NO176888B - Ventilanordning til bruk på en undervannsstruktur, særlig en mudderplate - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en ventilanordning til bruk på en undervannsstruktur, særlig en mudderplate, for tilveie-bringelse/stenging av en fluidumkommunikasjon mellom et område på en overside og en underside i undervannsstrukturen, gjennom en åpning mellom oversiden og undersiden.

Oppfinnelsen er særlig utviklet i forbindelse med problemer man støter på ved nedsetting av undervannsstrukturer. Undervannsstrukturer som skal settes ned på olje- eller gassfelt hvor bunnforholdene er relativt bløte, forsynes med mudderplater, for ikke å synke ned i det bløte underlaget. Slike mudderplater ("mud-mats") kan i hovedsaken bestå av ståldekk-lignende konstruksjoner omgitt av "skjørt", dvs. vertikale underliggende stålvegger som under nedsettingen av undervannsstrukturen vil penetrere den bløte bunnflaten og hindre trykklekkasje under mudderplaten. Mudderplatene kan, avhengig av bunnforholdene, ha et betydelig areal. Likeledes kan de underliggende skjørt være meget høye, eksempelvis opptil 4 m, når de virker som forankringssystemer til erstatning forpeling.

Mudderplatene vil også kunne anvendes til nivellering av undervannsstrukturen. Ved å pumpe vann inn under mudderplaten kan undervannsstrukturen bringes til å heve seg til ønsket horisontal posisjon i forhold til havbunnen.

Under installasjon av undervannsstrukturen på feltet, vil det, under den første fasen idet strukturen senkes gjennom den såkalte splash-sone, kunne bygge seg opp en luftpute under mudderplaten. Hvis denne komprimerte luftmengde ikke får unnslippe, vil det derved skapes en oppdrift som gjør at hele strukturen kan bli flytende og ikke vil synke. "Unn-slipper ikke luften hurtig nok, kan den luftmengde som er generert av vertikale bølgebevegelser i tillegg til lårings-hastighet gi slakk og påfølgende dynamiske rykk i løfte-stroppene. Slike dynamiske rykk kan føre til katastrofale sammenbrudd av løftearrangement og undervannsstruktur.

Under den siste fase av nedsettingen på feltet må dessuten vann under mudderplatene ha mulighet for å unnslippe for at skjørtene skal kunne penetrere havbunnen.

Begge disse installasjonsfåsene nødvendiggjør således et effektivt ventileringssystem. Det 'vanlige idag er å benytte store klaffventiler. Disse ventilene står da åpne under hele installasjonsfasen, og stenges ikke før undervannsstrukturen har penetrert havbunnen til endelig posisjon. På store vanndyp er det vanlig å la en ubemannet mini-ubåt (ROV) gå ned og stenge ventilen eller ventilene. Disse store ventilene er imidlertid meget kostbare, og kostnaden står ikke i noe rimelig forhold til den enkle engangsfunksjon de er tiltenkt. Mudderplate-systemer kan som nevnt, og i stadig stigende grad tenkes anvendt som forankring av undervannsstrukturer til fortrengsel for det meget mer omstendelige og kostbare pelesystemet, og de i dag anvendte ventiler vil således utgjøre en betydelig kostnad for et prosjekt. For et enkelt prosjekt kan det være tale om et stort antall slike ventiler.

Oppfinnelsen tar derfor sikte på å tilveiebringe en ventilanordning til bruk på en undervannsstruktur, særlig en mudderplate, hvilken ventilanordning er enkel og sikker i funksjon, og også enkelt kan løskoples for reparasjon eller utbytting. En' spesiell hensikt med oppfinnelsen er å muliggjøre en ventilanordning hvor ventilfunksjonen er synlig og således kan observeres eksempelvis med et ROV-kamera.

Ifølge oppfinnelsen foreslås det derfor en ventilanordning som nevnt innledningsvis, kjennetegnet ved at den innbefatter et ventilstengelegeme, en spennbro, midler for bæring av ventilstengelegemet i spennbroen med en viss dødgangs-bevegelse, midler for spenning av ventilstengelegemet fra spennbroen innenfor dødgangsbevegelsen, midler for løsgjørbar kopling av spennbroen i en stilling over den gjennomgående åpning, og en stillbar førings/holdeinnretning for ventilstengelegemet og spennbroen, innrettet til i en stilling å holde ventilstengelegemet i en stilling over den gjennomgående åpning, i hvilken stilling spennbroen er koplet til strukturen med de løsbare koplingsmidler over den gjennomgående åpning og ventilstengelegemet kan spennes fra spennbroen og til tetningssamvirke med et ventilsete rundt åpningen, og en løftet, fastholdt fri stilling.

En slik ventilanordning vil befinne seg på oversiden av undervannsstrukturen (mudderplaten) og kan lett observeres. Utførelsen kan gjøres meget robust og enkel, med tilhørende lave kostnader. En særlig fordel er at ventilanordningen som sådan er løskoplbar, slik at den eventuelt kan tas opp for inspeksjon, reparasjon eller utbytting. Dette er viktig, fordi særlig i den kritiske fasen hvor undervannsstrukturen går gjennom splash-sonen, vil undervannsstrukturen kunne utsettes for slike påkjenninger at en eller flere ventil-anordninger påvirkes i ungunstig retning.

