NO20101409A1

NO20101409A1 - guidepost

Info

Publication number: NO20101409A1
Application number: NO20101409A
Authority: NO
Inventors: Espen Pettersen
Original assignee: Vasshella As
Priority date: 2010-10-12
Filing date: 2010-10-12
Publication date: 2012-04-13
Also published as: EP2627863A1; EP2627863B1; WO2012050459A1; EP2627863A4; WO2012050459A9; NO333368B1

Abstract

Det er vist en styrestolpe (1) til bruk under siste del av en styrt nedfiring av utstyr (20) mot et forutbestemt punkt eller sted (30) på sjøbunnen. Styrestolpen (1) fortsetter eller videreføres i en føringsvaier som forløper mot en struktur på havoverflaten. Et ledd (3) er introdusert mellom selve styrestolpen (4) og en fikseringsfot (2) som er beregnet på fast innfesting til en undervannskonstruksjon. Leddet (3) er i stand til å overføre aksialt virkende krefter samtidig som det opphever bøyemomenter.A guide post (1) is shown for use during the latter part of a controlled downpour of equipment (20) towards a predetermined point or location (30) on the seabed. The guide post (1) continues or continues in a guide wire extending towards a structure on the sea surface. A link (3) is introduced between the guide post (4) itself and a fixing foot (2) which is intended for fixed attachment to an underwater structure. The joint (3) is capable of transmitting axially acting forces while eliminating bending moments.

Description

Styrestolpe Steering column

Foreliggende oppfinnelse vedrører en styrestolpe til bruk under siste del av en styrt nedfiring av utstyr mot et forutbestemt punkt eller sted på sjøbunnen, der styrestolpen fortsetter i en føringsvaier som forløper mot en struktur på havoverflaten. The present invention relates to a guide post for use during the last part of a controlled descent of equipment towards a predetermined point or location on the seabed, where the guide post continues in a guide wire that extends towards a structure on the sea surface.

Føring eller styring av undervannsutstyr ned på brønnhoder ved bruk av føringsliner, vanligvis vaier, og en styrestolpestruktur er alminnelig kjent. Slike føringsstolper blir ofte benyttet til å lokalisere komponenter på sjøbunnsfundamenter under oljeboring eller oljeproduksjon eller for å plassere en modul oppå hverandre. For eksempel ved boring av en undervannsbrønn blir vanligvis et føringsfundament plassert rundt lederørhuset til en brønn som bores. Føringsfundamentet har styrestolper og disse blir brukt til å posisjonere en boresikringsventil BOP på toppen av brønnhodet. Styrestolper kan også bli brukt til å installere og posisjonere andre moduler, for eksempel for å lede og posisjonere en nedre stigerørspakke på en boresikringsventil, eller en nødfrakoplingspakke på en brønnoverhalingssikring. Guiding or guiding underwater equipment down onto wellheads using guide lines, usually wire ropes, and a guide post structure is commonly known. Such guide posts are often used to locate components on seabed foundations during oil drilling or oil production or to place a module on top of each other. For example, when drilling an underwater well, a guide foundation is usually placed around the casing of a well being drilled. The guiding foundation has guide posts and these are used to position a drill protection valve BOP on top of the wellhead. Guide posts can also be used to install and position other modules, for example to guide and position a lower riser package on a well safety valve, or an emergency disconnect package on a well overhaul safety.

Slike føringsstolper skaper en grovinnretting mellom utstyret og brønnhodet og skaper vertikal stabilitet i systemet for å kunne foreta kopling til brønnhodet. Endelig innretting blir utført med selve konnektoren. Vanligvis vil det være fire føringsvaiere og fire stolper som blir brukt under en nedfiringsoperasjon. Such guide posts create a rough alignment between the equipment and the wellhead and create vertical stability in the system to be able to connect to the wellhead. Final alignment is carried out with the connector itself. Typically, there will be four guide wires and four poles used during a lowering operation.

