NO303187B1 - Koplingsinnretning for r÷rledning-oppvarmingssystem - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en innretning for kopling av fluidum-førende undersjøiske rørledninger, i den hensikt å kunne føre en elektrisk strøm for elektrisk oppvarming av rørledningene, for derved å hindre eller eliminere avsetninger av organiske rester på innerveggene i rørledningene. En slik innretning kan tilpasses for bruk av elektrisitet kombinert med samtidig injisering av spesialfluider, såsom løsningsmidler, luft eller damp.

Ved drift av undersjøiske anlegg for transport av fluider, særlig fluider som er viskøse og/eller inneholder organiske rester, er et av problemene avsettinger i rørledningen, dvs. avsetting av stoffer på innerveggen i rørledningen, initiert av temperaturforskjellen mellom det transporterte fluidum og omgivelsen.

Det er velkjent at på større vanndyp ligger vanntemperaturen rundt 5°C. Jo større temperaturforskjell, desto større blir det omtalte problem, fordi tendensen til dannelse av avsetninger vil øke, og vil kunne føre til full stopp i rørledningen.

En mulig løsning på dette problem er å legge en trykk-forskjell mellom rørledningens ender, i den hensikt å trykkpåvirke fluidumstrømmen. Er rørledningene imidlertid meget lange vil en slik fremgangsmåte bli ugjennomførlig, både av tekniske grunner (utstyrsdimensJoner) såvel som av økonomiske grunner.

En annen mulighet er å tilsette spesielle additiver eller solventer til fluidet, for å holde de organiske rester i løsning.

Nok en mulighet for å hindre eller minimalisere dannelsen av rester på en rørledningsvegg er å varme opp og holde rørledningens vegg varm, slik at temperaturforskjellen mellom veggen og omgivelsen blir slik at man er sikret fluidumstrøm-ning.

Foreliggende oppfinnelse vedrører sistnevnte mulighet, om ønskelig i kombinasjon med bruk av spesielle løsningsmidler for det transporterte fluidum. Det tekniske problem som må løses er imidlertid nettopp det å finne en form for innføring av den elektriske strøm i en undersjøisk rørledning, særlig når det dreier seg om rørledninger som allerede er lagt på noen hundre meters havdyp.

Det er kjent at når en elektrisk strøm legges på en elektrisk leder, omdannes en viss energimengde til varme. Dette fenomen er kjent som Joules effekt og benyttes innenfor mange tekniske områder.

Som eksempel skal her nevnes US-PS 4.815.769, hvor det beskrives en innretning for å tilveiebringe en forbindelse mellom fluidumførende slanger og et oppvarmingselement, i den hensikt å hindre at fluidet tykner i slangen. I en del av slangen er det en veggspalte hvor en oppvarmingsledning føres inn. Lednings ene ende tilknyttes og vikles rundt et kontaktelement, fremstilt av et varmeledende materiale, som plasseres inne i slangen, mens den andre enden strekker seg ut fra slangen og tilknyttes en oppvarmingsledning. Oppvarm-ingssettet dekkes med et isolerende belegg slik at det dannes en kompakt blokk, som utgjør et slangeelement som kan oppvarmes.

I den brasilianske patentsøknad 8692278 utnyttes nettopp Joule-effekten for oppvarming av en petroleumproduksjons-streng i en brønn, hvis produksjonsstrøm forstyrres av paraffin-avsetninger i strengen, slik at pumpestangens bevegelse hindres.

Denne kjente metode støter imidlertid på tekniske vanskelig-heter i forbindelse med anvendelse i undersjøiske brønner.

I offshore-petroleumproduksjonssystemer benyttes produksjonsledninger, dvs. forbindelser mellom brønn og plattform, i form av fleksible rørledninger. Slike fleksible rørledninger består av vekslende lag av stålspiraler og lag av et isolerende materiale, eksempelvis en polyamidbasert elasto-mer. Det indre stållag er sammenlåst, mens det ytre lag er utført som en kryss-skjerm, i den hensikt å gi rørledningen en kraftigere struktur. Det hele dekkes av et polyamidlag.

