NO319639B1 - Hydraulisk aktuator - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en hydraulisk aktuator for å trekke en undersjøisk rørledning sin ende inn mot eller ut fra et oppkoblingssted, der rørledningens ende og oppkoblingsstedet har blitt stilt på linje overfor hverandre, idet aktuatoren omfatter en sylinder og en stempelstang.

Eksempler på kjent teknikk er:

US 4541753, som beskriver en déranordning festet til den enden av rørledningen som senkes først ned mot oppkoblingsstedet. Doranordningen lander i en traktformet mottaker på tikoblingsstedet. Rørledningen er hengslet til doranordningen slik at den kan svinges ned mot havbunnen etter at doranordningen er landet.

Denne anordningen har flere ulemper. Hengselforbindelsen mellom doranordningen og rørledningen utgjør et svakt punkt. Her er rørledningen svært utsatt for lekkasjer og det blir svært kostbart å konstruere og fremstille en hengselsforbindelse som gir strømningspassasje uten å lekke. Hengselforbindelsen vil også kreve hyppige vedlikeholdsintervaller eller utskiftinger. Det er også fare for at hengselforbindelsen kan "gro fast" slik at det ikke blir mulig å svinge rørledningen opp igjen uten å risikere brudd i rørledningen. Denne anordningen egner seg sannsynligvis best for rørledninger av mindre dimensjon.

US 5320175 viser en lignende anordning som ovennevnte. Her er rørledningen med kobling hengslet til en déranordning som er innrettet til å mottas av en traktformet mottaker på oppkoblingsstedet. Til forskjell fra førstnevnte publikasjon skal ikke hengselforbindelsen overføre fluid. Rørledningsenden og koblingen er innrettet til å trekkes inn mot oppkoblingsstedet. Hvordan selve oppkoblingen foretas er ikke vist. Det er i noen utførelsesformer ingen kontroll med hvilken retning koblingen vender etter at rørledningen er svingt ned. I én utførelsesform er det utformet en spiralstyring i mottakeren og en tapp på déranordningen, som er innrettet til å styre doranordningen slik at denne kommer i en forhåndsbestemt retning. Imidlertid er disse av svak konstruksjon, slik at en overbelastning lett vil kunne få tappen til å ryke eller kile seg fast. Det må tilveiebringes et eget verktøy for å foreta selve oppkoblingen. Dette er ikke beskrevet.

US 4877356 viser enda en lignende anordning. Her er selve rørledningsenden utformet som en d6r. Denne mottas i en traktformet mottaker. Mottakeren er utformet slik at tapper utformet på doren mottas i spor i mottakeren og doren svinges ut gjennom en åpning i mottakerens ene side, mens rørledningen svinges ut gjennom en åpning i mottakerens motsatte side.

Tappene på doren er svært små og utsatt for beskadigelse. Videre har mottakeren en forholdsvis kompleks form som gjør den dyr å fremstille. Som ved publikasjonen ovenfor er det ikke beskrevet hvordan selve oppkoblingen foretas. Til dette kreves det et eget verktøy.

Den foreliggende oppfinnelse har som et av sine formål å tilveiebringe en anordning for inntrekking av en rørledning til et oppkoblingssted, som er enkel og sikker å bruke, krever minimalt med vedlikehold og er økonomisk å fremstille. Dette oppnås ved de trekk som er angitt i den kjennetegnende delen av det etterfølgende krav 1.

Oppfinnelsen skal nå forklares nærmere ved hjelp av en ikke begrensende utførelsesform under henvisning til de etterfølgende tegninger, der: Figur la viser en mottaker som kan benyttes i forbindelse med den foreliggende oppfinnelse, Figur lb viser en innføringsdel som kan benyttes i forbindelse med den foreliggende oppfinnelse,

Figur 2 viser at innføringsdelen er landet i mottakeren på havbunnen,

Figur 3 viser at rørledningen er i ferd med å svinges ned,

Figur 4 viser at rørledningen er svingt helt ned,

Figur 5 viser at den hydrauliske inntrekkingssylinderen ifølge oppfinnelsen er påsatt og like før inntrekkingen skal begynne, Figur 6 viser den hydrauliske inntrekkingssylinderen ifølge oppfinnelsen idet inntrekkingen er avsluttet og konnektoren er tiltrukket,

Figur 7 viser en detalj av styretappen og mottakstrakten i nedstyringsstilling og

Figur 8 viser en detalj av styretappen og mottakstrakten innstyringsstilling.

Det vises først til figur la (se også figur 2). Her ser man en mottaker 1, som er plassert på havbunnen 2, gjerne i tilknytning til en brønnramme (ikke vist). Mottakeren 1 er satt sammen av en bunnbjelke 3, en første mottakerdel 4a og en andre mottakerdel 4b. Mottakerdelene 4a og 4b består av en hovedsakelig vertikal søyle Sa, 5b og en mottakstrakt 6a, 6b. Mottakstrakten 6a, 6b har en innløpsdel 7a, 7b, bestående av tre skråstilte vegger 8a, 9a, 10a; 8b, 9b, 10b og en ved disses øvre kant løpende kantlist 1 la, 1 lb. Nedenfor innløpsdelen 7a, 7b strekker det seg et nedstyringsparti 12a og 12b, som består av tre rette vegger 13a, 14a, 15a; 13b, 14b, 15b. Nedstyringspartiet går over i ett innstyringsparti 16a, 16b, som strekker seg i rett vinkel på nedstyringspartiet 12a, 12b og består av tre rette vegger 17a, 18a, 19a; 17b, 18b, 19b, der veggen 18a, 18b ligger i samme plan som veggen 14a, 14b, veggen 17a, 17b står vinkelrett på veggen 13a, 13b og veggen 19a, 19b står vinkelrett på veggen 15a, 15b. Innstyringspartiet 16a, 16b munner ut i en åpning 20a, 20b. I tillegg er det anordnet en avstivningsplate 21a, 21b mellom veggene 7a, 15a, 19a; 7b, 15b, 19b og en avstivningsplate 22a, 22b mellom veggen 16a, 16b og søylen 5a, 5b og en avstivningsplate 23a, 23b som er forbundet med og strekker seg vinkelrett på søylen 5a, 5b og veggen 18a, 18b.

