NO316344B1 - Fremgangsmåte og anordning for montering av et instrument på en fjerntliggende beholder - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelsen omhandler en fremgangsmåte og anordning for montering av et instrument på en fjerntliggende beholder hvor beholderen omfatter en holder anordnet på utsiden av beholderen for mottak og fastholding av instrumentet og som omfatter en hanndel av en kobling, idet instrumentet omfatter den tilsvarende hunndel av koblingen samt innretninger for å låse koblingsdelene sammen, og at instrumentet omfatter en transduser

Å feste et måleinstrument på utsiden av en beholder vil i mange tilfelle være en fordel, da en åpning i beholderens vegg er uønsket eller rett og slett ikke mulig For å garantere en god overføring av somske eller ultrasoniske bølger mellom en måler og beholderens vegg må det utvises stor omhu slik at den aktive delen av måleren presser mot beholderens vegg med et forutbestemt kontakttrykk og at kontakttrykket holdes konstant under varierende dnftsbetingelser, eksempelvis varierende temperatur Det må også vasre mulig å fjerne instrumentet for rensing eller reparasjon og deretter montere det tilbake i samme posisjon med sikkerhet for korrekt kontakttrykk Dette kan oppnås på en enkel måte der instrumentet er lett tilgjengelig, dvs manuelt, mens andre hensyn må tas der slikt vedlikehold må foregå ved hjelp av fjernstyrte verktøy

Målerens kontaktrykk mot veggen oppnås normalt ved hjelp av en fjær slik at, når instrumentet monteres på utsidene av beholderen ved hjelp av eksempelvis klemmer, bolter eller fjærer, transduseren blir presset til fast kontakt med beholderens vegg Vanligvis blir en holder montert på beholderen og instrumenthuset festet til holderen Det bør imidlertid utvises forsiktighet under monteringen for å unngå å skade måleren ved monteringen, eksempelvis ved at den slår eller skraper mot beholderens vegg

I mange industrier, såsom i undervanns produksjon av olje og gass, må instrumenter som benyttes til å overvåke forskjellige parametre i undervannssystemet være opphentbare ved hjelp av fjernstyrte verktøy Et eksempel på et slikt instrument er målere som ved bruk av en transduser sender somske eller ultrasoniske bølger og som brukes for å overvåke nivået av olje i en tank som inneholder gass, olje og vann Andre lnstrumenttyper er sanderosjonsmålere, trykk- og temperaturmålere eller strømningsmålere

I US patentskrift nr 4242744 er vist et måleinstrument som er festet til en beholder ved hjelp av et fleksibelt stropp slått rundt beholderen Stroppen strammes ved hjelp av en skrue Selve instrumentet er aksielt bevegelig og presses mot beholderen ved hjelp av en fjær Denne type montering krever flere trinn og egner seg derfor bare for en beholder som er lett tilgjengelig for personell

I US patentskrift nr 5 778 726 er vist en instrumentpakke som kan festes til beholdere av forskjellige typer og former Instrumenthuset er festet til en adapter og hele pakken montert på beholderen, for eksempel ved hjelp av bolter eller klemmer Også denne monteringen krever en person for å stramme bolten eller klemmene og vil derfor være vanskelig å benytte på et fjerntliggende sted

Ifølge oppfinnelsen oppnås en forbedret løsning ved at transduserelementet er anordnet inne i instrumenthuset under montering slik at transduseren ikke blir presset mot beholderens vegg før huset er festet på plass Også ifølge oppfinnelsen gjøres tilfestingen av huset til beholderen ved hjelp av en semiautomatisk kobling uten behov for stramming av bolter elle klemmer hvorved operasjonen kan uføres ved hjelp av et fjernstyrt verktøy og krever kun to installasjonstnnn

Formålet med oppfinnelsen er å tilveiebringe et instrument som på en enkel måte kan transporteres til et fjernt sted og, ved hjelp av et fjernstyrt verktøy, enkelt og raskt bh montert samtidig som det oppnås god mekanisk kontakt Samtidig må måle-elementene beskyttes mot skade under transport og montering

I samsvar med et første aspekt av oppfinnelsen oppnås dette ved en fremgangsmåte som omfatter å transportere instrumentet til installasjonen, å plassere instrumentet inne i holderen og, ved hjelp av et verktøy, operere koblingen for låsing av instrumentet i holderen, idet låsing av koblingen samtidig initierer en bevegelse av transduseren til operativ kontakt med beholderen