Et formål med den foreliggende oppfinnelse har vært å redusere risiko for brudd eller skade på styrestolpene som sitter på toppen av en BOP og som normal brukes til å lede på plass en LMRP ned på BOP. Ved en nødssituasjon åpnes en konnektor mellom BOP og LMRP og LMRP løfter seg av stussen på toppen av BOP. Et krav til dagens utstyr er at dette skal kunne skje med inntil 5 graders vinkelforskjell mellom stigerør og LMRP. One purpose of the present invention has been to reduce the risk of breakage or damage to the guide posts which sit on top of a BOP and which are normally used to guide an LMRP into place down onto the BOP. In an emergency, a connector between the BOP and the LMRP is opened and the LMRP lifts off the spigot on top of the BOP. A requirement for today's equipment is that this must be possible with up to a 5 degree angle difference between riser and LMRP.

Det skal dermed forstås at i en slik situasjon er det fare for å brekke/skade styrestolpene. It should therefore be understood that in such a situation there is a risk of breaking/damaging the steering columns.

Med den foreliggende oppfinnelse sikres det at styrestolpene kan bøye seg 5 grader slik at LMRP går lett fri. Ved gjeninstallasjon posisjoneres boreriggen rett over hullet og føringsvaiere festes og strekkes opp med for eksempel 40kN slik at LMRP kan nedsettes og lande trygt. With the present invention, it is ensured that the steering posts can bend 5 degrees so that the LMRP can be easily released. When re-installing, the drilling rig is positioned directly over the hole and guide wires are attached and stretched up with, for example, 40kN so that the LMRP can be lowered and land safely.

Dette løses med styrestolpe av den innledningsvis nevnte art som kjennetegnes ved at et ledd er introdusert mellom selve styrestolpen og en fikseringsfot beregnet på fast innfesting til en undervannskonstruksjon, hvilket ledd er i stand til å overføre aksialt virkende krefter samtidig som det opphever bøyemomenter. This is solved with a steering column of the type mentioned at the outset, which is characterized by the fact that a joint is introduced between the steering column itself and a fixing foot intended for permanent attachment to an underwater structure, which joint is capable of transmitting axially acting forces while canceling bending moments.

Med fordel danner leddet et opplagringselement som omfatter en ekstorner matrise som befinner seg i grensesnittet mellom styrestolpen og fikseringsfoten. Advantageously, the joint forms a storage element which comprises an external matrix located at the interface between the steering column and the fixing foot.

Vider kan den elastomere matrise omfatter i det minste én innleiret armeringslamell, så som en stålplate. Furthermore, the elastomeric matrix may comprise at least one embedded reinforcing lamella, such as a steel plate.

Typisk vil den elastomere matrise være i form av et gummimateriale, naturlig eller syntetisk, alternativt et polymert materiale. Typically, the elastomeric matrix will be in the form of a rubber material, natural or synthetic, alternatively a polymeric material.

Med fordel er den elastomere matrise vulket, limt eller tilsvarende til en metallplate som i sin tur er innfestet til fikseringsfoten. Advantageously, the elastomeric matrix is vulcanized, glued or similar to a metal plate which in turn is attached to the fixation foot.

Den elastomere matrise kan også ligge løst inne i fikseringsfoten i form av et elastomert element. The elastomeric matrix can also lie loosely inside the fixation foot in the form of an elastomeric element.

I en fordelaktig utførelse omfatter fikseringsfoten en nedre radialt utad rettet flensplate, en øvre radialt utad rettet flensplate med oppad ragende hattform for opptak av den elastomere matrise og en til styrestolpen festet ankertapp med flensparti, hvilket flensparti er beregnet på å bli innspent mellom den øvre og nedre flensplate via den elastomere matrise. In an advantageous embodiment, the fixing foot comprises a lower radially outwardly directed flange plate, an upper radially outwardly directed flange plate with an upwardly projecting hat shape for receiving the elastomeric matrix and an anchor pin attached to the guide post with a flange portion, which flange portion is intended to be clamped between the upper and lower flange plate via the elastomeric matrix.

Vanligvis vil de respektive flensplater være innfestet til hverandre ved hjelp av boltforbindelser. Usually, the respective flange plates will be attached to each other by means of bolted connections.

Om ønsket eller nødvendig, kan minst en tetningsring i tillegg inngå i leddkonstruksj onen. If desired or necessary, at least one sealing ring can also be included in the joint construction.

