NO158592B

NO158592B - Leddet roerutlegningsrampe.

Info

Publication number: NO158592B
Application number: NO831742A
Authority: NO
Inventors: Carl Gottlieb Langner
Original assignee: Shell Int Research
Priority date: 1982-05-19
Filing date: 1983-05-16
Publication date: 1988-06-27
Also published as: AU1460483A; ES522475A0; ES8501324A1; NO831742L; JPH0340271B2; EP0094698B1; AU553986B2; NO158592C; IE831150L; EP0094698A1; US4472079A; CA1202791A; JPS58217882A; DZ542A1; IE54320B1

Description

Oppfinnelsen angår en leddet rørutlegningsrampe som kan festes til et rørutleggende fartøy for føring av en rør-ledning som legges fra fartøyet, idet rørutlegningsrampen omfatter et antall langstrakte, sammenkoplede flerbensegmenter som er anordnet i ende-mot-ende-forhold, og leddanordninger som sammenkopler hvert ben av minst to tilstøtende segmenter på en slik måte at segmentene kan bøyes i forhold til hverandre i hvilken som helst retning innenfor en på forhånd valgt vinkel.

En rørutlegningsrampe av ovennevnte type er kjent fra US-patentskrift 3 517 519. Denne rampe er oppbygget av et antall langstrakte rampesegmenter som er anordnet i ende-mot-ende-forhold og sammenkoplet ved hjelp av hengsler.

Hvert hengsel omfatter to hengseldeler av hvilke den ene er koplet til ett segment og den andre til et tilstøtende segment, idet hengseldelene er anordnet i innbyrdes adskilt forhold for å tillate begrenset bevegelse mellom delene bortsett fra om svingeaksen. Et fjærende element bæres mellom hengseldelene for på ettergivende måte å begrense den relative bevegelse mellom delene.

Sammen med den økende utnyttelse av olje- og gass-kilder til havs har behovet for rørleggingsutrustning for å tilkople undervannsanlegg eller for å bringe olje og gass til lands, øket kraftig. Spesialrørleggingsfartøyer benyttes til å legge rørledninger langs havbunnen. En typisk rørleggingsoperasjon innebærer montering av rørledningen ved å tilføye én rørseksjon ad gangen på rørleggingsfartøyet og deretter bevege fartøyet fremover etter hvert som den monterte rørledning fires ut og legges på havbunnen. Alter-nativt kan rørledningen monteres på forhånd og vikles på en dreibar spole som er montert på fartøyet. Rørledningen av-spoles deretter fra spolen og legges på havbunnen etter at fartøyet ankommer til den riktige feltbeliggenhet.

Enhver rørledning er i stand til å tåle en viss bøyning, men sådan bøyning må holde seg innenfor forutbe-stemte grenser for å unngå knekking som en følge av for sterk bøyning eller metallutmatting som følge av syklisk bøy-ning. Etter hvert som rørledningen utlegges fra et konvensjonelt rørleggingsfartøy, utgår rørledningen fra fartøyet og følger en mer eller mindre "S"-formet konfigurasjon fra fartøydekket til havbunnen. I forholdsvis grunne vannområder resulterer den lille vertikale nedstigning av den ikke-understøttede rørledning i en stor krumningsradius av rør-ledningen etter hvert som den kommer ut fra fartøyet, og rørledningen forblir i sikkerhet for bøyningsskade. Etter hvert som vanndybden øker øker imidlertid lengden av ikke-understøttet rørledning, hvilket bringer rørledningen til å henge ned under sin egen vekt. Krumningsradien av rør-ledningen etter hvert som den forlater fartøyet blir således mindre, og de bøyemomenter som pålegges på rørledningen kan meget vel overskride de tillatelige grenser og resultere i permanent deformasjon av rørledningen.

For rørleggingsoperasjoner på dypere vann benyttes en leddet rørutlegnings- eller røravgangsrampe til å kontrollere bøyningen av røret i overbendpartiet av det opphengte rørledningsspenn. Denne røravgangsrampe er vanligvis en lang, slank, stiv konstruksjon som strekker seg utover og svinger i en bue nedover fra rørleggingsfar-tøyets akterende, og som inneholder ruller for understøttelse og utfiring av rørledningen etter hvert som rørleggingsfar-tøyet beveger seg fremover. Røravgangsrampen benyttes ofte i forbindelse med flyteanordninger for å tvinge rørledningen til å innta en krumning med en minimumsradius som er til-strekkelig stor til å unngå overdreven bøyning.

