NO177323B - Anordning ved et stigerör for en strekkstagplattform - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en anordning ved et stigerør for en strekkstagplattform, ifølge kravinnledningen.

En av fordelene med en strekkstagplattform i forhold til andre flytende systemer er den meget lille vertikaloscilla-sjon som forekommer. Dette gjør det mulig å montere brønnhodeven-tiltrærne innenfor ca. 1 meter av plattformdekket uten behov for noen innviklet form for bevegelseskompensasjonssystem. Bruken av et stivt stigerørsystem krever imidlertid at det benyttes et stigerørstrammersystem for å kompensere for den lille grad av plattformbevegelse som virkelig finner sted, slik at flatklemming eller bøyning av stigerøret under dets egen vekt ikke vil resultere i en svikt (sprekkdannelse, bristing, etc.) av stigerøret. Tidligere har strammersylindere typisk vært anbrakt parvis for å gjøre den motstående sylinder funksjonsudyktig når den ene strammersylinder sviktet, og derved unngå ubalansert belastning som kan vri stigerøret og frembringe den svikt av stigerøret som ,strammesystemet forsøker å unngå. Et stivt stigerør krever videre en nøyaktig måling av avstanden mellom brønnen på havbunnen og plattformens dekk for å tilveiebringe et stigerør med den riktige lengde. Etter hvert som leteboringen beveger seg inn på dypere og dypere farvann, blir sådan måling mer og mer vanskelig.

Den foreliggende oppfinnelse frembringer den ønskede bevegelseskompensasjon og stramming av stigerøret ved å vinkel-stille hver strammesylinder for å virke gjennom et felles punkt som ligger langs stigerørets senterlinje under forbindel-sespunktet med plattformen. Stempelstangen i hver sylinder er forbundet med en strammerring som på sin side er fastspent til stigerøret. Strammerringen har et antall armer som hver mottar en stempelstang og som strekker seg fra dens legeme i en vinkel som er i hovedsaken ekvivalent med den gjennomsnittlige vinkel (dvs. stempelstangens midtpunktforlengelse) som den respektive strammer danner med stigerøret. På denne måte tilveiebringer strammerringarmen en reaksjonsf late som står i hovedsaken normalt på virkningslinjen for kraft som utøves på stigerøret og som ligger langs stempelsylinderens og stempelstangens akse. Ved hjelp av denne konfigurasjon trenger ikke sylindrene å pares hydraulisk i motstående par. Svikt av én sylinder vil ikke resultere i at det på stigerøret utøves noen torsjonskrefter som o-fc&x- normalt p& atigcr^rcta len^deahse, slik det forekom med mange tidligere kjente strammere.

Ifølge en annen side ved oppfinnelsen gjøres nøyaktig måling av avstanden mellom undervannsbrønnen og brønnhodet på plattformen unødvendig. Et stigerørtoppstykke som gir kontinuerlig eller trinnvis justeringsmulighet av denne kritiske avstand, gjør denne presisjonsmåling unødvendig. Stigerørtoppstykket ifølge denne side ved oppfinnelsen omfatter et i hovedsaken sylindrisk rør som har en første innerdiameter og en første ytterdiameter. En rekke likt innbyrdes' atskilte, i hovedsaken ringformede fremspring strekker seg utover fra den første ytterdiameter til en andre ytterdiameter og tilveiebringer en rekke forbindelsespunkter. De fremspring som strekker seg over den øvre overflate av plattformens dekk, omfatter en første rekke forbindelsespunkter for det brønnhodeventiltre som kan være fastgjort til denne, ved hjelp av enten en enhetlig eller en oppdelt, segmentert eller leddet krave. De fremspring som strekker seg under den nedre overflate av dekket, omfatter en andre rekke forbindelsespunkter for en stigerørstrammer for å opprettholde i hovedsaken ensartet strekkraft på stigerøret på tross av den lille vertikale bevegelse av plattformen som skriver seg fra bølgefremkalt, pendelliknende bevegelse av plattformen i hardt vær. De stort sett ringformede fremspring kan mest foretrukket være i form av et kontinuerlig spiralspor på stigerørets ytre overflate, hvilket tillater kontinuerlig justerbarhet.

