NO177780B - Svivelinnretning for fluidumoverföring - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en svivelinnretning omfattende indre og ytre, innbyrdes dreibare sviveldeler, hvor sviveldelene har respektive indre fluidumbaner som står i forbindelse med hverandre via ett eller flere tilhørende ringrom i grenseflaten mellom sviveldelene, idet ringrommene er avtettet fra hverandre ved hjelp av tetningsanordninger.

Mange forskjellige utførelser av svivelkonstruksjoner av ovennevnte type er i bruk innen industrien. Innen offshore-industrien benyttes eksempelvis svivelinnretninger for å tillate overføring av hydrokarboner (olje og gass) eller annet prosessfluidum gjennom koplingsdeler som roterer eller skal være roterbare i forhold til hverandre, f.eks. mellom et marint stigerør som er koplet til en flytende lastebøye, og et rørsystem på et tankfartøy som er koplet til bøyen og skal være dreibart om bøyen under påvirkning av vind, bølger og vannstrømmer.

Når det gjelder kjent teknikk angående svivelanordninger, skal det nevnes at det fra GB 1 557 108 er kjent en svivelanordning omfattende et ringrom som på vanlig måte er avtettet ved hjelp av tetninger som er trykkpåvirket av produktfluidum-trykket. De innbyrdes roterbare sviveldeler er oppiågret ved hjelp av en kule- eller rullelageranordning hvor de flater som kontaktes av kulene eller rullene, er dannet av et spesielt, hardt overflatebelegg.

Videre viser GB 2 163 505 en svivelanordning omfattende en "flytende" eller radialt forskyvbar ring som er anbrakt i et ringspor eller ringformet hulrom mellom en indre og en ytre sviveldel, og som er avtettet mot sviveldelene ved hjelp av pakninger.

EP 0 144 110 viser en tetnings- eller svivelanordning hvor det i et ringspor på hver side av et ringrom som skal avtettes, er anbrakt to tetningsringer, idet sporet har større bredde enn tetningsringehe og det til mellomrommet mellom tetningsringene tilføres et trykkfluidum med et trykk som er høyere enn trykket av det medium som det skal tettes mot. Tetningsringene har U-formet tverrsnitt og er anbrakt i ringsporet med U'ens ben vendende mot hverandre.

EP 0 154 395 viser en svivelkonstruksjon hvor det i et ringspor på hver side av et ringrom som skal avtettes, er anbrakt en klaringskontrollring med tilhørende tetningselementer, og hvor det dessuten er anordnet kanaler for tilførsel til ringsporet av smøreolje med et trykk som er større enn produkttrykket, og som sørger for rensing av tetningsflåtene for forurensninger.

På forskjellige anvendelsesområder kan det være aktuelt å benytte svivelanordninger som er konstruert slik at de indre og ytre sviveldeler på enkel måte kan frakoples fra hverandre, og hvor en sviveldel senere kan sammenkoples med en samvirkende sviveldel i en annen svivelinnretning av den aktuelle type, for å danne en operativ svivelenhet. Det vil her være av vesentlig betydning at sviveldelene kan frakoples fra eller tilkoples til hverandre på enkel, rask og sikker måte, samtidig som det oppnås en effektiv og sikker tetning mellom sviveldelene.

Det er således et generelt formål med oppfinnelsen å tilveiebringe en svivelinnretning som muliggjør at sviveldelene kan sammenkoples med eller frakoples fra hverandre på enkel og rask måte, samtidig som det ved sammenkopling oppnås en effektiv og sikker tetning mellom sviveldelenes ringrom.

Et annet formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe en svivelinnretning ved hvilken samvirkende sviveldeler kan sammenkoples enkelt og raskt på tross av forholdsvis store toleranseawik eller senterforskyvninger mellom sviveldelene, og med minimal risiko for å skade sviveldelene.

Et ytterligere formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe en svivelinnretning som er egnet for fjernstyrt manøvrering ved innbyrdes tilkopling og fråkopling av sviveldelene.

Et ytterligere formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe en svivelinnretning som gir mulighet for enkel overvåkning av tetningsanordningene og disses tetningsfunksjon.

For oppnåelse av ovennevnte formål er det tilveiebrakt en svivelinnretning av den innledningsvis angitte type som ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet ved at sviveldelene er utformet som hhv. en hunndel og en hanndel slik at hanndelen kan innføres aksialt i en samvirkende hunndel til en operativ driftsstilling, eller uttrekkes fra hunndelen ved fråkopling av sviveldelene, idet tetningsanordningene mellom ringrommene er innrettet til å aktiveres for aktiv tetningsfunksjon i den nevnte operative driftsstilling, og til å avlastes ved innbyrdes fråkopling av

sviveldelene.

