NO20120220A1 - Reel med utskiftbar trommel, samt framgangsmåte ved bruk av samme - Google Patents

Abstract

Det beskrives en rammekonstruksjon (1) og en fremgangsmåte for bruk av samme, hvor rammekonstruksjonen (1) er innrettet for bæring av en kabeltrommel (13), hvor rammekonstruksjonen (1) innbefatter en spoleanordning (7) for styring av kabelen (14) og i det minste en drivenhet (5) for å kunne frambringe rotasjon av kabeltrommelen (13) for ut- og innspoling av kabel (14), hvor spoleanordningen (7) omfatter to kabelføringspartier (8) som i en bruksstilling er holdt i innbyrdes avstand og festet til en spolevogn (10,10') ved hjelp av braketter anordnet i hvert av kabelføringspartienes (8) endepartier, idet i det minste et parti av spoleanordningen (7) er anordnet løsgjørbart fra spolevognen (10,10') slik at kabelføringspartiet (8) eller deler av dette kan løftes ut av, eller forskyves til siden i rammeverket (3), slik at kabeltrommelen (13) kan fjernes fra rammekonstruksjonen (1).

Description

RAMMEKONSTRUKSJON MED UTSKIFTBAR TROMMEL, SAMT FRAMGANGSMÅTE VED BRUK AV SAMME

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en rammekonstruksjon innrettet for å bære en kabeltrommel. Nærmere bestemt dreier det seg om en rammekonstruksjon innrettet for bæring av en kabeltrommel, hvor rammekonstruksjonen innbefatter en spoleanordning for styring av kabelen. Oppfinnelsen vedrører også utstyr for å lette og sikre utskifting av kabeltrommelen på land, og på flytende offshoreinstallasjoner og fartøy.

Med begrepet rammekonstruksjon menes i dette dokument en ramme eller konteiner som er innrettet til å kunne bære, drive og styre en kabeltrommel med kabel, for eksempel en såkalt "navlestreng" (eng: umbilical). I fagmiljøet blir en rammekonstruksjon av den art som det her er tale om, kalt en "reel".

En rammekonstruksjon eller såkalt "reel" som innbefatter drivinnretninger og tilhøren-de trommel, er velkjent blant annet fra industrien relatert til leting og utvinning av petroleum offshore. Beskrivelse av slike reels er kjent fra norsk patent NO 328052, og fra de amerikanske patentskrifter US 5,950,953 og US 7,210,647 og fra den australs-ke publikasjonen AU-B 150080/92.

Ved slike offshoreoperasjoner, og nærmere bestemt i forbindelse med installasjon og fjerning av undervanns produksjonsutstyr på havbunnen og ved vedlikehold og må-linger, såkalt "workover", i undervannsbrønner, er det vanlig å styre operasjonene fra overflaten ved hjelp av den såkalte "umbilical" som kan inneholde elektriske kabler, hydrauliske slanger og fiberoptiske kabler. Idet umbilicalen, i det etterfølgende også benevnt "kabel", er et kritisk hjelpemiddel i forbindelse med slike installasjons- og vedlikeholdsoperasjoner, er det krav til at det skal være mulig å erstatte kabelen dersom denne skulle svikte, bli skadet eller bli kuttet.

Det har derfor vært vanlig å stille krav til at en komplett reel skal finnes i reserve, slik at hele reelen med kabel kan erstattes med en ny dersom behovet skulle oppstå.

Slike reels som det her er tale om, er meget kostbare idet de er komplette enheter som innbefatter bæreramme, motor, gir og kontrollsystemer. Idet selve bærerammen er en heiseinnretning, stilles det av flere myndigheter også krav til jevnlig sertifise-ring.

På en offshoreinstallasjon er det begrenset plass. Det er derfor normalt ikke plass til å lagre en reservereel på installasjonen. I stedet er det vanlig å lagre slike reels på land. Et kabelbrudd eller skade på en kabel vil derfor kunne resultere i en relativt lang stans i for eksempel en offshoreoperasjon. I tillegg vil enkelte offshoreinstallasjoner ha be-grensninger på hvor tunge enheter som kan tas om bord i ett løft, og det vil for større reelers vedkommende kunne være ønskelig å kunne løfte kabeltrommel og rammekonstruksjon hver for seg.

