NO180134B - Forseglingsanordning - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår forsegling av et langstrakt element, slik som en kabel, et rør eller en flerfunksjon-kabel (umbi1 i cal/navl estréng), ved elementets innføring i et apparat. Oppfinnelsen angår særlig forsegling ved den nedre, horisontale ende ved et offshore J-rør, som fører fra sjøbunnen til en plattformstruktur. Sjøbunnen kan ligge flere hundre meter under overflatenivået.

I enkelte tilfeller er det ønskelig, etter at et langstrakt element er blitt installert i et J-rør, at sjøvannet som omgir elementet inne i J-røret, av-oksideres for å for-hindre eller redusere korrosjon. For å nøytralisere sjøvannet i røret tilsettes inhibitorer til vannet, og trykket på innsiden legges normalt ca. 5-6 bar over trykket til det omgivende vann. Et problem opptrer imidlertid på grunn av vanskeligheter med å oppnå en fullstendig forsegling mellom overflaten til elementet og rørinnføri ngen. Dersom forseglingen er dårlig, vil det utvendige sjøvann gradvis utveksles med sjøvannet som er forsynt med inhibitoren inne i røret.

Fra britisk patent nr. 2188999 (B. Friis 3) er det kjent en forsegl ingsanordning som omfatter minst to deler som er innrettet til å bli presset mot hverandre, mot omkretsen til det langstrakte element og mot åpningen til apparatet. Minst én av delene er hengslet til apparatet.

US patent nr 4,712,800 omhandler en metode for å reparere skjøtehoder, og hvor det benyttes en elastomerisk ring som har en radiell spalt, og som derfor kan tres på en kabel. Ringen skrus fast til en forsegl ingsplate og fungerer som en slags støpeform for en silikonmasse som sprøytes inn i mellomrommet mellom platen og ringen. Ringen har i seg selv ingen tettende eller forseglende funksjon.

Hovedformålet med foreliggende oppfinnelse er å tilveie-bringe en alternativ og effektiv total forsegling ved inn-føringen i et J-rør.

Hovedtrekkene i henhold til foreliggende oppfinnelse er definert i patentkravene. Ved hjelp av foreliggende oppfinnelse oppnås en effektiv forsegling som kan installeres av dykkere eller ved hjelp av en ROV etter at det langstrakte element er installert i J-røret. En ytterligere fordel er at forurensning som kan opptre på grunn av utlekkende inhibitorer, blir effektivt forhindret.

Ovennevnte og ytterligere trekk og formål ved foreliggende oppfinnelse vil klart fremgå av den følgende detal-jerte beskrivelse av utførelser av foreliggende oppfinnelse, sett i samband med de ledsagende tegninger, hvor: Fig. 1 viser en skjematisk fremstilling av et tverrsnitt til en installasjon, fig. 2 viser et eksempel på en forsegl i ngsanordni ng som kan benyttes, og figurene 3 og 4 viser alternative utførelser av installasjonen.

I fig. 1 er det angitt et langstrakt element 1, slik som en kabel, et rør eller en f1erfunksjon-kabel (navlestreng), installert inne i et J-rør 2. Den nedre ende av J-røret er vist og er normalt forsynt med en blindflens (ikke vist) som må fjernes og utskiftes med en spesiell inntrekningsf1 ens før installering av det langstrakte element 1. Inntrekningsflensen 3 er blitt konstruert slik at den passer sammen med J-rørets flens som vist. Den innbyrdes forbindelse er forseglet ved hjelp av én eller flere 0-ringer. Inngangssiden (høyre siden) til inntrekningsfl ensen er formet som en trakt-åpning for å sikre at overflaten til det langstrakte element ikke blir ødelagt når det trekkes inn i J-røret. Avhengig av hvordan J-rørets inngang er konstruert, kan inntrekningsflens 3 også ha en traktformet åpning 4 som vender inn i J-røret. J-rørets inngang kan også være konstruert som en kombinasjon av komponentene 2 og 3 som angitt i fig. 3.