Særlig fordelaktig kan ventilstengelegemet være i form av en enkel ventilstengeplate beregnet for tettende anlegg rundt den gjennomgående åpning.

Særlig hensiktsmessig kan den stillbare føring/holdeinn-retning innbefatte en fra ventilstengelegemet nedragende stang som har føring i en navhylse i den gjennomgående åpning, med en låse-spor/-kileforbindelse mellom stang og navhylse.

Ifølge oppfinnelsen kan særlig hensiktsmessig midlene for løsbar kopling av spennbroen i en stilling over den gjennomgående åpning innbefatte på spennbroen vertikalt svingbart opplagrede koplingsklør samt en på undervannsstrukturen rundt den gjennomgående åpning anordnet flens, hvilken flens er utformet for grepsamvirke med koplingsklørne og som ventilsete for samvirke med ventilstengelegemet. Ytterligere trekk ved oppfinnelsen vil gå frem av de uselvstendige krav. Oppfinnelsen skal nå beskrives nærmere under henvisning til tegningene, hvor: Fig. 1-5 rent skjematisk viser oppbyggingen og virkemåten til den nye ventilanordning,

fig. 6 viser et perspektivriss av en ventilanordning, i åpen stilling, tilsvarende fig. 1,

fig. 7 viser et perspektivriss av ventilanordningen i stilling klar for begynnende lukking, tilsvarende fig.

2, og

fig. 8 viser et perspektivriss av ventilanordningen i lukket stilling, tilsvarende fig. 4.

Den nye ventilanordning består i hovedsaken av en spennbro 1 og en under denne med en viss dødgangsbevegelse opphengt ventllstengeplate 2. Dødgangsbevegelsen muliggjøres ved at ventilstengeplaten 2 er opphengt i spennbroen 1 ved hjelp av i dette tilfelle to bolter 3,4 som er skrudd inn i ventilstengeplaten, men går fritt i boringer i spennbroen 1.

På undersiden av ventilstengeplaten 2 er det montert en omløpende O-ring 5. Denne er beregnet for tetting mot et ventilsete som dannes av den øvre frie ringflaten 6 på en flens 7 utformet på en oppragende sylindrisk stuss 8 som er tilknyttet den antydede undervannsstruktur 9, rundt en gjennomgående åpning 10 i undervannsstrukturen.

I stussen 8 er det anordnet en navhylse 11. Fra ventilstengeplaten 2 rager det ned en styrestang 12, som går gjennom navhylsen 11. Styrestangen 12 og navhylen 11 har en låse-spor/-kileforbindelse, idet det på stangen 11 er anordnet en langsgående brutt kile 13,14. Tilsvarende har navhylsens 11 boring et spor 15 (se fig. 6), dimensjonert for gjennomslipping av kilen. Kilens brutte parti har en lengde tilsvarende navhylsens lengde, slik at i en stilling vil den øvre kiledel 13 hvile mot oversiden av navhylsen, mens den nedre kiledel 14 vil ligge på undersiden av navhylsen, slik at stangen 12 vil være sperret i begge lengderetninger. Ved å dreie ventilstangen 12 vil kilen 13,14 kunne bringes til flukt med sporet 15 i navhylsen, slik at stangen derved kan beveges i sin lengderetning i navhylsen, slik det er anskueliggjort i fig. 2 og 3, se også fig. 7.

Spennbroen 1 er i det i fig. 7-9 viste praktiske utførelses-eksempel utformet som en sirkulær plate, med fire utragende bærebraketter for en respektiv koplingsklo 16. Disse koplingsklørne kan svinge fritt i sine oppheng og vil når spennbroen og ventilstengeplaten senkes ned som antydet i fig. 2 og 3, gå mot flensen 7 og vike unna og så sneppe inn under flensen, slik det er vist i fig. 3, se også fig. 8.

Sentralt i spennbroen 1 er det en gjengeboring med en deri innskrudd spennskrue 17. Denne spennskrue går mot den underliggende ventllstengeplate 2. Ved å dreie spennskruen 17, dvs. skru den inn i spennbroen, vil spennskruen trykke mot ventilstengeplaten og skyve den nedover, dvs. fra spennbroen. Dette er anskueliggjort i fig. 4. Koplingsklørne 16 vil holde igjen spennbroen, slik at ventilstengeplaten presses mot flensflaten 6 og stenger den gjennomgående åpning (fig. 8).'

Den viste og beskrevne ventilanordning er beregnet for betjening/aktivering ved hjelp av en ROV og derfor er spennbroplaten 1 forsynt med en fikseringsbøyle 18 for en ROV. Dødgangsboltene 3,4 og spennbolten 17 er omgitt av beskyttelseskraver 19,20, for å beskytte boltene mot slag eller støt fra omgivelsene, eksempelvis fra gjenstander som måtte falle ned på ventilanordningen. Spennbolten 17 har en tverrstang 21, utformet for lett påvirkning med et egnet verktøy på en ROV.

