NO20141047A1 - Brann- og eksplosjonshindrende deksel - Google Patents

Abstract

Oppfinnelsen vedrører et deksel (5) for å forhindre at brann og eksplosjon propagerer gjennom en åpning rundet et rør (1), så som et stigerør, intervensjonsrør eller lignende rørelement. Dekselet (5) strekker seg som en kontinuerlig fleksibelt duk fra et feste nær kanten av åpningen til røret (1) og er festet til røret (1) ved en posisjon bort fra åpningen.

Description

BRANN- OG EKSPLOSJONSHINDRENDE DEKSEL

Foreliggende oppfinnelse vedrører et deksel for å forhindre brann og eksplosjon gjennom en åpning rundt et stigerør, intervensjonsrør eller bevegelige rør og lignende.

På en brønnhodeinstallasjon så som en olje eller gass bore- eller produksjonsplattform, er brann og eksplosjon en kontinuerlig fare. Mye ressurser har blitt satt inn for både å forhindre branner og eksplosjoner fra å skje, og dersom de skulle oppstå, forhindre dem fra å spre seg.

For å forhindre spredning, er installasjonen forsynt med en brannsikker vegg og gulv, de er forsynt med brannsikre luker eller andre typer lukkeanordninger som i størst mulig grad bør holdes lukket.

På tross av dette, er det noen åpninger som det er svært vanskelig å holde lukket. Noen av disse åpningene er tilgangsåpninger for rør så som stigerør, injeksjonsrør og andre rør eller rør som strekker seg fra en offshore-installasjon til en undervannsposisjon. Disse stigerørene er utsatt for stor horisontal eller vertikal bevegelse. Denne bevegelsen skyldes temperatur- eller trykkendringer i stigerørene eller miljøbelastninger så som vind, strøm og bølgebelastninger. Disse stigerørene kan også være understøttet av forskjellige enheter, så som flytere eller faste plattformer. Disse tilgangsåpningene er spesielt vanskelige siden stigerøret hele tiden er i bevegelse. Dekselet rundt disse rørene må derfor kunne tilpasse seg bevegelsen til røret i forhold til åpningen.

En vanlig måte for lukking av slike røråpninger er å presse store sirkulære eller halvsirkulære gummibuffere mellom stigerøret og kanten til åpningen. Gummien vil i en viss grad ta opp rørets bevegelse sideveis, men på bekostning av betydelig slitasje. Gummibufferne må derfor skiftes ut hyppig. Bufferne er også vanskelige å installere og fjerne når det er nødvendig på bytte ut røret. Denne løsningen blir levert av firmaet Trelleborg.

Fra US 4479656 er det kjent en forseglingsinnretning for tetting rundt et lederør.

Tetningsinnretningen består av to ringformede elementer, som er anordnet rundt en leder og forbundet med henholdsvis lederen og dekket og derved danne en ringformet kanal gjennom hvilken et av elementene stikker. Kanalen er fylt med en fleksibel substans, så som et silikonskum.

Denne anordningen vil, som det de kjente gummibufferne, kun i en begrenset grad, ta opp rørets bevegelser. Videre er det nesten umulig å fjerne den uten å delvis ødelegge anordningen.

Det er derfor et stort behov for en forbedret tetning rundt stigerør eller lignende rør som strekker seg gjennom åpninger i en olje- eller gassinstallasjon. Tetningen bør ta opp den sideveis bevegelsen til røret i en større grad enn nåværende tetninger og den må være enkel å installere og fjerne, så vel som tilveiebringe tilstrekkelig brann- og eksplosjonsbeskyttelse.

Foreliggende oppfinnelse har som mål å tilveiebringe en slik tetning. Dette erholdes med et deksel som strekker seg som en kontinuerlig fleksibelt duk fra et feste nær kanten av åpningen til røret, og er festet til røret ved en posisjon bort fra åpningen.

Det oppnås en større fleksibilitet dersom dekselet er generelt klokkeformet, men innbefatter en innoverstrekkende fold med en minst diameter som er mindre enn diameteren til åpningen.

Ved å tilveiebringe en øvre del av dekselet med kiler gjøres det mulig å brette dekselet for å redusere diameteren til den øvre delen til en diameter i det vesentligste lik rørets diameter.

Ved å tilveiebringe den øvre seksjonen med braketter, kan den øvre dekselseksjonen heises på plass og brakettene kan fungere som fundamenter for fikseringsinnretninger, så som strammebånd, for å feste dekselet til røret. Fortrinnsvis innbefatter dekselet et mangfold tråder som strekker seg fra den nedre kanten av dekselet til den øvre kanten. Disse trådene gir styrke, både under installasjon og bruk.