Etter hvert som rørledningen forlater rørleggings-fartøyet og virker mot den leddede røravgangsrampe, utøver den mer enn bare en vertikal kraftkomponent mot røravgangs-rampen. Dersom rørleggingsfartøyet avviker svakt fra sin kurs, eller dersom det er til stede sidestrømmer som virker mot rørledningen etter hvert som den utlegges, vil rørled-ningen forsøke å bevege seg sideveis bort fra røravgangsram-pen, men da den blir holdt på plass, vil den utøve en sideveis kraft eller sidekraft mot røravgangsrampens fjerntlig-gende ende. Denne sidekraft omsettes til et sideveis bøye-moment ved røravgangsrampens forbindelse med rørleggings-fartøyet. Videre kan også rørleggingsfartøyets stampe- og rullebevegelser innføre ytterligere bøye- og vridningsmomen-ter i røravgangsrampen. Når sådanne krefter virker på en i hovedsaken stiv konstruksjon, kan de oppnå en sådan størrel-se at røravgangsrampen vil lide betydelig skade, og dermed forårsake en stans i rørleggingsoperasjonen og dødtid for å reparere røravgangsrampen eller til og med erstatte denne.

Etter hvert som en rørutleggingsoperasjon skrider frem til enda dypere vannområder, vil hellingen av den opphengte rørledning blir brattere og brattere, og i meget dype vannmasser vil derfor den opphengte rørledning nærme seg rørleggingsfartøyet i en nesten vertikal retning. Kon-vensjonell S-metode-rørlegging på sådanne dybder vil kreve en meget lang røravgangsrampe som er sårbar for tilstander med grov sjø. En mer tilfredsstillende metode for legging av rørledninger i meget dype vannmasser er J-metoden ved hvilken rørledningen sammenstilles på lekteren eller skipet i et vertikalt boretårn eller i en rampe eller et tårn som er stillbart skråttstilt, slik at man eliminerer det rørover-bend som er knyttet til S-metoden. Denne J-metode krever bare en forholdsvis liten, vertikal, leddet røravgangsrampe som kontrollerer bøyning av rørledningen som følge av horisontale krefter, havstrømmer og stampe- og rullebevegelser av fartøyet.. En sådan avgangsrampe vil bli utsatt for høye belastninger.

Formålet med oppfinnelsen er å tilveiebringe en leddet rørutlegningsrampe med leddanordninger som er mer robuste og mindre utsatt for slitasje enn i de tidligere kjente utlegningsramper, og hvor den maksimale bøyningsvinkel. mellom segmentene kontrolleres mer nøyaktig.

For oppnåelse av ovennevnte formål er det til-veiebrakt en leddet rørutlegningsrampe av den innledningsvis, angitte type som ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet ved at leddanordningene sammenkopler hvert av minst tre ben av de tilstøtende segmenter og hver omfatter minst to fatninger, idet hver fatning befinner seg i en anliggende ende av et ben og fatningsparene er forbundet ved hjelp av to sammenkoplede, fatningsfyllende deler.

Rørutlegningsrampen ifølge oppfinnelsen inneholder ikke dreietapper eller hengseltapper med glideflater som krever smøring, hvilket er en vesentlig fordel idet rampen er nedsenket i sjøvann under rørutlegningsoperasjoner. Videre begrenser leddene den maksimale bøyevinkel mellom tilstøtende rammesegmenter på nøyaktig måte, slik at faren for knekking av det rør som utlegges, reduseres, og rørut-legningsoperasjoner kan gjennomføres selv i grov sjø.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende

i forbindelse med utførelseseksempler under henvisning til tegningene, der fig. 1 viser et vertikalt tverrsnitt av en leddet rørutlegnings- eller røravgangsrampe som er festet til den bakre ende av et konvensjonelt rørleggingsfartøy, fig. 2 viser et tverrsnitt av et segment av den leddede røravgangs-rampe etter linjen II - II på fig. 1, men i større målestokk enn målestokken på fig. 1, fig. 3 viser et sideriss av et rørutleggingsfartøy i form av et ombygget dypvanns-boreskip som er forsynt med en leddet røravgangsrampe for vertikal rørutlegging, fig. 4A og 4B viser et ledd som benytter en manual, og fig. 5A og 5B viser et ledd som benytter en dobbelthodet bolt med gummidempere.

Fig. 1 viser et vertikalt tverrsnitt av en leddet rørutlegnings- eller røravgangsrampe 1 ifølge oppfinnelsen som er forbundet med den bakre ende av et rørleggingsfartøy 2, hvor den leddede røravgangsrampe 1 omfatter et første segment 3 og et andre segment 4. Det første segment 3 omfatter fire

ben i form av rørseksjoner av hvilke bare rørseksjonene 3a og 3b er vist på fig. 1, og det andre segment 4 omfatter også fire ben. De sistnevnte ben, i form av rørseksjoner 4a, 4b, 4c og 4d, er vist på fig. 2. Benene er sammenkoplet ved hjelp av horisontale forbindelsesdeler 5 og vertikale forbindelsesdeler 6. En rørledning 7 passerer ut av den bakre del av rørleggingsfartøyet 2 og er støttet av et antall ruller 8 som er anordnet langs røravgangsrampen 1. Røravgangsrampen 1 er i stand til å bøye seg i vesentlig grad, som vist spesielt i en sammenføyning eller et ledd 9 som er lukket og en sammenføyning eller et ledd 10 som er åpent. Når rørav-gangsrampen 1 er i en hevet stilling som vist med stiplede linjer, er leddet 9 åpent og leddet 10 er lukket. Sådan fleksibilitet forbedrer røravgangsrampens 1 levetid og redu-serer de kontaktbelastninger som utøves på rørledningen 7 under legging av en rørledning i grov sjø.