En fordelaktig utførelse av svivelinnretningen, hvor den ene av sviveldelene på hver side av hvert av ringrommene er forsynt med et periferisk ringspor som opptar et radialt bevegelig ringelement med tilhørende tetningsanordninger, er kjennetegnet ved at tetningsanordningene er innrettet for statisk tetning mot den andre sviveldel og for dynamisk tetning mellom ringelementet og det periferiske ringspors sidevegger, idet tetningsanordningene er innrettet til å opereres hydraulisk ved hjelp av en barrierevæske som har høyere trykk enn omgivelsestrykket, idet sviveldelen med de periferiske ringspor er forsynt med en tilførselskanal for barrierevæsken.

Med svivelinnretningen ifølge oppfinnelsen oppnås en enkel, rask og sikker sammenkopling av sviveldelene, og en like enkel og rask fråkopling av sviveldelene. I den nevnte utførelse hvor det radialt bevegelige ringelement er forsynt med statiske og dynamiske tetningsanordninger som er innrettet til å opereres hydraulisk på den angitte måte, oppnås en effektiv og sikker tetning mellom ringrommene. Ved å benytte en barrierevæske med høyere trykk enn omgivelsestrykket, oppnås en kontrollert lekkasjevei i retning fra barrierevæsken til det aktuelle prosessfluidum, dvs. fra rent til "skittent" medium. Barrierevæsken kan hensiktsmessig være en hydraulisk olje som da samtidig har smørende virkning, og tetningsf låtene kan beskyttes ved å la meget små mengder av ren barrierevæske lekke ut i "prosessen". Ved å kontrollere volumet og/eller trykket av barrierevæsken over tid, kan man altså kontinuerlig overvåke svivelens tetninger.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende i forbindelse med utførelseseksempler under henvisning til tegningene, der fig. 1 viser et aksialt gjennomskåret riss av en utførelse av en svivelinnretning ifølge oppfinnelsen, hvor sviveldelene er vist i sammenkoplet tilstand, fig. 2 viser et tilsvarende snittriss som fig. 1, men med sviveldelene i innbyrdes frakoplet tilstand, fig. 3 viser et forstørret utsnitt av svivelinnretningen på fig. 1-2, og viser en utførelse av statiske og dynamiske tetningsanordninger som benyttes i svivelinnretningen, fig. 4 viser et tverrsnittsriss av en annen utførelse av de statiske og dynamiske tetningsanordninger i svivelinnretningen, fig. 5 viser et skjematik, delvis gjennomskåret sideriss av en svivelinnretning ifølge oppfinnelsen, hvor svivelinnretningen er en del av et system for offshoreproduksjon av hydrokarboner ved hjelp av et fartøy og en neddykket bøye, og er koplet til en innstillings- og manøveranordning for hen-holdsvis sammenkopling av fråkopling av sviveldelene, fig. 6 viser et ufullstendig, langsgående snittriss av svivelinnretningens hunndel montert i bøyen i systemet ifølge fig. 5, og fig. 7 viser et langsgående snittriss av en del av hanndelen i utførelsen ifølge fig. 5.

Den på fig. 1 og 2 viste svivelinnretning er spesielt beregnet for anvendelse på et fartøy for offshore-produksjon av hydrokarboner, hvor fartøyet (ikke vist) har et neddykket, nedad åpent opptaksrom for opptakelse av en neddykket bøye som er forankret til havbunnen og er forbundet med et antall stigerør som strekker seg mellom bøyen og f.eks. en produksjonsbrønn på havbunnen. Svivelinnretningen sørger her for sammenkopling mellom stigerørene og et rørsystem på fartøyet, idet koplingen samtidig tillater dreining av fartøyet om bøyen under påvirkning av vind, bølger og vannstrømmer, slik som innledningsvis omtalt. Et slikt system er nærmere beskrevet i den samtidig innleverte patentsøk-nad nr. 932460. Selv om oppfinnelsen i det følgende vil bli beskrevet i tilknytning til dette anvendelsesområde, må man være klar over at oppfinnelsen også kan komme til anvendelse på forskjellige andre anvendelsesområder.

Den på fig. 1-2 viste svivelinnretning 1 består av en ytre sviveldel eller hunndel 2 og en indre sviveldel eller hanndel 3 som kan nedsenkes i eller oppløftes fra hunndelen 2. Hunndelen 2 er i dette tilfelle beregnet for permanent montering på senterdelen av en neddykket bøye (ikke vist), mens hanndelen 3 er vist å være glidbart montert i en føringshylse 4 som er passende understøttet på det aktuelle fartøy og som danner fluidumforbindelse mellom svivelinnretningen og et rørsystem (ikke vist) på fartøyet, slik som nærmere beskrevet i ovennevnte patentsøknad.