En hensikt med oppfinnelsen er å tilveiebringe en elektrisk strøm over stålskjermen i en slik fleksibel rørledning, på samme måte som i en elektrisk leder, for derved å generere energi og levere en viss varmemengde til rørledningen og til fluidet deri,, slik at man kan holde temperaturforskjellen mellom omgivelsene og produksjonslinjen slik at fluidum-strømmen ikke forstyrres.

Nok en hensikt med oppfinnelsen er å tilveiebringe en innretning som gir mulighet for innføring av elektrisk strøm i undersjøiske produksjonsledninger.

Nok en hensikt er å tilveiebringe en innretning som muliggjør samtidig bruk av elektrisk strøm og fluiduminjisering i undersjøiske produksjonsledninger, i den hensikt å eliminere og/eller fjerne hindringer som skyldes avsetting av organiske rester i rørledningen.

Nok en hensikt med oppfinnelsen er å tilveiebringe en innretning som muliggjør en elektrisk forbindelse mellom innerveggen i en fleksibel rørledning og en rørledning for injisering av spesialfluider, som koples til produksjonsledningen.

Oppfinnelsen vedrører en koplingsinnretning for et rørled-nings-oppvarmingssystem som i utgangspunktet innbefatter et segment av et elektrisitet ledende rør som er innført i et enderør i en fleksibel rørledning og holdes i en avstand fra innerveggen i den fleksible rørledning ved hjelp av elektrisk isolerende elementer, idet rørsegmentet på sin indre ende har et fastgjøringselement som også gir elektrisk kontakt mellom den fleksible rørledning og det elektrisitet ledende rørsegment. Rørsegmentets andre ende er tilknyttet en elektrisk kilde eller en elektrisk kabel og er fastgjort til enderøret i den fleksible rørledning ved hjelp av et tetningselement og et koplingselement, for derved å gi den nødvendige tetthet mot penetrering av fuktig og sjøvann samt lekkasje av fluidum ut fra produksjonsledningen.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere under henvisning til tegningene, hvor: Fig. 1 rent skjematisk viser et enderør for en

konvensjonell fleksibel rørledning, og fig. 2 viser en koplingsinnretning ifølge oppfinnelsen, fastgjort inne i enderøret til en fleksibel rørledning.

Ifølge oppfinnelsen er det utviklet en innretning som mulig-gjør en tilkopling av fleksible rørledninger for bruk av et oppvarmingssystem, særlig for rørledninger som fører fluider som er viskøse og/eller inneholder organiske løste rester og befinner seg på sjøbunnen. Innretningen muliggjør en innføring av en elektrisk strøm i rørledningenes indre stålskjelett, med generering av tilstrekkelig varme til å bevirke løsgjøring av organiske rester som har satt seg på innerveggen i rørledningen, og som eventuelt vil hindre eller kan føre til hindring av gjennomstrømningen av fluider i rørledningen, og slik at man også kan opprettholde en temperaturforskjell mellom det transporterte fluidum og omgivelsene på verdier som er adekvate med hensyn til å sikre fluidumgj ennomstrømning.

I fig. 1 er det vist et avslutningsrør for en fleksibel rørledning 1. Den ytre forgitring 2 og de ytre elastomere lag strekker seg litt utover det innvendige stållag 3 og danner en kant eller flens 4, for derved å muliggjøre en kopling av rørledningen til andre fleksible rørledningssegmenter eller til innløp- og utløpsrør i utstyr på plattformen, i mani-folder, eller andre steder, eksempelvis på brønnhodet. Disse koplinger oppnås ved hjelp av spesielle ikke viste braketter, som holder endene stramt sammenkoplet.

Innretningen ifølge oppfinnelsen innføres gjennom enderøret 1 i den hensikt å oppnå elektrisk kontakt med det innvendige stållag 3 i avslutningsrøret.

Fig. 2 viser mer detaljert hvordan oppfinnelsen kan reali-seres, innført og fastgjort til enderøret 1 ifølge fig. 1.