Inntrekningsflens 3 vil bli installert av dykkere (eller en ROV) under bruk av en 1øfteanordning slik som en bøye (ikke vist), mens bolter og muttere monteres. Det neste trinnet er å innføre det langstrakte element 1 gjennom inntrekningsflens 3 og J-rør 2, og installere enden av det langstrakte element før en oppsplittet sentreringsanordning 5 monteres omkring elementet. Sentreringsanordningen er en todelt ring som passer tett omkring elementet og hviler mot en skulder 6 på innsiden av inntrekningsflensen. Sentreringsanordningen er fortrinnsvis fremstilt av et ikke-ettergivende materiale med høy viskositet, slik som polyamid (nylon PA6) eller polyoxymety1 en (POM). De to delene av sentreringsanordningen blir forbundet med hverandre ved hjelp av styrepinner.

Forsegl ingsanordningen 7 plasseres nå omkring elementet. Selve forseglingen er utformet som en splittet ring som er fremstilt i ett stykke og er vist i fig. 2. Oppsplittingen 20 ligger i et plan som i alt vesentlig er parallelt med aksen til ringen og med aksen til det langstrakte element. Forseglingen 7 er fremstilt av en silikongummi med lav viskositet, slik som en gummi med betegnelsen RTV-2 (handelsnavn Powerseal 600 fra Wacker-Chemie). Hardheten er ca. 25 Shore A, mens sammentrykningen som velges er 20% i 22 timer og 150 C. Forseglingens overf1ateruhet er svært liten og den tetter godt mot overflaten til andre elementer. Den ytre overflate til forseglingen 7 er tildels konisk for å passe sammen med den innvendige koniske overflate 8 til inntrekningsflensen og delvis sylindrisk for å passe sammen med en sylindrisk indre overflate til en faringsanordning 9. Forseglingen bør anbringes slik at overgangen mellom den koniske og den sylind-riske del ligger an mot et lite trinn i den indre overflate til flensen 3. Den koniske overflate 8 som har en vinkel på ca. 25 (15-40 ) bør også være svært glatt.

Et av kravene til konstruksjonen er at forseglingen 7 må være utskiftbar. Dette betyr at en ikke oppsplittet forsegling ikke kan benyttes. Enkelte fordeler med å benytte en myk forsegling med en enkel oppsplitting er som følger: Forseglingen som består av ett stykke er enklere å håndtere enn en forsegling i to deler, og det spesielt myke materialet gjør det enklere å trekke forseglingen av og på elementet,

forseglingen med en enkelt oppsplitting forsegler bedre enn de to oppsplittingene ved en forsegling som består av to del er,

det foreligger ingen gjennomgående bolteåpninger som må forsegles, slik som i det ovennevnte britiske patent.

Trykkanordninger benyttes for å presse forseglingen 7 mot det langstrakte element 1, mot innerveggen 3 til inntrek-kingsflens 3 og mot sentreringsanordningen 5. Trykkanordningen består av en hengslet trykkplate 10 av stål og denne er lukket omkring det langstrakte element 1. Trykkplaten er tilforordnet en pressplate 11 fremstilt av samme materiale som sentreringsanordningen 5. Som vist på figuren trykkes trykk- og press-platene 10/11 mot forseglingen 7 på en styrt måte ved hjelp av bolter 12 dekket av teflon og anbragt i en flens 13. Førings-anordningen 9 kan ha form av et splittet rør som blir anbragt etter at komponentene 10 og 11 er plassert. En klemme 14 for reduksjon av bøyepåkjenninger kan monteres på flensen 13.

Ved hjelp av den viste forsegling blir forseglings-prosessen forenklet fordi det bare er tre forseglende overflater: 1) den enkle spalten i selve forseglingen 7, 2) forseglingen mot det langstrakte element, og 3) forseglingen mot den glatte, koniske overflate 8 til flensen 3. Tester har vist at under moderate trykk (10 bar) vil den svært myke gummien fylle alle uregelmessigheter i kontakt-flatene, slik som flatene til langstrakte elementer som har polymerkapper som f.eks. kan ha en ru overflate på grunn av uvøren behandling.

