NO150232B - Kapsel til omslutning av en del av et undervannsanlegg - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår kapsler til omslutning av deler av undervannsanlegg.

Det har allerede vært foreslått å innkapsle undervannsanlegg i kapsler for å beskytte operatørene fra risiko i forbindelse med vann, såsom de meget høye trykk ved havbunnen. Disse kapsler har hatt følerinnretninger for å detektere lek-kasjer fra brønnhodet inn i kapsler, men disse følere har vært anbragt i bunnen av kapselen hvor eventuell oljelekkasje ville samle seg hvis kapselen var fylt med et gassformet medium, den eneste type medium som tidligere kunne tenkes.

Oppfinnelsen angår således en kapsel for omslutning

av en del av undervannsanlegg og utstyrt med organer for detektering av oljelekkasjer, og hvor kapselen er konstruert for fylling med vann også under arbeide i samme, og oppfinnelsen er kjennetegnet ved de trekk som fremgår av karakteristikken til de etterfølgende krav.

Kapslene er således konstruert for en avvikende anvendelsesmåte takket være denne nye anbringelse av detekteringsorganene for lekkasje. Det har tidligere alltid vært beregnet at operatørene ville arbeide under en atmosfære i et gassformet medium, i hvilke tilfeller eventuell oljelekkasje ville samle seg på gulvet i kapselen og detekteringsorganene skulle befinne seg der. Kapslene i samsvar med foreliggende oppfinnelse er innrettet for fylling med vann i det minste mellom såkalte "inngrep". Dette gir mange fordeler, eventuell lekkasje søker å bli innkapslet i vannet, slik at den ikke fuk-ter anleggdelen med olje, idet lekkasjen, enten den er olje eller gass, ikke danner en skadelig eller eksplosiv blanding med vannet, mens den ville gjøre det med luft, trykket av vannet i kapselen kan innstilles med minimalt energibehov fordi vannet til forskjell fra luften er forholdsvis ikke-sammentrykkbart, trykket inne i kapselen kan utjevnes med det utvendige trykk mellom inngrepene og derved redusere til et minimum de såkalte "krypeproblemer", og eventuell lekkasje kan lett spyles ut med et minimalt behov for energi.

Normalt vil kapselen ifølge foreliggende oppfinnelse bli anvendt i en fremgangsmåte som beskrevet i norsk patent...

(patentans. 740359).og vil forbli vannfylt under såvel som mellom inngrepene.

På grunn av det minimale energibehov er det mulig å anvende neddykkbare fartøy, f.eks. ubåter, for å få adgang til anleggdelen.

Da undervannskapselen forlates mellom inngrepene ved havvannets trykk i de fleste tilfeller, er det ønskelig å an-ordne trykkavlastningsinnretninger, slik at hvis der er noen lekkasje som øker trykket i kapselen, kan det overskytende trykk slippes ut.

En utførelse av oppfinnelsen skal i det følgende be-skrives nærmere som et rent eksempel i forbindelse med den fore-trukne fremgangsmåte for anvendelse av samme under henvisning til tegningene, hvor fig. 1 viser en del av et havbunnsanlegg innebygget i en kapsel, fig. 2 viser en transittkapsel for bruk i forbindelse med kapselen vist på fig. 1, fig. 3 er et krets-koblingsskjerna som viser innretningene til regulering av vann-trykket i forskjellige skjematisk viste kapsler, fig. 4 er et skjematisk kretsdiagram for en foretrukket anordning til å

skaffe tilførsel av pusteluft til personalet som arbeider inne i anleggdelkapselen, fig. 5 viser en innretning til å bevirke en tetning mellom kapselen og anleggsdelkapselen sammen med organer for prøving og bibehold av tetningen, fig. 6 viser en avtagbar dekkpiate i veggen til anleggsdelkapselen, fig. 7 er en innretning til å forbinde hjelpeutstyr gjennom veggen av anleggsdelkapselen oq tetning for samme, oq fig. 0 viser en enhet montert utvendig på anleqgsdeikapselen .

På fig. i er vist en del av havbunnen il, hvorfra

rager opp et boringsrør 1? for et brønnhode. På boringsrøret

er montert en kobleinnretning 110 og en konstruksjonsdel 111 som danner foten au et ventiltre 14. l/entil treet er inneslut-tet i en tettet kapsel 15 for undervannsanlegg. Rørledninger 16 er ført gjennom egnede gjennomganger 17 i veggen av kapselen for tilkobling til ventiltreet. Eri luke 18 er anordnet på toppen av kapselen. Tetninger (ikke vist) mellom brønnfor-inger, kobleinnretningen og konstruksjonselementet kan få lek-kasjer, men alle disse tetninger befinner seg utenfor kapselen. Konstruksjonsdelen er en solid blokk som trenger seg gjennom kapselweggen og inneholder en hovedventil 112 som kan betjenes manuelt eller ved fjernstyrte hydrauliske organer innrettet til ikke å innvirke på hverandre.