Forskjellige andre særtrekk, fordeler og egenskaper ved oppfinnelsen vil fremgå av den etterfølgende, nærmere beskrivelse av utførelseseksempler under henvisning til tegningene, der figur 1 viser et skjematisk sideriss av en strekkstagplattform som er fastgjort i stilling med produksjonsstigerør tilkoplet til denne, figur 2 viser et skjematisk sideriss av en første, foretrukket utførelse av stigerørstrammerfesteringen ifølge oppfinnelsen og viser dennes anvendelse i forbindelse med et justerbart stigerør-toppstykke ifølge en annen side ved oppfinnelsen, figur 3 viser et skjematisk sideriss av en andre type av stigerør-toppstykket med hvilken strammersystemet ifølge oppfinnelsen kan benyttes, figur 4 viser et grunnriss av den enhetlige strammerring som benyttes i utførelsen på figur 2, og figur 5 viser et grunnriss av ett segment av den delte, segmenterte stigerør-strammerring som benyttes sammen med den type stigerør-toppstykke som er vist på figur 3.

På figur 1 er vist en strekkstagplattform som er generelt betegnet med 10. Selv om stigerørstrammerinnretningen ifølge oppfinnelsen er spesielt konstruert for benyttelse sammen med en strekkstagplattform, vil det være klart at en sådan strammerinnretning også kan benyttes sammen med andre faste og forholdsvis faste (dvs. flytende systemer med minimal, vertikal bevegelse) plattformer.

Plattformen 10 er fastgjort til havbunnen 11 ved hjelp av et antall strekkstag 12. Et antall stigerør 14 strekker seg mellom de individuelle brønner i en bunnramme 16 og et brønn-hodedekk 18 av plattformen 10. Slik det fremgår av figur 2, strekker stigerøret 14 seg gjennom ett i dekket 18 anordnet hull 20 som tillater en viss relativ bevegelse mellom dekket 18 og stigerøret 14, hvilken bevegelse inntreffer som et resultat av bølgevirkning på plattformen 10.

Stigerørtoppstykket ifølge oppfinnelsen er vist generelt med 22 på figur 2. En nedre ende 24 er innvendig gjenget for forbindelse med en standard stigerørtoppstykke på konvensjonell måte. Det skal bemerkes at selv om det er vist en rettvegget gjenge, kan en konisk gjenge benyttes dersom det ønskes. Den innvendige diameter av seksjonen 22 skal være den samme som for hvilken som helst annen stigerørseksjon i rørstren-gen 14. Den første ytterdiameter 26 vil passe til ytterdiameteren av resten av stigerøret. En andre ytterdiameter er imidlertid dannet ved hjelp av et antall i hovedsaken ringformede fremspring 28 som er i hovedsaken likt innbyrdes atskilt. I den utførelse som er vist på figur 2, er de i hovedsaken sylindriske fremspring 28 dannet av et kontinuerlig, skruelinjeformet spor 30 som er dannet på den ytre overflate av stigerør-toppstykket 22.

I det alternative toppstykke som er vist på figur 3, er de ringformede fremspring 28 utformet som sylindriske fremspring med en bestemt lengde og en spesiell innbyrdes avstand i stedet for som et kontinuerlig, skruelinjeformet spor. Disse konstruk-sjoristrekk (lengde og avstand) vil bli valgt i overensstemmelse med de spesielle behov ved anvendelsen, så som strammer-belastningsparametre, nøyaktighet av vanndybdemåling, etc. Stigerørets overflate kan være rillet eller innskåret som vist ved 31 nær bunnen av hvert fremspring 28, av grunner som vil fremgå i det etterfølgende.