Føringshylsen 4 understøtter som vist et hus 5 som er beregnet for opptakelse av en øvre del av hanndelen 3 når denne er i den oppløftede stilling (fig. 2). Huset 5 understøtter en manøveranordning 6 for heving og senking av hanndelen 3. Manøveranordningen 6 er hensiktsmessig en hydraulisk aktuator, f.eks. en sylinder/stempelanordning slik som vist. Det vil være klart at når hanndelen 3 skal innføres i hunndelen 2, må hanndelen være anbrakt i en passende sentrert eller koaksial stilling i forhold til hunndelen. En sådan sentrerings- eller innstillingsanordning kan i praksis være anordnet på mange forskjellige måter. Eksempelvis kan innstillingsanordningen bestå av en svingbart opplagret arm hvor den viste føringshylse, eller også selve hanndelen, er festet til armens ene ende, slik som vist og beskrevet i ovennevnte patentsøknad, og også vist på fig. 5.

I sammenkoplet tilstand danner sviveldelene 2, 3 på konvensjonell måte felles ringrom som kommuniserer med tilhørende fluidumbaner i sviveldelene. Antallet av ringrom og fluidumbaner er avhengig av behovet i det aktuelle tilfelle. I det viste eksempel er det anordnet tre ringrom 7, 8, 9 som kommuniserer med hver sin av tre fluidumbaner 10, 11, 12 i hunndelen 2, og med hver sin av tre fluidumbaner 13, 14, 15 i hanndelen 3. I det viste tilfelle er ringrommene dannet av periferiske ringkanaler som er dannet i hunndelen 2, men de kan alternativt være dannet i hanndelen 3, eller også i begge deler, f.eks. for å danne ringrom med stort sett sirkulært tverrsnitt.

I den viste utførelse er hanndelen 3 på hver side av hvert av ringrommene forsynt med et periferisk ringspor 16 som opptar et radialt bevegelig ringelement 17. Alternativt kan ringsporene og ringelementene være plassert i hunndelen. Ringelementet 17 er forsynt med tetningsanordninger 18, 19 som er innrettet for hhv. statisk tetning mot hunndelen og for dynamisk tetning mellom ringelementet 17 og sideveggene av det periferiske ringspor 16. Disse tetningsanordninger kan aktiveres for under drift å danne tetning mellom ringrommene, og kan avlastes i tilfelle av innbyrdes fråkopling av sviveldelene 2, 3. Tetningsanordningene er hensiktsmessig innrettet til å opereres hydraulisk ved hjelp av en barrierevæske som har høyere trykk enn omgivelsestrykket, dvs. trykket av det fluidum som det skal tettes mot. Barrierevæsken tilføres via en passende tilførselskanal 20 som er anordnet i den sviveldel som er forsynt med ringsporene 16, dvs. i det viste tilfelle hanndelen 3. Slik som tydeligere vist på fig. 3, munner tilførselskanalen 20 for barrierevæske ut i et buffervolum som er begrenset av ringsporets 16 bunnområde og det tilhørende ringelement 17, og som står i forbindelse med ringelementets tetningsanordninger 18, 19. Når tetningsanordningene er aktivert, er altså hanndelen 3 bortsett fra ringelementene 17 roterbar i forhold til hunndelen 2. Tetningsanordningenes konstruksjon og virkemåte skal beskrives nærmere under henvisning til fig. 3.

Slik det fremgår av fig. 1 og 2, har ringelementene 17 større ytterdiameter enn resten av den indre sviveldel 3, idet ringelementenes ytterdiameter i hovedsaken svarer til den ytre sviveldels 2 innerdiameter. Ved hjelp av denne ring-elementkonstruksjon oppnås at ringelementene 17 sentrerer seg inne i hunndelen innenfor forholdsvis store toleranser, f.eks. ± 12 mm. Dette er mulig da ringelementene kan flyte fritt i radial retning og således absorbere eventuelle senterawik eller senterforskyvninger mellom hunndelen og hanndelen.