Dersom trådene er festet til en nedre støttering ved den nedre kanten og til brakettene ved det øvre partiet, vil de gi styrke til dekselet langs hele dets høyde.

Fortrinnsvis er disse trådene lagt inn på innsiden av dekselduken. Dette beskytter trådene og sikrer at de følger formen til dekselet.

I en foretrukket utførelsesform innbefatter dekselmaterialet et mangfold lag med materiale med ulike egenskaper, så som minst et vannbestandig lag, minst et høytemperaturbestandig lag, minst et anti-erosjonslag, og minst et isolasjonsmateriallag. Dette gir dekselet evne til å motstå forskjellige typer påvirkninger.

Oppfinnelsen vil nå bli beskrevet med en foretrukket utførelsesform med henvisning til de medfølgende tegninger, hvor: Figur 1 viser tetningen i henhold til oppfinnelsen i en delvis installert tilstand (åpen tilstand) i tverrsnitt, Figur 2 viser tetningen i henhold til oppfinnelsen i en installert tilstand (lukket tilstand) i tverrsnitt, Figur 3 viser isometrisk tetningen i henhold til oppfinnelsen i n isolert tilstand, Figur 4 viser detaljer vedrørende festingen av tetningen i henhold til oppfinnelsen, og

Figur 5 viser skjematisk trådarrangementet til tetningen.

Når det i den etterfølgende beskrivelsen brukes begrep som øvre og nedre, over og under etc, henviser dette til den vanlige orienteringen nå anordningen i henhold til oppfinnelsen er i bruk. Det er ikke ment å begrense oppfinnelsens omfang ved bruk av disse orienteringsmessige begrepene.

Figur 1 viser tetningen i henhold til oppfinnelsen i en delvis installert tilstand, det vil si før festing til et rør. Et stigerør 1, som kan være et borestigerør, et injeksjonsrør eller andre typer rør som brukes på et bore eller produksjonsanlegg, strekker seg gjennom en åpning 2 i et gulv 3 til et flytende eller fast anlegg (ikke vist). Rundt åpningen har det blitt festet en ring eller flens 4 (heretter betegnet «fast ring»), f.eks. ved sveising eller bolting. Et deksel 5 har blitt festet til den faste ringen 4 med en løsbar ring 6 eller ringsegmenter 6. Bolter 7 strekker seg gjennom den løsbare ringen 6 og den faste ringen 4.

Selve dekselet 5 innbefatter et flerlags tekstil, som er meget bestandig og er brann og eksplosjonssikkert. Materialene er lett tilgjengelige på markedet, men valget av materialer og utformingen av lagene vil være en bedriftshemmelighet. Dekselet 5 innbefatter også et trådnett, bolter og stålbraketter, for å feste dekslet og opprettholde en form som er hensiktsmessig for en nødvendige bevegelsen til dekselet, slik det blir forklart nærmere under.

Dekselet 5 er kontinuerlig og er utformet med en første seksjon 5a som avsmalner innover fra den faste ringen 4. Deretter har dekselet 5 en utover spredende seksjon 5b. Overgangen mellom den innover avsmalnende seksjonen 5a og den utover spredende seksjonen 5b danner den minste diameteren d til dekselet 5. Denne diameteren d er mindre enn diameteren D til åpningen 2.

Fra den utover spredende seksjonen 5b, avsmalner dekselet 5 igjen innover i en seksjon 5c. Ved den øvre enden har dekselet en sylindrisk seksjon 5d. Formen og diameteren til disse seksjonene 5a - 5d er avhengig av diameteren til åpningen 2 og diameteren til røret 1. Den sylindriske seksjonen 5d er forsynt med kiler 5e av et materiale som er mer fleksibelt enn resten av dekselets 5 materiale.

Ved den sylindriske seksjonen er dekselet 5 forsynt med braketter 8 som er plassert mellom kilene 5e. Brakettene har ører 9, som vil bli forklart senere.

Ved en posisjon over den øvre kanten til dekselet 5, er stigerøret 1 forsynt med en ringformet klemme 10. Klemmen 10 er forsynt med ører som ikke er lett synlige på tegningene. Klemmen kan utelates dersom dekselet 5 er lite, så som et deksel for tetting rundt et injektorrør.

