NO316583B1 - Undervanns-rørledningsanordning for levering av en piggenhet gjennom en sjøbunn-rørledning - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse angår en undervanns-rørledningsanordning for levering av en piggenhet gjennom en sjøbunn-røriedning.

Konvensjonelt utføres pigging av en rørledning ved å pumpe væske eller gass inn i en ende av rørledningen for å drive en piggrekke gjennom den. Dette krever normalt en væske- eller gasstrøm under forholdsvis høyt trykk, hvilket krever en stor pumpe med høy effekt beliggende på et overflatefartøy eller en over-flateinstallasjon. Dette er kostbart med hensyn til kapitalutstyr, kostnader ved for-flytning til anleggsstedet, og brenselforbruk. En viktig kostnadsfaktor der rørled-ningen legges ut på dypt vann, er behovet for røropplegg fra overflaten til sjøbun-nen, med høytrykksrør av stor diameter.

Når det gjelder undervanns-rørledning som innledningsvis er fylt med luft eller lavtrykksgass, foreligger allerede en hydrostatisk trykkforskjell mellom rørets innside og det omgivende sjøvann. Dette benyttes iblant til å flømme en rørledning under naturlig trykk, ganske enkelt ved å la vann strømme inn, eventuelt via en sil.

Foreliggende søknad gjelder en anordning som lar denne naturlige trykkforskjell utnyttes til å bidra ved piggoperasjonen på en styrt måte, for derved å oppnå en betydelig besparelse. Det er ikke tilstrekkelig å åpne en ventil for å slippe inn vann for å drive en pigg eller en piggrekke gjennom rørledningen, fordi en-kelte eller alle følgende fordringer normalt må tilfredsstilles: a) Vannet som slippes inn i rørledningen må tilfredsstille visse standarder for iværende forurensninger. b) Det kan være nødvendig å tilsette kjemikalier til vannet i en spesifisert konsentrasjon, for å beskytte rørledningen mot korrosjon eller begroing

eller for å detektere lekkasjer under testing.

c) Piggrekkens posisjon må registreres, normalt ved å måle mengden av vann som slippes inn. d) Piggrekken må fremføres med en hastighet innenfor et spesifisert områ-de.

Sistnevnte fordring innebærer to spesielle problemer i sammenheng med hva som foreslås. Innledningsvis er den hydrostatiske trykkforskjell størst, og rør-ledningen kan fylles for hurtig dersom volumstrømmen ikke ble styrt. Omvendt minsker trykket etter hvert som rørledningen gradvis fylles, og vil til slutt falle til den er lik drivtrykkforskjellen som er nødvendig for piggen eller piggrekken; på dette punkt vil flømmingen opphøre og tiltak må igangsettes for å fullføre piggens bevegelse til enden av rørledningen.

Denne oppfinnelse tilveiebringer en undervanns-rørledningsanordning for levering av en pigg eller en piggrekke gjennom en innledningsvis luft- eller gassinneholdende sjøbunns-rørledning fra et innstrømningspunkt til et utstrømnings-punkt omfattende et innløpsrør for kopling til en rørlednings-innløpsport ved et sted bak piggenheten i dens tilsiktede bevegelsesretning, fra innstrømningspunk-tet til utstrømningspunktet, idet innløpsrøret har en åpning til sjøen for å slippe vann under trykk inn i rørledningen under vanntrykket over rørledningen og midler for å regulere vannstrømmen gjennom innløpsrøret inn i rørledningen for å regulere piggenhetens leveringshastighet langs rørledningen.

Anordningen inngår fortrinnsvis i en undervannsramme som er forbundet med rørledningsinnløpet som skal benyttes. Det vesentlige trekk ved rammen er en anordning for begrensning eller styring av den hastighet hvormed sjøvann strømmer inn i rørledningen, for derved å begrense piggens eller piggrekkens hastighet.

Fortrinnsvis er det mulig å kople innløpsrøret til rørlednings-innløpsporten under vann, ved hjelp av operasjoner som utføres av en dykker eller en ROV.

Innløpsrøret inneholder fortrinnsvis en anordning for måling eller registrering av vannstrømmen inn i rørledningen.