Som ovenfor nevnt, er hanndelen 3 i den viste utførelse glidbart montert i føringshylsen 4. Føringshylsen er festet til en kanalanordning 21 i form av tre rør 22, 23, 24 som på ikke nærmere vist måte er forbundet med det nevnte rørsystem på fartøyet. De tre rør kan inngå i ovennevnte svingbare armanordning for innstilling og manipulering av hanndelen. Hanndelen omfatter en nedre innstikksdel 25 og en toppdel 26, og toppdelen er beliggende i føringshylsen 4 når innstikksdelen er innført i hunndelen 2, slik det fremgår av fig. 1. I denne stilling avgrenser føringshylsen 4 og toppdelen 26 tre felles ringrom 27, 28, 29 som kommuniserer med respektive av hanndelens 3 fluidumbaner 13, 14, 15 og med de nevnte rør 22, 23, 24, idet førings-hylsen 4 har gjennomgående hull mellom ringrommene og de tilhørende rør. Mellom ringrommene er toppdelen 26 forsynt med hydraulisk påvirkede, statiske tetningsanordninger 30 som svarer til tetningsanordningene 18 og som aktiveres av barrierevæsken via tilførselskanalen 20.

En utførelse av de statiske og dynamiske tetningsanordninger er nærmere vist på fig. 3. Figuren viser et utsnitt av hunndelen 2 og hanndelens 3 innstikksdel 25 med delene i sammenkoplet stilling og vist i lengdesnitt gjennom svivelinnretningens akse, slik som på fig. 1.

Den statiske tetningsanordning 18 består av to U-formede leppetetninger 35 som er anbrakt i et periferisk spor 36 i ringelementet 17 som også kan benevnes som statisk tetningshus. Ringelementet består av to stålringer som er sammensatt og festet til hverandre slik som vist på figuren, slik at tetningselementene kan anbringes i sporet 36 før stålringene monteres til hverandre. De U-formede leppetetninger består av et passende, elastomert materiale og har aksialt rettede ben 37, hvor det ytre ben under påvirkning av barrierevæsken presses utover til friksjonsmessig låsende inngrep med den motstående tetningsflate av hunndelen 2. Barrierevæsken tilføres som nevnt via tilfør-selskanalen 20 og buffervolumet i bunnen av ringsporet 16, idet ringelementet 17 er forsynt med passende åpninger for dette formål.

Hvert av de elastomere tetningselementer 35 er forsynt med en innstøpt støttering 41 (antydet stiplet), for å hindre ekstrusjon av tetningselementmateriale mellom innbyrdes tilstøt-ende tetningsflater, under trykkpåvirkning fra barrierevæsken.

Den dynamiske tetningsanordning 19 består også av to elastomere, U-formede leppetetninger 38, men disse tetningselementer er anbrakt i separate ringspor 39 i det periferiske ringspors 16 sidevegger, idet de skal danne tetning mellom ringelementet 17 og det tilstøtende parti av hanndelen 3 ved dreining av denne i hunndelen 2. De U-formede tetningselementer 38 har radialt rettede ben 40 som under påvirkning av barrierevæsken presses til dynamisk tetning mot hhv. ringelementet

17 og ringsporene 39.

Tetningselementene 38 vil også være forsynt med liknende støtteringer (ikke vist) som omtalt for tetningselementene 35, for å hindre ekstrusjon av tetningsmateriale.

Når hanndelen og hunndelen er i sammenkoplet stilling, har som nevnt ringelementene 17 sentrert seg inne i hunndelen 2, idet de er fritt bevegelige i radial retning. Barrierevæsken (f.eks. hydraulisk olje eller vann) er satt under trykk, og barrierevæsketrykket tvinger de statiske tetningselementer 35 til å ekspandere mot hunndelens tetningsf late og låser ringelementene eller tetningshusene i sin stilling. Når det gjelder den dynamiske tetning, leder en liten spalte mellom ringelementets 17 og ringsporets 16 tetningsflater barrierevæsken frem til tetningselementet 38. Trykkforskjellen mellom barrierevæsken og prosessfluidumet bringer tetningselementet i fast kontakt med

ringelementets tetningsflate.

Når tetningsanordningene 18 og 19 er aktivert, låser altså de statiske tetningselementer 35 ringelementene 17 friksjonsmessig til hunndelen 2, mens ringelementenes 17 og ringsporenes 16 tilstøtende sidevegger danner innbyrdes bevegelige glideflater som er avtettet ved hjelp av de dynamiske tetningselementer 38. For tetningsfunksjonen til den statiske tetning er det av avgjørende betydning at det oppnås solid og kraftig friksjonsfeste mellom tetningselementet og hunndelens tetningsflater. Bevegelse mellom tetningselementet og hunndelen vil forårsake lekkasje på grunn av de store trykkforskjeller over tetningen. Trykket og f riks jonskoef f isienten vil være avgjørende, og som tetningsmateriale vil man velge et elastomermateriale som gir størst mulig friksjon. For den dynamiske tetning vil man derimot velge et elastomermateriale som gir lav friksjon mellom glideflatene, for å oppnå god tetning med lav friksjon.