Figurene 2 og 3 viser dekselet 5 i tettende inngrep rundt stigerøret 1. Kilene 5e har blitt foldet for derved å redusere diameteren til den sylindriske seksjonen 5d til den samme diameteren som den ytre diameteren til stigerøret 1. I denne tilstanden har det blitt strammet brannsikre strammebånd 11 (se figur 3) rundt det sylindriske partiet 5d til dekselet 5 for å holde det sylindriske partiet 5d stramt mot stigerøret 1. Båndene 11 har blitt tredd gjennom ørene 9 til brakettene 8 slik at de forhindres fra å forskyves oppover eller nedover.

I denne tilstanden danner dekselet 5 en belg rundt stigerøret 1. På grunn av den reduserte diameteren d til dekselet, kan dekselet oppta store bevegelser til stigerøret, både i vertikal og horisontal retning, uten å bli strukket.

Figur 3 viser et rekkverk plassert rundt åpningen 2. Rekkverket har et øvre gelender 20 som er forsynt med et mangfold ører 21. Funksjonen til disse vil bli forklart under. Rekkverket har både funksjonen med å beskytte personer fra et bevegende stigerøret og som en støtteanordning under transport og installasjon av dekselet 5. Rekkverket kan utelates, spesielt dersom dekselet 5 har en liten dimensjon.

Dekselet 5 og rekkverket 19 kan være festet til en luke som innbefatter den faste ringen 4. Luken er i sin tur festet til dekkete 3 til det flytende anlegget på en i og for seg kjent måte.

Detaljer ved festing av dekselet 5 vil nå bli forklart med henvisning til figur 4.

Inne i dekselet er det anordnet et mangfold tråder 12 som strekker seg mellom den nedre kanten og øvre kanten til dekselet 5. Trådene er plassert inn i dekselet 5, det vil si mellom lagene til dekselet 5. Disse trådene vil bli forklart nærmere under.

Den nedre fikseringen av dekselet 5 til den faste ringen 4 vil nå bli forklart med henvisning til figur 4. Ved den nedre kanten og inne i dekselet 5, det vil si mellom lagene til dekselet 5, er det anordnet en trådstøttering 13, til hvilken trådene 12 er festet. Når dekselet er festet til den faste ringen eller flensen 4, blir den nedre kanten til dekselet 5 med trådstøtteringen 13 plassert umiddelbart på utsiden av den faste ringen eller flensen 4. Trådstøtteringen 13 og dekselet 5 er forsynt med hull (ikke vist) som er plassert slik at de er innrettet med tilsvarende hull i den faste ringen 4. deretter blir den løsbare ringen 6 anordnet på utsiden av dekselets 5 nedre kant. Hullene i den løsbare ringen 6 er innrettet med hullene i dekselet 5, trådstøttering 13 og den faste ringen 4. Deretter blir det ført bolter 7 gjennom hullene og strammet.

Trådene 12 strekker seg fra trådstøtteringen 13 til brakettene 8 ved den øvre delen av dekselet 5. Arrangementet ved den øvre delen av dekselet 5 vil nå bli forklart, også med henvisning til figur 4. Arrangementet er det samme for hver av brakettene 8.

Hver av trådene 12 er festet til en trådplate 14, som også er plassert inne i dekselet 5. På innsiden av dekselet 5 er det anordnet en eller flere støtteplater 15. Disse platene er forsynt med bolter 16 som er sveiset eler på annen måte integrert med støtteplatene 15. Boltene 16 strekker seg gjennom hull (ikke vist) i dekselet 5 og trådplaten 14. Brakettene 8 har også korresponderende hull gjennom hvilke boltene er ført. Brakettene 8 er festet til boltene 16 med muttere (ikke vist) eller tilsvarende.

Ved innsiden av dekselet er det festet en myk tetning 17 av et ekspanderende, brannsikkert materiale, for å beskytte røret 1 fra platene 15 og for å erholde stramming mellom dekselet 5 og røret 1 etter folding av den sylindriske seksjonen 5d. En eller flere pakninger 18 kan være festet til den myke tetningen 17 for å tette rundt røret. Antallet pakninger 18 avhenger av diameteren til røret

1 og den øvre diameteren til dekselet 5.

Det er i den beskrevne utførelsesformen totalt ni tråder 12, en for hver av brakettene 8. Antallet tråder kan imidlertid være flere eller færre, avhengig av omkretsen til dekselet.

Installasjonen av dekselet vil nå blir ytterligere forklart, primært med henvisning til figurene 1-3.

