NO302139B1 - Verktöy for simultan vertikal tilkobling - Google Patents

Description

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

Fra NO C 169.827 er det kjent en fremgangsmåte og anordning for presisjonsanbringelse av gjenstander på faste installa-sjoner på sjøbunnen på dypt vann. Anbringelsen av gjenstan-den utføres ved lineære bevegelser og vinkelbevegelser av anordningen.

Fra US PS 4.648.629 er det kjent en undervannskonnektor for sammenføyning av koniske plater med fluidåpninger.

Fra GB A 2.110.782 er det kjent en anordning for tilkobling av strømningsledninger under vann.

Fra EP A .1.196.712 er det kjent en anordning for tilkobling og frakobling av slanger eller ledninger til og fra vanskelig tilgjengelige konstruksjoner.

Fra DE C 3.380.166 er det kjent en håndteringsanordning for transport og plassering av gjenstander.

Fra NO B 179.981 er det kjent et undervannsproduksjonssystem for oljebrønner på dypt vann.

Ingen av de ovennevnte publikasjoner kan anvendes på samme måte som foreliggende oppfinnelse, siden tilkoblingene ikke kan gjøes simultant.

Ved undersjøiske kompletteringssystemer 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 leddede 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 produksjonen 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 mer komplekse utstyrsenheter ((Wet Christman tree (WCT)-manifold)) og en reduksjon av muligheten for feil på disse under drift, siden disse ikke lenger innehar den aktive koblingen til systemet og overføre mulighetene for feil i koblingen fra utstyrsenhetene til koblingsbroene. Derved reduseres mulighetene for vedlikeholdsfeil til disse utstyrsenhetene, siden disse ("WCT-modulmanifoldene) har et lavere antall forseglinger og et mindre antall samtidige koblinger, siden disse er fordelt i koblingsbroene (en pr. brønn), i tillegg til enhver flek-sibel eller leddet rørledning plassert i disse enhetene. Montering av disse utstyrsenhetene bør unngås så mye som mulig, siden det ofte blir vanskelig og tar lang tid. For eksempel vil montering av WCT krever brønndreping, installasjon av sikkerhetsplugg etc, og montering av manifolden vil kreve stopp av produksjonen til andre brønner inntil sammen-kobling har funnet sted igjen.

En annen fordel er standardiseringen av et enkelt verktøy som utgjør koblingene mellom terminalene som omfatter ethvert arrangement av strømningsledninger og denne standardiseringen tillater at verktøyet kan brukes ved ethvert arrangement av strømningsledninger vedrørende enhver utstyrsenhet (WCT-tre modul-manifold-eksportledningskoblinger) som skal sammenkobles .

En hensikt med foreliggende oppfinnelse er derved å frembringe et universalverktøy for simultan vertikal tilkobling som via mekanismer, korrekt posisjonerer en koblingsbro på to terminaler til strømningsledninger på utstyrsenhetene som skal sammenkobles. Verktøyet er kjennetegnet ved at det innbefatter et teleskopisk justeringssystem for å justere avstanden mellom koblingene ved hjelp av armer, et vertikalt kompensasjonssystem for oppoverrettet og nedoverrettet bevegelse av strukturen, som understøtter den andre koblingen, i forhold til den første koblingen, et vinkelkompensasjonssystem som anvendes for posisjonering av den andre koblingen ved hjelp av et sfærisk formet ledd, anordnet i et delt hus ved sfæriske indre seksjoner, et fjærsett som tillater kompensasjon av horisontale avvik mellom terminalene og et orienteringssystem med en slissenøkkel i den første koblingen og en trakt rundt den første gripedelen som tillater orientering av verktøyet ved gjeninnføring i koblingsbroen. 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 viser et snitt av et verktøy for simultan vertikal tilkobling, installert på en koblingsbro som inneholder rørledningskjeglen som er nødvendig for tilkobling mellom to rørledningsterminaler (også vist i figuren).

Figur 2 viser et snitt av verktøyet.

Figur 3 viser et forstørret snitt av verktøyets horisontale og vinkelkompensasjonssystem i henhold til figur 1. Figur 4 viser et forstørret snitt av det vertikale kompen-sas jonssystemet i henhold til figur 1.

