NO312117B1

NO312117B1 - Connector with integrated valve

Info

Publication number: NO312117B1
Application number: NO972283A
Authority: NO
Inventors: Knut E Von Trepka
Original assignee: Kvaerner Oilfield Prod As
Priority date: 1997-05-20
Filing date: 1997-05-20
Publication date: 2002-03-18
Also published as: AU7457798A; WO1998053238A1; NO972283L; NO972283D0

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en konnektor for undervanns sammenkopling av to rørdeler, der konnektoren har en bæredel, en første arm, en andre arm, hvilke armer er svingbart koblet til respektive ender av bæredelen, og en tiltrekkmgsinnretning koblet til armene, idet bæredelen og armene er innrettet til å klemmes rundt flenser på to rør plassert mot hverandre, for å danne en forbindelse mellom de to rørene. The present invention relates to a connector for the underwater connection of two pipe parts, where the connector has a carrier part, a first arm, a second arm, which arms are pivotably connected to respective ends of the carrier part, and an attraction device connected to the arms, the carrier part and the arms being adapted to be clamped around flanges of two pipes placed against each other, to form a connection between the two pipes.

Den foreliggende oppfinnelse vedrører videre en kombinasjon av ovennevnte konnektor og en tilbakeslagsventil. Pr. i dag er slike tilbakeslagsventiler en separat enhet tilknyttet en større konstruksjons-enhet plassert på havbunnen. Ved hver ende av ventilhuset er dette utstyrt med en flens, hvilken flens koples sammen med en rørledning ved hjelp av en for formålet egnet konnektor. For å montere ventilen er det således behov for to konnektorer, en på hver side av ventilhuset. The present invention further relates to a combination of the above connector and a non-return valve. As of today, such non-return valves are a separate unit connected to a larger construction unit located on the seabed. At each end of the valve housing, this is equipped with a flange, which flange is connected to a pipeline using a connector suitable for the purpose. To mount the valve, two connectors are therefore needed, one on each side of the valve housing.

Tilbakeslagsventiler anvendes hovedsakelig i forbindelse med en boreplattforms eksportledning. Eksportledningen kan være flere kilometer lang og inneholde store mengder gass. Dersom det skulle skje et brudd i stigerøret fra plattformen eller på annen måte oppstå en lekkasje på plattformsiden, har den ovennevnte tilbakeslagsventilen til formål hurtig å stenge for å hindre at gass i eksportledningen strømmer ut i det fri. Slike tilbakeslagsventiler er som regel utformet som såkalte klaffventiler, for å oppnå en hurtig lukking. Non-return valves are mainly used in connection with a drilling platform's export line. The export pipeline can be several kilometers long and contain large quantities of gas. If there should be a break in the riser from the platform or in some other way a leak occurs on the platform side, the purpose of the above-mentioned non-return valve is to quickly close to prevent gas in the export line from flowing out into the open. Such non-return valves are usually designed as flap valves, in order to achieve a quick closing.

I tilknytning til en slik tilbakeslagsventil er det også plassert en by-passventil (omløpsventil) med lite tverrsnitt. By-passventilen har til hensikt å føre mindre mengder av gass fra eksportledningen og tilbake til plattformen. Dette er nødvendig fordi plattformen som regel har gassgeneratorer som viktigste kraftkilde. Dersom eksportledningen fullstendig skulle avstenges, ville derfor plattformen stå uten krafttilførsel. Dette kan selvfølgelig ikke tillates i et krisetilfelle, og en spesifisert, fortrinnsvis regulerbar lekkasje tilbake fra eksportledningen er derfor nødvendig. In connection with such a non-return valve, a by-pass valve (bypass valve) with a small cross-section is also placed. The by-pass valve is intended to lead smaller quantities of gas from the export pipeline back to the platform. This is necessary because the platform usually has gas generators as the main power source. If the export line were to be completely shut down, the platform would therefore be without power supply. Of course, this cannot be allowed in a crisis, and a specified, preferably adjustable leak back from the export line is therefore necessary.