Mens inntrekningsfl ens 3 fortrinnsvis er fremstilt i ett stykke, er komponentene 9, 10, 11 og 13 individuelle struk-turer, men består hver fortrinnsvis av to deler som er hengslet sammen. Man må påse at hengsel områdene blir forskjøvet i forhold til hverandre og i forhold til spalten i forseglingen 7 og de møtende flater i sentreringsanordningen 5 rundt strukturens omkrets. I tegningen er det vist snitt som angir noen av hengslene og noen av de motstøtende overflater, slik som hengslene til komponentene 9 og 10 og samsvarende overflater til sentreringsanordning 5 og platen 11.

I fig. 2 er det vist en utførelse av forseglingen 7. Den er fremstilt av et materiale med lav viskositet, noe som gjør det mulig å smette den lett på og av et langstrakt element 1. Forseglingen er fremstilt som en ring i ett stykke og utført med én spalte. Spalten 20 er slik konstruert at den vil bli fullstendig lukket og forseglet når den presses på plass. Overflatene 21 og 22 er konstruert slik at de passer nøyaktig inn i rommet som er avgrenset av inntrekningsfl ens 3 og før-ingsanordning 9.

Fig. 3 viser en alternativ installasjon for det tilfelle at J-rørinngangen er konstruert som en kombinasjon av komponentene 2 og 3 vist i fig. 1. J-røret 30 er forsynt med en traktformet del 31 med en konisk innvendig overflate 32 som tilsvarer overflaten 8 i fig. 1. Trakten til J-røret av-sluttes i en flens 33 som i utgangspunktet er forsynt med en blindflens (ikke vist). I tegningen er blindflensen byttet ut med en flens 34 som tilsvarer flens 13 i fig. 1. Komponentene for å anbringe en bøyningsbegrensende anordning er her ikke vist. Komponentene 35, 36 og 37 tilsvarer komponentene 10, 11 og 12 i fig. 1. Føringsanordning 38 tilsvarer Føringen 9 i fig. 1, men i dette tilfelle er føringen 38 sveiset til flensen 34. Komponentene 34 (med 38), 35 og 36 er fortrinnsvis hengslet for å forenkle installasjon under vann. Det må sørges for at den innvendige overflate til trakten i J-røret ikke er for ru, slik at det vanskeliggjør mottak av forsegl-ingskomponentene. Som forklart i forbindelse med fig. 1 blir forsegl ingskomponentene montert etter at det langstrakte element 1 er blitt installert på offshore-plattformen. Forsegl i ngskomponentene 39 og 40 tilsvarer delene 5 og 7 i fig. 1 og installeres som forklart ovenfor. Sentreringsanordningen 39 har en skulder 42 som hindrer den fra å bli skjøvet inn i J-røret. Endelig blir en krave 41, som kan utgjøres av en hengslet, delt struktur, låst rundt den monterte forsegling og boltene 37 strammes til for å få det ønskede trykk mot forseglingen 40.

I noen tilfeller vil det langstrakte element være forsynt med et fabrikk-montert avhengings-hode (ikke vist) for å forenkle installasjonen av elementet i dets øvre ende på platformen. På grunn av forskjell mellom elementets diameter og den innvendige diameter av J-røret, og også på grunn av J-rørets krumning, vil det være vanskelig å forutsi den nøyaktige lengde av elementet mellom det installerte hode og forseglingsstedet. Den nøyaktige posisjon av forseglingen på det langstrakte element kan derfor ikke fastslås før avhen-gingshodet er blitt installert. I slike tilfeller bør sentreringsanordningen konstrueres slik at den tillater gjennomtrekning av elementet, og forsegl ingsanordningen bør anbringes på J-røret slik at elementet kan forskyves til en ønsket posisjon inne i sentreringsanordningen 5 (og 39) før

komprimering av forseglingen 7 (og 40).

Med det formål å forenkle installasjon av forseglings-anordningen med en ROV, kan sentreringsanordni ngen og forseglingen anbringes på det langstrakte legemet før dette senkes ned til havbunnen. Man må være nøye med å beskytte overflatene av disse forsegl ings-del er under nedsenkings-prosessen.

Som et alternativ til de utførelser som er vist i figurene 1 og 3, kan det benyttes alternative trykkanordninger 50 som vist i figur 4. Trykkanordningene 50 omfatter en ramme 51 med en Y-formet klemme 52 som er hengslet til toppen av rammen. Rammen 51 er festet til en flens 54 på J-røret. I figuren er en del av J-røret fjernet for å vise andre detaljer.