Fig. 2 viser en transittmodul 20 som kan føres ned til kapselen 15 ved hjelp av hvilke som helst kjente organer, såsom føringstauer (ikke vist). Ved bunnen av denne modul er en innføringstrakt 21 som skal ta imot luken 18 og for å føre tetningsflaten 22 omkring luken mot en komplementærtetnings-flate 23 på modulen 20.

Modulen 20 omfatter en øvre transittkapsel 24 og et nedre kammer som normalt er åpent ved sin nedre ende ved trak-ten 21 men som er tettet ved samvirke av de tettende flater for å danne en tredje sammenhengende kapsel. Kammeret vil i det følgende bli betegnet som kapselen 25.

Kapselen 24 har dobbelte luker 26 ved sin nedre og sin øvre ende. Den øvre dobbelte luke er for innføring av personale og utstyr ved havoverflaten og de nedre dobbelte luker er for å-gi adgang til den sammenhengende kapsel 25. De dobbelte luker er konstruert med et ytre element 27 for å tåle det ytre trykk og et indre element 28 for å tåle irykket inne i kapselen 24. Dette gjør det mulig å anvende kapselen normalt og som et dekompresjonskammer hvis kapselen ved et eller annet uhell blir satt under trykk mens den inneholder personale, hvilket kan forekomme hvis en lekkasje fortsetter mens personalet befinner seg i kapselen 15 og den nedre dobbelte luke måtte forbli åpen for å tillate dem å tre inn i kapselen 24 igjen. Personalet kunne derettersterge seg selv inne i kapselen ved et hvilket som helst foreliggende trykk og unnslippe til overflaten ved å stole på luften i kapselen 24 og eventu-ella ytre kobleinnretninger for å gjøre det mulig for moder-fartøy å tilføre ytterligere luft når de befant seg ved overflaten men før det ville være trygt å forlate kapselen på

grunn av utilstrekkelig dekomprimering. Elementene i hver dob-belt luke svinger omkring en enkelt tapp 101 parallell med luk-ens akse.

Luken 18 kan være konstruert for å tåle bare hoved-trykket inne i kapselen 15, fordi kapselen fortrinnsvis er ved fullt hydrostatisk trykk unntatt når trykket over denne luke oppheves ved atmosfæretrykk.

Ventiltreet 14 rager gjennom kapselen 15 og er stivt tettet til bunnen av kapselen og forskyvbart tettet i en åpning 31 ved toppen av kapselen for å tillate relativ ekspan-sjon og for å tillate tilkobling av styreliner og andre hjelpe-enheter 110 (fig. 8) som ville befinne' seg ved toppen av ventiltreet. Formen av denne glidende tetning er en stiv krave 32 festet til åpningen 31, i hvilken krave der er et stempel

33 som kan benyttes som et hydrostatisk lager og som en sylinder til å løfte elementer av ventiltreet fra deres anleggsseter før de fjernes. Fig. 3 viser et kretsskjema for organer til regulering av vanntrykk. Figuren er ganske sammensatt på grunn av det store antall ber<*>egnede sikkerhetsreserver og det antas mest hensiktsmessig å beskrive dette skjema ved en forklaring av hvordan det anvendes. Det antas først at de tre kapsler 15, 24 og 25 (på figuren vist med brutte linjer) fylles, kapselen 24 med luft ved atmosfæretrykk og de to andre kapsler med vann ved utvendig trykk. En trykkavlastning 51 er koblet til en ekspans jonstank 52 ved hjelp av ventiler 53. "I r ykk avl ast-ningen er anordnet i eller parallelt med den nedre dobbelte luke 26. Ekspansjonstanken er en trykktank og til å begynne med stiger dens trykk som følt og angitt av et manometer 54. Hvis der er en lekkasje på tetningsflåtene 22 og 23 vil trykket stige til det ytre trykk. Normalt vil imidlertid trykk-stigningen være begrenset og indikere fraværet av eventuell lékkasje og ekspansjonstanken kan ventileres til transitt-kapseltrykket ved hjelp av ventilene 55. Den dobbelte luke kan nå åpnes og adgang skaffes til den sammenhengende kapsel 25 for å tillate utførelsen au fleksible forbindelser 56 med kapselen 15 gjennom eller parallelt med luken 18. En au disse forbindelser er én trykkaulastning og denne igjen er ført gjennom uentilene 53 til ekspansjonstanken 52 med den unntagelse at den innledende strøm føres utenom gjennom uentilen 57 og et inspeksjonsglass 58, slik at strømningens art kan iakttas og euentuelt ued hjelp au uentiler 59 til et analyseapparat 60.