Imidlertid er de eksisterende ventilene svært dyre konstruksjoner, som det ikke minst er knyttet svært store kostnader til skifte av. En slik tilbakeslagsventil utsettes for store slitasjepåkjenninger, da ventilens klaff vil stå og blafre i olje- og gasstrømmen og derved utsettes for store slagbelastninger. For å kunne stole på at ventilen skal virke i et krisetilfelle må den derfor skiftes ut før slitasjegraden er nådd så langt at ventilens funksjon står i fare. Som regel skjer denne utskiftingen samtidig med at stigerøret mellom plattformen og eksportledningen skiftes ut. Dette skjer med ca. 10 års mellomrom. However, the existing valves are very expensive structures, not least of which very large costs are associated with their replacement. Such a non-return valve is exposed to large wear and tear stresses, as the valve flap will stand and flap in the oil and gas flow and thereby be exposed to large impact loads. In order to be able to trust that the valve will work in an emergency, it must therefore be replaced before the degree of wear has reached such an extent that the valve's function is at risk. As a rule, this replacement takes place at the same time as the riser between the platform and the export line is replaced. This happens with approx. 10 year gap.

Fra DE 1806409 er det kjent en konnektor, som imidlertid ikke er egnet for undersjøiske anvendelser. Den må settes på ved hjelp av enten å skru bolter inn i gjengede hull i rørene på begge sider av konnektoren eller ved å føre bolter gjennom flenser på rørene eller konnektoren. Dette er en komplisert operasjon, som er svært dyr å utføre under vann, om i det hele tatt mulig, idet disse rørene ofte befinner seg i en dybde på flere hundre meter. Ved disse dyp er dykking svært farlig og unngås om mulig. From DE 1806409 a connector is known, which, however, is not suitable for underwater applications. It must be fitted by either screwing bolts into threaded holes in the pipes on both sides of the connector or by passing bolts through flanges on the pipes or connector. This is a complicated operation, which is very expensive to carry out underwater, if at all possible, as these pipes are often located at a depth of several hundred meters. At these depths, diving is very dangerous and should be avoided if possible.

Den foreliggende oppfinnelse har til hensikt å tilveiebringe en ventil som kan skiftes ut på en langt billigere og mindre komplisert måte enn de eksisterende ventiler. Den foreliggende oppfinnelse tar også sikte på å redusere antall komponenter som behøves i den undervanns konstruksjonen. The present invention aims to provide a valve that can be replaced in a far cheaper and less complicated way than the existing valves. The present invention also aims to reduce the number of components needed in the underwater construction.

Det ovennevnte oppnås ved at konnektoren (1) omfatter en integrert tilbakeslagsventil (14). The above is achieved by the connector (1) comprising an integrated non-return valve (14).

Videre kan tilbakeslagsventilen ifølge den foreliggende oppfinnelse også omfatte en integrert by-passventil. Furthermore, the non-return valve according to the present invention can also comprise an integrated bypass valve.

Ved den nevnte løsningen oppnås det for det første at når stigerøret skal skiftes vil tilbakeslagsventilen automatisk følge med når konnektoren mellom stigerøret og eksportledningen tas av. Det behøves ikke noe eget verktøy for å montere og hente opp ventilen, da ventilen transporteres opp og ned sammen med konnektoren ved hjelp av konnektorens verktøy. Kun én konnektor trenger å koples fra eller monteres ved skifte av ventilen og/eller stigerøret. På grunn av færre komponenter blir det også færre mulige lekkasjeveier. With the aforementioned solution, it is achieved, firstly, that when the riser is to be replaced, the non-return valve will automatically follow when the connector between the riser and the export line is removed. No separate tool is needed to mount and pick up the valve, as the valve is transported up and down together with the connector using the connector's tool. Only one connector needs to be disconnected or fitted when changing the valve and/or riser. Due to fewer components, there are also fewer possible leakage paths.

Oppfinnelsen skal nå beskrives nærmere under henvisning til de medfølgende tegninger, der: The invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings, where:

Figur 1 viser konnektoren med integrert ventil i oppriss, Figure 1 shows the connector with integrated valve in elevation,

figur 2 viser konnektoren med integrert ventil i snitt fra siden, figure 2 shows the connector with integrated valve in section from the side,

figur 3 viser et utsnitt av figur 2, og Figure 3 shows a section of Figure 2, and

figur 4 viser ventilen i detalj i oppriss. figure 4 shows the valve in detail in elevation.