I hvilken som helst av ovennevnte arrangementer, kan innløpsrøret omfatte en isoleringsventil for stenging av strømning gjennom røret, hvilken ventil kan opereres manuelt eller, der anvendelsen krever det, fjernopereres eller ved påvirkning av en ROV.

I alle ovennevnte arrangementer kan midlene for regulering av vannstrøm-men gjennom innløpsrøret omfatte en ventil med variabel åpning og midler for å justere ventilåpningen for å opprettholde en stort sett konstant vannvolumstrøm inn i rørledningen.

Ved et spesielt arrangement ifølge oppfinnelsen, kan midlene for justering av ventilåpningen omfatte en fast dyse i innløpsrøret oppstrøms eller nedstrøms for den variable ventil, og midler for å styre åpning/lukking av ventilen som reaksjon på variasjon i trykket over dysen.

Rørinnløpet kan oppta et inntaksfilter for å filtrere vannet som strømmer inn i innløpsrøret og skal slippes inn i rørledningen.

Ifølge et ytterligere trekk ved oppfinnelsen kan midler være anordnet for injisering av tilsetningsmateriale i rørledningen.

Nærmere bestemt sørger midlene for injisering av tilsetningsmateriale(r) for variering av injeksjonsvolumstrømmen i tilnærmet forhold til vannvolumstrømmen inn i rørledningen.

For eksempel kan midlene for injisering av tilsetningsmateriale(r) omfatte en beholder eller beholdere for tilførsel av materialet eller materialene og en injeksjonsstyreregulator omfattende en ventil eller dyse hvis åpning bringes til å øke eller minske når vannvolumstrømmen inn i rørledningen øker eller minsker.

Alternativt kan midlene for injisering av tilsetningsmaterialet eller -materialene omfatte en beholder eller beholdere som tilfører materialet eller materialene og en injeksjonspumpe hvis driftshastighet bringes til å øke eller minske ettersom vannvolumstrømmen inn i rørledningen øker eller minsker.

I alle ovennevnte arrangementer kan en pumpe være tilkoplet innløpsrøret for å forsterke strømningen gjennom innløpsrøret.

I sistnevnte konstruksjon kan innløpsrøret ha en tilbakeslagsventil og et omløp som strekker seg rundt tilbakeslagsventilen kan inneholde en pumpe for forsterkning av strømningen gjennom innløpsrøret, idet pumpen er forbundet med en krafttilførsel fra en kilde som befinner seg i anordningen eller tilføres fra overflaten eller fra en ROV, når det er nødvendig å forsterke strømningen inn i rørled-ningen.

I det følgende skal noen spesielle utføringsformer av oppfinnelsen beskri-ves, med tilknytning til de medfølgende tegninger, hvor: Fig. 1 er et skjematisk riss av et arrangement ved en undervanns-røried-ningsanordning for levering av en piggenhet gjennom en sjøbunn-rørledning, og fig. 2 er et lignende riss av en ytterligere form for anordning.

I sin aller enkleste form, kan rammen 10 omfatte ikke flere enn én fast dyse 11 ved innløpsenden til et rør 12 som er forbundet med rørledningen 13 ved et inngangspunkt 14, som vist i fig. 1. Rammen kan ganske enkelt nedsenkes til sjø-bunnen med enden av rørledningen. Dysen begrenser den innledende volum-strøm til et akseptabelt maksimum. Rørledningen vil da fylles med avtagende hastighet etter hvert som piggen 15 fremføres, inntil et dykkerassistert fartøy, i sin tid kommer for å fullføre de nødvendige prosesser.

Under andre omstendigheter kan det være nødvendig å bruke slik anordning for å drive en pigg gjennom en rørledning som allerede er blitt lagt. Rørled-ningen må være blitt forsynt med en passende koplingsinnretning ved sitt inn-løpspunkt. I et slikt tilfelle vil rammen bli nedsenket til sjøbunnen nær enden av den eksisterende rørledning, og en dykker eller ROV vil forbinde en fleksibel slange fra rammen til innløpskoplingsinnretningen på rørledningen for å muliggjø-re operasjonen.