En klaring (di) kan foreligge mellom ankertappens flensparti og den nedre flensplate, nærmere bestemt flenspartietes mer perifere omkretsflate og et radialt indre parti av den nedre flensplate. A clearance (di) may exist between the anchor pin's flange portion and the lower flange plate, more specifically the flange portion's more peripheral circumferential surface and a radially inner portion of the lower flange plate.

Videre kan en klaring (d2) foreligge mellom ankertappens omkretsflate og den øvre flensplates innvendige radius. Furthermore, a clearance (d2) can exist between the peripheral surface of the anchor pin and the inner radius of the upper flange plate.

Andre og ytterlige formål, særtrekk og fordeler vil fremgå av den følgende beskrivelse av en foretrukket utførelse av oppfinnelsen, som er gitt for beskrivelsesformål og gitt i forbindelse med de vedlagte tegninger, hvor: Other and additional purposes, special features and advantages will be apparent from the following description of a preferred embodiment of the invention, which is given for description purposes and given in connection with the attached drawings, where:

Fig. 1 viser i perspektiv en styrestolpe ifølge oppfinnelsen, Fig. 1 shows in perspective a steering column according to the invention,

Fig. 2 viser i perspektiv, styrestolpen ifølge fig. 1 med delen fra hverandre, Fig. 2 shows in perspective, the steering column according to fig. 1 with the part apart,

Fig. 3 viser noe forstørret den nedre del av styrestolpen vist i figur 2, Fig. 3 shows somewhat enlarged the lower part of the steering column shown in Fig. 2,

Fig. 4 viser i langsgående snitt den nedre del av styrestolpen ifølge figur 3 i montert tilstand slik denne del er vist i figur 1, Fig. 5A viser et sideriss av styrestolpen ifølge oppfinnelsen med indikerende piler, samt et toppriss og bunnriss, Fig. 4 shows in longitudinal section the lower part of the steering column according to Figure 3 in the assembled state as this part is shown in Figure 1, Fig. 5A shows a side view of the steering column according to the invention with indicating arrows, as well as a top view and bottom view,

Fig. 5B viser et sideriss og en snittlinje A-A, Fig. 5B shows a side view and a section line A-A,

Fig. 5C viser et lengdesnitt langs linjen A-A i fig. 5B, og Fig. 5C shows a longitudinal section along the line A-A in fig. 5B, and

Fig. 6 viser et undervannsutstyr idet det er i ferd med å løftes av fra en undervannsstruktur og foretar en tiltende bevegelse. Fig. 6 shows an underwater device as it is in the process of being lifted off from an underwater structure and makes a tilting movement.

Med henvisning til fig. 1 vises det en styrestolpe som generelt er gitt henvisningstallet 1. Styrestolpen 1 er satt sammen av flere deler, en nedre (i bruksstilling) fikseringsfot 2, et leddorgan 3 og selve stolpedelen 4. With reference to fig. 1 shows a steering column which is generally given the reference number 1. The steering column 1 is composed of several parts, a lower (in use position) fixing foot 2, a joint member 3 and the column part itself 4.

Stolpedelen 4 har i sin tur en øvre endedel 4a og en nedre endedel 4b som i en bruksstilling er fast innfestet til stolpedelen 4.1 en brukssituasjon er en føringsvaier (ikke vist) festet til stolpedelens øvre ende 4a og forløper opp til overflaten, vanligvis til et overflatefartøy, for forbindelse til dette. Den nedre endedelen 4b vil, etter montering av fikseringsfoten 2, bli sveist eller på annen måte fast innfestet til stolpedelen 4. The pole part 4 in turn has an upper end part 4a and a lower end part 4b which in a position of use is firmly attached to the pole part 4.1 a use situation is a guide wire (not shown) attached to the pole part's upper end 4a and extends up to the surface, usually to a surface vessel , for connection to this. The lower end part 4b will, after mounting the fixing foot 2, be welded or otherwise firmly attached to the post part 4.