Når hanndelen og hunndelen skal frakoples fra hverandre, avlastes barrierevæsketrykket, slik at ringelementene 17 ikke lenger er låst i sin stilling. Hanndelen kan nå trekkes ut av hunndelen. Selv om tetningselementene under denne operasjon er avlastet, er de fremdeles i kontakt med sine tetningsflater.

Slik det fremgår av fig. 3, er svivelinnretningens ringrom 7, 8, 9 i den viste utførelse avgrenset av en ringkanal 42 i hunndelen 2, av de på siden av ringkanalen beliggende ringelementer 17 av hanndelen 3, og av hanndelens overflateparti 43 mellom ringelementene. Hanndelens innstikksdel 25 omfatter et sylindrisk senterlegeme 44 og et antall separate fluidumbane-gjennomføringselementer 45 som er beliggende mellom ringelementene 17, idet de nevnte elementer 17 og 45 er innført suksessivt på senterlegemet sammen med avstandshylser 46 som er beliggende radialt innenfor respektive ringelementer 17 og opprettholder passende avstand mellom gjennomføringselementene 45 i forhold til ringelementenes 17 bredde i hanndelens aksialretning. I det minste de ytterst beliggende gjennomføringselementer er fiksert på senterlegemet 44 ved hjelp av respektive låseskruer 47 (vist på fig. 1 og 2).

Slik det fremgår av fig. 1 og 2, er ytterkanten av hunndelens 2 innerflate avfaset som vist ved 48, for å lette innføring av hanndelen 3 i hunndelen 2. For dette formål er også ringelementes 17 ytre sidekanter og de tilstøtende sidekantpartier av hunndelens ringkanaler 42 avfaset, som vist ved 49 hhv.

50 på fig. 3.

En alternativ utførelse av en ringelement- og tet-ningsmontasje er vist på fig. 4. På figuren er mellomroms-avstander og klaringer mellom enkelte elementer for tydelighetens skyld vist sterkt overdrevet. På tilsvarende måte som på fig. 3 er det vist et utsnitt av en hunndel 55 og innstikksdelen av en hanndel 56 med delene i sammenkoplet stilling, og vist i lengdesnitt gjennom svivelinnretningens akse. I denne utførelse er et radialt bevegelig ringelement 57 anordnet i et periferisk ringspor 58 i hanndelen 56. I ringelementet er det anbrakt en statisk tetningsanordning i form av et U-formet leppetet-ningselement 59 med lepper som er rettet mot hunndelens 55 tilgrensende tetningsflate. Barrierevæske tilføres via en kanal 60 til et buffervolum i bunnen av ringsporet 58. Når barrierevæsken trykksettes, presses tetningsleppene utover til friksjonsmessig låsende inngrep med den motstående tetningsflate av hunndelen.

Den dynamiske tetningsanordning består her av to tetningselementer 61 som er tettende anbrakt i respektive ringspor 62 på hver side av ringelementet 57, i tettende inngrep med en tilstøtende tetningsf late av ringelementet. Hvert ringspor 62 er som vist forbundet med tilførselskanalen 60 for barrierevæske. I ringsporets bunnparti er det anbrakt en trykkfjær 63 som virker på tetningselementet i tillegg til trykket fra barrierevæsken. Hvert tetningselement 61 er videre påvirket og fastholdt av en i ringsporet anbrakt 0-ring 64.

Slik det vil innses av en fagmann, vil det i tet-ningsflaten mellom tetningselementene 61 og den tilstøtende anleggs- eller seteflate av ringelementet 57 innstille seg en kraftbalanse mellom de "lukkende" krefter representert ved kraften fra fjæren 63 og den hydrauliske kraft som skyldes barrierevæsketrykket, og de "åpnende" krefter representert ved den hydrauliske kraft som skyldes prosessfluidumtrykket og barrierevæsketrykket. Ved passende utforming av tetningselementet 61 med hensyn til valg av diameter av tetningselementets anleggsflate mot ringelementet 57, og ved passende valg av 0-ringdiameter og fjærtrykk, kan man påvirke den ubalanserte kraft med hvilken tetningselementet 61 presses mot anleggsflaten, og derved oppnå ønsket flatetrykk i den dynamiske tetningsflate. Således kan optimal dynamisk tetningsfunksjon oppnås.

Slik det vil innses, er virkemåten og de funksjonsmes-sige egenskaper ved utførelsen på fig. 4 for øvrig i hovedsaken de samme som for den foran beskrevne utførelse, og det henvises derfor i denne henseende til den foregående beskrivelse.