Det har i offshoreindustrien lenge vært ønske om å kunne erstatte en skadet kabel med en ny, ved å erstatte hele kabeltrommelen med ferdig påspolet kabel, og at slik utskifting skal kunne skje offshore. Norsk patent NO 328052 beskriver en rammekonstruksjon med en dreibar spoleanordning og en framgangsmåte ved bruk av samme. Selv om rammekonstruksjonen ifølge NO 328052 fungerer tilfredsstillende med hensyn til det å kunne fjerne kabeltrommelen fra rammekonstruksjonen, er den be-fengt med enkelte ulemper. Om bord på en flytende installasjon eller et fartøy vil det kunne opptre betydelige bevegelser som følge av bølger. Disse bevegelsene vanske-liggjør dreining av spoleanordningen og krever en relativt kraftig bærekonstruksjon for spoleanordningen. Ved inn- eller utheising av kabeltrommelen vil spoleanordningen ifølge NO 328052 kunne rage høyere enn rammekonstruksjonens topparti, og ut over et sideparti til rammekonstruksjonen. Således vil spoleanordningen både oppta plass over og til et sideparti av rammekonstruksjonen, samtidig som spoleanordningen vil kunne utsettes for skade dersom kabeltrommelen ved inn- eller utheising støter mot spoleanordningen, for eksempel som følge av bølgebevegelser. Det er således et be-hov for å kunne forenkle fjerning av spoleanordningen i forbindelse med inn- eller utheising av kabeltrommelen fra rammekonstruksjonen. Videre er det uttrykt et ønske om å tilveiebringe et arrangement for å sikre og begrense kabeltrommelens bevegelser forårsaket av bølgepåvirkning ved å tilveiebringe sikker styring (eng: guiding) av kabeltrommelen inn og ut av rammekonstruksjonen for å unngå skade på kabeltrommelen eller spoleanordningen.

Oppfinnelsen har til formål å avhjelpe eller å redusere i det minste én av ulempene ved kjent teknikk.

Formålet oppnås ved trekk som er angitt i nedenstående beskrivelse og i etterfølgende patentkrav.

I et første aspekt av den foreliggende oppfinnelse er det tilveiebrakt en rammekonstruksjon innrettet for bæring av en kabeltrommel, hvor rammekonstruksjonen innbefatter en spoleanordning for styring av kabelen og i det minste én drivenhet for å kunne frambringe rotasjon av kabeltrommelen for ut- og innspoling av kabel, hvor spoleanordningen omfatter to kabelføringspartier som i en bruksstilling er holdt i innbyrdes avstand og festet til en spolevogn ved hjelp av braketter anordnet i hvert av kabelføringspartienes endepartier, hvor i det minste et parti av spoleanordningen er anordnet løsgjørbart fra spolevognen slik at kabelføringspartiet eller deler av dette kan løftes ut av, eller forskyves til siden i rammeverket, slik at kabeltrommelen kan fjernes fra rammekonstruksjonen.

Drivinnretningen kan være montert inne i kabeltrommelen som kan være forsynt med lagerkranser omsluttet av lagerbraketter og hvor minst én av disse er festet til en motorbrakett slik at rammekonstruksjonen med lagerbrakett og motorbrakett samt drivenhet er stasjonære, mens utløpet av drivenheten som er en roterende drivaksling er koblet til kabeltrommelen og derved overfører den roterende bevegelsen til kabeltrommelen. Dette har den effekt at for eksempel en kabeltrommel med en skadet kabel kan løftes i sin helhet ut av rammekonstruksjonen, og reservekabeltrommelen kan løftes inn, hvor det kan tenkes at reservekabeltrommelen kan være fullt utrustet med kabel, tilkoblingsdetaljer for hver ende av kabelen, hvor det også kan inngå instru-menter og kontrollenheter påmontert kabeltrommelens vange, og drivinnretningen kan være forhåndsmontert inne i kabeltrommelen. På denne måten vil tidsforbruket ved utskifting av kabeltromler som er anordnet med slik innvendig drivinnretning kunne reduseres vesentlig.