En trykkgassylinder 64 kan blåse innholdet au apparatet 60

inn i det utuendige hau eller kapselen 15 eller 25. Huis den innledende strøm er olje eller gass er det mulig å spyle ut euentuell gjenuærende olje eller gass fra kapselen 15 ued å pumpe uann gjennom den andre au de fleksible forbindelser 56 til et auløp 61 under det antatt laueste niuå for gass eller olje, ued hjelp au en kraftdreuet pumpe 62 eller manuelt dreuet pumpe 63. Denne olje eller gass uille uære et resultat au en lekkasje fra brønnhode-anlegget og kan begrenses kraftig ued hjelp au organer 65 som omfatter en huilken som helst eller ... kombinasjon au en oljedetektor, en gassdetektor, en differ-ensialtrykkdetektor, en trykkaulastningsuentil og en spreng-bar membran. Disse organer er anbragt i den øure del au kapselen 15 som er slik innrettet at den frembringer et oppsam-lingsområde for olje og gass omkring organene. Euentuelle detektorer anuendt i organene er innrettet for å hindre ytterligere lekkasje ued austengning au brønnhodet enten ued dir-ekte mekanisk betjening eller ued elektrisk eller hydraulisk tilkobling. Organene eller noen au dem er fortrinnsuis slik anbragt at de er tilgjengelige for austengningsformål fra den sammenhengende kapsel. Huis en trykkaulastningsuentil eller en membran anuendes, benyttes en uentil 66 som kan betjenes fra inne i kapselen 25, til å isolere aulastningsuentilen eller membranen fra det utuendige trykk for å tillate betjening au trykkaulastningsuentilen eller membranen. Det uann som pumpes gjennom utløpet 61, trekkes fra en hauforbindelse eller euentuelt fra ténken 52 og tømmes ut gjennom en annen hauforbindelse 68 eller en trykkaulastningsuentil i organene 65.

Huis oljeforurensning skal reduseres til et minimum, er det mulig å lagre den utspylte olje i tanken 52 eller en annen tank. I tilfeller hvor det er umulig å begrense mengden au oljelekkasje, uil det uære mulig å benytte en dykkerklokke-lignende oppsamlingsinnretning til å ta imot eventuell olje som kommer fra hav/forbindelsen 68. Når all oljen og gassen er spylt ut, kan trykket i kapselen reduseres som beskrevet i forbindelse med kapselen 25 og luken åpnes. Det kan da skaffes adgang til brønnhode-anlegget. Da dette fortsatt er ned-dykket i vann som kan være opptil 5 m dypt, er det nødvendig å ha hjelpeutstyr for dykking på grunt vann, dvs. et lufttil-førselssystem medregnet en kompressor 102 (fig. 4), slik at personalet ikke skal behøve å suge inn luft mot trykkhøyden av vannet i kapselen 15. Hver person har en behovsventil i sitt pusteutstyr for å redusere lufttrykket til det som er påkrevet for hans arbeidsdybde. Selv om kapselen 15 blir satt under trykk mens den er i bruk av mannskaper, vil trykkene i andre kapsler øke i samme grad, og trykkhøyden som frembringes av kompressoren, behøver ikke være stor. Kompressorene 102 suger inn luft fra transittkapselen og leverer den til en beholder 103 styrt ved hjelp av en innstillbar avlastningsventil 104

og derfra til et puste-grenrør 105 gjennom filtere 106 og ab-sorbsjonsorganer 107 for karbondioksyd. Trykket i dette gren-rør styres ved hjelp av en ventil 108. Egnede forbindelses-punkter 109 for uttak av luft er anordnet på grenrør.

Fig. 3 viser også fleksible forbindelser 69 som kan benyttes til spyleutstyr inne i kapselen 15 etter behov, mano-metere 70 og utvendige forbindelser 71 for å gjøre det mulig å anvende kapselen 24 som et dekompresjonskammer eller en dyk-kerklokke.