En mer avansert versjon av en slik ramme kan omfatte alle de følgende trekk som vist i fig. 2.

Et inntaksfilter 16 som kan rense sjøvann til foreskrevet standard, ved den foreskrevne volumstrøm.

En isoleringsventil 24 hvis åpning igangsetter prosessen med flømming eller fremføring av en pigg gjennom rørledningen. Denne ventil kan hensiktsmessig fjernbetjenes eller ved inngrep fra en ROV.

En variabel struper 17 som justerer vannstrømmen inn i rørledningen for å kompensere, så lenge som praktisk, for det minskende trykk etter hvert som piggen fremføres. Denne struper styres automatisk som reaksjon på volumstrømmen til enhver tid, f.eks. ved hjelp av en trykkdrevet innretning så som en membran som er forbundet med hver side av en dyseplate 19 i røret.

En innretning for registrering av volumstrømmen av vann inn i rørledningen, og/eller den totale mengde som har strømmet (hvorfra piggposisjonen kan bereg-nes). Dette kan f.eks. ta form av en vanndrevet turbin som er tannhjulsforbundet med en tallskive, som om nødvendig kan avledes ved hjelp av et undervannska-mera som bæres av en ROV. Alternativt kan innretningen sende elektriske signa-ler som representerer strømning til et registreringsinstrument ved overflaten.

En injeksjonsinnretning 21 som suger fra (en) beholder(e) 20 med tilset-ningskjemikalier, ved en volumstrøm som også kan reguleres til å være minst tilnærmet proporsjonal med vannvolumstrømmen. Denne innretning 21 kan f.eks. være en pumpe som drives mekanisk av ovennevnte turbin, eller et system av faste eller variable dyser som styrer strømmen ifølge det herskende hydrostatiske trykk eller et trykk som varierer med vannvolumstrømmen, som kan tilføres fra dy-seplaten 19 i hovedstrømmen.

En anordning for tilveiebringelse av en tilførsel av trykkvann, for å drive piggen over det avsluttende trinn ved operasjonen. Denne kan simpelthen bestå av et tilkoplingspunkt for tilførselen av en vannstrøm (eventuelt inneholdende ti I— setningskjemikalier) fra overflaten, når et forsyningsfartøy kommer for å fullføre oppgaven. Alternativt kan en krafttilførsel fra overflaten eller en ROV anvendes for å drive en forsterkerpumpe 22. Krafttilførselen til denne pumpen kan være elektrisk, pneumatisk, hydraulikkolje eller en forholdsvis liten strøm av høytrykks-vann for å skape en forholdsvis stor strøm ved det lavere trykk som er nødvendig i rørledningen. Tilbakeslagsventiler 23 vil sikre at forsterkerstrømmen ledes i riktig retning.

Når en forsterkerpumpe anvendes på denne måten, kan tilsetningskjemika-lier fortsatt suges fra beholderen(e) 20 via injeksjonsinnretningen 21. Dersom injeksjonsinnretningen 21 er en pumpe, kan ytterligere pumping av tilsetningskjemi-kalier oppnås ved å drive pumpen fra en krafttilførsel lik den som var foreslått for forsterkerpumpen 22. Injeksjonspumpens driftshastighet kan reguleres i tilnærmet forhold til vannvolumstrømmen, ved hjelp av en passende styreventil 25.

Fordelene ved den selvstendige undervannsramrrve er.

besparelse av kostnadene ved pumpeutstyr, mobilisering og brennstoff,

som ovenfor nevnt,

• da enheten er selvstendig, kan den etterlates for å utføre hoveddelen av piggeprosessen mens forsyningsfartøyet gjør annet arbeid, og derved minske kostnadene ved fartøyleiet på dypt vann, unngå kostnadene og de tekniske vanskeligheter i forbindelse med høytrykkslanger eller -rør av stor diameter fra overflaten til sjøbunnen.

