NO172202B

NO172202B - Apparat for installasjon av en forbindelsesledning naer havbunnen

Info

Publication number: NO172202B
Application number: NO884317A
Authority: NO
Inventors: Pieter Johan Bontenbal
Original assignee: Shell Int Research
Priority date: 1987-09-30
Filing date: 1988-09-29
Publication date: 1993-03-08
Also published as: GB8722969D0; GB2210426B; US4877356A; NO172202C; BR8805007A; NO884317D0; GB2210426A; NO884317L

Description

Foreliggende oppfinnelse angår et apparat for å in-stallere en forbindelsesledning nær sjø- eller havbunnen. Nær-mere bestemt angår oppfinnelsen et apparat for å senke ned en forbindelsesledning i vannet og deretter sørge for hensiktsmessig utoverføring av ledningen slik at den går over til å innta en tilnærmet horisontal stilling nær havbunnen.

Den oppgave å forbinde en rørledning eller en forbindelsesledning, gjerne i form av en lednings/kabelbunt, med et submarint produksjonsanlegg kan være vanskelig og tidkrevende, særlig ved større vanndyp. Dette forstås lett når man innser at en rørledning kan befinne seg flere hundre meter under ut-leggingsfartøyet, er relativt tungt bevegelig og vanskelig å fjernhåndtere. En måte å løse dette problem på kjennes fra den såkalte entrings- og utoverføringsteknikk for forbindelsesledninger, vist og beskrevet i US-PS 4 676 696.

I samsvar med denne kjente teknikk entres en forbindelsesledning vertikalt i et styre- eller entringsrør som er anordnet nær havbunnen, ved at et par svingetapper anordnet nær den nedre ende av forbindelsesledningen føres inn i et tilsvarende par tapppleier nederst i et par respektive vertikale spalter utformet på innsiden av entringsrøret. Etter at svingetappene er brakt på plass i tappleiene fortsetter nedsenkingen av forbindelsesledningen mens utleggingsfartøyet beveger seg vekk fra oversiden av entringsrøret, slik at forbindelsesledningen kommer til å svinges ut til horisontal stilling for føring vekk fra entringsrøret.

En ulempe med denne kjente teknikk er at fartøyets hivbevegelse kan forårsake en støtmessig entring av svingetappene i sine leier, hvilket kan føre til deformasjon av forbindelsesledningen som da brått stoppes med sin nederste ende mens den øverste del fremdeles senkes ned.

I samsvar med dette er det et formål med den foreliggende oppfinnelse å unngå denne ulempe og skaffe til veie et apparat for entring av en slik forbindelsesledning, hvorved det sørges for en etterfølgende hensiktsmessig utoverføring av forbindelsesledningen uten risiko for deformasjon av denne.

Apparatet er særlig av den type som fremgår av inn-ledningen av det etterfølgende paentkrav 1, og det er spesielt kjennetegnet ved: - deflektororganer for å bevirke at i det minste forbindelsesledningens innføringsende dreies til skråstilling når svingetappene føres nedover i spaltene og før de når sine tappleier nederst i spaltene i entringsrøret.

Oppfinnelsens apparat har således den fordel at den nedre del av forbindelsesledningen blir svingt ut under den videre nedføring i entringsrøret slik at det dannes en slakk bue ved at svingetappene blir ført i spaltene, men før de når tappleiene i bunnen av disse. På denne måte unngås at forbindelsesledningen står vertikalt når tappene inntar sin ende-stilling i leiene. En ytterligere fordel er at dreiningen av den nedre del av forbindelsesledningen forårsaker en gradvis retardasjon av denne før svingetappene når sine tappleier. Nok en fordel ligger i at retningen av forbindelsesledningens endeutbøyning holdes under kontroll.

I en første foretrukket utførelsesform av oppfinnelsens apparat, kjennetegnes dette ved at forbindelsesledningen nederst har et konisk neseparti og at entringsrøret har deflektororganer som består av et deflektorelement anordnet eksentrisk inne i entringsrørets sentrale åpning og mellom tappleiene.

I en annen utførelsesform er deflektororganene i form av en kam på forbindelsesledningen, på oversiden av nesepartiet, slik at ledningen blir svingt ut til hellende stilling når den føres inn i den øverste del av entringsrøret.

Etter denne første generelle omtale av oppfinnelsens apparat følger en mer detaljert beskrivelse som støtter seg til de ledsagende tegninger, hvor fig. 1, 2 og 3 viser de enkelte trinn under entringen og dreiningen av enden av en forbindelsesledning som føres inn i et entringsrør , og fig. 4, 5 og 6 viser de enkelte påfølgende trinn ifølge en annen utførelsesform av oppfinnelsens apparat.