Som vist i figurene 1 og 2, omfatter universalverktøyet for simultan vertikal tilkobling, generelt angitt ved referans-enummer 10 som brukes for installasjon av en koblingsbro 11, inneholdende en bunt av fleksible ledninger (strømnings-ledninger, hydrauliske ledninger, elektriske kabler i ethvert ønsket arrangement) som skal frembringe kobling mellom to strømningsledningsterminaler 12, 13, omfatter to vertikale hydrauliske koblinger 14, 15 for låsing til gripedelene 16, 17 på koblingsbroen 11, et teleskopisk justeringssystem som tillater justering av avstanden mellom koblingene 14, 15 via to armer 18, 19, hvor arm 18 er forsynt med horisontal bevegelse inne i arm 19, et vertikalt kompenseringssystem med bevegelse oppover og nedover av strukturen 20 som holder den andre koblingen 15 i forhold til den første koblingen 14, for lett å kunne plassere broen 11 og kompensasjonen av vertikale avvik mellom strømningsledningsterminalene som skal sammenkobles, et vinkelkompenseringssystem som brukes i den andre koblingen 15 ved hjelp av et sfærisk formet ledd 21 (fig. 3), plassert i et delt hus med sfæriske indre seksjoner 22, 23 som tillater kompensering av vinkelavvik og avstanden 24, fjærsett 25 som tillater kompensasjon for horisontale avvik mellom disse terminalene, et orienteringssystem med slis-senøkkel 26 i den første koblingen 14 og en trakt 27 rundt den første gripedelen 16 som tillater orientering av verktøyet 10 ved gjeninnføring i koblingsbroen 11.

Først utføres en kobling av en av brokonnektorene 28 i den første strømningsledningsterminalen 12, hvor den korrekte plassering og nødvendige belastning oppnås via bevegelse av operasjonskolonnen, den andre brokonnektoren 29 er ute av posisjon på dette tidspunkt. Den korrekte plasseringen av den andre konnektoren, oppnås via et sfærisk leddsystem som holdes av et fjærsett som tillater vinklet og sideveis

(forskjøvet) kompensasjon i forhold til den første strøm-ningsgsledningsterminalen 12, mens den vertikale tilnærmelsen og nødvendige belastningen for kobling oppnås ved hjelp av et hydraulisk system plassert i verktøylegemet 10.

I det teleskopiske justeringssystemet med to armer 18, 19, utføres justeringen ved hjelp av hullene 30, 31, 32, plassert i den ytre armen 19 med hullet 33 plassert i den indre armen 18 og den valgte posisjonen holdes ved hjelp av festepinnen 34 og systemet kan bruke så mange posisjoner som ønskelig, men kun tre er vist her.

I det vertikale kompenseringssystemet oppnås bevegelsen oppover ved hjelp av tilføring av trykk til kammeret 35, og bevegelsen nedover oppnås ved tilføring av trykk til kammeret 36 (fig. 4). Bevegelse av strukturen 20 oppnås ved hjelp av komponentene 37, 39 og 40 som er bevegelige komponenter som drives ved hjelp av trykk og den midtre komponenten 38 som utgjør det stive elementet i systemet, slik at komponentene 37, 39, 40 kan beveges. Dynamiske forseglingsringer 41 gir den nødvendige forsegling for det hydrauliske trykket som virker i kamrene 35, 36 og den midtre komponenten 38 er også i sin øvre ende forsynt med en gjenget hunndel 42 som passer sammen med en hanndel på operasjonskolonnen 43 til utstyret, og sin nedre ende er den forsynt med en gjenget hanndel 44 for tilkobling med den øvre delen av den første koblingen 14. To slissenøkler 50 holder plasseringen til verktøyet 10 når det er festet til operasjonskolonnen 43.

I vinkelkompenseringssystemet som brukes i den andre koblingen 15 (fig. 3), holder det sfærisk formede leddet 21, via pinnen 45, bæreakselen 46 til den andre koblingen 15, og leddet 21 påvirkes av bevegelser mellom den andre konnektoren 29 til koblingsbroen og den andre strømningsledningstermina-len 13, som glir på de sfærisk formede husene 22, 23.

Det horisontale kompenseringssystemet som brukes i den andre koblingen 15, opereres via et system av stoppere 47 og åpninger 24 mellom de indre delene av disse stopperne og de ytre delene til de sfæriske husene 22 og 23. Den horisontale bevegelsen skjer ved bevegelser mellom den andre konnektoren 29 til koblingsbroen og den andre strømningslledningstermina-len 13, mens et fjærsett 25 holder bæreakselen 46 i vertikal posisjon når vinkelkompenseringssystemet ikke brukes. Orienteringssystemet med en slissenøkkel 26 skal føres gjennom en skruelinjeformet slisse 48, anordnet inne i trakten 27, med åpningen vendt oppover, plassert rundt gripedelen 16 i den øvre delen av den første brokonnektoren 28.

Det bør legges merke til at verktøyet for simultan vertikal tilkobling 10 kan brukes for tilkobling mellom ethvert arrangement av strømningsledninger og er derfor forsynt med et mekanisk (eller hydraulisk) justerbart teleskopisk system som gir koblingsbroen den nødvendige avstand til ledningene som skal sammenkobles.

