NO302138B1 - Verktöy for simultan vertikal tilkoblinger - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører et universalverktøy for simultan vertikal tilkobling, hvis hovedhensikt er å anordne i et enkelt instrument ved enkel håndtering, operasjonalitet og enkelt vedlikehold, hele det aktive systemet som ved hjelp av passende mekanismer korrekt plasserer en koblingsfor-bindelse på to rørledningsender til utstyrsenheter som skal sammenkobles.

Fra NO B 179.981 er det kjent et undervannstilkoblingsverktøy for å installere en undervannsmodul som skal tilkobles to vertikale strømningsiedningsterminaler, omfattende en koblingsbro som innbefatter fleksible strømningsledninger og to hydrauliske konnektorer som skal danne forbindelse mellom strømningsledningsterminalene, som har en stiv vertikal konnektor og en aktiv vertikal sidekonnektor.

Fra DE C 3.802.166 er det kjent et manipuleringsverktøy for å transportere og posisjonere artikler, omfattende en roterbar kolonne med i det minste en arm som kan forlenges og forkor-tes radielt, og der armene har gripeanordninger, og hvor dreiepunktet for hver arm kan justeres langs kolonnens lengde.

EP A 196.712 omhandler en anordning/et verktøy for å forbinde to strømningsiedningsterminaler, innbefattende en koblingsbro med to hydrauliske konnektoranordninger som er forbundet med en fleksibel ledning. Verktøyet innbefatter også systemer for styring og posisjonering i flere akser, og et førings-lineorienteringssystem.

GB A 2.110.782 viser hvordan to koblinger i hver ende av en bro kan posisjoneres over to punkter på havbunnen ved hjelp av føringsliner og - stolper.

Fra US 4.648.629 er det kjent en undervannshydraulisk konnektor, innbefattende et sfærisk formet ledd.

Ved undersjøiske kompletteringssysteraer som stadig brukes i økende grad og som blir mere sammensatte ved bruk på dypere vann, er det et viktig trinn for utvikling og forbedring av disse systemene, nødvendigheten av fjerntilkoblingssystemer som ikke vanskeliggjør de mest komplekse utstyrsenhetene i systemet og som også frembringer en metode for vedlikehold og justering av tilkoblingssystemet, uten å måtte håndtere disse komplekse utstyrsenhetene.

For å imøtekomme disse kravene som er beskrevet over, frembringer foreliggende oppfinnelse et verktøy for simultan vertikal tilkobling, brukt i et system som innfører et konsept for undersjøisk fjerntilkobling mellom to endeflenser til rørledninger som, siden de er anordnet i forskjellige strukturer (eller utstyrsenheter) vil medføre avvik på grunn av toleranser (fremstilling, oppreisning, installasjon), hvor det blir nødvendig at verktøyet som utfører denne koblingen, er forsynt med systemer som er tilpasset disse avvikene. Tilkoblingen mellom rørendene utføres via et modul (bro) som inneholder to hydrauliske koblinger, sammenføyd av en bro av fleksible eller leddet rør som absorberer bevegelsene som kan være påkrevet.

Verktøyet vil ved hjelp av de nødvendige mekanismer (hydraulisk og mekanisk) korrigere disse avvikene (vertikal-horisontal-vinklet) som gjør det mulig å tilpasse modulen til koblingene og som også er mulig å fjerne for eventuelt vedlikehold og som derved gjør at alle de aktive elementene til systemet kan tas fra hverandre, noe som tillater en større fleksibilitet ved bruk av utstyret og en betydelig forenkling vedrørende toleranseproblemene.

En fordel som oppnås, er at avbrudd av en brønns drift ved vedlikehold av noe utstyr, forhindres fra å berøre pro-duksjonen til andre brønner, siden konseptet i oppfinnelsen medfører at hver brønn virker som en modul.

En annen fordel er at installasjonsverktøyet omfatter hele det aktive systemet som er nødvendig for avvikskompensering, slik at man unngår å måtte bruke meget strenge toleranser ved fremstilling og oppsetting av utstyrsenhetene, noe som direkte eller indirekte vil påvirke den endelige plasseringen av rørledningsendene, siden hele systemet som er nødvendig for korrigering av avvik, er plassert i verktøyet, slik at det kan vedlikeholdes og justeres.