På de tre første figurer vises den nedre del av en forbindelsesledning 1 som legges ut fra et flytende utleg-gingsfartøy (ikke vist).

Et entringsrør 2 som øverst har en entringstrakt 3 er anordnet tilnærmet vertikalt nær sjø- eller havbunnen (ikke vist). Langs entringsrørets 2 innervegg er det anordnet et par skruelinjeformede kanter 4 (av hvilke den ene er vist i pers-pektiv på fig. 1-3) som har samme, men motsatt gående stigning og fører ned i respektive vertikale ledespor 5. Forbindelsesledningen 1 har nær sin nedre ende et konisk neseparti 7 på hvilket en styrekile 8 er anordnet.

Styrekilen 8, de skruelinjeformede kanter 4 og ledesporene 5 danner styreorganer for å føre frem forbindelsesledningen 1 til en bestemt vinkelstilling i entringsrøret 2. Hvis styrekilen 8 føres ned slik at den berører en av de skruelinjeformede kanter 4 vil en videre senkning av forbindelsesledningen 1 bringe styrekilen 8 langs kanten 4 og således dreie nesepartiet 7 slik at den øvre del av forbindelsesledningen vris om en tilnærmet horisontal akse helt til styrekilen 8 når ledesporet 5.

Når styrekilen 8 når ledesporets 5 øvre parti vil den nedre del av forbindelsesledningen 1 være slik orientert at et par svingetapper 10 som er anordnet på dens motsatte sider, særlig på en støttekrage 11, kommer til å befinne seg like over den respektive øvre ende eller munning 12 av et par vertikale spalter 13, slik at svingetappene 10 vil gli inn i disse når forbindelsesledningen senkes ytterligere.

Den øvre munning 12 av hver spalte 13 er for smal til å tillate innføring av styrekilen 8 under nedsenkningen langs kantene 4. Aksiale styreribber 14 er anordnet for sentrering av forbindelsesledningen i entringsrøret 2. Dette rør 2 er videre utstyrt med en deflektorstang 15 som er anordnet hori-sontalt inne i røret, nær ledesporet 5, for å kunne skyve den nedre ende av forbindelsesledningen 1 vekk fra ledesporet 5 når det koniske neseparti 7 får glidende inngrep med deflektorstangen 15, slik som indikert med pilen I på fig. 2.

Siden svingetappene 10 allerede befinner seg inne i spaltene 13 når nesepartiet 7 glir langs deflektorstangen 15 vil forbindelsesledningen 1 ved ytterligere nedsenkning komme til å dreies om en langsgående akse gjennom svingetappene 10 slik at ledningsdelen ovenfor disse blir svingt utover slik som pilen II på fig. 2 indikerer. Dreiningen av den nederste del av forbindelsesledningen om svingetappene 10 fører til at ledningen lenger oppe får slakk bueform i en bestemt retning under dens videre nedføring, og på denne måte unngås at led-ningsenden blir stående vertikalt når svingetappene 10 når sine respektive tappleier 16 i bunnen av spaltene 13. Deflek-tor stangen 15 sørger således for en jevn retardasjon av den nedre ende av forbindelsesledningen 1 før svingetappene 10 støter mot sine tappleier 16, og samtidig unngås enhver form for deformasjon av ledningen på grunn av eventuell bråstopp av dennes nedre ende mens den øvre deler fremdeles føres nedover fra utleggingsfartøyet.

Som det fremgår av fig. 3 føres enden av forbindelsesledningen 1 til sist ut til tilnærmet horisontal stilling mens den øvre del av ledningen senkes ned fra utleggingsfar-tøyet samtidig som dette beveger seg vekk fra sin posisjon rett over entringsrøret 2. Den nederste del, på undersiden av svingetappene 10 svinger ut gjennom entringsrøret 2 via en første langstrakt passasje 17 i den ene side av røret, mens den delen av forbindelsesledningen som strekker seg oppover på oversiden av svingetappene 10 svinges ut gjennom veggen på entringsrøret 2 og siden av entringstrakten 3 i en andre langstrakt passasje 18 på motsatt side av passasjen 17.