Fordelen med den leddede røravgangsrampe ifølge oppfinnelsen er at sammenføyningene eller leddene tillater segmentene å bøye seg i hvilken som helst retning innenfor en på forhånd valgt vinkel. Leddene tillater således mer kontroll av røravgangsrampens vertikale og siderettede beve-gelser enn leddene på eksisterende røravgangsramper, da de eksisterende røravgangsramper vanligvis bare er forsynt med støtdemperstoppere for å kontrollere røravgangsrampens nedad-rettede krumning.

Den ytterligere kontroll av bevegelsene av den leddede røravgangsrampe ifølge oppfinnelsen er gunstig for røravgangsrampens levetid.

Ved anvendelse av rampen ifølge oppfinnelsen er det under noen omstendigheter mulig å ombygge et eksisterende dypvannsboreskip, en halvt nedsenkbar borerigg eller et annet fartøy for å legge rørledninger. Ved benyttelse av det eksisterende boretårn og den eksisterende underdekksåpning, etc, kan et sådant fartøy eller en sådan rigg typisk legge en rørledning i området fra 300 m til 3000 m, hvor rørlegging ved hjelp av den foran omtalte, konvensjonelle S-metode blir stadig mer vanskelig og kostbar.

En nødvendig del av ombyggingen av et eksisterende borefartøy, en halvt nedsenkbar borerigg eller et annet far-tøy for rørlegging er benyttelsen av en vertikal, leddet røravgangsrampe som festes til skrogbunnen av boreskipet eller et annet fartøy, eller under eller på siden av den halvt nedsenkbare rigg for det formål å føre og beskytte rørledningen som utlegges på havbunnen.

Fig. 3 viser et rørleggingsfartøy i form av et dypvannsboreskip 11 for utførelse av rørlegging ifølge J-metoden. Boreskipet 11 er forsynt med et boretårn

12, en underdekksåpning 13 og en vertikal, leddet røravgangs-pumpe 14 som omfatter tre segmenter 15, 16 og 17. Segmentene likner på det andre segment som ble beskrevet under henvisning til fig. 1, og omfatter fire ben i form av rør-seksjoner 18. Rørseksjonene 18 er forbundet med hverandre ved hjelp av første forbindelsesdeler 19 og andre for-

bindelsesdeler (ikke vist) som står normalt på tegningspla-net på fig. 3. Den leddede røravgangsrampe 14 er i stand til å bøye seg i vesentlig grad, som vist spesielt ved ledd 21 og 2 2 som er lukkede, og ledd 2 3 og 24 som er åpne i den stilling som er vist på fig. 3. Når røravgangsrampen 14 er 1 en vertikal stilling, som vist med stiplede linjer, er alle ledd åpne. Rørledningen 25 settes sammen til en rør-ledning i boretårnet 12 og.føres deretter gjennom under-dekksåpningen 13 og røravgangsrampen 14.

Den leddede røravgangsrampe 14 er festet til boreskipet 11 ved hjelp av dokkekonuser 26 som passer sammen med tilsvarende fordypninger 26a i boreskipets 11 skrog. Til-kopling og frigjøring av røravgangsrampen 14 utføres ved benyttelse av klakker eller klemmer (ikke vist) ved hver dokke-konus 26. Klakkene eller kammene påvirkes hydraulisk eller ved hjelp av vaiere, for å fastgjøre røravgangsrampen 14 til dokkekonusene 26.

Et vesentlig trekk ved den leddede avgangsrampe ifølge oppfinnelsen er at ledd som sammenkopler et par segmenter som er anordnet i ende-mot-ende-forhold, tillater disse segmenter å bøye seg i hvilken som helst retning innenfor en på forhånd valgt vinkel. De vinkler innenfor hvilke segmentene 16 og 17 kan bøye seg, velges fortrinnsvis på en slik måte at det nedre segment 17 tillates å dreie opp til 2 0 grader fra vertikalen for å.ta hensyn til rørlednings-,avbøyninger opp til 2 0 grader fra vertikalen. Rørledningen kan avbøyes fra den vertikale akse ved hjelp av horisontale krefter som utøves på rørledningen for å kontrollere underbend-bøyepåkjenninger, havstrømmer eller stampe- og rullebevegelser av rørleggingsfartøyet. Både de horisontale krefter og de resulterende strømslepekrefter kan virke i retninger på skrå av fartøyets kurs, slik at rørledningen vanligvis vil nærme seg fartøyet på skrå i forhold til far-tøyets akse. Den leddede røravgangsrampes hovedfunksjon er således å kontrollere krumningene av den øvre ende av rør-ledningsspennet under sådanne ugunstige forhold. Uten en leddet røravgangsrampe kunne rørledningen svikte ved knekking som følge av overdreven bøyning i én retning, eller ved metallutmatting som følge av syklisk bøyning.

