NO152802B - Sikkerhetsanordning for aa forhindre utilsiktet frigivning av en wirekabel ved en offshore konstruksjon - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en sikkerhetsanordning

for å forhindre utilsiktet frigivning av en wirekabel ved en offshore konstruksjon, omfattende en bardunbeskyttelsesinnretning som kan understøtte wirekabler og kileinnretninger som er løstagbart understøttet i bardunbeskyttelsesinnret-

ningen. Mer bestemt angår oppfinnelsen en anordning der det benyttes kileblokker for å gripe kabelen og holde den fast i et beskyttelsesrør. En kileinnretning og et stopp-

stemple benyttes.

De stadig mer vanskelige undersøkelser for å finne oljeprodukter har ført til utforskning i områder som tidligere ble antatt å være ute av stand til å produsere olje til øko-nomisk mulige priser. Den stigende pris for petroleumproduk-

ter har gjort kostnadene godtagbare også ved produksjon i Alaska og Nordsjøen, såvel som i de nære offshore-områder til Nord-Amerika. Petroleumsutvinning og produksjon i hvert av

disse områder har medført problemer såvel esoteriske som materielle, som må løses. Foreliggende oppfinnelse vedrører løsningen av et potensialt sikkerhetsproblem ved en offshore-konstruksjon.

En av de mange konstruksjoner som benyttes ved offshore-boring og -produksjon, er den som er kjent som bardunavstivet tårn. Enkelt forklart er det en rammekonstruksjon som kan stå i 500 m dypt vann eller mer, er plassert på sjøbunnen og har et dekk over vannivået. Bore-og produksjonsutstyr, boligkvarter, helikopterlandingsplasser etc. er plassert på dekket. Konstruksjonen betegnes som bardunavstivet tårn på grunn av føringslinene eller bardunene som holder det opp-

rett og er relativt ubevegelig. En generell diskusjon av bardunstivede tårn finnes i US patent nr. 3903705. Barduner på bardunavstivede tårn holdes ofte ut fra eller nær dekket ved hjelp av klemmer. En bardun, når den fører ned fra dekket, blir ideelt sett kanalisert gjennom enten et ben i konstruksjonen eller et bardunbeskyttelsesrør (som kan være oljefylt), og i begge tilfeller vil konstruksjonen under vannflaten bli ført gjennom et apparat betegnet som et klyss. Klyss har den funksjon at de skal rette bardu-

nene i retning av forankringsanordningene. Forankringsanord-

ningene kan f. eks. omfatte en klumpvekt på opp til 100 tonn eller mer og er på sin side forbundet med to ankre i serie. En ankerline og en ankerbøye blir ofte benyttet for å indi-kere plasseringen av ankrene.

Foreliggende oppfinnelse vedrører spesielt en løs-ning av et sikkerhetsproblem på bardunavstivede tårn, selv om oppfinnelsen også kan ha en bredere anvendelse til hvilket som helst apparat eller anordning som har føringswirer eller barduner .

Det er ikke vanskelig å se ønskeligheten i å beskytte bardunene for tap ved uhell. Hvis bardunene faller fra dekkflaten som et resultat- av brann eller ved mishandling av klemmene, vil konstruksjonen kunne snu seg og bringe bore-og produksjonsapparater i fare eller ved en naturkatastrofe, såsom en orkan, kan konstruksjonen velte.

Flere metoder for å gripe wirekabler eller liner er vist. Et antall slike metoder sees å være egnet for nød-griping.

En kabellåseinnretning som benyttes i et passasjer-sikkerhetsbelte er beskrevet i US patent nr. 3147527. Låse-innretningen benytter et deformerbart konisk beslag som er krympet på kabelen ved et ønsket punkt langs kabellengden. Et hurtig, men kraftfullt rykk på kabelen er nødvendig for

å bevege det krympede beslag og kabelen inn i den større ende av en avsmalnet tannet hylse som er montert på sin side inne i munnen til et større hus. Béslaget deformeres og blir presset inn i et permanent grep mellom den tannede hylse og kabelen. Kabelens gripekiler ifølge oppfinnelsen er ikke vesentlig deformerbare og er utformet for å være gjentatt an-vendbare og lett frigivbare fra kabelen.