Det henvises videre til figur 2 og 3 som tydeligere viser at fikseringsfoten 2 er satt sammen av flere deler. Disse deler er en nedre radialt utad rettet flensplate 2 a med en rekke huller rund sin periferi, en øvre radialt utad rettet flensplate 2b med korresponderende huller og med en oppad ragende hattprofil 2c som danner et hulrom for opptak av en elastomere matrise 5, eller elastomert element 5, og en til stolpedelen 4 festet ankertapp 4c som er utstyrt med et flensparti 4d. Det skal for øvrig bemerkes, med henvisning til fig. 2 og 3, at ved montering av styrestolpen 1, må først ankertappen 4c med sin flensdel 4d settes ned i utsparing 2a' i den nedre flensplaten 2a, så settes det elastomere element 5 over ankertappen 4c og ned til anlegg mot toppflaten av flensdelen 4d før den øvre flensplate 2b tres over ankertappen 4c og legges med sin hattprofil 2c ned mot toppflaten til det elastomere element 5. Dette er lydelig vist i figur 4 som blir beskrevet nedenfor. Deretter tres styrestolpens 4 nedre endedel 4b over ankertappen 4c før selve den langstrakte stolpedel 4 settes mot den nedre endedel 4b og sveises til denne eller fikseres på annen egnet måte. Reference is also made to figures 2 and 3, which more clearly show that the fixation foot 2 is assembled from several parts. These parts are a lower radially outwardly directed flange plate 2a with a series of holes around its periphery, an upper radially outwardly directed flange plate 2b with corresponding holes and with an upwardly projecting hat profile 2c which forms a cavity for receiving an elastomeric matrix 5, or elastomeric element 5, and an anchor pin 4c attached to the post part 4 which is equipped with a flange portion 4d. It should also be noted, with reference to fig. 2 and 3, that when mounting the steering column 1, the anchor pin 4c with its flange part 4d must first be set down in recess 2a' in the lower flange plate 2a, then the elastomeric element 5 is placed over the anchor pin 4c and down to abut against the top surface of the flange part 4d before the upper flange plate 2b is threaded over the anchor pin 4c and laid with its hat profile 2c down against the top surface of the elastomeric element 5. This is shown sonically in figure 4, which is described below. Next, the lower end part 4b of the steering column 4 is threaded over the anchor pin 4c before the elongated column part 4 itself is placed against the lower end part 4b and welded to this or fixed in another suitable way.

Figur 4 viser i nærmere detalj at flenspartiet 4d er beregnet på å bli innspent mellom den øvre og nedre flensplate 2b, 2a via det elastomere element 5. Elementet 5 vil normalt være plassert og virke mellom flenspartiet 4d og hattprofilens 2c innvendige toppflate 2c'. Legg merke til at innspenningen mellom den øvre og nedre flensplate 2b, 2a via det elastomere element 5 normalt vil resultere i forspenning i det elastomere element 5. Dette gir dermed et selvopprettende moment i styrestolpen 1 dersom den skulle bli utsatt for midlertidige sidekrefter. Som et alternativ til et elastomert element, vil det også være mulig å vulkanisere en ekstorner matrise 5 til en av delene, enten til flensdelen 4d, inne i hattdelen 2c eller faktisk til begge deler. Figure 4 shows in more detail that the flange part 4d is intended to be clamped between the upper and lower flange plates 2b, 2a via the elastomeric element 5. The element 5 will normally be located and act between the flange part 4d and the inner top surface 2c' of the hat profile 2c. Note that the tension between the upper and lower flange plate 2b, 2a via the elastomeric element 5 will normally result in prestressing in the elastomeric element 5. This thus provides a self-righting moment in the steering column 1 should it be exposed to temporary lateral forces. As an alternative to an elastomeric element, it would also be possible to vulcanize an extorner matrix 5 to one of the parts, either to the flange part 4d, inside the hat part 2c or indeed to both parts.

Elementet eller matrisen kan ha armeringer 5 a i form av stålplater eller annet egnet materiale, for å forsterke eller avstive matrisen ytterligere. Dette øker også styrestolpens 1 selvopprettende moment. The element or the matrix can have reinforcements 5a in the form of steel plates or other suitable material, to reinforce or stiffen the matrix further. This also increases the steering column's 1 self-righting moment.

