er utstyrt med en gaffelformet støtte (38) , som strekker seg på tvers av leddets (11) akse samt bærer nevnte klemmer (34).

3. Håndteringsanordning i samsvar med krav 1 og 2, karakterisert ved at den dessuten omfatter en ekspandert skummasse som tjener til å kompensere vekten av innretningen under vann.

4. Håndteringsanordning i samsvar med kravene 1 og 2, karakterisert ved at hver av klemmene (34) omfatter hver sin av to segmenter (35,36) som skal gripe omkring hver sin av to ringformete ribber (19) på leddet (11) og som er innbyrdes forbundet ved hjelp av en trykksylinder (37) slik at de kan forskyves i forhold til hverandre .

5. Håndteringsanordning i samsvar med krav 2, karakterisert ved at klemmene (34) er anordnet i et antall av fire, og at to av disse er anbragt i bunnen på den gaffelformete støtten (38) , mens de to øv-rige bæres av svingbare armer (39) , som er montert på endene av støtten (38) og blir styrt av trykksylindre.

6. Håndteringsanordning i samsvar med krav 5, karakterisert ved at en sperreinnretning som skal låse klemmene (34) i deres fastspente endestilling innbefatter åpninger (48,49) som er utformet i hhv. trykk-sylinderen (37) og segmentene (35) og som overlapper hverandre i klemmens fastspenningsstil1 ing, slik at denne kan sikres ved innsetting av en bolt (50) gjennom åpningene.

7. Håndteringsanordning i samsvar med krav 2, karakterisert ved at endene av den gaffelformete støtten (38) er forsynt med kroker (46) for an-ordningens forankring på konstruksjonen som bærer leddet (11) •

8. Håndteringsanordning i samsvar med krav 7, for å håndtere ledd som støtter seg mot to anslagselementer, karakterisert ved at krokene (46) ved hjelp av en trykksylinder (47) kan bringes til å gripe omkring enkelte tverrforbindelser (16) som inngår i konstruksjonen som bærer leddet (11).