I utførelsene ifølge både figur 2 og figur 3 strekker toppstykket 22 seg gjennom hullet 20 på en slik måte at et første antall ringformede fremspring 28 strekker seg over dekkets 18 overside 19, mens et andre antall strekker seg under dekkets 18 underside 17. Det første antall fremspring 18 tjener som et antall forbindelsespunkter for et brønnhodeventiltre 32. Brønnhodeventiltreet 32 kan fastgjøres i hvilket som helst av de mulige forbindelsespunkter ved å kutte av overskytende lengde av stigerøret, styrt i begynnelsen av et gjengespor eller av den passende rillelinje 31, idet enten en enhetlig eller en oppdelt, segmentert krave 34 monteres, og et ventiltre 32 festes til toppstykkets 22 øvre ende og en tetning 36 anbringes på toppen av kraven 34. Med hensyn til utnyttelsen av den utførelse som benytter et skruelinjef ormet spor 30, vil de øvre 4 til 8 vindinger av sporet bli avmaskinert etter at toppstykket er blitt avkuttet i passende lengde, slik at avtetningen 36 vil ha en glatt overflate å danne inngrep med.

Det andre antall av fremspring 28 under dekkets 18 underside 17 tilveiebringer en rekke forbindelsespunkter for en andre, enhetlig eller delt kragestrammerring 40 som på sin side er et koplingsstykke for en rekke stigerør-strammere 38. Selv om hvilken som helst type stigerørstrammer kan benyttes, er stigerørstrammerne 38 fortrinnsvis av den pneumatisk-hydrauliske type som er beskrevet i US 4 379 657. Det skal imidlertid bemerkes at det parede sylinderkonsept som benyttes i det nevnte patent, er gjort unødvendig ved å skråstille eller vinkel-innstille stigerørstrammerne 38 og dermed virkelinjene for belastningskreftene, slik at disse linjer passerer gjennom stigerørets senterlinje, slik at torsjonsbelastning elimineres. Hver sylinder 38 vil derfor ha sitt eget sett av pneumatiske og hydrauliske akkumulatorer (ikke vist), med oljeakkumulatoren forbundet med stempelets stempelstangside og luftakkumulatoren forbundet med oljeakkumulatoren slik som beskrevet i det nevnte patentskrift.

Den enhetlig utformede kragestrammerring 40 som er vist på figur 4, benyttes fortrinnsvis sammen med utførelsen på figur 2, mens den delte, segmenterte kravekonstruksjon på figur 5 er mer hensiktsmessig sammen med utformingen på figur 3. Utformingen av stigerørstrammerne 38, kraven 40 og dekket 20 i utførelsen på figur 3 er i hovedsaken identisk med innretningen på figur 2 og er følgelig bare vist skjematisk, idet bare forskjellene mellom de to utførelser er vist.

Den enhetlig utformede strammerring 40 som er vist på figur 2 og 4, har en gjennomgående boring 42 med tilstrekkelig diameter til å gå klar av den ytre diameter av spiralsporet 30. Slik som best vist på figur 4, har strammerringen 40 et i hovedsaken åttekantet legeme med monteringsarmer 60 som strekker seg ut fra vekslende sideflater av åttekanten. Hver arm 60 har en åpning 62 for å oppta enden av en stempelstang 37 og er forsynt med øvre og nedre forsterkningssteg 64 hhv. 66 for å styrke ringen 40. Hver av disse armer 60 er noe skråttstilt i forhold til planet for resten av legemet (se figur 2) og danner fortrinnsvis en vinkel som er lik den gjennomsnittlige vinkel som stigerørstrammeren 38 danner med stigerørets 14 senterlinje. På denne måte vil hver arms 60 plan danne en reaksjonsf late som står i hovedsaken normalt på en kraftlinje som virker langs senterlin-jen for strammesylinderen 38 og stangen 37. Selv om denne vinkel vil være en funksjon av konstruksjonen (lengde av strammere, diameter av ring, punkt for sylinderbefestigelse, etc), vil disse vinkler vanligvis falle innenfor området fra ca. 10o til ca. 25o. Da hver av antallet av strammere 38 virker gjennom et felles punkt, forekommer det ingen tendens til å vri eller bøye stigerøret dersom en sylinder skulle svikte, slik det var tilfelle med tidligere konfigurasjoner. Det er derfor ikke noe behov for å pare virkemåten av motstående sylindere, og hver strammer 38 vil være uavhengig forsynt med sine egne hydrauliske og pneumatiske reservoarer (ikke vist). Selv om hvilket som helst antall strammere 38 kan benyttes, foretrekkes det at et minimum på tre benyttes (i hvilket tilfelle ringens 40 legeme fortrinnsvis vil være sekskantet), og enda mer å foretrekke et minimum på fire.