Fig. 5-7 viser en utførelse av svivelinnretningen hvor denne inngår i et system for offshoreproduksjon av hydrokarboner ved hjelp av et fartøy som er innrettet for tilkopling til og fråkopling fra en neddykket bøye, hvor bøyen omfatter en ytre oppdriftsdel for innføring og frigjørbar fastgjøring i et neddykket, nedad åpent opptaksrom i fartøyet, og en i den ytre del roterbart lagret senterdel som er forankret til havbunnen og er forbundet med minst ett stigerør som strekker seg opp til bøyen. Det henvises i denne forbindelse til den innledningsvis nevnte patentsøknad.

I utførelsen ifølge fig. 5-7 omfatter svivelinnretningen 71 en hunndel 72 som på fig. 6 er vist å være festet til - og nærmere bestemt montert i - senterdelen 73 av en bøye 70 som er løsbart fastgjort i opptaksrommet i det aktuelle fartøy (ikke vist). Bøyen er skjematisk vist å omfatte en ytre oppdriftsdel 74 i hvilken senterdelen 73 er opplagret ved hjelp av to radiallagre 75, 76 og et aksiallager 77. Hunndelen 72 omfatter to fluidumbaner 78, 79 som er koplet til respektive stigerør 80, 81 som er innført i bøyen.

En hanndel 82 er stivt festet til den ene ende av en armanordning 83, og dens fluidumbaner 84, 85 (se fig. 7) er koplet til respektive rør 86 (bare ett rør vist) som forløper langs armanordningen 83 til indre fluidumbaner i en koplingsdel eller koplingsplugg 87 som er stivt festet til en dreibart opplagret ende av armanordningen. Hanndelen er også forsynt med en umbilical- eller kontrollkabelkopling omfattende en sentralt anbrakt pluggdel 88 som er beregnet for sammenkopling med et kontrollkabel-stigerør 89 som også er koplet til bøyen 70. Kontrollkabelen inneholder de nødvendige, elektriske og hydrauliske styreledninger som er tilkoplet via elektriske kontaktbånd 90 og hydrauliske koplinger (ikke vist) ved pluggdelens 88 nedre ende.

Det skal bemerkes at en kontrollkabelkopling med en passende kontrollkabel-pluggdel i praksis normalt også vil være anordnet i forbindelse med svivelutførelsen ifølge fig. 1 og 2. Pluggdelen vil da være anordnet ved den nedre ende av hanndelen, for tilkopling i et tilsvarende koplingspunkt i hunndelen.

Det skal også bemerkes at utførelsen på fig. 6 er konstruert slik at stigerørene sammen med hunndelen 72 kan trekkes opp gjennom bøyens senterdel og inn i fartøyet. Dette vil være fordelaktig for vedlikeholdsformål.

Systemet omfatter videre en anordning for oppløfting av armanordningen 83 med hanndelen 82 og koplingsdelen 87 som en enhet, og for dreining av den nevnte enhet i den oppløftede stilling, slik at hanndelen kan svinges mellom en lagringsstilling ved siden av fartøyets opptaksrom og en servicestilling sentrert over bøyen. I den nedsenkede servicestilling hvor hanndelen 82 er sammenkoplet med hunndelen 72, er koplingsdelen 87 anbrakt i et koplingsstykke i form av en koplingshylse 91 for tilkopling av indre fluidumbaner i koplingsdelen til fartøyets rørsystem 92 for prosessfluida.

I svivelanordningen 71 er hunndelen 72 på konvensjonell måte forsynt med periferiske kanaler 93, 94 (fig. 6) for dannelse av ringrom for kommunikasjon med hanndelens fluidumbaner 84, 85 (fig. 7). På tilsvarende måte er koplingshylsen 91 forsynt med ringrom (ikke vist) som danner forbindelse mellom koplingsdelens 87 fluidumbaner og fartøyets rørsystem 92. Som vist på fig. 7, er hanndelens 82 fluidumbaner 84, 85 avgrenset innenfor kon-sentriske rørelementer 95, 96, idet disse fluidumbaner via åpninger i rørveggene står i forbindelse med hunndelens til-hørende ringrom 93, 94.

Slik det vil være klart ut fra en betraktning av fig. 7, kan hanndelens lengde og diameter reduseres vesentlig dersom bare ett medium skal overføres.

For oppløfting, nedsenking og dreining av armanordningen 83 med hanndelen 82 og koplingsdelen 87 er armanordningen i den dreibart lagrede ende forsynt med en oppstående akseldel 97 som er dreibart og aksialt glidbart lagret i en lageranordning 98. Lageranordningen 98 er anordnet i et stativ 99 som er passende understøttet på fartøyet. For oppløfting og nedsenking av armanordningen og de av denne understøttede elementer er akseldelen 97 koplet til en hydraulisk drevet manipulator 100 som kan ha en forutbestemt opp/ned-bevegelse. For den horisontale dreie- eller svingebevegelse av armanordningen kan det hensiktsmessig være anordnet en egen aktuator (ikke vist), f.eks. en hydraulisk sylinder/stempelanordning.

