NO315136B1 - Fleksibel rorskjot - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører et system av skjøteele-menter for undersjøiske rørledninger, særlig for en ubehandlet brønnstrøm fra olje/gassbrønner til en behandlingsenhet som typisk befinner seg på en plattform, eller til stigerørsforbindelser mellom en undersjøisk produksjonsstasjon for olje og gass til en flytende behandlingsenhet.

I offshoreindustrien er det et stort behov for undersjøiske rørledninger. Disse rørledningene utsettes for en rekke forskjellige belastninger, både ved nedlegging og under rørledningens driftstid. Ved nedlegging utsettes røret først og fremst for strekk-, torsjons- og bøyekrefter. Når rørledningen henger ned fra leggefartøyet, dannes det et relativt stort frispenn hvis lengde blant annet er avhengig av havdybden. Da havbunnen kan være svært kupert, vil enkelte frispenn også forkomme når rørledningen ligger på havbunnen. Denne type frispenn er uønsket blant annet fordi strømninger i vannet kan ta tak i rørledningen og utsette det for periodiske svingninger. Dette fører i tillegg til strekk- og bøyekrefter til torsjonskrefter som rørledningen må ta opp. En konvensjonell måte å bøte på dette problem er å bruke store mengder løsmasse for å fylle igjen "dale-ne" på havbunnen. Dette er som fagmannen vet meget ar-beidskrevende og krever enorme mengder masse. Ved større havdyp kreves større mengder masse fordi "nedslagsfeltet" blir større. Når rørledningen er installert utsettes røret for blant annet kompresjonkrefter som følge av store tempe-raturvariasjoner. Rørledningen vil også oppleve under- og overtrykk som følge av det store trykket ved havbunnen, indre trykk fra råoljen som føres gjennom rørledningen osv.

For temperaturekspansjonsformål kreves derfor at det monteres ettergivende elementer i systemet for å begrense mekaniske krefter eller at kreftene på annet vis kontrolleres. Den kraften som røret utøver mot undervannsstasjonen må for eksempel begrenses. Ofte vil det bli installert ekspan-sjonskontraksjonssløyfer i form av et Z-formet rør for å muliggjøre mekaniske bevegelser mellom røret og undervannsstasjonen uten at det oppstår skadelige krefter. Slike eks-pansjonskontraksjonssløyfer er gjerne forbundet med kostnader knyttet til installasjon, oppkobling og beskyttelse. Det ville være betydelig besparelser å oppnå dersom denne funksjonen kunne realiseres ved hjelp av et byggeelement som kunne legges ut fra rørledningsfartøyet som om det es-sensielt var et stykke av røret som kunne graves ned for beskyttelse på vanlig vis. Slike fleksible rørender er vanlig handelsvare, men dagens design innebærer bruk av ikke-metalliske materialer. Dette gir begrensninger i forhold til trykk, temperatur og rørdiameter og i noen tilfeller også begrensning i levetid.

Det har derfor vært et behov for rørledninger og rørled-ningsskjøter som på en fleksibel og hensiktsmessig måte kan inngå i et rørledningssystem som er lett å legge ut, lett kan tilpasses forskjellige behov med hensyn til belastninger og som lett kan tilpasses annet utstyr som anvendes i industrien for nedlegging og drift.

Foreliggende oppfinnelse har som formål å tilveiebringe rørskjøteelementer som tåler de strekk- og bøyekrefter samt de trykk- og temperaturbelastningskrefter som rørledningen forventes å bli utsatt for henholdsvis ved nedleggingen og under drift, i tillegg til at rørskjøteelementene ved nedlegging skal kunne tilpasses de behov som måtte oppstå som følge av havbunnens topografi eller andre relevante forhold.

Ovennevnte formål oppnås ved en fleksibel rørskjøt omfattende en belganordning for en undersjøisk hydrokarbonrør-ledning for installasjon på havbunnen eller for et stigerør ved hjelp av kjente verktøy og teknikker, hvor den fleksible rørskjøten er utstyrt med et ytre element som omfatter et kryss, der to armer anbrakt på den éne rørende omslutter to diametralt anordnede pinner som utgjør en del av krysset, der krysset overfører eventuelle torsjons-, strekk- og kompresjonskrefter til den andre rørende via to diametralt anordnede pinner som er omsluttet av to armer anbrakt på den andre rørende, idet bøyeradien bestemmes av armenes lengde og utforming.