Det er en fordel om kabeltrommelen er lagret opp i hver ende, typisk ved bruk av såkalte svingkranslagre, hvor hvert av disse er omkranset av lagerbraketter som er festet til rammekonstruksjonen i såkalte lagerfundamenter, og hvor drivinnretningen innvendig i kabeltrommelen er typisk montert via i det minste én motorbrakett som er statisk, og er festet til rammekonstruksjonen via i det minste den ene lagerbraketten, og hvor drivinnretningen er forsynt med et gir innrettet for å gå i inngrep med kabeltrommelen, og er innrettet slik at denne kan roteres i den ene eller den andre dreie-retningen.

Rammekonstruksjonen kan ytterligere være forsynt med guidebraketter innrettet til å kunne veksle mellom en passiv stilling hvor guidebrakettene utgjør en integrert del av rammekonstruksjonen, og en aktiv stilling hvor guidebrakettene befinner seg i en tilnærmet vertikal posisjon, hvor de er festet til rammeverket for guiding av inn- og ut-løfting av kabeltrommelen. Dette har den effekt at guidebrakettene opptar eventuelle bevegelser av kabeltrommelen i forbindelse med løfting offshore hvor installasjonen og derved utstyr som løftes kan forventes å bevege seg som følge av bølgepåvirkning.

Guidebrakettene som er innrettet til å kunne guide kabeltrommelen ved inn- og utløf-ting av rammekonstruksjonen kan for eksempel utformes slik at de kan være forhåndsmontert og gjerne integrert i rammekonstruksjonen, og kan løsnes og for eksempel dreies fra horisontal til typisk vertikal posisjon, og deretter festes i rammekonstruksjonen i den nye posisjonen.

Guidebrakettene kan i den aktive stillingen rage over et topparti til rammekonstruksjonen. Dette har den effekt at guidebrakettene møter kabeltrommelen og gir en grov guiding av kabeltrommelen ved innløfting før den kommer i inngrep med rammekonstruksjonen.

Det er en fordel om kabeltrommel, guidebraketter og rammekonstruksjon med lagerfundamenter er anordnet slik at kabeltrommelen guides mer og mer presist mot lagerfundamenter ved låring, på en måte som gradvis reduserer bevegelsesfriheten til kabeltrommelen, for derved å unngå skade på utstyret og for å redusere behovet for finjusteringer når en skal bolte fast nevnte lagerbraketter mot lagerfundamentene. Guidingen vil da kunne virke omvendt ved utløfting av kabeltrommelen fra rammekonstruksjonen.

Det er en fordel om rammekonstruksjonen innrettes for justering av guidebrakettene til for eksempel horisontal posisjon uten at det kreves bruk av installasjonens eller fartøyets løfteinnretninger, for eksempel ved bruk av leidertrinn og andre innretninger hvor inntil to personer kan arbeide, uten at det kreves spesielt utstyr for arbeid i høy-den.

Det er en fordel om rammekonstruksjonen er utstyrt med avtakbart beskyttelsesnett for å underlette tilkomst for eksempel i forbindelse med en eventuell nødvendig justering av guidebrakettene.

Det er en fordel om alle festebolter mellom lagerbraketten og lagerfundamentet er anordnet slik at de kan løsnes og festes fra utsiden av rammekonstruksjonen. Det er således et aspekt ved oppfinnelsen at det ikke skal være nødvendig å befinne seg per sonell innvendig i rammekonstruksjonen ved inn- og utløfting av kabeltrommelen, eller ved montering av denne.

Ifølge et andre aspekt ved den foreliggende oppfinnelse er det tilveiebrakt en framgangsmåte for å fjerne eller anbringe en kabeltrommel i en rammekonstruksjon, hvor rammekonstruksjonen innbefatter en spoleanordning som angitt det første aspektet ved oppfinnelsen, for å kunne styre ut- og innspoling av kabel på kabeltrommelen, og i det minste én drivi nn retn ing for å kunne frambringe rotasjon av kabeltrommelen, hvor framgangsmåten innbefatter å løsgjøre spoleanordningen fra en spolevogn, slik at et kabelføringsparti eller deler av dette kan løftes ut av rammekonstruksjonen eller forskyves til siden i rammeverket.