Figur 1 viser en konnektor 1, som generelt består av tre deler, en første bæredel 2 og to armer 3 og 4, hvilke armer er forbundet med respektive ender av bæredelen 2 via ledd 5 og 6. Ved armenes 3,4 motsatte ender er en tiltrekkingsskrue 7 leddbart montert til armenes 3, 4 respektive motsatte ender i ledd 8 og 9. På innsiden av bæredelen 2 og armene 3, 4 er det montert klembakker 10, som er plassert som segmenter av en brutt sirkel i konnektorens lukkede tilstand. Innenfor segmentene 10 er det plassert en tetningsplate 11, som via en gaffel 12 bæres av tiltrekningsskruen 7. Gaffelen 12 er gjenget, slik at avstanden mellom gaffelen 12 og hvert av leddene 8, 9 alltid er den samme. Figure 1 shows a connector 1, which generally consists of three parts, a first support part 2 and two arms 3 and 4, which arms are connected to respective ends of the support part 2 via joints 5 and 6. At the opposite ends of the arms 3,4, a tightening screw 7 hingedly mounted to the respective opposite ends of the arms 3, 4 in joints 8 and 9. On the inside of the carrier part 2 and the arms 3, 4, clamping jaws 10 are mounted, which are positioned as segments of a broken circle in the connector's closed state. Within the segments 10 is placed a sealing plate 11, which via a fork 12 is carried by the attraction screw 7. The fork 12 is threaded, so that the distance between the fork 12 and each of the joints 8, 9 is always the same.

Som det best vises i figur 2 er det på innsiden av tetningsplaten løst innsatt en tetningsring 13. I denne tetningsringen 13 er det videre løst innsatt en tilbakeslagsventil 14. Til bæredelen 2 er det fastskrudd en gripedel 15, som benyttes av en ROV eller annet verktøy for håndtering av konnektoren 1. As best shown in Figure 2, a sealing ring 13 is loosely inserted on the inside of the sealing plate. In this sealing ring 13, a non-return valve 14 is also loosely inserted. A gripping part 15, which is used by an ROV or other tool, is screwed to the support part 2 for handling the connector 1.

Tilbakeslagsventilen 14 omfatter en ventilplate 16, i hvilken det er utformet en tilbake-slagsventilåpning 17. Et klaffelement 18 er hengselforbundet i et ledd 19, for å kunne svinge mellom en stilling der klaffelementet 18 lukker ventilåpningen 17 og en stilling der klaffelementet 18 tillater fri passasje gjennom ventilåpningen 17. I ventilplaten 16 er det også utformet en mindre ventilåpning 20 for en by-passventil 21. By-passventilen 21 er best vist i figur 3. Et kuleventilelement 22 er plassert for selektivt å kunne åpne og lukke by-passventilåpningen 20. Kuleventilelementet 2ler aktuerbart via en ventilspindel 23, som kan aktueres av en utenfor konnektoren plassert aktuator 24, fortrinnsvis ved fjernbetjening. Mellom ventilspindelen 23 og dennes gjennom-føirngspassasje 25 i gripedelen 15 er det utformet et ringrom 26, i hvilket det tilføres hydraulisk trykk for å trykkteste rommet mellom tetningsringen 13 og en O-ring 27. For dette er det utformet tverrkanaler 28. The non-return valve 14 comprises a valve plate 16, in which a non-return valve opening 17 is designed. A flap element 18 is hinged in a joint 19, in order to be able to swing between a position where the flap element 18 closes the valve opening 17 and a position where the flap element 18 allows free passage through the valve opening 17. In the valve plate 16, a smaller valve opening 20 is also designed for a by-pass valve 21. The by-pass valve 21 is best shown in figure 3. A ball valve element 22 is placed to be able to selectively open and close the by-pass valve opening 20. The ball valve element 2 is actuated via a valve spindle 23, which can be actuated by an actuator 24 placed outside the connector, preferably by remote control. Between the valve spindle 23 and its through passage 25 in the gripping part 15, an annular space 26 is formed, in which hydraulic pressure is supplied to pressure test the space between the sealing ring 13 and an O-ring 27. For this, transverse channels 28 are formed.