I forbindelse med orienteringssystemet, skal fremdeles en slissenøkkel 55 i den første brokoblingen 28 føres gjennom en skruelinjeformet slisse 57, inne i trakten 59 som muliggjør drift av systemet ved installasjonsoperasjonen.

Claims (10)

1. Verktøy for simultan vertikal tilkobling til bruk ved installasjon av en koblingsbro (11), omfattende en bunt av fleksible ledninger og to hydrauliske konnektorer (28, 29) som skal tilkobles mellom to strømningsledningsterminaler (12, 13), omfattende to vertikale hydrauliske koblinger (14, 15) for festing til gripedeler (16, 17) på koblingsbroen (11),karakterisert vedat den innbefatter - et teleskopisk justeringssystem for å justere avstanden mellom koblingene (14, 15) ved hjelp av armer (18, 19), - et vertikalt kompensasjonssystem (35, 36) oppoverrettet og nedoverrettet bevegelse av strukturen (20), som understøt-ter den andre koblingen (15), i forhold til den første koblingen (14), - et vinkelkompensasjonssystem som anvendes for posisjonering av den andre koblingen (15) ved hjelp av et sfærisk formet ledd (21), anordnet i et delt hus (22, 23) med sfæriske indre seksjoner, - et fjærsett (25) som tillater kompensasjon av horisontale avvik mellom terminalene (12, 13), og - et orienteringssystem med en slissenøkkel (26) i den første koblingen (14) og en trakt (27) rundt den første gripedelen (16) som tillater orientering av verktøyet (10) ved gjeninnføring i koblingsbroen (11).

2. Verktøy i henhold til krav 1,karakterisertved at i det teleskopiske justeringssystemet er en første arm (18) en horisontalt bevegelig inni og i forhold til den andre armen (19), hvilken justering oppnås ved hjelp av hull (30, 31, 32), i den andre armen (19), i innretning med et hull (33) i den første armen (18), og at det er tilveiebragt en festetapp (34) for å opprettholde den valgte posisjonen.

3. Verktøy i henhold til krav 1 eller 2,karakterisert vedat i det vertikale kompensasjonssystemet oppnås den oppoverrettede bevegelsen til strukturen (20) ved påføring av trykk i et fluidkammer (35) og den nedoverrettede bevegelsen av strukturen (20) oppnås ved påføring av trykk i et ytterligere fluidkammer (36).

4. Verktøy i henhold til krav 3,karakterisertved at bevegelsen av strukturen (20) oppnås ved hjelp av bevegelige komponenter (37, 39 og 40) som drives av fluid-trykk og den sentrale komponenten (38) danner en stator til systemet i forhold til hvilken bevegelsene av komponentene (37, 39, 40) skjer.

5. Verktøy i henhold til et eller flere av kravene 1 til 4,karakterisert vedat i vinkelkompensasjons-systemet understøtter det sfærisk formede leddet (21), ved hjelp av en tapp (45), bæreakselen (46) til den andre koblingen (15) og opererer ved å tilpasse seg bevegelsene mellom den andre konnektoren (29) til koblingsbroen og den andre strømningslinjeterminalen (13), ved glidning på de sfærisk formede husene (22, 23).

6. Verktøy i henhold til et eller flere av kravene 1 til 5,karakterisert vedat det horisontale kompensasjonssystemet som anvendes for posisjonering av den andre koblingen (15), opererer ved hjelp av et system av stoppere (47) og åpninger (24) som er tilstede mellom de • - indre delene av stopperne (47) og de ytre delene av det sfæriske huset (22, 23), og at fjærsettet (25) holder den andre koblingen (15) i en ønsket posisjon etter den horisontale kompensasjonen.

7. Verktøy i henhold til et eller flere av kravene 1 til 6,karakterisert vedat orienteringssystemets slissenøkkel (26) kan føres i en skruelinjeformet slisse (48), anbragt i trakten (27) som divergerer oppover, og er anbragt rundt gripedelen (16) i den øvre delen av den første konnektoren (28) til broen (11).

8. Verktøy i henhold til et eller flere av de foregående krav,karakterisert vedat ved orienteringssystemet kan en slissenøkkel (55) i den første konnektoren (28) til broen, føres i en skruelinjeformet slisse (57) i trakten (59) for orientering under installasjon.

9. Verktøy i henhold til et eller flere av de foregående krav,karakterisert vedat de to konnektorene (28, 29) på koblingsbroen (11) er forbundet med strømnings-eller styreledninger mellom de to strømningsledningstermina-lene (12, 13).

10. Verktøy i henhold til krav 9,karakterisertved at strømnings- eller styreledningene innbefatter produksjonslinjetestledninger, gassløfteledninger og vanninjeksjonsledninger og også en hydraulisk navlestreng og/eller elektriske kabler for måling og/eller drift av utstyr.