En konvensjonell justeringsanordning 44 bestående av en kam-ring 45, kiler 46 med innvendig bueformede, gjengede overflater 48 og en klemplate 50 er fastboltet til strammerringen 40 ved hjelp av et antall (kun en er vist) festebolter 52. Kamringen 45 presser kilene 46 til inngrep med spiralsporet 30, og klemplaten 50 holder kilene 46 i inngrepsstilling. En tverrstift 54 kan benyttes til å hindre relativ dreining mellom kamringen 45 og kilene 46, og følgelig mellom strammerringen 40 og toppstykket 22.

Den delte segment-strammerring 40 i utførelsen på figur 3 er vist på figur 5. Detaljene ved utformingen er de samme bortsett fra at denne alternative konstruksjon er utformet med to flenser 51 for å tillate segmentene å boltes sammen. Slik som vist skjematisk på figur 3, passer åpningens 42 innerdiameter generelt til basisdiameteren 26, for å lette ringens forbindelse med den trinnvis variable utførelse av stigerør-toppstykket.

Siderettede stabiliseringsruller 56 danner inngrep med kravens 34 ytre overflate for å holde stigerøret 14 sentrert i åpningen 20. I utførelsen på figur 2 har bare et kort parti 35 ved hver ende av kraven eller hylsen 34 full tykkelse (dvs. har minimal innerdiameter) og er gjenget for å danne inngrep med toppstykkets 22 spiralspor 30. I utførelsen på figur 3 har avsnitt 35' full tykkelse for å utfylle mellomrommene mellom de ringformede fremspring 28, og ett avsnitt av den delte sement-krave 34 er oppgjenget som vist ved 33 for å oppta forbindelses-bolter (ikke vist) som er forsenket i det andre oppdelte segment. Dette tilveiebringer en glatt, utvendig overflate for kontakt med stabiliseringsrullene 56 og letter disses operasjon.

De fire stigerørstrammere 38 (to vist) er hver sammen-koplet med plattformdekket 18 ved hjelp av et modifisert kuleledd 39 som tillater en viss dreiebevegelse mellom strammeren 38 og dekket 18 som vil inntreffe etter hvert som strammerens 38 stempelstang 37 fremskyves og inntrekkes for å opprettholde en ensartet spennkraft på stigerøret 14. En liknende, modifisert kuleleddforbindelse 41 er benyttet for å forbinde endene av stempelstengene 37 med strammerringen 40 for å tillate den samme dreiebevegelse mellom strammerne 38 og strammerringen 40. Man vil selvsagt innse at hvilket som helst antall stigerørstrammere 38 kan benyttes.

Stigerørstrammersystemet ifølge oppfinnelsen tilveiebringer en i høy grad forenklet anordning for stramming av et produksjonsstigerør 14 uten å utsette dette for ubalanserte krefter som kunne føre til bøyning eller brudd av stigerøret eller produksjonsrør som er inneholdt i dette. Strammerringen tilveiebringer et antall (tre eller flere) forbindelsespunkter i armene 60 som er lik antallet av strammersylindre 38 som skal benyttes. Hver av armene 60 er fortrinnsvis skråttstilt eller vinkelinnstilt i forhold til planet for ringens 40 legemsparti, idet den spesielle vinkel er lik den vinkel som er dannet mellom strammeren og stigerøret, slik at de derved dannede reaksjonsflater vil være i hovedsaken perpendikulære på kraf tvirkningslinjene for strammerne 38. I tilfelle av svikt av én av systemets strammere vil systemet fortsette å virke effektivt, og ingen ekstraordinær anstrengelse trenger å gjøres for å erstatte den uvirksomme strammer. I stedet kan den defekte del erstattes når det blir beleilig (f eks etter at en storm har passert).