Tetningsringen 13 er som nevnt ovenfor løst innsatt i tetningsplaten 11. Videre er som ovenfor nevnt ventilplaten 16 løst innsatt i tetningsringen 13. Når to rørdeler 29, 30 skal forbindes med hverandre ved hjelp av konnektoren 1, bringes disse først mot hverandre inne i konnektoren 1. Når konnektoren 1 klemmes til rundt rørdelenes 29, 30 ender ved hjelp av tiltrekkingsskruen 7 kommer rørdelenes 29, 30 flenser 31, 32 først til anlegg mot klembakkene 10. Klembakkene 10 presser rørdelene inn mot tetningsplaten 11, nærmere bestemt dennes styrekanter 33. Når konnektoren 1 er skrudd helt sammen rundt flensene 31, 32 blir flensenes 31, 32 endeflater presset mot tetningsplatens 11 sideflater. Først da vil det oppstå tett kontakt med tetningsringen 13. Ventilplaten 16 vil ikke utsettes for noe nevneverdig radielt press, men ligge an mot en skulder 34 på innsiden av rørdelen 29. Her er det anordnet en O-ring 35 for å oppnå god tetning. Dersom klaffventilen 14 lukker vil den presses ytterligere mot skulderen 34 og tetningen vil bli enda bedre, uten at ventilplaten 16 belaster tetningsringen 13. As mentioned above, the sealing ring 13 is loosely inserted into the sealing plate 11. Furthermore, as mentioned above, the valve plate 16 is loosely inserted into the sealing ring 13. When two pipe parts 29, 30 are to be connected to each other using the connector 1, these are first brought towards each other inside the connector 1 When the connector 1 is clamped around the ends of the pipe parts 29, 30 using the tightening screw 7, the flanges 31, 32 of the pipe parts 29, 30 first come into contact with the clamping jaws 10. The clamping jaws 10 press the pipe parts against the sealing plate 11, more specifically its guide edges 33. When the connector 1 is screwed together completely around the flanges 31, 32, the end surfaces of the flanges 31, 32 are pressed against the side surfaces of the sealing plate 11. Only then will there be close contact with the sealing ring 13. The valve plate 16 will not be exposed to any significant radial pressure, but rest against a shoulder 34 on the inside of the pipe part 29. An O-ring 35 is arranged here to achieve a good seal. If the flap valve 14 closes, it will be pressed further against the shoulder 34 and the seal will be even better, without the valve plate 16 stressing the sealing ring 13.

Claims

1. Connector (1) for underwater connection of two pipe parts (29,30), where the connector has a carrier part (2), a first arm (3), a second arm (4), which arms are pivotally connected to respective ends of the carrier part ( 2), and a pulling device (7) connected to the arms (3,4), the support part (2) and the arms (3,4) being adapted to be clamped around flanges of two pipes placed against each other, to form a connection between the two pipes, characterized in that the connector (1) comprises an integrated non-return valve (14).

2. Connector according to claim 1, characterized in that the check valve (14) is loosely placed in a sealing ring (13) in the connector (1).

3. Connector according to claim 1 or 2, characterized in that the check valve (14) after the connection of the pipe parts (29,30) finds contact with an internal shoulder (34) on one pipe part (29).

4. Connector according to any one of the preceding claims, characterized in that the non-return valve (14) also comprises an integrated by-pass valve (21).

5. Connector according to any one of the preceding claims, characterized in that the bypass valve (21) is actuated by a via valve spindle (23) which extends through a gripping part (15) on the outside of the connector (1).

6. Connector according to any one of the preceding claims, characterized in that an annular space (26) is formed between the valve spindle (23) and its passage channel (25) in the gripping part (15) and that means are arranged to pressurize the annular space (26 ) to pressure test the connection between the pipe parts (29,30).