I det etterfølgende beskrives et eksempel på en foretrukket utførelsesform som er anskueliggjort på medfølgende tegninger, hvor: Fig. 1 viser et perspektivisk oppriss av en rammekonstruksjon ifølge den foreliggende oppfinnelse sett skrått ovenfra, hvor rammekonstruksjonen bærer en kabeltrommel; Fig. 2 viser rammekonstruksjonen i fig. 1 hvor kabelføringspartiet er løftet ut, og hvor spolevogner er posisjonert mot senter på hver av spoleskruene; Fig. 3 viser rammekonstruksjonen i fig. 2 etter at et beskyttelsesnett er fjernet, dørpanelene er åpne og guidebraketter er dreiet fra horisontal og til vertikal posisjon; Fig. 4 viser kabeltrommelen idet denne er i ferd med å fjernes fra rammekonstruksjonen; Fig. 5 viser rammekonstruksjonen etter at kabeltrommelen er fjernet; Fig. 6 viser kabeltrommelen, vist delvis i snitt, idet den er i ferd med å bli løftet inn i rammekonstruksjonen, og hvor guidebraketter er anordnet i en opp-adragende stilling slik at de kan guide kabeltrommelen ned i rammekonstruksjonen; Fig. 7 viser hvorledes kabeltrommelen guides ned i rammekonstruksjonen gjennom den konstruksjonsutforming som er gitt, uten at trommelen kan komme til å skade andre konstruksjonsdetaljer eller deler av maskineriet;

og

Fig. 8 viser hvorledes lagerbrakettens og lagerfundamentets utforming bidrar til finjustering av kabeltrommelens posisjon ved låring av kabeltrommelen inne i rammekonstruksjonen.

I figurene angir henvisningstallet 1 en rammekonstruksjon ifølge den foreliggende

oppfinnelse. Rammekonstruksjonen 1 innbefatter guidebraketter 2, 2', et rammeverk 3, med lagerfundamenter 3', 3", en kabeltrommel 13, en drivenhet 5, en spoleanordning 7 med kabelføringsparti 8 og lagerbraketter 12, 12'. Kabelføringspartiet 8 innbefatter ruller 8'.

For klarhetens skyld er kun et fåtall av de komponenter som vises på figurene angitt med henvisningstall. En fagmann vil forstå formålet med de komponenter som er vist, men som ikke nærmere omtalt i det etterfølgende.

Rammekonstruksjonen 1 er innrettet for å kunne bære en kabeltrommel 13 med påspolet kabel 14.

I den viste utførelse er en drivenhet 5 montert innvendig i en stasjonær motorbrakett 6 (se fig. 6). Motorbraketten 6 er boltet til en lagerbrakett 12, som er innrettet slik at den omkranser en lagerkrans anordnet på høyre side i fig. 6. Drivenheten 5 er forsynt med en drivaksling 26 som på i og for seg kjent vis er innrettet til å gå i inngrep med festeanordninger innvendig i kabeltrommelen 13.

En ytterligere lagerkrans 11' er anbrakt utvendig på venstre side (se fig. 6) av trom-melens flens, og er innrettet slik at den omslutter en lagerbrakett 12' og derved støt-ter kabeltrommelens 13 motsatte side under operasjon.

I fig. 1 vises rammekonstruksjonen 1 i en typisk bruksstilling. Et beskyttelsesnett 4 er anordnet i partier av rammeverket 3. Formålet med beskyttelsesnettet 4 er både å tilveiebringe beskyttelse av rammekonstruksjonens 1 innhold, og å redusere faren for at personell kommer i kontakt med roterende deler som befinner seg inne i rammekonstruksjonen 1. Beskyttelsesnettet 4 er innrettet til å kunne fjernes. Spoleanordningen 7 omfatter to kabelføringspartier 8 som i en bruksstilling er holdt i innbyrdes avstand og festet til en spolevogn 10, 10' ved hjelp av braketter anordnet i hvert av kabelføringspartienes 8 endepartier. Kabelføringspartiet 8 er i den viste utførelse festet til spolevogner 10 og 10' med skruer slik at kabelføringspartiets 8 braketter kan løsgjøres eller fjernes helt fra spolevognene 10, 10'.

I den viste utførelse er spoleanordningens 7 kabelføringsparti 8 forsynt med en vinklet utforming. Kabelføringspartiet 8 er avgrenset av en flerhet av ruller 8'. Kabelen 14 vil på grunn av den vinklede utforming kunne føres trinnløst i kabelføringspartiet 8 mellom en i det vesentlige horisontal og en vertikal stilling.

