NO171009B - System til overfoering av fluider fra et roeropplegg i et skipsskrog til en dreieinnretning og vice versa - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår et system til overføring av fluider fra et røropplegg fast forbundet med et skipsskrog til en dreieinnretning og vice versa, hvor dreieinnretningen er dreibart forbundet med skroget og innrettet til forankring til havbunnen samt forbindelse med minst ett fleksibelt stigerør tilkoblet respektive innretninger fast forbundet med havbunnen og med slanger tilkoblet røropplegget i skroget, idet dreieinnretningen har et koaksialt med dreieaksen gjennomgående hull, gjennom hvilket det ved hjelp av et tårn kan føres en borestreng, et stivt stigerør eller lignende.

Systemer av denne type benyttes under produksjon av olje og gass fra felt til havs. Skipet kunne alternativt under en slik produksjon vært fast forankret til havbunnen, idet det hele tiden ble fastholdt liggende over gass- eller oljebrønnen med sin lengdeakse vendende samme vei. De store krefter forank-ringsmidlene utsettes for når skip ligger på tvers av vind- og bølgeretningen gjør imidlertid slik forankring vanskelig. Dette forhold unngås ved at skipet isteden blir forankret via en tilnærmet midtskips anordnet dreieinnretning eller -skive som kan dreie seg om en vertikal akse i forhold til skipsskroget, og som er fast forankret til havbunnen ved hjelp av f.eks. kjettinger som strekker seg radialt bort fra dreieskiven og ned til bunnen, slik at dreieskiven ikke kan rotere om sin vertikale akse i forhold til havbunnen. Skipet blir herunder gjort værhanestabilt, slik at det automatisk søker å innta en stilling hvor baugen vender mot vindretningen. Til overføring av olje og gass fra brønnene til tankene i skroget anordnes det fleksible stigerør som forbinder brønnene med dreieskiven, og slanger som permanent forbinder dreieskiven med tankene, idet slangene under skipets dreining som følge av skiftende vindretning blir oppkveilet rundt dreieskiven. På grunn av dennes store diameter (ca. 25 m) og slangenes tyngde og diameter som begrenser slangenes lengde, er den samlede innbyrdes dreining av dreieskiven og skroget begrenset til ca. 360°. Dersom skipet imidlertid har dreid seg tilnærmet denne vinkel og det er sannsynlig at værforholdene vil kunne bevirke ytterligere dreining, må skipet dreies i motsatt retning ved hjelp av f.eks. tverrpropeller, for avvikling av slangene fra dreieskiven. Herunder vil skipet tidvis bli liggende med sin bredside mot vindretningen. Da skipet under snuoperasjonen er tilkoblet brønnene og produksjonen pågår, kan det lett innses at denne manøver er meget risikofylt, spesielt dersom bølge-høyden og vindhastigheten er stor.

Hensikten med oppfinnelsen er å skaffe et system av den innledningsvis nevnte type, og som ikke er beheftet med de ovennevnte ulemper.

Det karakteristiske ved systemet ifølge oppfinnelsen fremgår av de i kravene angitte kjennetegnende trekk.

Oppfinnelsen vil i det følgende bli forklart nærmere under henvisning til tegningen, som viser et utførelseseksempel på et system ifølge oppfinnelsen. Fig. 1 er et skjematisk sideriss av et utsnitt av et skip forankret til havbunnen og med et system ifølge oppfinnelsen.

Fig. 2 viser et lengdesnitt gjennom en svivelmontasje.

På fig. 1 er det vist et skip 1, i hvis skrog 2 det via lagre 3, 4 er opplagret en dreieinnretning eller -skive 5, slik at denne kan dreie om en vertikal akse 6. Dreieskiven 5 har en koaksialt med aksen 6 forløpende, gjennomgående åpning 7 og et ringformet øvre parti 8. Dreieskiven er via kjettinger 9 eller lignende forankret til havbunnen, slik at den ikke kan rotere i forhold til denne.

Gjennom to aksialt forløpende, gjennomgående hull 10, 11 i dreieskiven 5 strekker det seg respektive fleksible stigerør 12, 13 fra oljebrønner (ikke vist) til to tilhørende, f.eks. ringformede manifolder 14, 15 montert koaksialt på det øvre parti 8 av dreieskiven.

Over dreieskiven er det anordnet et med skroget 2 fast forbundet tårn 16 med horisontalt forløpende bjelker 17 på hvilke det kan være festet skinner 18. Glidbart på skinnene er det montert to svivelelementer 21, 22. Et stivt stigerør 19 er anordnet koaksialt med dreieskiven og hev- og senkbart i tårnet.