Den oppfinnelse som er beskrevet i US patent nr. 3467224 er en hydraulisk betjent innretning som benyttes for griping av et oljetårns oppfangingsline (eat line) i en nøds-situasjon. Apparatet benytter to tilnærmet'kileformede deler

- som aktiveres enten manuelt av en operatør på boredekket eller automatisk av mekanismer som måler en brutt kabel som slår til og fra. Dette apparat benytter ikke vekten til

kabelen for selvaktivering slik innretningen ifølge oppfinn-

elsen gjør.

En annen innretning som er egnet for innfanging av

en brutt wirekabel er vist i US patent nr.3779347. Kabel-

fangeren benytter et par kiler som er plassert i serier for å presse kabelen mot en stasjonær bremsesko. Innretningen tillater at kabelen kan bevege seg fritt i en retning og sto-

ler på friksjonen med kabelen for å forhindre enhver bevegelse i den andre retning. I motsetning hertil er innretningen ifølge oppfinnelsen ikke basert på konstant kontakt med kab-

lene med den tilhørende mulighet for slitasje ved aktiver-

ingen av gripemekanismen.

En kabelforankringsmekanisme som er beskrevet i

US patent nr. 3952377 benytter en konisk kile som permanent

er festet til en wirekabel. Kilen på sin side passer på inn-

siden av en fast hylse. Innretningen sees å være anvendbar som en forankring for betongarmerende spenntau. Trådkabelen må bestandig bære den faste koniske kile og begrenser dermed bevegeligheten for kilen og bevirker ekstra belastning på wirekabelen.

En annen kabelgripeinnretning for bruk i koniske

kiler er vist i US patent nr. 4078277. De koniske kiler er splittet ned til midten og har spor som er egnet til å sam-

virke med tvinningen til wirekabelen. De to kiler passer sammenhengende i en konisk formet hylse. Kilehylseanordnxn-

gen innsettes i en egnet dimensjonert åpning og holdes under strekk. Slakking av wirekabelen vil bevirke frigjøring av klemmen.

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en enkel,

men likevel fast og pålitelig innretning, som er anvendbar under vann, som er selvvirkende bare hvis det er nødvendig.

Bare selve kabelen via en tett til denne festet

klemme er i stand til å aktivere kabelgriperne etter beveg-

else en forutbestemt avstand. Innretningen kan installeres på eksisterende konstruksjoner og innfører ikke noen ekstra friksjonspunkter som kan bevirke slitasje av kabelen. Kabel-griperen når den er aktivert, blir lett ført tilbake til en

"klar" stilling bare ved installasjon av et sett billige skjærbolter. Det har i motsetning til apparatene i henhold til kjent teknikk ingen permanent deformerbare deler og fri-gjør ikke seg selv når kabelen slakkes.

Generelt sagt omfatter oppfinnelsen et sett kiler som presser mot kabelen ved kontakt med et sett skråstilte blokker. Kilene aktiveres av en klemme som er festet til kabelen og benytter kabelens vekt til å stoppe sin bevegelse.

Oppfinnelsen er således kjennetegnet ved det som fremgår av kravene.

Oppfinnelsen skal i det følgende nærmere beskrives ved hjelp av et utførelseseksempel som er fremstilt på teg-ningene, som viser: fig. 1 et generelt riss som viser et bardunavstivet tårn og på den måte det er oppstilt ved bruk,

fig. 2 et skjematisk tverrsnitt av innretningen ifølge oppfinnelsen, og

fig. 3 en typisk anbringelse av oppfinnelsen i et bardunavstivet tårn.