Selv om det samme grunnleggende byggeelement utnyttes ved forskjellige betingelser, er utførelsen og de karakteris-tiske egenskaper ved de ytre element grunnleggende for-skjellig. I det følgende behandles hver av disse elementer separat.

I det følgende forklares oppfinnelsen nærmere under henvisning til de vedføyde tegninger, der

fig. 1 viser ett snitt av en konfigurasjon av skjøteelemen-tet ifølge foreliggende oppfinnelse,

fig. 2 viser en detalj ved en andre konfigurasjon av skjø-teelementet ifølge foreliggende oppfinnelse,

fig. 3a og 3b viser henholdsvis et snitt og et perspektiv-riss av en tredje konfigurasjon av skjøteelementet ifølge foreliggende oppfinnelse,

fig. 4 viser et snitt av en fjerde konfigurasjon av skjøte-elementet ifølge foreliggende oppfinnelse,

fig. 5a og 5b viser henholdsvis en skjematisk fremstilling og et snitt langs A-A av en konfigurasjon der foreliggende oppfinnelse kan komme til anvendelse,

fig. 6 viser en anvendelse av foreliggende oppfinnelse,

fig. 7 viser et snitt av en femte konfigurasjon av skjøteelementet ifølge foreliggende oppfinnelse,

fig. 8 viser en ytterligere anvendelse av foreliggende oppfinnelse,

fig. 9 viser en situasjon der anvendelse av skjøteelemente-ne ifølge foreliggende oppfinnelse vil være fordelaktig.

Undersjøiske rørledninger, særlig for ubehandlet brønn-strøm.

Rørledninger for en ubehandlet brønnstrøm utføres mest økonomisk som metallrør som enten rulles ut fra en kveil på et fartøy (små rørdiametere) eller legges ut fra et fartøy hvor røret sveises opp av rette rørstykker av begrenset lengde, typisk 12 meter (større/alle rørdiameter). Når rø-rene legges ut fra et fartøy, oppstår det store krefter i røret som kan skyldes strekk, bøying og torsjon. Disse kreftene må tas opp av den ytre mekanismen.

Rørledninger gjennomgår store temperatursvingninger som følge av at havvannet setter rørtemperaturen til typisk -2 til +10 °C før produksjonstart og hvor produktet i røret kan øke temperaturen til 50-160°C etter produksjonsstart. Både når røret kobles opp i begge ender, og når temperaturen svinger etter produksjonsstart som beskrevet over, utsettes røret for store krefter.

Dersom hensikten med det fleksible rørelementet er å redusere frispenn, blir rørelementet sveiset inn i røret ombord på leggefartøyet. Rørelementet blir sveiset inn nøyaktig i en slik posisjon at det lander på havbunnen akkurat der skråningen begynner slik at fleksibilitetsfordelen benyttes fullt ut {se fig 9). Måle- og posisjoneringsmetoder som muliggjør dette er kommersielt tilgjengelig.

Den foreliggende oppfinnelse tar utgangspunkt i å utnytte i og for seg velkjente metallbelger på en ny måte, og i sammenheng med enkelte mekaniske komponenter oppnå en helme-tallisk rørlignende seksjon av en ledning som kan legges ut fra et leggefartøy uten behov for ukonvensjonelle hjelpe-midler. Det skal bemerkes i denne sammenheng at mindre mekaniske komponenter, som forårsaker endringer i rørdiameter og sogar usymmetri om lengdeaksen, kan legges ut ved å ma-nipulere bakstrekkmaskinene som regulerer strekket i røret. Dette er vanlig prosedyre.

Fig. 1 viser et fleksibelt element for temperaturekspan-sjon. Det grunnleggende elementet er belgen 1. Den skaffer til veie det fundamentale behov for en rørlignende innretning med en kombinasjon av kapasitet for strekking og stu-king (tensile and compressive strain) samt liten bøyeradius og samtidig kapasitet for høyt internt trykk.

Slike belger (med ringforsterkning) er handelstilgjengelige og utgjør et kjent bygge-element i prosessindustrien.

I sin grunnleggende form er belgelementet 1 lite egnet til anvendelse i den havbunnsbaserte olje- og gassindustri. Utstyrt med et antall hjelpe-elementer kan slike belger imidlertid tilpasses havbunnsmiljøet og de anvendelser av et mekanisk fleksibelt element som er knyttet til denne in-dustri .