Som det fremgår av fig. 2, er hvert svivelelement 21, 22 ringformet og omfatter en indre del 24 og en ytre del 25, idet den ytre del 25 er anordnet radialt utenfor og koaksialt med den indre del 24. Disse deler har mot hverandre vendende spor 26, 27 som når delene er sammenstilt, utgjør et ringformet kammer eller ringkammer. Tetningsringer 28, 29 anordnet mellom den indre del 24 og den ytre del 25 avtetter ringkammeret. Fra sporet 26 i den indre, ringformede del forløper det radialt innad en kanal 30 som kommuniserer med et rør 31, som rager inn i delens midtåpning 32. Tilsvarende forløper det en kanal 36 radialt utad fra sporet 27 i den ytre ring. Denne kanal 36 kommuniserer med et radialt utad ragende rør 33.

Som vist på fig. 2, kan svivelelementene 21, 22 være innbyrdes fast forbundet ved hjelp av skruer 23, slik at svivelelementene sammen utgjør en svivelmontasje 20, og slik at de ytre deler kan rotere som en enhet i forhold til de indre deler. Videre er de ytre deler 25 av svivelmontasjen dreiestivt forbundet med skipet.

Svivelmontasjen 20 kan forskyves i sin tverretning på skinnene 18 mellom en første stilling hvor den er anordnet koaksialt med dreieskiven 5, og en annen stilling hvor dens projeksjon i aksialretningen hovedsakelig ikke overlapper åpningen 7 i dreieskiven 5, som angitt med I og II på fig. 1.

Røret 31 av den indre del 24 av det nedre svivelelement 22 er forbundet med den ytre manifold 14 via en slange 40, og røret 33 på den ytre del 25 av dette svivelelement 22 er forbundet med en tank 44 via et rør 42 og en slange 34. Likeledes er røret 31 på den indre del 24 av det øvre svivelelement 21 forbundet med den indre manifold 15 via en slange 41, og røret 33 på den ytre del 25 av dette svivelelement 21 er forbundet med en tank 45 via et rør 43 og en slange 35.

Koaksialt med dreieskiven 5 og nær denne kan det være anordnet en tannkrans 62 som er fast forbundet med skroget 2, og til dreieskiven 5 kan det være dreibart festet et tannhjul 63 som står i inngrep med tannkransen. Likeledes kan det f.eks. ovenpå den ytre del 25 av det øvre element av svivelmontasjen 20 være festet en med dette koaksialt anordnet tannkrans 64 som står i inngrep med et med den indre del dreibart forbundet tannhjul 65. Tannhjulene 63, 65 kan være innbyrdes forbundet ved hjelp av f.eks. en fleksibel aksel eller via hydraulikkslanger og kombinerte hydraulikkpumpe/motor-innretninger (ikke vist) forbundet med tannhjulene, slik at den innbyrdes stilling av de indre og de ytre deler av svivelmontasjen til enhver tid tilsvarer den innbyrdes stilling av dreieskiven og skroget. Istedenfor tannhjul og tannkranser kan det være anordnet andre innretninger til innbyrdes dreining av svivelmontasjens deler, f.eks. elektromotorer.

Systemet ifølge oppfinnelsen har to bruksmåter.

Bruksmåte 1. Normal produksjon.

Ved denne bruksmåte befinner svivelmontasjen 20 seg i sin første stilling som angitt med I på fig. 1. Brønnfluid, f.eks. olje, strømmer opp gjennom stigerørene 12, 13 og inn i manifoldene 14, 15. Herfra strømmer oljen gjennom slangene 40, 41 til det nedre resp. det øvre svivelelement av svivelmontasjen 20 og til tankene 44, 45 via rørene 42, 43.

Ved skiftende vindretning under denne bruksmåte vil skroget fritt kunne dreie seg i forhold til dreieskiven, og slangene 40, 41 vil ikke bli tvunnet sammen, men beholde sin innbyrdes stilling.

Bruksmåte 2. Enkelt brønnvedlikehold.

Når denne type vedlikehold skal finne sted, blir svivelmon-tas jen 20 forskjøvet fra den første stilling I til den annen stilling II, slik at f.eks. et stivt stigerør kan bli senket ned fra tårnet 16 gjennom dreieskiven 5. Selv om svivelmon-tas jen 20 er forskjøvet, blir de indre ringer dreid tilsvarende den innbyrdes forskyvning av dreieskiven og skroget, slik at det heller ikke under denne bruksmåte er noen fare for tvinning av slangene 40, 41.