I den viste utførelse er akseldelens 97 og dermed armanordningens 83 dreieakse 101 konsentrisk med koplingsdelens 87 og dermed koplingshylsens 91 lengdeakse. Dette koaksiale arrangement kan være fordelaktig når geometriske og/eller dimensjoneringsmessige grunner tilsier en plassering av dreie-akselen ved den motsatte ende av armanordningen i forhold til hanndelen 82. Armens dreieakse kan imidlertid også tenkes plassert på et passende sted mellom hanndelen og koplingsdelen, idet dette kan gi en fordelaktig utbalansering av armanordningen og de av denne understøttede elementer, og dermed reduserte belastningsmomenter og belastningskrefter på bl.a. lageranordningen 98.

Svivelanordningen 71 i systemet ifølge fig. 5-7 er konstruert på tilsvarende måte som i den foran beskrevne utførelse, både når det gjelder radialt bevegelige ringelementer for opptakelse av forholdsvis store toleranser og senterawik, og når det gjelder statiske og dynamiske tetningsanordninger som aktiveres ved hjelp av en barrierevæske med høyere trykk enn omgivelsestrykket. Det henvises derfor her til den foregående beskrivelse når det gjelder den generelle konstruksjon og funksjon av disse anordninger, og av de oppnådde fordeler.

Også i denne utførelse er de kombinerte ringelement- og tetningsmontasjer anordnet i hanndelen, for plassering på hver side av hunndelens 72 ringrom 93 og 94 når hanndelen er innført i hunndelen. På fig. 7 er disse montasjer bare vist skjematisk som blokker 102. Barrierevæske til disse montasjer tilføres via en ikke vist tilførselskanal som står i forbindelse med den på fig. 5 viste ledning 103 for barrierevæske. (Denne ledning er vist delvis sammenfallende med en kontrollkabelledning 104 som er tilkoplet ved toppen av hanndelen 82.) Barrierevæske tilføres også via en ikke vist tilf ørselsledning til statiske tetningsanordninger som er anordnet i koplingsdelen 87, på prinsip-pielt tilsvarende måte som i toppdelen 26 av hanndelen 3 i utførelsen ifølge fig. 2 og 3.

Claims (12)

1. Svivelinnretning omfattende indre og ytre, innbyrdes dreibare sviveldeler (2, 3; 55, 56; 72, 82), hvor sviveldelene har respektive indre fluidumbaner (10-15; 78, 79, 84, 85) som står i forbindelse med hverandre via ett eller flere tilhørende ringrom (7-9; 93, 94) i grenseflaten mellom sviveldelene (2, 3;

55, 56; 72, 82), idet ringrommene er avtettet fra hverandre ved hjelp av tetningsanordninger (18, 19; 59, 61), KARAKTERISERT VED at sviveldelene (2, 3; 55, 56; 72, 82) er utformet som hhv. en hunndel (2; 55; 72) og en hanndel (3; 56; 82) slik at hanndelen kan innføres aksialt i en samvirkende hunndel til en operativ driftsstilling, eller uttrekkes fra hunndelen ved fråkopling av sviveldelene, idet tetningsanordningene (18, 19; 59, 61) mellom ringrommene (7-9; 93, 94) er innrettet til å aktiveres for aktiv tetningsfunksjon i den nevnte operative driftsstilling, og til å avlastes ved innbyrdes fråkopling av sviveldelene (2, 3; 55, 56; 72, 82).

2. Svivelinnretning ifølge krav 1, hvor den ene (3; 56) av sviveldelene på hver side av hvert av ringrommene (7-9) er forsynt med et periferisk ringspor (16; 58) som opptar et radialt bevegelig ringelement (17; 57) med tilhørende tetningsanordninger (18, 19; 59, 61), KARAKTERISERT VED at tetningsanordningene er innrettet for statisk tetning mot den andre sviveldel (2; 55) og for dynamisk tetning mellom ringelementet (17; 57) og det periferiske ringspors (16; 58) sidevegger, idet tetningsanordningene (18, 19; 59, 61) er innrettet til å opereres hydraulisk ved hjelp av en barrierevæske som har høyere trykk enn omgivelsestrykket, idet sviveldelen (3; 56) med de periferiske ringspor (16; 58) er forsynt med en tilførselskanal (20; 60) for barrierevæsken.