Claims (13)

1. Undervanns-rørledningsanordning for fremføring av en piggenhet (15) gjennom en innledningsvis luft - eller gassinneholdende sjøbunn-rørledning (13) fra et inngangspun kt (14) motet utgangspunkt, karakterisert ved at den omfatter et innløpsrør (12) for tilkopling til en rørlednings-innløpsport ved et sted bak piggenheten (15) i dens tilsiktede bevegelsesretning, fra inngangspunktet (14) til utgangspunktet, idet innløpsrøret (12) har en åpning til sjøen for å slippe trykkvann inn i rørledningen under trykket av vannet over rørledningen (13), og midler for å regulere vannstrømmen gjennom innløpsrøret (12) inn i rørledningen (13) for regulere piggenhetens (15) fremføringshastighet langs rørledningen (13).

2. Undervanns-røriedningsanordning som angitt i krav 1, karakterisert v e d at innløpsrøret (12) er i stand til å koples under vann til rørlednings-innløps-porten (14) ved handlinger som utføres av en dykker eller ROV.

3. Undervanns-rørledningsanordning som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at innløpsrøret (12) Inneholder en innretning (17) for måling eller registrering av en vannstrøm som trenger inn i rørledningen (13).

4. Undervanns-rørtedningsanordning som angitt i et av de foregående krav, karakterisert ved at innløpsrøret (12) omfatter en isoleringsventil (24) for stenging av strømning gjennom røret (12), hvilken ventil kan opereres manuelt eller, der anvendelsen krever det, kan fjernopereres eller ved hjelp av en ROV.

5. Undervanns-rørledningsanordning ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at midlene for å regulere vannstrøm gjennom røret omfatter en ventil (18) med variabel åpning og midler (17) for å justere ventilåpningen for å opprettholde en stort sett konstant vannvolumstrøm inn i rørled-ningen (13).

6. Undervanns-rørledningsanordning ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at midlene for å justere ventilåpningen omfatter en fast dyse (19) i røret (12) oppstrøms eller nedstrøms for den variable ventil (18) og midler (17) for å styre åpningen/lukkingen av ventilen (18) som reaksjon på variasjon i trykk over dysen (19).

7. Undervanns-rørledningsanordning ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at innløpet til røret (12) inneholder et inntaksfilter (16) for å filtrere vannet som strømmer inn i røret (12) for å slippes inn i rørledningen (13).

8. Undervanns-rørledningsanordning ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at midler (20, 21) er tilveiebrakt for injisering av et tilsetningsmateriale eller -materialer i røret (12).

9. Undervanns-rørledningsanordning ifølge krav 8, karakterisert v e d at midlene (20, 21) for injisering av tilsetningsmaterialet eller -materialene sørger for variasjon av injeksjonsvolumstrømmen i tilnærmet forhold til vann-volumstrømmen inn i rørledningen (13).

10. Undervanns-rørledningsanordning ifølge krav 9, karakterisert v e d at midlene (20, 21) for injisering av tilsetningsmaterialet eller -materialene omfatter en beholder (20) eller beholdere som tilfører materialet eller materialene og en injeksjonsstyreregulator omfattende en ventil eller dyse hvis åpning bringes til å øke eller minske ettersom vannvolumstrømmen inn i rørledningen (13) øker eller minsker.

11. Undervanns-rørledningsanordning ifølge krav 9, karakterisert v e d at midlene (20,21) for injisering av tilsetningsmateriale eller -materialene omfatter en beholder (20) eller beholdere som tilfører materialet eller materialene og en injeksjonspumpe (21) hvis arbeidshastighet bringes til å øke eller minske ettersom vannvolumstrømmen inn i rørledningen (13) øker eller minsker.

12. Undervanns-rørledningsanordning ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at en pumpe (22) er koplet til røret (12) for å forsterke strømmen gjennom røret (12).

13. Undervanns-rørledningsanordning ifølge krav 12, karakterisert v e d at innløpsrøret (12) har en tilbakeslagsventil (23) og et omløp som strekker seg rundt tilbakeslagsventilen (23) inneholdende en pumpe (22) for forsterkningen av strømningen gjennom innløpsrøret (12), idet pumpen (22) er forbundet med en krafttilførsel fra en kilde som er opptatt i anordningen eller tilføres fra overflaten eller fra en ROV, når strømningen inn i rørledningen (13) trenger å forsterkes.