Grunnen til at f.eks. det øvre parti 8 av dreieskiven 5 ikke er utformet som en svivelenhet, hvorved svivelmontasjen 20 ville vært overflødig, er de store vanskeligheter i forbindelse med innbyrdes avtetting av store sviveldeler. Svivelmontasjen 20, hvis ytre diameter av denne grunn bare kan være ca. 1,5 m, bevirker imidlertid at den midtre gjennomgående åpning 32 ikke tillater gjennomføring av et stivt stigerør eller en borestreng, idet denne åpning delvis er blokkert av rørene. Ved den glidbare anordning av svivelmontasjen lar denne type brønnved-likehold seg lett utføre uten avbrudd i produksjonen.

Systemet er ovenfor beskrevet idet svivelmontasjen omfatter to svivelelementer for fluider som kan strømme fra et innløp til et radialt innenfor resp. utenfor beliggende utløp. Montasjen kan selvsagt omfatte bare ett svivelelement eller flere slike. Likeledes kan denne montasje omfatte et ovenpå disse svivelelementer anordnet element hvor fluidet strømmer aksialt.

Claims (7)

1. System til overføring av fluider fra et røropplegg (42, 43) fast forbundet med et skipsskrog (2) til en dreieinnretning (5) og vice versa, hvor dreieinnretningen er dreibart forbundet med skroget og innrettet til forankring til havbunnen, samt forbindelse med minst ett fleksibelt stigerør (12, 13) tilkoblet respektive innretninger fast forbundet med havbunnen; og med slanger (40, 41; 34, 35) tilkoblet henholdsvis dreieinnretningen (5) og røropplegget (42, 43) i skroget, idet dreieinnretningen har et koaksialt med dreieaksen gjennomgående hull (7), gjennom hvilket det ved hjelp av et tårn (16) kan føres en borestreng, et stivt stigerør eller lignende (19), karakterisert ved at dreieinnretningen (5) er tilkoblet røropplegget (42, 43) via minst ett svivelelement (21, 22) for hvert fluid, hvor hvert svivelelement har første og andre innbyrdes dreibare sviveldeler (24, 25), mellom hvilke fluider kan overføres under innbyrdes dreining av sviveldelene, idet dé andre sviveldeler (25) av svivelelementene (21, 22) er hovedsakelig dreiestivt forbundet med skroget (2), og de første sviveldeler (24) er forbundet med dreieinnretningen (5) via en anordning (62,63,64,65) som ved dreining av dreieinnretningen (5) en vinkelstrekning én vei i forhold til skroget (2) er innrettet til samtidig dreining av den første sviveldel (24) en tilsvarende vinkelstrekning den samme vei i forhold til den annen sviveldel (25).

2. System som angitt i krav 1, karakterisert ved at svivelelementene (21, 22) er forskyvbare mellom en stilling (I) hvor de befinner seg over dreieinnretningen (5) og hvor svivelelementenes (21, 22) dreieakse hovedsakelig sammenfaller med dreieaksen av dreieinnretningen (5), og en annen stilling (II) hvor projeksjonen av hullet (7) av dreieinnretningen (5) hovedsakelig ikke berører projeksjonen av svivelelementene (21, 22), idet projeksjonsretningen er parallell med dreieaksene.

3. System som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at svivelelementene (21, 22) er anordnet med sine dreieakser innbyrdes sammenfallende og at de er innbyrdes fast forbundet og sammen utgjør en svivelmontasje (20).

4. System som angitt i et av de foregående krav, karakterisert ved at svivelelementene (21, 22) er anordnet forskyvbare langs skinner (18) som er festet til et boretårn (16) montert på skroget (2), over dreieinnretningen (5) .

5. System som angitt i et av de foregående krav, karakterisert ved at den anordning via hvilken de første sviveldeler (24) er forbundet med dreieinnretningen (5) utgjøres av en tannkrans (62) anordnet langs dreieinnretningens (5) periferi og fast forbundet med skroget (2), og en tannkrans (64) anordnet koaksialt og fast forbundet med de andre sviveldeler (25), og to tannhjul (63, 65) som står i inngrep med de respektive tannkranser (62, 64) og er dreibart opplagret på dreieskiven (5) resp. de første sviveldeler (24), idet tannhjulene er innbyrdes forbundet.

6. System som angitt i krav 5, karakterisert ved at den innbyrdes forbindelse av tannhjulene utgjøres av en fleksibel aksel.

7. System som angitt i krav 5, karakterisert ved at det tannhjul (63) som står i inngrep med den tannkrans (62) som er anordnet langs dreieinnretningens (5) periferi, driver en hydraulikkpumpe, og at det tannhjul (65) som står i inngrep med den tannkrans (64) som er forbundet med de andre sviveldeler (25), blir drevet av en hydraulikkmotor, hvor hydraulikkpumpen og -motoren er innbyrdes forbundet via hydraulikkslanger.