Fig. 4, 5 og 6 viser fortløpende trinn ved entringen og utoverføringen av en forbindelsesledning i en annen appa-ratutforming ifølge oppfinnelsen, og på disse tegninger er vist den nedre ende av en forbindelsesledning 21 som på tilsvarende måte som tidligere senkes ned fra et flytende utleg-gingsfartøy (ikke vist). Som tidligere er her et entringsrør 22 anordnet hovedsakelig vertikalt i forhold til havbunnen 23. Langs rørets innervegg er anordnet et par skruelinjeformede kanter 24 (hvorav den ene er vist i vertikalsnitt), og kantene er tilsvarende utformet med motsatt stigning og fører inn i respektive vertikale ledespor 25.

Forbindelsesledningen 21 har nær sin nedre ende et konisk neseparti 27 med en styrekile 28 på siden.

Styrekilen 28, de skruelinjeformede kanter 24 og ledesporene 25 danner styreorganer for å føre frem forbindelsesledningen 21 til en bestemt vinkelstilling i entringsrøret 22. Hvis styrekilen 28 føres ned slik at den berører en av de skruelinjeformede kanter 24 vil en videre senkning av forbindelsesledningen 21 bringe styrekilen 28 langs kanten 24 og således dreie nesepartiet 27 slik at den øvre del av forbindelsesledningen vris helt til styrekilen 28 når ledesporet 25.

Når så styrekilen 28 når ledesporets 25 øvre parti vil den nedre del av forbindelsesledningen 21 være slik orientert at et par svingetapper 30 som er anordnet på motsatte sider av forbindelsesledningen på en støttekrage 31 kommer til å befinne seg like over den respektive øvre ende eller munning 32 av et par vertikale spalter 33 slik at når forbindelsesledningen senkes ytterligere vil svingetappene 30 gli inn i spaltene 33.

Forbindelsesledningen 21 har på undersiden av støtte-kragen 31 et deflektororgan i form av en kam 35 som, som det fremgår av fig. 5, avbøyer den del av forbindelsesledningen som strekker seg på oversiden av svingetappene 30 slik at ledningen bøyes utover som indikert med pilen V når den nederste del glir nedover langs den øvre kant 36 av den skruelinjeformede kant 24. Når så kammen 35 glir nedover langs denne øvre kant 36 er allerede svingetappene 30 ført inn i spaltene 33, og den nedre del av forbindelsesledningen 21 føres ved den videre nedsenkning inn i entringsrøret 22 og slik at kammen 35 gradvis får den nedre del av ledningen til å svinge ut om en horisontal dreieakse som fastlegges av svingetappene 30.

Utoverføringen av den nedre del av forbindelsesledningen 21 får ledningen til å følge en S- eller bueform i om-rådet nærmest havbunnen 23 slik at når utleggingsfartøyet beveger seg vekk fra den stilling som er rett over entrings-røret 22 unngås at forbindelsesledningen kommer til å stå tilnærmet vertikalt oppover når svingetappene 30 føres ned i sine respektive tappleier 40 nederst i spaltene 33 og slik at det derfor unngås noen form for deformasjon av forbindelsesledningen på grunn av brå stans av dens nedre ende mens den

øvre del fremdeles senkes ned fra utleggingsfartøyet.

Etter at svingetappene 30 er ført ned i sine respektive tappleier 40 føres forbindelsesledningen 21 ut til en tilnærmet horisontal stilling vist på fig. 6 ved at den senkes ytterligere fra utleggingsfartøyet mens dette beveger seg vekk fra sin stilling rett over entringsrøret. Under denne utover-føring svinges den nederste del av forbindelsesledningen om den horisontale dreieakse som fastlegges av svingetappene 30, idet det aller nederste stykke på undersiden av svingetappene 30 svinger ut gjennom entringsrøret 22 via en første langstrakt passasje 37 i den ene side av røret, mens den delen av forbindelsesledningen som strekker seg oppover på oversiden av svingetappene 30 svinges ut gjennom veggen på entringsrøret 22 og siden av entringstrakten 22 i en andre langstrakt passasje 39 på motsatt side av passasjen 37.

Det vil være klart at den aktuelle forbindelsesledning 1, 21 kan være en flerkanals stål- eller komposittrørled-ning, eller ledningen kan bestå av en sammenbuntet gruppe hydrauliske og elektriske ledninger som nederst er omsluttet av en beskyttelseshylse på hvilken nesepartiet, styrekilen og svingetappene er anordnet.

Hvis den aktuelle forbindelsesledning skal legges ut på dypt vann vil det vanligvis være ønskelig å styre den nederste ende inn i entringstrakten ved hjelp av en fjernbetjent farkost (ROV).