Enhver seksjon av en rørledning for en ubehandlet brønn-strøm må designes med utgangspunkt i det fundamentale behov for å kjøre et antall plugger gjennom ledningen. Slike plugger har flere hensikter, for eksempel inspeksjon av korrosjon eller rengjøring.

Til tross for at det nå bygges plugger for store variasjoner av den indre diameter, er det fortsatt ønskelig med så små variasjoner av den indre diameter som mulig. Ved en del anvendelser er det derfor et behov for et element som sik-rer at diameteren ikke varierer dramatisk fra det regulære røret til belgseksjonen. I tillegg kan det være et behov for å beskytte belgen mot sand som føres med brønnstrømmen og som potensielt kunne fylle opp de delene av belgen som ligger utenfor det indre diameter slik at fleksibiliteten reduseres.

Disse behovene dekkes ved at det støpes en fdring 2 av et elastisk materiale som benytter belgen som ytre del av en form og en sylinder som indre del av en form (ikke vist). Et system for injeksjon av flytende materiale (ikke vist) benyttes for å fylle volumet med det elastiske materiale samtidig som luften fjernes. Sylinderen kan hensiktsmessig utgjøre en permanent del av arrangementet og beskytter slik også det elastiske elementet mot midlertidige overtykk i ringrommet under nedblødning av trykket i ledningen.

Por å hindre at en nedblødning av trykket i ledningen be-virker at det holdes et volum av gass innelukket i ringrommet mellom belgen 1 og foringen 2 er det vesentlig at det ikke oppstår kjemisk binding mellom belgen 1 og foringen 2. Dette oppnås hensiktsmessig ved å påføre belgen et lag Tef-lon eller lignende materiale med særlig lav heft før det elastiske materiale injiseres.

I de tilfellene der det ikke er formålstjenlig å bruke en fdring av et elastisk materiale kan belgen bygges inn slik at den indre diameter ikke endres meget.

Belgen 1 produseres på verk med en avslutning i begge ender i form av rørseksjoner 3. Disse rørsegmenter 3 utgjør gren-sesnittet mot det regulære røret 4. For høyere trykk er det vanlig å utstyre belgen med støtteringer 5 som tar opp

kreftene som skyldes indre trykk i rørledningen 4.

Slike støtteringer 5 kan også monteres på innsiden av belgen i de tilfellene der det kan opptre store eksterne trykk, slik tilfelle er på dypt vann (ikke vist). Et særlig fordelaktig aspekt ved bruk av belger 1 omfattende flere lag, så som beskrevet ovenfor, er at materialer kan velges individuelt for forskjellige lag, slik at f.eks det ytters-te og innerste laget kan utføres i materialer som har gode korrosjonsegenskaper (f.eks 316 stål, 22 Cr Duplex , 25 Cr Super Duplex eller Inconel 625), mens det for det andre laget kan optimaliseres på mekaniske egenskaper.

For temperaturekspansjonsformål er det ønskelig at belgen 1 monteres inn i maksimalt strukket tilstand slik at når temperaturøkningen krever kompresjon av belgen 1, kan både po-sitiv og negativ kompresjonskapasitet utnyttes fullt ut. Dette krever at belgen strekkes (forspennes) og at forspenningen utløses automatisk når temperaturen øker. Dette oppnås ved hjelp av en endestopp- og utløsermekanisme 6, 8, 9 som baserer seg på ulike termiske utvidelseskoeffisienter i to metaller for å fremskaffe en temperaturavhengig mekanisk bevegelse (bimetall).

Det skal bemerkes at for noen måter å legge/trekke inn en rørledning på, så kan bimetallmekanismen være overflødig. Noe forspenning kan i visse tilfelle oppnås ved å sette rørledningen 4 under internt trykk i for eksempel vannfylt tilstand. Ved å regulere trykket til passende nivå kan bel-gelementene 1 holdes forspent mens rørledningen 4 graves ned. En typisk situasjon som viser inntrekning av et stivt rør er vist på fig. 5, der en undersjøisk stasjon 29 for produksjon av olje eller gass står i forbindelse med pro-duksjonsrør 34, som må legges i en kurve 35 og som må til-late bevegelser i forbindelse med inntrekning til produk-sjonsstasjonen og termisk induserte spenninger i forbindelse med produksjon. Det kreves gjerne også en trålbeskyttel-se 36, ofte utført som et større antall strukturer i GRP som beskytter røret 34 og som er montert slik at de utgjør en tunnel som røret kan bevege seg fritt i. Vannet kan strømme fritt ut og inn av strukturen, for eksempel gjennom ventiler 37. Strukturene stabiliseres gjerne med steindum-ping 38.