Fig. 4A og 4B viser et ledd som benytter en manual. De forenede, muffe- eller fatningsfyllende deler i form av en manual, som forbinder et ben 28 av et første segment med et ben 2 9 av et andre segment, omfatter et skaft 30 og to kuler 31 og 32 ved hver ende av skaftet. Kulene 31 og 32 kan være festet til skaftet 30 ved hjelp av gjenger 33 eller på hvilken som helst annen måte som er kjent i teknikken. Kulene 31 og 32 har fortrinnsvis utflatede ender 34 som tillater kulene å ligge an inne i fatninger i form av en ytre kappe 35 som er festet til benets 28 endeparti, og en ytre kappe 36 som er festet til benets 29 endeparti, uten å gjør& skade på disse. Fig. 4A viser leddet i en lukket stilling med den ytre kappe 35 på den ene side liggende an mot den ytre kappe 36 på den andre side. Fig. 4B viser leddet i en åpnet stilling med kulene 31 og 32 liggende an mot endene av de ytre kapper 35 og 36. De ytre kapper 35 og 3 6 kan være fremstilt i ett stykke, som vist på fig. 4A, eller i to deler ved å feste endelukker 37 og 38 til de ytre kappers 35 og 36 muffer 35a og 36a, for derved å omslutte kulene 31 og 32.

En annen type av leddet er vist på fig. 5A og 5B hvor en dobbelthodet bolt med gummidempere er benyttet. Den dobbelthodede bolt, som forbinder et ben 40 av et første segment med et ben 41 av et andre segment, omfatter et skaft 42: og hoder i form av muttere 4 3 og 4 4 som er festet ved hver ende av skaftet ved hjelp av gjenger 45. Avdempende anord-ninger i form av gummidempere 47 og 48 inne i fatninger i form av ytre kapper 49 og 50 tilveiebringer fjærende underlag for mutrene 43 og 44 inne i de ytre kapper 49 og 50. Fig. 5A\ viser leddet i en lukket stilling, og fig. 5B viser leddet il en åpen stilling. Gummidemperne 4 7 og 4 8 er innelukket i de ytre kapper 49 og 50 ved befestigelse av endelukker 51 og 52. til muffene 49a og 50a.

Fordelen med de foran beskrevne ledd er disses styrke som er gunstig for den leddede røravgangsrampes levetid.

Claims

1. Leddet rørutlegningsrampe som kan festes til et rørutleggende fartøy (2; 11) for føring av en rørledning (7;

25) som legges fra fartøyet, idet rørutlegningsrampen (1; 14) omfatter et antall langstrakte, sammenkoplede flerbensegmenter (3, 4; 16, 17) som er anordnet i ende-mot-ende-forhold, og leddanordninger (9, 10; 21 - 24) som sammenkopler hvert ben (3a, 3b; 4a - 4d; 18) av minst to tilstøtende segmenter (3, 4; 16, 17) på en slik måte at segmentene kan bøyes i forhold til hverandre i hvilken som helst retning innenfor en på forhånd valgt vinkel, karakterisert ved at leddanordningene (9, 10;

21 - 24; 30 - 36; 42 - 50) sammenkopler hvert av minst tre ben (3a, 3b; 4a - 4d; 18; 28, 29; 40, 41) av de tilstøtende segmenter og hver omfatter minst to fatninger (35, 36; 40, 50), idet hver fatning befinner seg i en anliggende ende av et ben og fatningsparene er forbundet ved hjelp av to sammenkoplede, fatningsfyllende deler (32, 34; 43, 44).

2. Rørutlegningsrampe ifølge krav 1, karakterisert ved at de sammenkoplede, fatningsfyllende deler (31, 32) er i form av en manual (30 - 32).

3. Rørutlegningsrampe ifølge krav 1, karakterisert ved at de sammenkoplede,, fatningsfyllende deler (43, 44) er i form av en dobbelthodet bolt (42 - 44) .

4. Rørutlegningsrampe ifølge krav 3, karakterisert ved at avdempningsanordninger (47, 48) er anordnet mellom bolthodene (43, 44) og fatningene (49, 50) .