3. Svivelinnretning ifølge krav 2, hvor den første sviveldel (3; 56) er den indre sviveldel, KARAKTERISERT VED at ringelementene (17; 57) har større ytterdiameter enn resten av den første sviveldel (3; 56), idet ringelementenes (17; 57) ytterdiameter i hovedsaken svarer til den ytre sviveldels (2; 55) innerdiameter.

4. Svivelinnretning ifølge krav 3, KARAKTERISERT VED at hvert ringrom (7-9) er avgrenset av en ringkanal (42) i den andre hvert ringrom (7-9) er avgrenset av en ringkanal (42) i den andre sviveldel (2), av de på siden beliggende ringelementer (17) i den første sviveldel (3), og av den første sviveldels (3) overflateparti (43) mellom ringelementene (17).

5. Svivelinnretning ifølge krav 3 eller 4, KARAKTERISERT VED at den indre sviveldel (3) omfatter et sylindrisk senterlegeme (44) og et antall separate fluidumbane-gjennom-føringselementer (45) som er beliggende mellom ringelementene (17), idet de nevnte elementer (17 og 45) er innført suksessivt på senterlegemet (44) sammen med avstandshyIser (46) som er beliggende radialt innenfor respektive ringelementer (17) og opprettholder passende avstand mellom gjennomføringselementene (45) i forhold til ringelementenes (17) bredde.

6. Svivelinnretning ifølge krav 4 eller 5, KARAKTERISERT VED at ringelementenes (17) ytre sidekanter (49) og de tilstøt-ende sidekantpartier (50) av den ytre sviveldels (2) ringkanaler (42) og ytterkanten (48) av den ytre sviveldels (2) innerflate er avfaset for å lette innføring av den indre sviveldel (3) i den ytre sviveldel (2).

7. Svivelinnretning ifølge ett av kravene 2-6, KARAKTERISERT VED at den statiske tetningsanordning (18) består av en U-formet leppetetning (35) med ben (37) som er rettet aksialt langs svivelen (1), hvor det ytre ben under påvirkning av barrierevæsken presses til friksjonsmessig låsende inngrep med den andre sviveldel (2).

8. Svivelinnretning ifølge ett av kravene 2-7, KARAKTERISERT VED at den dynamiske tetningsanordning (19) består av to elastomere, U-formede leppetetninger (38) som er anbrakt i respektive ringspor (39) i den første sviveldel (3) på hver side av ringelementet (17), og som har radialt rettede ben (40) som under påvirkning av barrierevæsken presses til dynamisk tetning mot hhv. ringelementet (17) og ringsporet (39).

9. Svivelinnretning ifølge ett av kravene 2-7, KARAKTERISERT VED at den dynamiske tetningsanordning består av to tetningselementer (61) som er tettende anbrakt i respektive ringspor (62) i den første sviveldel (56) på hver side av ringelementet (57), idet ringsporets (62) bunnparti er forbundet med tilførselskanalen (60) for barrierevæske, og det i ringsporets (62) bunnparti videre er anbrakt en mekanisk fjær (63) som påvirker tetningselementet (61) i tillegg til trykket fra barrierevæsken.

10. Svivelinnretning ifølge krav 9, KARAKTERISERT VED at tetningselementet (61) er påvirket og fastholdt av en i ringsporet (62) anbrakt 0-ring (64), og at kraften fra fjæren (63), 0-ringens (64) diameter og diameteren av tetningselementets (61) anleggsflate mot ringelementet (57) er innbyrdes tilpasset slik at det oppnås en ønsket størrelse av den ubalanserte kraft med hvilken tetningselementet (61) presses mot anleggsflaten.

11. Svivelinnretning ifølge ett av de foregående krav, KARAKTERISERT VED at den ene sviveldel (82) er montert ved den ene ende av en armanordning (83) som er svingbart opplagret på avstand fra den nevnte ende, slik at denne sviveldel (82) kan svinges mellom en lagringsstilling og en servicestilling med sviveldelen (82 ) sentrert over den andre sviveldel (72), idet det er sørget for en manøveranordning (100) for sammenkopling av sviveldelene (72, 82).

12. Svivelinnretning ifølge ett av de foregående krav, for bruk i forbindelse med en neddykket bøye (70) som er forbundet med et antall stigerør. (80, 81, 89) og er innrettet for innføring og fastgjøring i et opptaksrom i et fartøy, KARAKTERISERT VED at den ene sviveldel (72) er permanent festet til bøyen (70) og den andre sviveldel (82) er passende understøttet på fartøyet, idet den andre sviveldel (82) er forsynt med en sentralt anordnet kontrollkabelplugg (88) som er innrettet for sammenkopling med et tilsvarende kontrollkabelkoplingsstykke i den første sviveldel (72).