Når klemmen 52 er svingt oppover, kan det langstrakte element 1 med sentreringsanordning 55 og forsegling 56 føres gjennom J-rør flensen 54. En skulder 57 på sentreringsanordningen definerer dens inntrenging i flensen. Det langstrakte element kan trekkes gjennom sentreringsanordningen 55 og forseglingen 56 til dets ønskede posisjon er nådd.

Y-klemmen 52 kan nå svinges ned og låses til rammen ved hjelp av 1åse-anordninger 58. Endelig kan forseglingen 56 komprimeres ved kontrollert stramming av bolter 59 som svarer til boltene 12 og 37 i de utførelser som er vist i figurene 1 og 3.

Figur 4 viser også spalter 60 i den ytre overflate av sentreringsanordningen 55. Disse har det formål å tillate sirkulasjon av inhibitorer gjennom et rør 61 i J-røret.

Mens det er viktig å hindre sjøvann fra å entre J-røret, må man også påse at det langstrakte element i seg selv er forseglet mot langsgående strømning eller migrering av vann i sine ytre lag, og også innenfor det langstrakte element dersom det ikke er forsynt med én eller flere ugjennomtrenge-lige kapper.

Claims (9)

1. Forsegl fngsanordning for forsegling av et langstrakt element (1), slik som en kabel, et rør eller en f1erfunksjon-kabel (umbi1 i cal), der hvor elementet føres inn i en åpning til et apparat, slik som ved et offshore J-rør (2,30), karakterisert ved at anordningen omfatter en sentreringsanordning (5,39,55) anbragt omkring det langstrakte element (1) inne i en inntrekningsflens (3,31,54) ved den nedre inngang til J-røret (2,30), en forsegling (7,40,56) anbragt omkring det langstrakte element (1) inntil sentreringsanordni ngen, utformet som en spaltet ring fremstilt i ett stykke, hvor spalten (20) ligger i et plan som praktisk talt er parallelt med aksen til ringen og med aksen til det langstrakte element, og trykkanordninger (9-13 ;34-38;50-53 ) innrettet for å presse forseglingen (7,40,56) til forseglende anlegg mot det langstrakte element (1), mot flensens overflate (8,32,54) og mot sentreringsanordningen (5,39,55).

2. Forsegl ingsanordning ifølge krav 1, karakterisert ved at forseglingen (7,40,56) er fremstilt av silikongummi med lav viskositet, slik som f.eks. en gummi med benevnelsen RTV-2 (handelsnavn Powerseal 600).

3. Forsegl ingsanordning ifølge krav 1, karakterisert ved at forseglingens (7,40,56) utvendige overflate tildels er konisk (21) for å passe mot en innvendig konisk overflate (8,32) til flensen (3,31,54), og tildels sylindrisk (22) for å passe mot en sylindrisk innvendig overflate til en før ingsanordning (9,38).

4. Forsegl ingsanordning ifølge krav 1, karakterisert ved at sentreringsanordningen (5,39,55) består av en ring fremstilt i to deler og bestående av et materiale med høy viskositet, slik som polyamid (nylon, PA6) eller polyoxymetylen (POM).

5. Forsegl ingsanordning ifølge krav 1, karakterisert ved at sentreringsanordningen (5,39,55) er forsynt med en skulder (6,42,57) som passer mot en tilsvarende skulder inne i inntrekningsflensen.

6- Forsegl ingsanordning ifølge krav 1, karakterisert ved at inntrekningsfl ensen (3) er en separat enhet fremstilt i ett stykke og forseglet mot inngangen til J-røret.

7. Forsegl ingsanordning ifølge krav 6, karakterisert ved at inntrekningsfl ensen har en traktformet munning (4) som vender inn i J-røret.

8. Forseglingsanordning ifølge krav 1, karakterisert ved at trykkanordningene (50) omfatter en ramme (51) som er innrettet til å bli festet til en J-rør flens og som er forsynt med en hengslet klemme (52) som kan låses til rammen.

9. Forseglingsanordning ifølge krav 8, karakterisert ved at klemmen (52) er Y-formet for å muliggjøre lukking og låsing av klemmen etter innføring av det langstrakte element (1) i J-røret.