En annen fordel er forenklingen av driften av de komplekse utstyrsenhetene ((Wet Christmas Tree (WCT)-manifold)) og reduksjon av mulighetene for feil av dette under drift, siden dette ikke lenger har den aktive tilkoblingen til systemet, noe som overfører muligheten for feil i koblingen fra de komplekse utstyrsenhetene til koblingsbroen. Dette reduserer mulighetene for feil ved installasjon og vedlikehold av disse utstyrsenhetene, siden disse utstyrsenhetene (V/CT-modul-manifoldene) skal ha et mindre antall pakninger og et mindre antall simultane koblinger, siden dette er fordelt i koblingsbroene (en pr. brønn), og i tillegg ethvert fleksi-belt eller leddet rør plassert i disse utstyrsenhetene. Håndteringen av disse utstyrsenhetene bør unngås så mye som mulig, siden det blir vanskelig og tidkrevende som for eksempel ved WCT (krever brønndreping, installasjon av sikkerhetsplugg etc.) og manifolden (krever produksjonsstans i andre brønner inntil forbindelsen er gjort).

En annen fordel er standardiseringen av et enkelt verktøy som danner forbindelser mellom terminalene som inneholder enhver utføring av rørledninger, siden standardisering gjør at verktøyet kan brukes med ethvert arrangement av rørledninger som vedrører enhver utstyrsenhet (WC-tremodul-manifold-eksportrørkoblinger) som skal sammenkobles.

En hensikt med foreliggende oppfinnelse er å frembringe et universalverktøy for simultan vertikal tilkobling som via innretninger korrekt posisjonerer en koblingsbro på to ender til rørledninger til utstyrsenheter som skal sammenkobles.

Verktøyet i henhold til oppfinnelsen er kjennetegnet ved at det innbefatter: Vertikale hydrauliske koblinger for låsing til gripedeler på koblingsbroen, hvilke vertikale koblinger innbefatter bæreaksler; et vertikalt kompensasjonssystem for oppoverrettet og nedoverrettet bevegelse av en struktur som understøtter den andre koblingen; et vrisystem for dreining av strukturen ved hjelp av et lagersett, anbragt i det nedre partiet av et hus til det vertikale kompensasjonssystemet, slik at strukturen kan dreie i forhold til den første koblingen; et føringslineorienteringssystem på utsiden av huset, bestående av to armer, hvor hver arm ved sin ende har en føringstrakt som anvendes for orientering med kabler og føringsstolper; et horisontalt bevegelsessystem som fortrinnsvis har en hydraulisk sylinder forbundet med en teleskopisk arm som bærer den andre koblingen; et vinkelkompensasjonssystem for den andre koblingen innbefattende et sfærisk formet ledd som ved hjelp av en tapp understøtter bæreakselen til den andre koblingen og organ for å dreie den andre koblingen ved forlengelse og forkortelse av hydrauliske sylindere.

Ytterligere fordelaktige trekk ved verktøyet i henhold til oppfinnelsen er angitt i de uselvstendige krav.

Oppfinnelsen blir i det etterfølgende beskrevet mer detaljert med henvisning til de medfølgende tegninger. Figur 1 er et snitt av verktøyet for simultan vertikal tilkobling, installert på en koblingsbro som omfatter de nødvendige rørledninger for tilkobling mellom to rørled-ningsender (også vist i figuren).

Figur 2 viser et snitt av verktøyet.

Figur 3 er et snitt av det vertikale kompenseringssystemet til verktøyet.

Figur 4 er et snitt av verktøyets rotasjonssystem.

Figur 5 er et snitt av verktøyets vinkelkompenseringssystem.

Som vist i figurene, omfatter universalverktøyet for simultan tilkobling angitt ved referansenummer 1 for installasjon av en koblingsbro 41 med en bunt av fleksible ledninger (rørledninger, hydrauliske ledninger, elektriske kabler i ethvert ønsket arrangement) som skal danne kobling mellom to strømningsiedningsterminaler 64, 65, omfatter to vertikale hydrauliske koblinger 2, 3 for låsing til gripedelene 50, 51 til koblingsbroen 41, et vertikalt kompenseringssystem med bevegelse oppover og nedover av strukturen 6 som holder den andre koblingen 3, et vrisystem for strukturen 6 via et sett av lagringer 54, 55, 56, et system for føringswireori-entering som omfatter på utsiden av huset 7 to armer 4 som hver har en føringstrakt 5 i sin ytre ende for orientering med liner/kabler og føringsstolper, et system for horisontal bevegelse via en hydraulisk sylinder 17, hvilken aksel 18 er koblet til en teleskopisk arm 20, et vinkelkompenseringssystem som anvendes i den andre koblingen 3 via et sfærisk formet ledd 24 som via pinnen 58 holder bæreakselen 27 til den andre koblingen 3 og et vrisystem for den andre koblingen 3 som opereres via simultan forlengelse og forkortelse av sylinderakslene 21, 22.