Det justerbare stigerør-toppstykke 22 ifølge oppfinnelsen unngår dessuten behovet for en nøyaktig måling av avstanden mellom brønnen på havbunnen og dekkets 18 øvre overflate. Toppstykket 22 kan ganske enkelt forbindes med toppen av stigerøret 14 slik at den strekker seg gjennom hullet 20 i dekket 18, med et stort antall fremspring over og under dekket 18 for å tilveiebringe festepunkter. Toppstykket 22 kan deretter kuttes i passende lengde og brønnhodeventiltreet 32 og stigerørstram-merne 38 installeres ved benyttelse av de hele eller oppdelte, segmenterte kraver 34 hhv. 40. Utførelsen ifølge figur 2 tilveiebringer vesentlig fleksibilitet da gjengen 30 tilveiebringer mulighet for kontinuerlig justering. Stigerørstram-merne 38, som virker gjennom strammerringen 40, tilveiebringer en kontinuerlig, i hovedsaken ensartet spennkraft på stigerøret 14, på tross av relativ bevegelse av plattformdekket 18. Dette eliminerer faren for flatklemming, korrugering eller annen form for skade på stigerøret 14. Både den kontinuerlig justerbare stigerørutførelse på figur 2 og det trinnvis justerbare stigerør på figur 3 øker toleransen ved måling av avstanden mellom havbunnen og den tilsiktede posisjon av brønnhodeventiltreet, og letter derved installasjonen ved tilveiebringelse av et antall aksepterbare installasjonsposisjoner. Hver av utførelsene av stigerør-toppstykket tilveiebringer dessuten et annet antall av godtakbare forbindelsespunkter for en stigerør-strammerring, fortrinnsvis av den type som er vist og beskrevet her.

Claims (6)

1. Anordning ved et stigerør for en strekkstagplattform, omfattende en i det vesentlige sylindrisk rørlengde (22) festet i forlengelsen av stigerøret (12), for anordning av et ventiltre på stigerøret i fast stilling i forhold til havbunnen, og for å tillate relativ bevegelse mellom ventiltreet og et plattformdekk eller liknende, KARAKTERISERT VED at rørlengden (22) har et antall ribber (28) jevnt fordelt langs sin lengde og forløper gjennom en åpning i dekket hvor ribbene (28) forløper både over og under dekket slik at det frembringes et første antall forbindelses-punkter for ventiltreet (32) over dekket (18) og et annet antall forbindelsespunkter for en strammeanordning (38, 40) for stigerøret under dekket (18), slik at forbindelsen mellom stigerøret og dekket kan justeres når dekket (18) beveger seg vertikalt i forhold til havbunnen.

2. Anordning ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at en første krave er innrettet for feste av ventiltreet til stigerør-seksjonen i de første forbindelsespunkter.

3. Anordning ifølge krav 2, KARAKTERISERT VED at en annen krave er innrettet for feste av stigerørseksjonen i de andre forbindelsespunkter.

4. Anordning ifølge foregående krav, KARAKTERISERT VED at ribbene er utformet som et kontinuerlig, skruelinjef ormet spor på stigerørseksjonens utside, slik at ventiltreet og stigerøret kan justeres kontinuerlig.

5. Anordning ifølge krav 1-3, KARAKTERISERT VED at ribbene er utformet som flere sylindriske fremspring med samme lengde.

6. Anordning ifølge krav 5, KARAKTERISERT VED at første og annen krave omfatter delte, segmenterte kraver som griper inn mellom ribbene.