Fig. 1 viser et typisk bardunavstivet tårn slik det vil bli plassert for petroleumsboring offshore. Det bardunavstivede tårn har et dekk for boring, helikopterlande-plass, boreutstyr etc. og er plassert på sjøbunnen og holdes opprett av et antall barduner. Hver av bardunene er fast-klemt ved dekket, ført gjennom et klyss under vannflaten og festet til en klumpvekt som kan være opptil 200 tonn eller mer. Klumpvektene som også omtalt i US patent nr. 3093705, er ofte leddede innretninger som er lengre i en retning radi-elt til tårnet enn de er i bredderetning. Et sett ankere for å tilveiebringe ekstra sikring av tårnets bevegelighet er ofte plassert i serier med klumpvekten.

Det foretrukkede apparat er skjematisk vist på fig. 2, slik det vil bli benyttet ved en offshore-petroleums-boreplattform. Typiske eksisterende deler av plattformen er wiretau 11 som benyttes som en bardun, bardunbeskyttelses-røret 13 og klysset 15. Et bardunbeskyttelsesrør er et rør som omgir bardunen når den kommer ned fra dekket og forløper i en viss avstand under yannflaten. Røret er beregnet for å beskytte bardunen såyel mot korrosjon i overflateplaskesonen og fra kontakt med båter og flytende gjenstander. Bardunbe-skyttelsesrøret kan være fylt delvis med en beskyttende olje. Andre offshore-konstruksjonsformer plasserer den øvre bardun

i et ben i det bardunaystivede tårn i steden for i et beskytt-elsesrør. Det skal forstås at benyttelsen av uttrykket bar-dunbeskyttelsesrør i forbindelse med foreliggende oppfinnelse skal innbefatte såvel rør som andre innretninger som benyttes som barduntårnben. Det mer generelle uttrykk "bardunbeskyttelsesinnretning" er beregnet å innbefatte bardunbeskyttelses-rør, offshore-konstruksjonsben og andre innretninger som er i stand til å understøtte eller innspenne en trådkabel eller tau som benyttes under strekk, f. eks. en antennebardun som vil understøtte kileblokken ifølge oppfinnelsen.

En kabelklemme 17 er festet til wiren 11 i en forutbestemt avstand over den øvre flate av gripekilene. Av illustrasjonsgrunner benyttes uttrykkene "øvre" og "nedre"

i teksten. Det er imidlertid klart at oppfinnelsen kan benyttes i enhver stilling, dvs. med kilene rettet oppover, nedover eller horisontalt. Klemmen 17 kan være av hvilken som helst kjent type, hvis den bare er tilstrekkelig sterk til øyeblikkelig å understøtte kabelen under den korte tid det tar å bryte skjærboltene 19 som understøtter gripekilene 12, tillater gripekilene 12 å gli ned kileblokken 14 og der-etter gripekabelen 11. Selv om klemmen 17 kan være permanent festet til kabelen, f. eks. ved krymping, er den mer ønskede metode å bruke en frigjørbar klemme, da kabelstrekk og undersjøiske forankringspunkter av og til må fornyes.

Stoppestempiet 16 henger løst rundt wirekabelen

11 under kabelklemmen 17 og over gripekilene 12. Stemplet

16 er fortrinnsvis ringformet med en indre diameter tilstrekkelig stor til å tillate fri passasje av kabelen 11, men tilstrekkelig liten til å forhindre passasje av kabelklemmen 17. Stemplet 16 kan ha hvilken som helst hensiktsmessig form,

men bør ha et gjennomgående hull. Den nedre flate av stemplet 16 er tilstrekkelig stor til å møte gripekilene 12 og

tillater en effektiv kraftoverføring fra kabelklemmen 17 til gripekilene 12.Bunnflaten av stemplet 16 bør ikke være vesentlig mindre enn den øvre flate av gripekilene 12, da en tvinning eller rotasjon av gripekilene 12 rundt skjærboltene 19 kan opptre. Bunnflaten til stemplet 16 kan ha en hvilken

som helst egnet form som tillater at gripekilene kan gli ra-dielt innover etter kontakt med stemplet. Bunnflaten som er flat, har en lett vinkel (hellende ned fra sentrum av stemplet) eller i visse tilfeller kan være sporforsynt for å samvirke med tilpassende spor på toppen av gripekilene. Skjærboltene utøver vanligvis sin funksjon best hvis de bare er utsatt for skjærbelastninger. I avhengighet av den spesielle installasjon kan en viss omstrukturering av omkretsen til stemplet 17 være nødvendig hvis stemplet 16 skal samvirke med virkningen til kiletilbakestillingsinnretninger 18 eller ..om-vendt. Kiletilbakestillingsinnretningene_er fortrinnsvis:;jDcm-tert i gripekilene 12 på utsiden av omkretsen til stemplet 16.