Verktøyet 1 i henhold til oppfinnelsen vil via mekanismene korrekt posisjonere en koblingsbro 41 på to strømnings-linjeterminaler 64, 65 som stikker ut fra utstyret som skal sammenkobles. Først oppnås kobling av den første konnektoren 66 av broen 41 på den første strømningslinjeterminalen 64, hvor korrekt plassering og nødvendig belastning oppnås ved bevegelse av operasjonskolonnen 61 og i denne bevegelsen er den andre konnektoren 67 ute av posisjon.

Orienteringen av den andre konnektoren 67 oppnås via en kombinasjon av bevegelser, som følger: Vridning av strukturen 6 ved å vri det midtre legemet S til operasjonskolonnen 61, som er plassert på et sett av lågere 54, 55, 56 i huset 7, vertikalbevegelse ved et system plassert under koblingen med komponentene 8, 8, 10, 11 til operasjonskolonnen, horisontalbevegelse ved hjelp av et hydraulisk system 17, 18, plassert i en teleskopisk arm 19, 20, rotasjonsbevegelse via et hydraulisk system 21, 22, eksternt tilkoblet en sylinder 52, anordnet ved den øvre delen av den andre koblingen 3, vinkelbevegelse via et sfærisk koblingssystem 24, plassert i et oppdelt hus med sfæriske indre seksjoner 25, 26, på hvilke det er festet støtteakseler til den andre koblingen 3 til koblingsverktøyet 1 og rotasjonsbevegelse av den andre koblingen til verktøyet via et hydraulisk system 21, 22, plassert ved den øvre delen av denne.

I det vertikale kompenseringssystemet blir bevegelsen oppover til strukturen 6, oppnådd ved å tilføre fluidtrykk i kammeret 28 og bevegelse nedover, oppnås via tilføring av fluidtrykk i kammeret 29. Bevegelsen til strukturen 6 oppnås via komponentene 9, 10, 11, som er bevegelige komponenter som drives ved hjelp av fluidtrykket mens den midtre komponenten 8 danner et stivt element i systemet, slik at komponentene 9, 10, 11 kan beveges. Den nødvendige forseglingen for virkningen av hydraulisk trykk i kamrene 28, 29 oppnås ved hjelp av dynamiske forseglingsringer 12, 13.

I vrisystemet til strukturen 6, har den midtre komponenten 8 ved sin øvre ende en gjenget hunndel 60 samsvarende med hanngjenger på operasjonskolonnen 61, og har i sin endre ende en gjenget hanndel 62 for tilkobling til et legeme 68, som understøttes av et sett av lågere 54, 55, 56, hvilket lagersett tillater ved vridning av operasjonskolonnen 61, vridning av strukturen 6 som posisjonerer den andre koblingen 3. Et legeme 57 gjør at lagerne er avhengig av den første koblingen 2, som blir låst og festet under vridning av strukturen 6 med den andre koblingen 3. Rotasjonen overfares til strukturen 6 via slissenøkler 46, 49, hvor slissenøkkel 46 virker i et vertikalplan 45 i hylsen 47 og tillater bevegelse av det vertikale kompenseringssystemet.

I det horisontale bevegelsessystemet med forlengelse eller forkortelse (via hydraulisk trykk i sylinderen 17), vil akselen 20 beveges horisontalt og bære med seg den andre koblingen 3.

I vinkelkompenseringssystemet vil leddet 24 ved hjelp av bevegelser mellom den andre konnektoren 67 til koblingsbroen 41 og den andre strømningsledningsterminalen 65, gli på sfærisk formede hus 25, 26.

Med hensyn til føringslineorienteringssystemet, brukes orienteringen for korrekt posisjonering av den første konnektoren 66 av broen 41 ved systeminstallasjon og plassering av den første koblingen 2 ved re-installasjon av verktøyet 1 for fjerning av koblingsbroen 41. Festingen til føringsarmen 4 til den første koblingen 2, oppnås ved hjelp av en slissenøkkel 70.

Det bør legges merke til at verktøyet for simultan vertikal tilkobling 1 i henhold til oppfinnelsen, kan brukes for tilkobling mellom ethvert strømningslinjearrangement og har derfor et hydraulisk teleskopisk system som gir koblingsbroen den nødvendige avstand mellom linjene som skal sammenkobles.