Som det fremgår av fig. 4 er det med forsett skapt en klaring di mellom ankertappens 4c flensparti 4d og den nedre flensplate 2a, nærmere bestemt flenspartietes 4d mer perifere omkretsflate og et radialt indre parti av den nedre flensplate 2a. Klaringen di avtar mot ankertappens 4c senterakse. Denne klaring gjør det mulig for hele stolpedelen 4 å knekke eller tilte i forhold til fikseringsfoten 2 dersom den utsettes for lateralt virkende krefter. Elementet eller matrisen 5 gjør at slik vippebevegelse yter motstand, og mer desto mer styrestolpen 1 knekkes lateralt. Imidlertid er det satt en grense ved om lag 5 graders vinkelawik, uten at dette skal anses som noen absolutt grense eller begrensning. As can be seen from fig. 4, a clearance di has been intentionally created between the flange portion 4d of the anchor pin 4c and the lower flange plate 2a, more specifically the more peripheral circumferential surface of the flange portion 4d and a radially inner portion of the lower flange plate 2a. The clearance decreases towards the center axis of the anchor pin 4c. This clearance makes it possible for the entire post part 4 to break or tilt in relation to the fixing foot 2 if it is subjected to laterally acting forces. The element or matrix 5 means that such rocking movement offers resistance, and the more the steering column 1 is bent laterally. However, a limit of approximately 5 degrees of angular misalignment has been set, without this being considered an absolute limit or limitation.

Nok en klaring d2er tilveiebrakt mellom ankertappens 4c omkretsflate 4c' og den øvre flensplates 2b innvendige radius 2b'. Denne klaring d2er med på å begrense vinkelen som stolpedelen 4 kan innta i forhold til fikseringsfoten 2. Another clearance d2 is provided between the circumferential surface 4c' of the anchor pin 4c and the inner radius 2b' of the upper flange plate 2b. This clearance d2 helps to limit the angle that the post part 4 can take in relation to the fixing foot 2.

Med en slik design på styrestolpen 1 som beskrevet ovenfor, er det introdusert et ledd mellom selve styrestolpen 4 og fikseringsfoten 2. Som nevnt er fikseringsfoten beregnet på fast innfesting til en undervannskonstruksjon. Det introduserte ledd er i stand til å overføre aksialt virkende krefter samtidig som det opphever bøyemomenter. With such a design of the steering column 1 as described above, a link has been introduced between the steering column 4 itself and the fixing foot 2. As mentioned, the fixing foot is intended for permanent attachment to an underwater structure. The introduced joint is capable of transmitting axially acting forces while canceling bending moments.

Fig. 6 illustrer en situasjon der styrestolpen ifølge den forliggende oppfinnelse kommer til særlig anvendelse. Når et undervannsutstyr LMRP 20 skal løftes opp fra en undervannsstruktur BOP 30 og den førstnevnte er utsatt for en skjevbelastning, vil den situasjon som er vist i fig. 6 oppstå. Undervannsutstyret LMRP 20 er i den illustrerte situasjon orientert i forhold til undervannsstrukturen BOP 30 ved hjelp av fire styrestolper 1. Skjevbelastningen oppstår dersom løftekraften i undervannsutstyret LMRP 20, i tillegg til den vertikale komponent, også har en horisontal komponent. Den horisontale komponent søker å dra undervannsutstyret LMRP 20 i sideveis retning samtidig med at den vertikale komponent løfter utstyret 20 opp. Ettersom styrestolpenes 1 fikseringsføtter 2 er fast montert til undervannsstrukturen BOP 30, vil undervannsutstyret LMRP 20 foreta en vippebevegelse ved at styrestolpene 1 knekker i sine ledd 3 ved begynnende løfting, selv om vippebevegelsen, eller vinkelutslaget, er begrenset. Dette reduserer som sagt vesentlig faren for at styrestolpene 1 blir bøyd eller skadet på annen måte under en løfteoperasjon. Etter at undervannsutstyret LMRP 20 er løftet klar av styrestolpene 1, vil det elastomere element 5 i hver fikseringsfot 2 søke å gjenopprette styrestolpen til å innta en hovedsakelig vertikal stilling. Fig. 6 illustrates a situation where the steering column according to the present invention comes into particular use. When an underwater equipment LMRP 20 is to be lifted up from an underwater structure BOP 30 and the former is exposed to a bias load, the situation shown in fig. 6 occur. In the illustrated situation, the underwater equipment LMRP 20 is oriented in relation to the underwater structure BOP 30 by means of four guide posts 1. The skew load occurs if the lifting force in the underwater equipment LMRP 20, in addition to the vertical component, also has a horizontal component. The horizontal component seeks to pull the underwater equipment LMRP 20 in a sideways direction at the same time as the vertical component lifts the equipment 20 up. As the control posts 1's fixing feet 2 are fixedly mounted to the underwater structure BOP 30, the underwater equipment LMRP 20 will make a tilting movement by the control posts 1 breaking in their joints 3 at the beginning of lifting, even if the tilting movement, or the angular movement, is limited. As said, this significantly reduces the risk of the steering posts 1 being bent or damaged in some other way during a lifting operation. After the underwater equipment LMRP 20 is lifted clear of the guide posts 1, the elastomeric element 5 in each fixing foot 2 will seek to restore the guide post to assume a substantially vertical position.