Det har hittil vært antatt at trykket i kapselen 25 kan reduseres. Den eneste grunn til at trykket i kapselen 25 ikke skal reduseres er en lekkasje på tetningsflåtene 22 og 23. En av disse flater inneholder en sammentrykkbar tetning 61 som er innrettet for å bli tilstrekkelig sammentrykket til at flatene 22 og 23 kan begrense mengden av lekkasje hvis tetningen 81 svikter. Modulen 20 har en dreibar krave 82 med fremspring 83 for inngrep i T-formede slisser 84 i en ring 72 som inneholder flaten 22, og fjernelse av ringen 72 til flaten sammen med modulen 20. Ued hovedflaten kan tetningsflåtene bli korri-gert eventuelt ved å skifte ut ringen 72 som har sammentrykk-bare tetninger 85 på sin nedre flate. Når ringen 72 er rettet opp eller skifet ut kan den bringes ned på modulen 20 og den nedre flate tettet. Tetningene på den nedre flate gjøres permanente ued hjelp au tetningsmasse og/eller inhibitorar som sprøytes inn gjennom kanaler 86 (som på sin side kan uære tettet med plugger) [og denne gang må ringen 72 gi en god tetning, slik at kapselen 25 kan få redusert trykk.

Det kan utføres forskjellige funksjoner fra uedlikehold opp til montering au uentiltreet og foretasutuendige tilkob-linger. Når kapselen til å begynne med installeres under an-uendelse au dykkere eller dykkerklokker, kan den bestå au bare skallet som au dykkerne festes til brønnhodets foringsrør, idet uentiltreet ennå ikke er montert. Hullene i skallet, såsom åpningen 31 og åpningene 90 (fig. 6) for innføring au rør-ledninger er tildekket fra utsiden ued hjelp av autagbare dekkplater 91, huis festeorganer 92 er tilgjengelige fra innsiden au skallet. Disse dekkplater er slik anordnet at også i mangel au festeorganer uil det utuendige trykk gjøre at dekkplatene danner en tetning sammen med resten au skallet. Således kan skallet umiddelbart etter monteringen benyttes til å gi et trygt arbeidsrom for personalet for montering au uentiltreet. Når en ny del au uentiltreet skal bringes inn i skallst er

det mulig å føre ned den nye del inne i transittkapselen som allerede kjent. Imidlertid er det mulig på grunn au den korte tid som er påkreuet til trykkaulastning, for personale fra transittkapselen å frigjøre festeorganene for en flate over en åpning 90 som har en bøye festet utenfor kapselen ued hjelp au en line 93 og en øyebolt 94, og å feste en nedhalingsline 95 til en øyebolt 96 på innersiden au platen. De kan deretter uende tilbake til og tette seg selu inne i transittkapselen og sette kapselen 15 påny under trykk, slik at dekkplaten skyues bort fra sitt sete og kan gjenuinnes au et for-syningsskip. En ny del og dekkplaten eller f.eks. en rørled-ning 97 (fig. 7) kan deretter anordnes på linen 95 og denne trekkes inn ued hjelp au en uinsj i kapselen 25 dreuet fra inne i kapselen 24, slik at dekkplatene eller rørlednings-flensen trekkes tett inn mot sitt sete med den nye del inne i kapselen 15. Personalet kan deretter redusere trykket i kapselen for påny å få adgang til denne og feste rørlednings-

flensen eller påny feste dekkplaten og montere den nye del.

Noen deler au brønnhodeanlegget kan uære forbundet ued hjelp au bøyelige forbindelser med uentiltreet og uære løs-bart festet inne i kapselen 15, slik at de kan trekkes opp i transittkapselen for uedlikehold i tørre omgiuelser. En slik del kan uære styrepulten 119 (fig. 1).

Etter at uedlikehold eller monteringsoperasjoner er full-ført uender personalet tilbake til transittkapselen og tetter lukene bak seg og deretter påny sette utstyrsdelen og den sammenhengende kapsel under trykk. Transittkapselen uender deretter tilbake til hauouerflaten.

Claims (3)

1. Kapsel for omslutning av en del av et undervannsanlegg og utstyrt med organer for detektering av oljelekkasjer, og hvor kapselen er konstruert for fylling med vann også under arbeider i samme, karakterisert ved at for å sikre at mannskapene ikke trer inn i et farlig miljø forurenset av olje eller gasslekkasjer, er et lekkasjedetekteringsorgan (65) anbragt i den øvre del av kapselen (15) i en posisjon, hvortil eventuell lekkasje vil flyte opp.

2. Kapsel ifølge krav 1, karakterisert ved at innløpsorganer (61) er anordnet for å gjøre det mulig å spyle ut eventuell lekkasje detektert av detekteringsorganene (65), gjennom en tømmeanordning (68).

3. Kapsel ifølge krav 2, karakterisert ved at tømmeanordningen (68) er en trykkavlastningsventil som hindrer at det indre trykk merkbart overstiger det ytre trykk av sjøen.