Gripekilene 12 er festet ved deres bredeste ender til bardunbeskyttelsesrøret 13 ved hjelp av skjærbolter 19 som understøtter kilene og holder dem borte fra wirekabelen 11. Som det vil bli omtalt nedenfor kan skjærboltene alterna-tivt være montert i de øvre ender av kiletilbakestillingsinnretningene 18, og gripekilen 12 holdes løst på plass bort fra wirekabelen 11 ved f. eks. fjærklips, i kileblokken 14.

Selv om bare to kiler er vist på fig. 2, kan det benyttes et stort antall. Hvis flere kiler blir benyttet,

vil bredden til kabelgripeflaten begrense bruken av oppfinnelsen til kabler med større størrelse. Den øvre flate av gripekilene kan, på samme måte som den nedre flate til stoppestemplet 16, ha hvilken som helst form som tillater lett innover-rettet bevegelse for gripekilene under wirekabelens gripe-periode. Wiregripeflaten på gripekilene har en flateutform-ing som er egnet for utøvelse av deres funksjon med hensyn til å holde wirekabelen på plass i nødssituasjoner. Den spesielle overflateutforming er ikke helt kritisk og kan være grov, jevn, flat, konkav eller beregnet på å passe til venstre-

eller høyreviklede kabler. Kiletilbakestillingsinnretningene 18 er festet til den øvre flate av gripekilene, fortrinnsvis på utsiden av omkretsen til stoppestemplet 16. Kiletilbakestillingsinnretningene 18 er hensiktsmessig stenger som ut-strekker seg opp til dekket på offshore-borekonstruksjonen for manuell manipulasjon ved hjelp av en operatør. Kiletilbakestillingsinnretningene benyttes for å stille tilbake gripekilene etter deres bruk ved en ulykke. Flaten til gripekilene som heller innover passer i et spor eller andre innretninger i kileblokkene 14. Sporet er av tilstrekkelig størr-else til jevnt å rette gripekilene 12 mot wirekabelen 11.

Kileblokkene 14 er festet til innsiden av bardun-beskyttelsesrøret 13 og overfører vekten av den opphengte kabel fra gripekilene til bardunbeskyttelsesrøret 13 og følge-lig til klysset 15. Flaten til kileblokkene som er vendt mot gripekilene, som nevnt ovenfor, har et spor eller en annen åpning som er egnet for samvirke med den nedre hellende kant av gripekilene. Sporene kan inneholde fjærinnrétninger som er i stand til å holde gripekilene borte fra wirekabelen 11.

Installasjon og bruk av oppfinnelsen, f. eks. i

et bardunbeskyttelsesrør, er meget enkelt. Før installasjo-nen av en wirekabelbardun 1 i dens beskyttelsesrør 13 blir kileblokkene 14 festet til innsiden av beskyttelsesrøret, gripekilene 12 blir plassert på plass i kileblokkene og skjærboltene 19 installert gjennom beskyttelsesrør 13 for å holde gripekilene på plass. Kiletilbakestillingsstavene 18 blir forbundet til gripekilene. Stoppestemplet 16 settes på plass på toppen gripekilene. Wirekabelen 11 blir så matet opp gjennom det åpne rom mellom gripekilene 19, gjennom sentret for stoppestemplet 16 og så festet på normal måte på dekk.

En dykker setter så på kabelklemmen 17 på wirekabelbardunen ved bruk f. eks. av en hydraulisk nøkkel gjennom hull i be-skyttelsesrøret 13.