Ved en konfigurasjon som vist på fig. 5a, 5b kan det for eksempel benyttes en kombinasjon av rørledningselemen-ter/skjøter som er tilpasset for kompresjon/strekk samt bøyning, for eksempel en av løsningene vist på fig. 1, 2 eller 4, eller en kombinasjon av disse. I denne type anvendelse forventes ikke store torsjonskrefter, derfor er det ingen hensikt å for eksempel anvende et kryss av typen vist på fig. 3a, 3b.

Strekk- og kompresjonselementene omfatter under henvisning til figurene 1, 2, 3, 4 og 7 en kombinasjon av for eksempel følgende innretninger:

Endestoppmekanisme 7 for å begrense strekk.

Endestopp 6 for å begrense kompresjon.

Endestopp 8 for forspenning av belg.

Den bimetalliske utløsermekanisme 9 frigjør forspenningen 8 (strekk) ved økning av temperatur (trigger).

Innretninger 6, 5, 7, 14, 15, 23, 24 for å begrense bøyemo-mentet i belgen.

Innretning 2 for å beskytte belgen mot sand som følger med brønnstrømmen.

Fåring 2 for å muliggjøre transport av alle vanlige typer plugger (pig), som krever relativt jevnt hydraulisk tverr-snitt .

I det følgende beskrives strekk/kompresjonselementene under henvisning til fig. 1 og følgende byggeelementer: -4 er en seksjon av det regulære røret som kompensasjonselementet skal settes inn i, -3 er en del av kompensasjonselementet, en seksjon av rør som danner avslutning i begge ender av kompensasjonselementet og danner grensesnitt mot det regulære røret ved svei-sing,

-1 er belgen,

-5 er en støttering for å kompensere for store interne trykkrefter i belgen, -2 er en fåring av et mykt materiale, for eksempel tilvir-ket av en god gummikvalitet, -9 er en bimetallmekanisme som holder belgen i en forspent (strukket) tilstand ved en gitt lav temperatur og frigjør forspenningen ved en høyere temperatur, -10 er et ytre konsentrisk rør som bidrar til å gi rørskjø-ten noe bøyestivhet samt beskyttelse mot omgivelsene, -11 er en tetning mellom det ytre konsentriske rør 10 og belgavslutningsrøret 3 som hindrer inntrenging av forurensninger, -12 er et filter som tillater gjennomstrømning av vann, men ikke sandpartikler,

-13 er en mekanisk føring for bimetallarmen,

-7 er endestoppmekanismen for strekk,

-8 er samtidig en endestoppmekanisme for kompresjon og en del av en triggermekanismen.

Fig. 2 viser en versjon av samme fleksible belgelement 1 bygget inn i seksjoner av eksterne, konsentriske rør 14, slik at en rørforbindelse med særlig liten bøyeradius oppnås. De ytre rørseksjonene er forbundet med konsentriske låsemekanismer 15 som tillater en viss nedbøying. Det er altså de ytre rørseksjoner 14 sammen med låsemekanismen 14 som opptar bøyekreftene, mens belgelementet 1 flyter fritt i forhold til de ytre rørseksjoner 14.

Det er derfor mulig å også utnytte bøyeegenskapene til belgen 1 for å skape en mindre bøyeradius for rørforbindelsen ved at belgen 1 bli skjøvet ut til ytterkanten av de ytre rørseksjoner i bøyen. Ved å justere den indre diameter på de ytre rørene, kan kapasiteten for kompresjon i den fleksible delen av rørforbindelsen designes til ønsket verdi, samtidig som hele arrangementet kan legges som et vanlig rør uten spesielle prosedyrer eller verktøy.