En slik farkost kunne da anvendes for å orientere ledningens nederste ende til en bestemt vinkelstilling når den føres inn i entringsrøret. I et slikt tilfelle vil de skruelinjef ormede kanter kunne utelates.

I stedet for å anordne entringsrøret på havbunnen kunne man også tenke seg at det var montert på en undersjøisk konstruksjon såsom en forgreningsstasjon (UMC - Underwater Manifold Centre).

En slik stasjon kan isåfall være anordnet med en rekke entringsrør for å sikre innføringen av et tilsvarende antall undersjøiske forbindelsesledninger, idet samtlige av disse kunne føre til forskjellige brønnhoder for olje og/eller gass.

En rekke variasjoner og modifikasjoner vil kunne tenkes både for apparatet og den teknikk som er knyttet til dette, og slike vil kunne være innlysende for fagmannen. I denne forbindelse skal bemerkes at beskrivelsen og de viste ut-førelseseksempler kun skal tolkes i ikke begrensende betydning. Oppfinnelsen som sådan begrenses kun av de etterfølgende krav.

Claims

1. Apparat for å oppta og styre en ende av en forbindelsesledning (1, 21) som senkes tilnærmet vertikalt ned gjennom en vannmasse slik at dens ende blir dreid til hovedsakelig horisontal stilling nær havbunnen (23), omfattende: - et entringsrør (2, 22) for montasje i vertikal stilling nær havbunnen (23), omfattende en sentral, langsgående og gjennomgående åpning med et par motsatt anordnede parallelle spalter (13, 33) og ledeorganer (17, 18, 37, 38) for å bevirke dreining av forbindelsesledningens (1,21) ende om en horisontal svingeakse som går tvers gjennom spaltene (13, 33), - et par svingetapper (10, 30) anordnet diagonalt motsatt på forbindelsesledningen (1, 21) nær dennes nedre ende, innføringsenden og innrettet for å gli i spaltene (13, 33) når innføringsenden føres nedover i entringsrøret (2, 22), - styreorganer (4, 5, 8, 24, 25, 28) for styring av svingetappene (10, 30) til inngrep i spaltene (13, 33), og - et tappleie (16, 40) nederst i hver spalte (13, 33) for opplagring av svingetappene (10, 30) og tillate dreining av forbindelsesledningens (1, 21) innføringsende mot horisontal stilling, KARAKTERISERT VED - def lektororganer (15, 35) for å bevirke at i det minste forbindelsesledningens (1, 21) innføringsende dreies til skråstilling når svingetappene (10, 30) føres nedover i spaltene (13, 33) og før de når sine tappleier (16, 40) nederst i spaltene (13, 33) i entringsrøret (2, 22).

2. Apparat ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at forbindelsesledningens (1) innføringsende ytterst har et konisk neseparti (7), og at deflektororganene er i form av en deflektorstang (15) anordnet eksentrisk inne i entringsrørets (2) sentrale åpning og nedenfor tappleiene (16).

3. Apparat ifølge krav 2, KARAKTERISERT VED at deflek-torstangens (15) lengdeakse går parallelt med forbindelsesledningens (1) horisontale svingeakse.

4. Apparat ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at deflektororganene er i form av en kam (35) på forbindelsesledningens (21) innføringsende innenfor svingetappene (30), for å bevirke dreining av innføringsenden slik at denne inntar en hellende stilling når den føres inn i den øverste del av entringsrøret (22) .

5. Apparat ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at forbindelsesledningens (1, 21) innføringsende ytterst har en styrekile (8, 28) innrettet for å gli langs den ene av to skruelinjef ormede kanter (4, 24) anordnet diagonalt motsatt på ent-ringsrørets (2, 21) innervegg, og at kantene (4, 24) nederst går over i respektive vertikale ledespor (5, 25) for å bevirke at forbindelsesledningen (1, 21) får en slik stilling i ent-ringsrøret (2, 22) at svingetappene (10, 30) får inngrep i spaltene (13, 33) når styrekilen (8, 28) glir langs ett av ledesporene (5, 25).

6. Apparat ifølge krav 5, KARAKTERISERT VED at hver spalte (13, 33) øverst har en munning (12, 22) som fører ut i en respektive av de skruelinjef ormede kanter (4, 24), og at hver munning (12, 32) har en bredde som er tilstrekkelig liten til å hindre at styrekilen (8, 28) føres inn i en spalte (13, 33) under bevegelsen langs en av kantene (4, 24).