Hvis wirekabelen 11 mistes eller på annen måte går tapt fra dekket og under et uhell begynner å falle, vil klemmen 17 synke til kontakt med stoppestemplet 16, som på sin side tvinger gripekilene 12 nedover og bryter skjærboltene 19 og fører kilene innover og griper og retter wirekabelen 1 1 .

Etter at den løse bardun er innfanget ved dekkflaten, kan wirekabelen 11 til bardunen trekkes oppover. Gripekilene 12 kan lett tillate oppoverrettet bevegelse for wirekabelen. Eventuelt kan det være nødvendig samtidig å trekke kiletilbakestillingsstavene 18 og wirekabelen 11 for å frigjøre wirekabelen for oppoverrettet bevegelse. I alle tilfeller vil etter at bardunen er sikret på nytt i riktig stilling på konstruksjonens dekk kiletilbakestillingsstavene 18 bli benyttet for å trekke gripekilene tilbake til en "bered-skaps"-stilling. Et nytt sett skjærebolter 19 installeres av en dykker. Innretningen er igjen klar for bruk.

Fig. 3 viser en installasjon av oppfinnelsen med

et bardunbeskyttelsesrør 13 plassert over et klyss 21. Klemmen 17 kan anbringes av en dykker gjennom hullet 22. Det hosliggende plattformben er vist ved 23 og likeledes vannflaten 24.

Claims (10)

1. Sikkerhetsanordning for å forhindre utilsiktet frigivning av en vaierkabel ved en offshore konstruksjon, omfattende en bardunbeskyttelsesinnretning som kan under-støtte vaierkabler og kileinnretninger som er løstagbart understøttet i bardunbeskyttelsesinnretningen,karakterisert vedat kileinnretningene (12) hver er utstyrt med en gripeflate for en vaierkabel, hvilken flate ligger inntil,men adskilt fra vaierkabelen og med en flate som er vendt mot, men er adskilt fra et stoppestempel (16) samt en skråflate som vender mot, men er adskilt fra kileblokker (14), hvilke kileblokker er montert fast på bardunbeskyttelsesinnretningen (13) der hver av kileblokkene har en flate som er beregnet på å rette den tilhørende kileinnretning (12) mot vaierkabelen (11) og at stoppestempelet (16) er beregnet for bevegelse til kontakt med kileinnretningen (12) ved bevegelse av en klemme (17) hvor klemmen (17) er festet til vaierkabelen (11) i en på forhånd bestemt avstand fra stoppestempelet (16) slik at dette ligger mellom kileinnretningen og klemmen som ved sin bevegelse er beregnet på å komme i anlegg mot stoppestempelet.

2. Anordning som angitt i krav V,karakterisert vedat kileinnretningen (12) omfatter to eller flere kiler montert i bardunbeskyttelsesinnretningen.

3. Anordning ifølge krav 1,karakterisertved at bardunbeskyttelsesinnretningen (12) omfatter et bardunbeskyttelsesrør.

4. Anordning ifølge krav 1,karakterisertved at bardunbeskyttelsesinnretningen (13) omfatter benet til et bardunavstivet offshore-tårn.

5. Anordning ifølge krav 1,karakterisertved at kileanordningen (12) er understøttet av skjærbolter (19) som er montert gjennom bardunbeskyttelsesinnretningen.

6. Anordning ifølge krav 1,karakterisertv e d at kileanordningen (12) er understøtto=t av fjærklips montert i kileblokkene.

7. Anordning ifølge krav 1,karakterisertved at stoppestemplet (16) har en gjennomgående åpning og er montert løst på vaierkabelen (11).

8. Anordning ifølge krav 1,karakterisertved at den omfatter kiletilbakestillingsanordninger (18), som er egnet for tilbaketrekking av kileanordningen (12) fra gripekontakt med vaierkabelen X}1) -

9. Anordning ifølge krav 8,karakterisertved at kiletilbakestillingsanordningen er staver.

10. Anordning ifølge krav 8,karakterisertved at kiletilbakestillingsanordningen er kabler.