Som indikert skal den nå foreslåtte styrestolpe 1 kunne håndtere en vipping eller knekking av styrestolpen 1 på opp til ca. 5 grader fra vertikalen, slik pilen Pi i fig. 5A-5C indikerer. Typisk strekkraft i føringsvaieren er 40kN under en slik operasjon, slik pilen P2i fig. 5A-5C indikerer. As indicated, the now proposed steering column 1 must be able to handle a tilting or bending of the steering column 1 of up to approx. 5 degrees from the vertical, as the arrow Pi in fig. 5A-5C indicate. Typical tensile force in the guide wire is 40kN during such an operation, as shown by the arrow P2 in fig. 5A-5C indicate.

Claims

1. Control post (1) for use during the last part of a controlled descent of equipment (20) towards a predetermined point or place (30) on the seabed, where the control post (1) continues or is continued in a guide wire that extends towards a structure on the sea surface, characterized whereby a link (3) is introduced between the steering column (4) itself and a fixing foot (2) intended for permanent attachment to an underwater structure, which link (3) is capable of transmitting axially acting forces while canceling bending moments.

2. Steering column as stated in claim 1, characterized in that the joint (3) forms a storage element comprising an external matrix (5) which is located at the interface between the steering column (4) and the fixing foot (2).

3. Steering column as stated in claim 1 or 2, characterized in that the elastomeric matrix (5) comprises at least one embedded reinforcement lamella (5a), such as a steel plate.

4. Steering column as stated in claim 1, 2 or 3, characterized in that the elastomeric matrix (5) is in the form of a rubber material, natural or synthetic, alternatively a polymeric material.

5. Steering column as stated in one of claims 1-4, characterized in that the elastomeric matrix (5) is vulcanized, glued or similar to a metal plate which in turn is attached to the fixing foot (2).

6. Steering column as specified in one of claims 1-5, characterized in that the elastomeric matrix (5) lies loosely inside the fixing foot (2) and is in the form of an inserted element (5).

7. Steering column as specified in one of claims 1-6, characterized in that the fixing foot (2) comprises a lower radially outwardly directed flange plate (2a), an upper radially outwardly directed flange plate (2b) with an upwardly projecting hat shape (2c) for receiving the elastomeric matrix (5) and an anchor pin (4c) with flange part (4d) attached to the steering column (4) itself, which flange part (4d) is intended to be clamped between the upper and lower flange plate (2b, 2a) via the elastomeric matrix ( 5).

8. Steering column as specified in one of claims 1-7, characterized in that respective flange plates (2a, 2b) are attached to each other by means of bolted connections.

9. Steering column as specified in one of claims 1-8, characterized in that at least one sealing ring is additionally included in the joint construction.

10. Steering column as specified in one of the claims 1-9, characterized in that a clearance (di) exists between the flange part (4d) of the anchor pin (4c) and the lower flange plate (2a), more specifically the more peripheral circumferential surface of the flange part (4d) and a radial inner part (2a') of the lower flange plate (2a).

11. Steering column as specified in one of the claims 1-10, characterized in that a clearance (tø) exists between the circumferential surface of the anchor pin (4c) and the inner radius of the upper flange plate (2b).