Ifølge et annet aspekt ved oppfinnelsen oppnås dette ved at transduseren er anordnet bevegbart i instrumentet, mellom en tilbaketrukket stilling hvor transduseren er anordnet inne i instrumentet og en fremskutt stilling hvor transduseren er i kontakt med beholderens overflate, og at bevegelse av transduseren utføres ved hjelp av låseinnretningen

I en foretrukket utførelse av oppfinnelsen er måleen en akustisk transduser

Fortrinnsvis er beholderen en tank plassert på havbunnen og innrettet til separasjon av olje, gass og vann, idet transduseren er innrettet til å måle nivået av olje i tanken

Oppfinnelsen skal i det følgende nærmere beskrives med henvisning til de medfølgende tegmnger hvor Fig 1 er et langsgående vertikalsnitt gjennom en beholder med en monteringsramme,

Fig 2 er et tversgående vertikalsnitt gjennom beholderen,

Fig 3 er et snitt gjennom instrumenthuset, og

Fig 4-6 viser trinnene for montering av instrumentet

I fig 1 og 2 er vist en beholder 1 med et fluid 2 Fluidet har et nivå 3 i tanken Beholderen som vist er sylindrisk med en side 4, en frontende 5 og en bakende (ikke vist) Beholderen kan selvsagt ha hvilken som helst passende form Beholderen vist i eksempelet er en tank innrettet til å plasseres på havbunnen og benyttet som en separatortank for utseparenng av en blanding av olje, gass og vann som produseres av en undervanns brønn Nivået 3 viser i dette tilfelle grensen mellom olje og vann

På siden av tanken er festet en holder 6 utformet for å motta og holde en lnstrumentpakke Holderen er fordelaktig permanent festet til tanken, eksempelvis ved hjelp av bolter eller sveiset Den kan være formet som en bolle slik det er vist på tegningene, men kan ha hvilken som helst passende form, for eksempel en åpen ramme-hgnende beholder eller et bur Som vist i fig 1 og 2 har beholderen sidevegger 7, 8, en bunn 9 og en bakre endevegg 11 Sideveggene kan være bøyet innover øverst og sveiset til beholderen Beholderen har en åpen frontside som definerer en åpning for lengdeveis innføring av et instrument Sideveggene 7,8 og bunnen 9 er fordelaktig bøyd utover til dannelse av en trakt 10 for lettere innstynng av instrumentet I endeveggen 11 er anordnet en del 12 av en låsemekanisme som vil bli nærmere beskrevet senere

På fig 2 er vist et instrument 20 ifølge oppfinnelsen Instrumentet omfatter et hus med en ytre form som korresponderer med holderens 6 form, slik at instrumenthuset vil ha en ghdetilpasning når ført inn i holderen Instrumentet omfatter en topp 21, en bunn 22, sider (ikke vist), en front 23 og en bakside 24 I fronten er plassert en konnektor 25 for tilkobling av en kabel for tilførsel av elektrisk kraft og signaler til instrumentet Også i fronten er anordnet et mottak 26 for et verktøy for låsemekanismen, som vil bli beskrevet senere Mottaket 26 er fortrinnsvis utformet med et grensesnitt 26a i henhold til API standard 17A for et momentverktøy som kan drives av et fjernstyrt undervannsfartøy (ROV)

I instrumenthuset 20 er anordnet et hulrom 291 hvilket er anordnet en transduser 30 Transduseren er fortrinnsvis utformet som en sylinder med en topp eller kontaktende 51, med et fra denne utstikkende måleelement 53 innrettet til å bh presset mot beholderens vegg, og en bakre ende 52 Transduseren benytter somske eller ultrasoniske bølger for å måle olje/vann grensen i tanken Transduseren er derfor montert med sin akse vinkelrett på aksen til instrumenthuset, og dermed vinkelrett på tanken

I den viste foretrukne utførelse er de elektroniske kretser integrert i transduseren 30 Imidlertid kan en separat elektronikkmodul installeres hvis nødvendig En ledning kobler transduseren til signal- og kraftforsyningen 25