Claims (12)

1. Verktøy for simultan vertikal tilkoblinger til bruk ved installasjon av en koblingsbro (41), omfattende en bunt av fleksible ledninger og to hydrauliske konnektorer (66, 67) som skal danne forbindelse mellom to strømningsiedning-sterminaler (64, 65),karakterisert vedat det innbefatter: - vertikale hydraulisk koblinger (2, 3) for låsing til gripedelene (50, 51) på koblingsbroen (41), hvilke vertikale koblinger (2, 3) innbefatter bæreaksler (68, 27), - et vertikalt kompensasjonssystem (28, 29) for oppoverrettet og nedoverrettet bevegelse av en struktur (6) som understøtter den andre koblingen (3), - et vrisystem for dreining av strukturen (6) ved hjelp av et lagersett (54, 55, 56), anbragt i det nedre partiet av et hus (7) til det vertikale kompensasjonssystemet, slik at strukturen (6) kan dreies i forhold til den første koblingen (2), - et føringslineorienteringssystem på utsiden av huset (7), bestående av to armer (4), hvor hver arm (4) ved sin ende har en føringstrakt (5) som anvendes for orientering med kabler og føringsstolper, - et horisontalt bevegelsessystem som fortrinnsvis har en hydraulisk sylinder (17) forbundet med en teleskopisk arm (20) som bærer den andre koblingen (3), et vinkelkompensasjonssystem for den andre koblingen (3) innbefattende et sfærisk formet ledd (24) som ved hjelp av en tapp (58) understøtter bæreakselen (27) til den andre koblingen (3), og - organ for å dreie den andre koblingen (3) ved forlengelse og forkortelse av hydrauliske sylindrenes (21, 22).

2. Verktøy i henhold til krav 1,karakterisertved at ved det vertikale kompenseringssystemet oppnås den oppoverrettede bevegelse av strukturen (6) ved påføring av et fluidtrykk i et kammer (28).

3. Verktøy i henhold til krav 1 eller 2,karakterisert vedat i det vertikale kompensasjonssystemet oppnås den nedoverrettede bevegelsen av strukturen (6) ved påføring av et fluidtrykk i et kammer (29).

4 . Verktøy i henhold til krav 2 eller 3,karakterisert vedat den vertikale bevegelsen av strukturen (6) oppnås ved hjelp av bevegelige komponenter (9, 10, 11) drevet av et fluidtrykk og hvor en sentralkomponent (8) danner statoren til systemet i forhold til hvilket komponentene (9, 10, 11) beveges.

5. Verktøy i henhold til et eller flere av kravene 1 til 4,karakterisert vedat ved vrisystemet for dreining av strukturen (6) har den eller en sentralkomponent (8) ved sin nedre ende en hanngjenge (62), for tilkobling til et legeme understøttet av lagersettet (54, 55, 56).

6. Verktøy i henhold til krav 5,karakterisertved at lagersettet (54, 55, 56) tillater dreining av strukturen (6) som posisjonerer den andre koblingen (3) ved rotasjon av en operasjonskolonne (61).

7 . Verktøy i henhold til krav 5 eller 6,karakterisert vedat det innbefatter et legeme (57) som gjør at lagersettet (54, 55, 56) er uavhengig med hensyn til den første koblingen (2), hvilken første kobling (2) forblir låst og festet under dreiningen av strukturen (6) og den andre koblingen (3) som holdes derav.

8. Verktøy i henhold til krav 5, 6 eller 7,karakterisert vedat dreiningen overføres til strukturen (6) ved hjelp av slissenøkler (46, 49), hvilke slissenøkler (46) føres i en vertikal slisse (45) i hylsen (47) for derved å tillate bevegelse av det vertikale kompenseringssystemet.

9. Verktøy i henhold til et eller flere av kravene 1 til 8,karakterisert vedat i vinkelkompensa-sjonssystemet opererer leddet (24) i respons til bevegelsene mellom den andre konnektoren (67) til koblingsbroen (41) og den andre strømningslledningsterminalen (65), ved glidning i det sfærisk formede huset (25, 26).

10. Verktøy i henhold til et eller flere av kravene 1 til 9,karakterisert vedat i organet for dreining av den andre koblingen (3) skjer dreiningen av den andre koblingen (3) ved simultan bevegelse av stempelstengene til sylinderne (21, 22).

11. Verktøy i henhold til et eller flere av kravene 1 til 10,karakterisert vedat ved føringslineorien-teringssystemet skjer festingen av føringsarmen (4) til den første koblingen (2) ved anvendelse av føringsl-iner.

12. Verktøy i henhold til et eller flere av kravene 1 til 11, der de to vertikale konnektorene (66, 67) er forenet av strømnings- eller styreledninger mellom de to strømnings-ledningsterminalene (64, 65) som skal forbindes,karakterisert vedat strømnings- eller styreledningene er fleksible eller leddet og innbefatter strømningsledninger, så som produksjonsledninger, festeled- ninger, gassløftledninger og vanninjeksjonsledninger og også en hydraulisk navlestreng (for funksjonsstyring), og/eller elektriske kabler for måling og/eller drift av utstyr.