Fig. 3a og 3b viser henholdsvis et snitt og et perspektiv-riss av et fleksibelt rørelement for vinkelfleksibilitet og stor torsjonsstivhet. Dette tilfredsstiller de funksjonelle krav til frispennreduksjon ved S-legging. Den fleksible belg 1 omfatter støtteringer 5 for høyt innvendig trykk. Belgen 1 er sveiset til rørendene 3. En arm 16 er en del av den ene rørenden og omslutter de diametralt plasserte pinnene 17. Pinnene 17 er en del av et kryss 18. Krysset 18 overfører kreftene til den andre rørenden 3' via to diametralt plasserte pinner 17' som er omsluttet av armene 16, 16' som er del av den andre rørende 3'. Strekkstopp- og kompresjonsbegrensningsfunksjoner kan ivaretas ved å til-passe kryssinnretningens maksimale bøyevinkel slik at belgelementet 1 og eventuelle andre elementer ikke blir overbe-lastet.

Dersom torsjonskreftene er forutsigbart små, kan en løsning som vist i fig 4 brukes, der det anvendes et kule-element 19. Her kan torsjonskreftene tas opp av den fleksible belg 1, eventuelt med assistanse av torsjonspinner 20. Den ytre mekanisme består av to kuleflater 21, 21' som glir mot hverandre. Kulene 21, 21' har senter i rørsenteret. Kuleflate 21 er del av den ene rørdel 4 og kuleflate 21' er del av den andre rørdel 4'. Vinkelutslaget begrenses ved at de to halvdeler møtes ved flaten 6'.

Denne rørskjøt, som først og fremst har vinkelfleksibilitet, kan også benyttes til inntreknings- og temperaturekspansjonsformål. Røret legges da ut med to ledd som vist på fig 6, og har mer enn tilstrekkelig fleksibilitet til å bli trukket frem og tilbake.

Dersom det fleksible rørelement skal benyttes til å redusere et frispenn 30, er det vinkelfleksibiliteten som er den essensielle egenskap. I tillegg kan det ofte være behov for stor torsjonsstivhet. Dette behovet kan oppstå under selve leggeprosessen. Typisk vil torsjonskreftene kunne bli store ved S-legging på grunt vann, mens de kan være mindre ved J-legging på dypere vann. Torsjonsstivheten vil også være nødvendig under drift dersom for eksempel havstrømninger fører til at frispennet "husker" på en periodisk måte. Det vil da være en fordel om rørledningen 31 ligger så nært havbunnen 32 som mulig for å unngå frispenn. Dersom det ikke er mulig å unngå et frispenn, vil det være fordelaktig om rørskjøtelementene i området av avhengningspunktene 33 kan ta opp og til en viss grad begrense torsjonsbevegelsene som "huskingen" medfører. Man ser dermed at valget av ulike rørskjøtelementer på forskjellige punkter langs rørledning-en under nedleggingen bidrar til å forenkle nedleggingsprosessen, bedre rørledningens evne til å følge havbunnens topografi samt forlenge rørledningens levetid. Levetiden forbedres fordi rørledningene er bedre egnet til å tåle de belastninger som de under de forskjellige omstendigheter er utsatt for.

Man kan anvende de nevnte rørskjøtelementer ifølge oppfinnelsen i en fremgangsmåte ved legging av rørledninger på havbunnen 32 eller ved anordning av et stigerør 27 ved hjelp av kjente verktøy og teknikker, særpreget ved de trinn å: innhente informasjon om havbunnens 32 topologi, strøm- forhold, vanndybde samt andre ytre parametre av betyd-ning, - samholde denne informasjon med prosesstekniske parametre, så som fluidtrykk, fluidtemperaturer, fluidrater,

fluidsammensetning osv.,

- bestemme hvilke belastninger hver seksjon av rørledning-en vil utsettes for, det være seg strekk-, kompresjon-, torsjon- eller bøyekrefter, samt indre og ytre trykkrefter, - på grunnlag av ovennevnte informasjon samt økonomiske betraktninger med hensyn til rørskjøtkostnader, nedleg-gingskostnader samt eventuelle andre kostnader bestemme hvilken type rørskjøt som vil egne seg for hver seksjon.