Transduseren er bevegbar langs aksen mellom en første lnntrukket stilling (fig 4) og en andre utstrukket stilling (fig 6) Transduseren er dermed flytende montert i hulrommet 29 Fjærer 55 og 56 er anordnet mellom transduseren og instrumenthuset Fjæren 55 er større enn fjæren 56, dette tvinger transduseren til sin inntrukne stilling Fjæren 56 er montert i et bur 57 som er koblet til den bakre ende 52 av transduseren

Et andre hulrom 34 strekker seg gjennom husets lengde Hulrommet har et større parti 38 som huser et transduser-bevegelseselement 54 En dnvstang 35 strekker seg gjennom hulrommet 34 og med en første ende som terminerer i API grensesnittet 26a og med en andre ende til en konverterkobling 26b Konverterkobhngen overfører rotasjonsmoment fra ROVens momentverktøy til en lineær bevegelse for drift av en låsehylse 47 og for å bevege transduseren 30 til sin utstrukkede operative stilling

Instrumenthusets indre er for øvrig fortrinnsvis fylt med et skum eller lignende, for å minske vekten av instrumentet i vann og gjøre det letter håndterbart av ROVen Instrumentet kan også utstyres med et håndtak eller andre midler slik at det kan bæres av ROVen under transport

Låsemekanismen er av en type som vanligvis betegnes en fingerkonnektor Som det best fremgår av fig 5, er den forannevnte koblingsdel 12 festet til bakenden 11 av holderen 6 (fig 2) og utgjør hanndelen av låsemekanismen Den består av en første rørformet del 41 og en andre rørformet del 42, sistnevnte ender i en flens 43 Hunndelen av konnektoren er utformet med fleksible fingre 44, hvor hver finger ender i et fortykket hode 45 med et spor 46 som er maskineri til å passe med flensen 43 Når fingrene forskyves mot hanndelen vil fingrene først bøye seg utover og deretter sneppe innover slik at sporene 46 passer over flensen 43

Låsehylsen 47 er sammenkoblet med konverteren 26b og har en indre flate 48 som er en glidepasning over yttersiden av fingrene 44 Som vanlig kjent på området vil låsehylsen 47 dermed bevege seg over fingrene 44 etter at de er kommet i inngrep med flensen 43 og på denne måte låse sammenkoblingen

På utsiden av låsehylsen, og forløpende over bare en del av lengden av hylsen og også bare en del av omkretsen, er anordnet bevegelseselementet 54 for transduseren 30 Elementet omfatter en frontkile 37 som er innrettet til å komme i inngrep med en tilsvarende utformet kiledel av fjærburet 57, som vil bh beskrevet senere

I fig 4 - 6 er vist fremgangsmåten for montering og låsing av instrumentet til tanken Instrumentet transporteres til tanken ved hjelp av en ROV og deretter innføres i holderen 6 som vist i fig 4 Trakten 10 hjelper til å føre instrumentet under lnnfønng og ghdepasningen av instrumentet inne i holderen sikrer en korrekt innretting av kobhngsdelene Når instrumentet innføres i holderen vil fingrene 44 treffe flensen 43 og bøye seg utover over flensen fordi låsehylsen er i sin tilbaketrukne stilling Når fingerhodene 45 har passert flensen vil fingrene gå tilbake til sin tidligere stilling, men med sporene 46 gripende om flensen I denne stilling, vist i fig 3, støter frontenden 24 av instrumentet mot den bakre vegg 11 av holderen

ROVen kan nå hente frem API-verktøyet og sette det inn i mottaket 26 Rotasjon av verktøyet vil forårsake drivstangen 35 å rotere og dermed bevege låsehylsen 47 forover, dvs mot venstre på tegningen Dette fører låsehylsen over fingrene og fastholder låsemekanismen i sin låste stilling Videre rotasjon av verktøyet vil gjøre at bevegelseselementet 54 beveger seg forover Dette gjør igjen at elementet 54 går i inngrep med fjærburet 57 Da de to deler har gjensidig formede kiledeler 37 vil transduseren nå beveges utover til måleelementet 53 presses mot tanken, mot kraften av fjæren 55, som vist i fig 6 Denne bevegelsen vil i tillegg medføre at låsehylsen ytterligere vil stive av låsemekanismen og gi en fastere sammenkobling ROVen kan nå frigjøre seg fra instrumentet og returnere til overflaten