I fig. 2 vises rammekonstruksjonen 1 etter at kabelføringspartiet 8 sammen med ruller 8' er i ferd med å fjernes fra rammekonstruksjonen 1, og spolevognene 10, 10' er

skjøvet mot senter av spoleskruer 9, 9'. En heiseinnretning for kabelføringspartiet 8 er ikke vist, ei heller en løfteanordning som forbinder kabelføringspartiet 8 med heiseinnretningen. Det skal understrekes at kabelføringspartiet 8 i en ikke vist alternativ utfø-relse er anordnet slik at det ikke må løftes ut, men kan deles i to separate enheter for eksempel dreies eller svinges ut til spoleskruene 9 og 9'.

I fig. 3 vises rammekonstruksjonen 1 etter at beskyttelsesnettet 4 er fjernet for å tilveiebringe tilkomst inne i rammeverket 3, et dørpanel 15 er åpnet og guidebrakettene 2, 2' er dreiet til en vertikal posisjon.

Nødvendige stigetrinn og midlertidige plattformer for å kunne utføre denne operasjonen uten bruk av en heiseinnretning og løfteanordninger, er ikke vist.

I fig. 4 er dørpanelet 15 fjernet og kabeltrommelen 13 vist i det den tilføres eller fjernes fra rammekonstruksjonen 1. Heiseinnretningen er ikke vist, ei heller en løftean-ordning som forbinder kabeltrommelen 13 med heiseinnretningen.

I fig. 5 vises rammekonstruksjonen 1 etter at kabeltrommelen 13 er fjernet.

I fig. 6 vises operasjonen hvor kabeltrommelen er i ferd med å bli løftet inn i rammekonstruksjonen 1, og hvor grovguidingen blir tilveiebrakt ved hjelp av rammeverket 3 og guidebrakettene 2, 2'.

I fig. 7 vises hvorledes kabeltrommelen guides ned i rammekonstruksjonen 1 gjennom den konstruksjonsforming som er gitt, og hvor guidebrakettene 2, 2' sørger for liten bevegelse av kabeltrommelen 13 og hindrer således at kabeltrommelen 13 skader andre konstruksjonsdetaljer eller deler av maskineriet.

I fig. 8 vises hvorledes lagerbrakettene 12, 12' og lagerfundamentets 3', 3" utforming bidrar til finjustering av kabeltrommelens 13 posisjon ved låring inne i rammekonstruksjonen 1.

Den foreliggende oppfinnelse løser således de innledningsvis nevnte problemer relatert til det å erstatte en kabel 14 i en reel, hvor det kan påregnes at kabeltrommelen 13 under inn- eller utlasting kan få en uønsket bevegelse forårsaket av bølgebevegelse påført installasjonen eller fartøyet. Aspekter ved oppfinnelsen vedrører utforming og utstyr som i tillegg guider kabeltrommelen 13 inn, og eventuelt ut av rammekonstruksjonen 1, hvor det tillates en større bevegelse øverst, og hvor utformingen av guidesystemet styrer kabeltrommelen 13 nærmere sin plass i lagerfundamentet 3', 3" ved innlasting, og hvor guidesystemet er anordnet for å hindre skade på kabeltrommelen 13, rammeverket 3 eller øvrig utstyr eller maskineri.

Claims (12)

1. Rammekonstruksjon (1) innrettet for bæring av en kabeltrommel (13), hvor rammekonstruksjonen (1) innbefatter en spoleanordning (7) for styring av kabelen (14) og i det minste én drivenhet (5) for å kunne frambringe rotasjon av kabeltrommelen (13) for ut- og innspoling av kabel (14), hvor spoleanordningen (7) omfatter to kabelføringspartier (8) som i en bruksstilling er holdt i innbyrdes avstand og festet til en spolevogn (10,10') ved hjelp av braketter anordnet i hvert av kabelføringspartienes (8) endepartier,karakterisert vedat i det minste et parti av spoleanordningen (7) er anordnet løsgjørbart fra spolevognen (10, 10') slik at kabelføringspartiet (8) eller deler av dette kan løftes ut av, eller forskyves til siden i rammeverket (3), slik at kabeltrommelen (13) kan fjernes fra rammekonstruksjonen (1).