Ventilanordningen virker på følgende måte: I åpen stilling er spennbroen, ventilstengeplaten og den tilhørende stang i en løftet, fastholdt stilling, som vist i fig. 1 og fig. 6. Ventilanordningen er da fullt åpen og vann og luft kan strømme fritt gjennom åpningen 10. Når man ønsker å stenge ventilanordningen dreies spennbroen i dette tilfelle 90° , slik at kilen 13 kommer til flukt med sporet 15 i navhylsen 11. Denne stilling er vist i fig. 2 og fig. 7. Spennbroen, ventilstengeplaten og stangen vil da synke ned som antydet med pilene i fig. 2, i den stilling som er vist i fig. 3. Klørne 16 vil gå mot flensen 7 og svinge ut og sneppe inn tilbake, til grepsamvirke under flensen. I denne tilstand kan spennbolten 17 påvirkes. Noen få omdreininger vil være tilstrekkelig til å presse ventilstengeplaten med 0-ringen 5 mot ventilsetet 6, som dannes av den frie ringflensflate. Klørne 16 vil virke som spennmothold. Etter slik tilstramming ved hjelp av spennskruen 17 vil ventilanordningen være stengt, som vist i fig. 4 og fig. 8.

Ønsker man å åpne ventilen, skrur man bare spennskruen 17 ut igjen og løfter ventilanordningen. Dette skjer hensiktsmessig som vist i fig. 5, ved hjelp av vaier eller lineskrev 21 tilknyttet koplingsklørne 16, slik det er vist i fig. 5. Eventuelt kan ventilanordningen løftes helt fri og tas opp til overflaten, for inspeksjon, reparasjon eller utbytting, dersom det skulle være nødvendig.

Claims (9)

1. Ventilanordning til bruk på en undervannsstruktur, særlig en mudderplate, for tilveiebringelse/stenging av en fluidumkommunikasjon mellom et område på en overside og en underside i undervannsstrukturen, gjennom en åpning mellom oversiden og undersiden, karakterisert ved at den innbefatter et ventilstengelegeme (2), en spennbro (1), midler (3,4) for bæring av ventilstengelegemet (2) i spennbroen (1) med en viss dødgangsbevegelse, midler (17,21) for spenning av ventilstengelegemet (2) fra spennbroen (1) innenfor dødgangsbevegelsen, midler (16,7) for løsgjørbar kopling av spennbroen (1) i en stilling over den gjennomgående åpning, og en stillbar førings/holdeinnretning (12,13,14,15) for ventilstengelegemet (2) og spennbroen (1), innrettet til i en stilling å holde ventilstengelegemet (2) i en stilling over den gjennomgående åpning, i hvilken stilling spennbroen (1) er koplet til undervannsstrukturen (8) med de nevnte koplingsmidler (16,7) over den gjennomgående åpning og ventilstengelegemet (2) kan spennes fra spennbroen (1) og til tetningssamvirke med et ventilsete (6) rundt åpningen, og en løftet, fastholdt fri stilling.

2. Ventilanordning ifølge krav 1, karakterisert ved at ventilstengelegemet er en ventllstengeplate (2) beregnet for tettende anlegg rundt den gjennomgående åpning.

3. Ventilanordning ifølge krav 1 og/eller 2, karakterisert ved at den stillbare førings/holdeinnretning innbefatter en fra ventilstengelegemet (2) nedragende stang (12) som har føring i en navhylse (11) i den gjennomgående åpning, med en låse-spor/-kileforbindelse (13,14,15) mellom stang og navhylse.

4 . Ventilanordning ifølge krav 1,2 eller 3, karakterisert ved at midlene for løsbar kopling av spennbroen

(1) i en stilling over den gjennomgående åpning innbefatter på spennbroen (1) vertikalt svingbart og opplagrede koplings-klør (16) og en på undervannsstrukturen rundt den gjennomgående åpning anordnet flens (7), hvilken flens er utformet for grepsamvirke med koplingsklørne og som ventilsete (6) for samvirke med ventilstengelegemet (2).

5. Ventilanordning ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at midlene for spenning av ventilstengelegemet innbefatter en i spennbroen (1) sentralt anordnet spennskrue (17).

6. Ventilanordning ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at midlene for bæring av ventilstengelegemet (2) i spennbroen (1) med en viss dødgangsbe-vegelse innbefatter gjengebolter (3,4) som går fritt gjennom boringer i spennbroen og er skrudd inn i ventilstengelegemet (2) .

7. Ventilanordning ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at spennbroen er i form av et platelegeme (1).

8. Ventilanordning ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at det på oversiden av spennbroen (1) er anordnet slag/støtbeskyttende elementer (19,20) for beskyttelse av de nevnte bæremidler og spennmidler.

9. Ventilanordning ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at spennbroen er forsynt med en fikseringsbøyle (18) for fiksering av en ROV.