Etter at dekselet 5 har blitt festet til den faste ringen 4, som forklart over, blir røret 1 ført inn mellom åpningen 2 og posisjonert. Dersom åpningen 2 er en stor åpning, slik som brukes for stigerør eller lignende, blir den ringformede klemmen 10 festet ved en passende høyde rundt røret 1. Et mangfold liner (ikke vist) er forbundet mellom ørene 9 til brakettene 8, via ørene til klemmen 10 og ørene 21 til rekkverket 19. Ved å trekke i disse linene, kan den øvre delen av dekselet 5 løftes til posisjonen vist i figur 1. Ved denne posisjonen blir kilene 5e foldet forsiktig innover slik at diameteren til den sylindriske seksjonen 5d blir redusert. Når diameteren har blitt redusert til i det vesentligste den samme som røret 1, blir strammebåndene 11 ført gjennom ørene 9 og strammet slik at det sylindriske partiet 5d ligger tett mot røret 1. Linene kan deretter fjernes.

Dekselet 5 kan også være forsynt med hemper 22 (se figurer 1-2). Hempene er fortrinnsvis festet til trådene 12, som vist i figur 4. Linene (ikke vist) kan være tilveiebragt mellom disse hempene og rekkverket 19 for å holde oppe belgformen til dekselet 5. Linene kan være elastiske.

Dekselet 5 kan være preinstallert på luken med liner festet mellom ørene 9 og rekkverket 19 og mellom hempene 22 og rekkverket, for å holde dekselet på plass. Dette reduserer sterkt tiden som er nødvendig for å installere dekselet på det flytende anlegget.

Trådene 12 virker både til å understøtte dekselet under installasjon og bruk, men de forsterker også dekselet 5 slik at det kan motstå større eksplosjonstrykk. Det kan også være tråder som strekker seg i omkretsretningen til dekselet for å gi ytterligere styrke.

Dersom det oppstår en eksplosjon under eller over dekselet 5, vil dekselet først ta opp eksplosjonstrykket ved de mellomliggende seksjonene 5a, 5b og 5c blir forskjøvet oppover eller nedover. Når disse seksjonene har nådd sin ytre grense, vil dekselet bli elastisk deformert. Når den elastiske deformasjonen har kommet til en slutt, vil mesteparten av eksplosjonstrykket ha blitt absorbert. Dekselmaterialet vil være utformet til å motstå det gjenværende forventede trykket fra eksplosjonen.

Dekselmaterialet er fremstilt til å motstå høye temperaturer, så som fra en stikkflamme eller en HC-brann i totalt minst 120 minutter. Dette vil forhindre brannen fra å spre seg og øker muligheten for å slukke brannen før den sprer seg.

Claims (8)

1. Deksel for å forhindre at brann og eksplosjon propagerer gjennom en åpning rundt rør, så som et stigerør, intervensjonsrør eller tilsvarende rørformet element,karakterisert vedat dekselet strekker seg som en kontinuerlig fleksibel duk fra et feste nær kanten av åpningen til røret og er festet til røret ved en posisjon bort fra åpningen.

2. Deksel i henhold til krav 1,karakterisert vedat det er generelt klokkeformet men innbefatter en innoverstrekkende fold med en minste diameter som er mindre enn diameteren til åpningen.

3. Deksel i henhold til krav 1 eller 2,karakterisert vedat det innbefatter et øvre parti med kiler som muliggjør folding av dekselet for å redusere diameteren til det øvre partiet til en diameter i det vesentligste lik diameteren til røret.

4. Deksel i henhold til hvilke som helst av de foregående krav,karakterisert vedat det innbefatter braketter festet til det øvre partiet.

5. Deksel i henhold til hvilke som helst av de foregående krav,karakterisert vedat det innbefatter et mangfold tråder som strekker seg fra den nedre kanten av dekselet til den øvre kanten.

6. Deksel i henhold til krav 4 og 5,karakterisert vedat trådene er festet til en nedre støttering ved den nedre kanten og til brakettene ved det øvre partiet.

7. Deksel i henhold til krav 6,karakterisert vedat trådene er innlagt på innsiden av dekselduken.

8. Deksel i henhold til hvilke som helst av de foregående krav,karakterisert vedat dekselmaterialet innbefatter et mangfold materiallag med forskjellige egenskaper, så som minst et vannbestandig lag, minst et høytemperaturbestandig lag, minst et anti-erosjonslag og minst et isolerende materiallag.