Et segment av et rør 5 som leder elektrisitet, eksempelvis et stålrør, er ført inn i enderøret til en fleksibel rørledning 1 og holdes i lik og konstant avstand fra innerveggen i den fleksible rørledning ved hjelp av elektrisk isolerende elementer 6,7, fremstilt av for fagmannen velkjente mater-ialer, såsom teflon, celeron etc. Den elektriske kontakt mellom de to rør, dvs. enderøret 1 og det ledende rør 5, oppnås ved hjelp av et fastgjøringselement 8 som er festet på innerenden til det elektrisk ledende rør 5. Fastgjørings-elementet har en tykkelse tilstrekkelig til at det berører det indre stållag 3 i den fleksible rørledning. For å sikre nødvendig tetthet er et endeelement 9 koplet til flensen 4. Dette element 9 har samme endeprofil som flensen 4, slik at disse to komponenter kan koples sammen ved hjelp av de nevnte braketter. Endeelementet 9 er isolert mot det elektrisk ledende rør 5 ved hjelp av et tetningselement 10, som også gir elektrisk isolasjon mellom rørledningene.

Om nødvendig eller ønskelig kan røret 5 være tilknyttet en avgrening i et T- eller Y-element (ikke vist), slik at man derved får mulighet for innføring av et spesialfluidum i produksjonsledningen samtidig med anvendelsen av den elektriske strøm.

For utnyttelse av systemet vil det således i praksis være tilstrekkelig å løskople endene til den innsnevrede rørled-ning eller rør, kople to innretninger ifølge oppfinnelsen og knytte dem til en elektrisk kraftkilde.

En vesentlig fordel med koplingsinnretningen ifølge oppfinnelsen i forhold til andre kjente elektriske tilkoplinger er at den elektriske strøm ledes gjennom et elektrisk ledende rør, med samtidig mulighet for innføring av spesialfluider, såsom løsningsmidler, luft eller damp, slik at man dermed får en mulighet for optimalisering av rørlednings-oppvarming-systemet for rensking av en rørledning. En kombinert bruk av varme og injisering vil medføre at når de organiske rester løsner fra innerveggen i den fleksible rørledning vil løsningsmiddelet, luften eller dampen generert ved vannopp-varming hjelpe til med å få vekk restblokken, eller dens fragmenter, slik at man kan få åpnet en vei gjennom stoffene og kan få i gang en skikkelig fluidumstrøm, med rask reetablering av de forhold som vil være gunstige for regulær produksjonsstrøm gjennom rørledningen.

Nok en fordel ligger i den operative enkelhet som innretningen har, særlig dens kopling til allerede installerte produksjonsledninger, i tillegg til at fremstillings- og isolas jonskostnader blir lave og at man ikke trenger spesialutstyr for utnyttelsen.

Nok en fordel er at den nevnte kombinasjon vil kunne medføre en rensking av en rørledning uten anvendelse av for høye temperaturer, som eventuelt vil kunne skade strukturen i rørledningen som fører de viskøse fluider. Et ideelt temperaturområde er fra 40-60"C.

Claims (3)

1. Koplingsinnretning for rørledning-oppvarmingssystem,karakterisert vedat den innbefatter et segment (5) av et elektrisk ledende rør som kan legges inn i et enderør i en fleksibel rørledning (1) og holdes i en avstand fra det indre stållag (3) i den fleksible rørledning (1) ved hjelp av elektrisk isolerende elementer (6,7), idet rørsegmentet (5) på sin indre ende inne i den fleksible rørledning har et fastgjøringselement (8) som også tilveie-bringer elektrisk kontakt mellom den fleksible rørledning (3) og det elektrisk ledende rørsegment (5), idet rørsegmentets (5) andre ende er tilknyttet en elektrisk strømkilde og kan fastgjøres til enderøret i den fleksible rørledning (1) ved hjelp av et tetningselement (10) og et endekoplingselement (9).

2. Koplingsinnretning for rørledning-oppvarmingssystem ifølge krav 1,karakterisert vedat det elektrisk ledende rørsegment (5) er tilknyttet en avgrening i en "T" eller "Y", for derved å muliggjøre en injisering av spesialfluider, såsom løsningsmidler, luft eller vann, samtidig med leggingen av elektrisk strøm på det elektrisk ledende rørsegment (5).

3. Koplingsinnretning for rørledningsoppvarmingssystem ifølge krav 1 eller 2,karakterisert vedat det er utført for oppvarming av rørledninger (1) som er installert på havbunnen.