2. Rammekonstruksjon i henhold til krav 1, hvor drivinnretningen (5) er montert inne i kabeltrommelen (13) som er forsynt med lagerkranser (11, 11') omsluttet av lagerbraketter (12, 12') og hvor minst én av disse er festet til en motorbrakett (6) slik at rammekonstruksjonen (1) med lagerbrakett (12) og motorbrakett (6) samt drivenhet (5) er stasjonære, mens utløpet av drivenheten (5) som er en roterende drivaksling (26) er koblet til kabeltrommelen (13) og derved overfører den roterende bevegelsen til kabeltrommelen (13).

3. Rammekonstruksjon (1) i henhold til krav 1, hvor rammekonstruksjonen (1) ytterligere er forsynt med guidebraketter (2, 2') innrettet til å kunne veksles mellom en passiv stilling hvor guidebrakettene (2, 2') utgjør en integrert del av rammekonstruksjonen (1), og en aktiv stilling hvor guidebrakettene (2, 2') befinner seg i en tilnærmet vertikal posisjon, hvor de er festet til rammeverket (3) for guiding av inn- og utløfting av kabeltrommelen (13).

4. Rammekonstruksjon i henhold til krav 2, hvor guidebrakettene (2, 2') i den aktive stillingen rager over et topparti til rammekonstruksjonen (1).

5. Rammekonstruksjon i henhold til krav 2, hvor guidebrakettene (2, 2') i den passive stillingen befinner seg under eller i plan med et topparti til rammekonstruksjonen (1).

6. Rammekonstruksjon i henhold til krav 1, hvor spoleanordningens (7) kabelfø-ringsparti (8, 8') er dreibart festet til brakettene, og hvor brakettene er delba-re slik at kabelføringspartiene (8, 8') kan deles og svinges til side og festes til rammeverket (3) for å muliggjøre ut- og innheising av kabeltrommelen (13) gjennom et topparti til rammekonstruksjonen (1).

7. Rammekonstruksjon i henhold til krav 2 og 3, hvor kabeltrommelens (13) lagerbraketter (12) er anordnet slik at de sammen med guidebrakettene (2, 2') er innrettet til å kunne guide kabeltrommelen (13) ved innheising og låring til lagerbraketten (12, 12') lander på et forutbestemt punkt på lagerfundamentene (3', 3"), slik at festebolter (20) kan monteres uten ytterligere finjustering av kabeltrommelens (13) posisjon.

8. Rammekonstruksjon i henhold til krav 1, hvor rammekonstruksjon (1) ytterligere er forsynt med avtakbart beskyttelsesnett (4).

9. Framgangsmåte for å fjerne eller anbringe en kabeltrommel (13) i en rammekonstruksjon (1), hvor rammekonstruksjonen (1) innbefatter en spoleanordning (7) som angitt i krav 1, for å kunne styre ut- og innspoling av kabel (14) på kabeltrommelen (13), og i det minste én drivinnretning (5) for å kunne frambringe rotasjon av kabeltrommelen (13),karakterisertved at framgangsmåten innbefatter å løsgjøre spoleanordningen (7) fra en spolevogn (10, 10') slik at et kabelføringsparti (8, 8') eller deler av dette kan løftes ut av rammekonstruksjonen (1) eller forskyves til siden i rammeverket (3).

10. Framgangsmåte i henhold til krav 9, hvor framgangsmåten ytterligere omfatter å montere guidebrakettene (2, 2') i vertikal posisjon slik at kabeltrommelen (13) forhindres fra utilsiktet bevegelse av kabeltrommelen (13) ved inn- og utløfting i rammekonstruksjonen (1) og slik at guidebrakettene (2, 2') styrer kabeltrommelen (13) inn mot et finere styresystem som utgjøres av lagerbraketter (12, 12') og lagerfundament (3', 3").

11. Fremgangsmåte i henhold til krav 9, hvor kabeltrommelen (13) føres ut av og inn i rammekonstruksjonen (1) ved hjelp av en heiseinnretning.

12. Fremgangsmåte i henhold til krav 9, hvor lagerbraketter (12, 12') boltes til lagerfundamenter (3', 3") når kabeltrommelen (13) er guidet på plass.