Dersom transduseren skal hentes tilbake til overflaten, for eksempel for vedlikehold eller utskiftning, vil ROVen igjen låse seg til instrumentet og momentverktøyet kobles til mottaket 26a ROV ens rotasjonsverktøy startes for å dreie verktøyet mot urviserens retning Dette vil trekke låsehylsen 47 bakover (til høyre på figuren), først bevege bevegelseselementet 54 og avlaste transduseren 30 slik at den er fri til å bevege seg mn i instrumenthuset Videre rotasjon vil forårsake at låsehylsens 4 fremre del 49 avdekker fingrene Instrumentet kan nå fjernes enkelt ved å trekke ut instrumenthuset Fordi låsehylsen nå ikke holder fingrene fast vil fingrene bøye seg utover idet instrumentet trekkes ut, og dermed frigjøre låsemekanismen

I den foretrukne utforming er instrumentet en nivåmåler for å overvåke nivået av et fluid i en separasjonstank på havbunnen, såsom olje/vann grensen Måleren er fortrinnsvis en transduser som omfatter en kombmasjon av en transmitter og en mottaker i måleren Oppfinnelsen kan imidlertid brukes til en hver type instrument som befinner seg på et fjernt eller utilgjengelig sted og hvor måleren må ha være i kontakt med en beholder Den kan også benyttes for andre typer målere på et fjerntliggende sted, såsom en sanddetektor anordnet på utsiden av et rør

Claims (9)

1 Fremgangsmåte for montering av et instrument (20) på en fjerntliggende beholder (1) hvor beholderen omfatter en holder (6) anordnet på utsiden av beholderen for mottak og fastholding av instrumentet og som omfatter en hanndel (12) av en kobling, idet instrumentet omfatter den tilsvarende hunndel av koblingen samt innretninger (48,49,50) for å låse kobhngsdelene sammen, og at instrumentet omfatter en transduser (30), karakterisert ved følgende trinn å transportere instrumentet til installasjonen, å plassere instrumentet inne i holderen og, ved hjelp av et verktøy, operere koblingen for låsing av instrumentet i holderen (6), idet låsing av koblingen samtidig initierer en bevegelse av transduseren til operative kontakt med beholderen

2 Anordning for montering av et instrument (20) på en fjerntliggende beholder (1), ^ omfattende en holder (6) anordnet på utsiden av beholderen for mottak og fastholding av instrumentet og som omfatter en hanndel (12) av en kobling, idet instrumentet omfatter den tilsvarende hunndel av koblingen samt innretninger (43, 44,45) for å låse kobhngsdelene sammen, og at instrumentet omfatter en transduser (30), karakterisert ved at transduseren er anordnet bevegbart i instrumentet, mellom en tilbaketrukket stilling hvor transduseren er anordnet inne i instrumentet og en fremskutt stilling hvor transduseren er i kontakt med beholderens overflate, og at bevegelse av transduseren utføres ved hjelp av låseinnretmngen

3 Anordningen som angitt i krav 2, karakterisert ved at låseinnretningen er en fingerkobling (43,44)

4 Anordningen som angitt i krav 1 og 2, karakterisert ved at låseinnretningen omfatter en låsehylse (47) og en dnvhylse (26b)

5 Anordningen som angitt i krav 3, karakterisert ved at dnvhylsen (26b) er tilkoblet en dnvstang (35) og omfatter midler for konvertering av dnvstangens rotasjon til lineær bevegelse

6 Anordningen som angitt i krav 4, karakterisert ved at låsehylsens (47) overflate (54) kontakter transduserens (30) bakre ende (52,57) for å skyve transduseren til inngrep med beholderens vegg

7 Anordningen som angitt i krav 1,karakterisert vedat transduseren (30) omfatter en fjær (55) som tvinger transduseren til den tilbaketrukne stilling

8 Anordningen som angitt i krav 1, karakterisert ved at beholderen er en tank (1) for separasjon av vann og hydrokarboner som er plassert på havbunnen og at transduseren er en akustisk transmitter for måling av væskenivået i tanken

9 Anordningen som angitt i krav 1, karakterisert ved at beholderen er et brønnhode som er plassert på havbunnen og at transduseren er en akustisk transmitter for måling av trykket mne i brønnhodet