Denne fremgangsmåte vil gjøre nedleggingsprosessen lettere og raskere fordi behovet for fyllmasse etc. begrenses. Ved hjelp av fremgangsmåten beskrevet, kan rørskjøtene spesial-tilpasses behovet i ethvert tilfelle, noe som reduserer behovet for overdimensjonering og de kostnader dette medfø-rer. Ved hjelp av fremgangsmåten og de foreslåtte rørskjø-telementer har man et batteri av virkemidler som i hvert tilfelle kan tilpasses og ikke krever spesialløsninger, langvarig og omfattende planleggings- og forarbeid, samt konstruksjon av spesielle rørelementer som kan tåle uforut-sette belastninger.

Stigerør for å forbinde en undersjøisk produksjonsstasjon med en flytende prosessenhet (FPU).

Fleksible stigerør er oftest utført som en kompositt-design bestående av myke materialer armert med forskjellige lag stål. Konstruksjonen er meget komplisert og er forbundet med forskjellige begrensninger i diameter, trykk og temperatur. Hittil har slike typer fleksible stigerør vært domi-nerende for halvt nedsenkbare (semisubmersible) og enskrogs type FPU. Helmetalliske stigerør i stål har vesentlig vært anvendt for TLP type FPU hvor vertikale bevegelser (hiv) er tilnærmet eliminert. Noen forsøk er gjort på å utføre dynamiske stigerør som titanrør for å oppnå tilfredsstillende dynamiske egenskaper for halvt nedsenkbare FPU'er, men er hittil ikke funnet økonomisk.

Mange selskaper ønsker seg helmetalliske utførelser i kjente stålkvaliteter. For å oppnå dette, er det i de fleste tilfeller nødvendig å forbedre fleksibiliteten ved å bygge inn elementer som gir redusert bøyestivhet i visse seksjoner av stigerøret, men som fremdeles muliggjør kveiling av vesentlige deler av stigerøret. På dypt vann kan nødvendig fleksibilitet i mange tilfeller oppnås ved et katenært stålrør. Dette innebærer imidlertid ofte at stigerøret må legges ut med stort strekk og store laster blir overført til den flytende prosessenhet.

Dynamiske stigerør omfatter typisk en av to typer og flere avarter av disse typene:

A. Katenær-stigerør (catenary), jfr. fig. 8.

B. Lazy wave/steep wave

Generelt kan en si at katenær-systemet er kostnadseffek-tivt, men setter betydelige begrensninger for bevegelser i FPU, mens lazy wave/steep wave-systemet er bedre i så måte mot en høyere kostnad. Typisk finner en at en semi-type og enskrogs FPU utstyres med lazy wave eller en avart og at en TLP utstyres med katenær eller helt stive stigerør. For ut-bygging på store havdyp kan stigerørsysternet bli en vesentlig del av kostnadene for å bygge ut et felt. Det er derfor vesentlig å benytte kostnadseffektive materialer.

I det følgende er det fokusert på katenær-type stigerør, men det skal forstås at også andre typer kan være aktuelle.

Det beskrevne konseptet er karakterisert ved at det i ho-vedsak benytter vanlige kvaliteter av stålrør for vesentlige deler av stigerørssysternet, men med spesielt fleksible seksjoner i strategiske posisjoner, der hvor det kreves lav bøyeradius for bestemte deler av stigerøret. Samtidig be-holdes evnen til installasjon ved hjelp av konvensjonelle leggemetoder, særlig ved hjelp av skip som er utstyrt for legging av rør fra kveil.

Rørelementene vist på fig. 3 og 4 egner seg også til bruk i stigerør. Begge disse kan gi løsninger med lav bøyeradius og høy fleksibilitet. Flere av disse elementene kan serie-kobles om nødvendig. Samme grunnleggende belgtype 1 er be-nyttet som beskrevet ovenfor for flowline anvendelser. Igjen er dette en noe tilfeldig valgt utførelse, andre konstruktive utførelser kan by på større fordeler for konk-rete anvendelser. I lavtemperaturanvendelser kan det støpes inn en hylse 5 av et elastisk materiale inne i belgen 1. Dette gir både korrosjonsbeskyttelse, mekanisk beskyttelse og termisk isolasjon alle egenskaper nødvendig.

I en del stigerørsanvendeIser er det behov for en demping av bevegelsene. En måte å oppnå dette på, er å legge en se-rie strekkhemmere 22 basert på fjærelementer 23 rundt belgen. Dette er vist på fig. 6. Forspenningen av fjæren be-stemmer fjæringskarakteristikken til seksjonen og en maksimalt sammenklemt fjær utgjør en strekkendestopp for beIgde-formasjon. Samtidig kan det anordnes for eksempel avstands-stykker 34 som sammen med for eksempel ringene 5 kan danne en kompresjonsendestopp, slik at alle deformasjoner ligger innenfor det elastiske området.

For et katenær-stigerør er det særlig to kritiske områder: • den seksjonen som er nærmest opphengingspunktet 25 (hangoff) på plattformen 26 (fig.7}. Denne seksjonen kan være utsatt for kompresjon til tross for vekten av rør-systemet. Kompresjon kan forekomme som resultat av hiv-bevegelse ved at de kreftene som kreves for å akselerere stigerøret 27 nedover (når plattformen har bevegelse i samme retning) er store på grunn av stigerørets masse. Kompresjon må generelt unngås. Dette er i stor grad avhengig av stigerørets 27 spesifikke egenvekt i operativ tilstand og er generelt gunstig for et metallisk rør. Det kan også være hensiktsmessig under visse forhold å øke fleksibiliteten ved aksiell nedbøyning sammenlignet med den en finner i et stivt rør. Et belgbasert rørskjø-teelement ifølge foreliggende oppfinnelse byr da på fordeler i design av stigerør for dette området. • Ved store horisontale ekskursjoner 28 i plattformen 26 kan tilknytningsseksjonens 30 minste bøyeradius bli utilstrekkelig for et stivt rør. Store bevegelser av denne typen kan være knyttet til forhaling av plattformen 26 for å gi vertikal tilgjengelighet til brønner på bunnrammen under 29 for boreoperasjoner, eller de kan oppstå som følge av ekstreme værforhold. Området der stigerøret treffer havbunnen kan være et kritisk område, også der brønnene ikke ligger rett under behandlingssen-teret .

Ved hjelp av fleksible elementer som beskrevet ovenfor er det mulig å redusere minste bøyeradius til lave verdier for et stigerørssystem 27 som utelukkende har trykkbærende elementer utført i metall.

Samtidig oppnås gunstige verdier for spesifikk egenvekt for hele systemet fordi mesteparten av de trykkbærende elementene består av et regulært rør, mens de spesielt fleksible elementene er så godt som helmetalliske i en egenvekts-sammenheng.

Claims (4)

1. Fleksibel rørskjøt omfattende en belganordning (1) for en undersjøisk hydrokarbonrørledning for installasjon på havbunnen (32) eller for et stigerør (27) ved hjelp av kjente verktøy og teknikker, karakterisert ved at den fleksible rør-skjøten er utstyrt et ytre element som omfatter et kryss (18), der to armer (16) anbrakt på den éne rørende (3) omslutter to diametralt anordnede pinner (17) som utgjør en del av krysset (18), der krysset (18) overfører eventuelle torsjons-, strekk- og kompresjonskrefter til den andre rørende via to diametralt anordnede pinner (17') som er omsluttet av to armer (16') anbrakt på den andre rørende (3'), idet bøyeradien bestemmes av armenes (16, 16') lengde og utforming.

2. Rørskjøt ifølge krav 1, karakterisert ved at rørskjøten og belgen (1) er beskyttet mot ytre mekanisk skade og mekaniske forurensninger ved et ytre element som omfatter ytre, seksjo-nerte, konsentrisk rør (14) som tillater lav bøyeradius.

3. Rørskjøt ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at det ytre elementet eventuelt omfatter to kuleflater (21, 21') som glir mot hverandre med senter i rørsenteret, der den ene kuleflate (21) er del av den ene rørdel (4) og kuleflate (21') er del av den andre rørdel (4'), der vinkelutslaget begrenses ved at de to ytre halvdeler (21, 21') møtes ved flaten (6'), idet eventuelle torsjonskrefter tas av den fleksible belg (1), eventuelt med assistanse av torsjonspinner (20).

4. Rørskjøt ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at belgen (1) innvendig er beskyttet mot avsetning av mekaniske forurensninger ved en f6ring (2) av et elastisk materiale, og ved at en ytre mekanisme (5, 7, 9, 10, 14, 15, 16, 17, 18, 20, 21, 22) be-grenser belgens (1) bevegelse og overfører ytre krefter, slik at belgen bare tar opp krefter som skyldes indre eller ytre trykk og i noen tilfeller torsjon.