Det skal forstås at i det ovennevnte og i det etterfølgende tilhører alle deler 4-23 med henvisningsbetegnelse "a" den første mottakerdelen 4a og alle deler 4-23 med henvisningsbetegnelse "b" den andre mottakerdelen 4b. Når det i det etterfølgende vises til deler med henvisningsbetegnelse 4-23 uten at henvisningsbetegnelsen "a" eller "b" tas med, skal det forstås at det vises til en hvilken som helst av korresponderende deler i mottakerdelen 4a og mottakerdelen 4b.

Mottakerdelene 4a og 4b er speilvendte i forhold til hverandre, men er for øvrig identiske.

Videre viser figur lb (se også figur 2) en innføringsdel 30. Denne omfatter bæredel i form av en plate 31, som er anordnet rundt en første rørledning 50. Platen 31 er utstyrt med en spalte 32, som har et generelt V-formet inngangsparti 33 og en generelt U-formet bunn 34. Rundt spalten 32 er platen 31 utformet tynnere, slik at det dannes en avtrapping 35 h.h.v. 36 (se figur 4) på begge sider av platen 31.

På den ene siden av platen 31 strekker den første rørledningen seg sammenhengende over en betydelig strekning. På den motsatte siden er det utformet en endeflens (ikke vist) på den første rørledningen. På denne endeflensen er det påsatt en konnektor 51 med en ROV (Remotely Operated Vehicle) fatning 52.

På samme side som konnektoren rager det ut styrehylser 40a, 40b fra platen 31, som er anordnet ved en første sidekant 37 av platen, motsatt av spalten 32. På hver sin side av spalten 32 er det anordnet innstyringsdeler 41a og 41b. Disse består av en påle 42a, 42b, som rager hovedsakelig vinkelrett ut fra platen 31, en styretapp 43a, 43b, som rager vinkelrett ut fra pålen 42a, 42b i motsatte retninger bort fra spalten 32 og har hovedsakelig sirkulært tverrsnitt, og en kam 44a, 44b, som rager hovedsakelig vinkelrett opp fra styretappen 43a, 43b hovedsakelig parallelt med pålen 42a, 42b og strekker seg over en vinkel på ca. 60° langs styretappens 43a, 43b omkrets. Kammen 44a, 44b er fortrinnsvis avrundet i den ene retningen, slik at dreining av tappen 43a, 43b blir lettere.

Det skal forstås at i det ovennevnte og i det etterfølgende tilhører alle deler 41-44 med henvisningsbetegnelse "a" den første innstyringsdelen 41a og alle deler 41 - 44 med henvisningsbetegnelse "b" den andre innstyringsdelen 41b. Når det i det etterfølgende vises til deler med henvisningsbetegnelse 41-44 uten at henvisningsbetegnelsen "a" eller "b" tas med, skal det forstås at det vises til en hvilken som helst av korresponderende deler i innstyringsdelen 41a og innstyringsdelen 41b.

Den første rørledningen 50 skal kobles til en andre rørledning 60, som for eksempel kan være en del av en manifold montert på en ramme (delvis vist ved 69 i figur 2). Denne rammen er hensiktsmessig en annen en den rammen som mottakeren 1 er montert på, slik at manifolden kan hentes opp til overflaten uavhengig av mottakeren 1 og eventuelt brønnrammen.

Som vist i figurene la og 2, er en plate 61 er forbundet med den andre rørledningen 60 ved dennes ende vendende mot mottakeren 1. Ved denne enden av den andre rørledningen 60 er det utformet en endeflens 62. Denne endeflensen 62 er innrettet til å gripes av konnektoren 51. På samme side av platen 61 som flensen 62 er det anordnet styrepinner 63a og 63b. Disse styrehylsene 63a, 63b er utformet for å mottas av en respektiv styrehylse 40a, 40b og er plassert med samme senteravstand til den andre rørledningen 60 og hverandre som styrehylsene 43a, 43b har til den første rørledningen 50 og hverandre.

På motsatt side av endeflensen 62 i forhold til styrepinnene 63a, 63b er det utformet en spalte 64. Spalten 64 er utformet på samme måte som spalten 32, med et generelt V-formet inngangsparti 65 og en U-formet bunn 66. Rundt spalten 64 er platen 61 utformet tynnere, slik at det dannes en avtrapping 67 h.h.v. 68 på begge sider av platen 61, på samme måte som for spalten 32 i platen 31. Spalten 64 er anordnet med samme avstand fra den andre rørledningen 60 som spalten 32 har fra den første rørledningen 50.

Styretappene 43 er innrettet til å mottas i en respektiv mottakstrakt 6. Mottakstraktens 6 traktformede innløpsdel 7 bevirker at styretappen styres inn mot nedstyringspartiet 12, slik at tappen 43 kan entre dette selv om innføringsdelen skulle treffe mottakeren med noe horisontalt avvik. Fra figur 7 ser man at styretappen har en tverrsnittstykkelse som passer mellom veggene 13 og 15 med liten klaring. Den samlede tykkelsen som utgjøres av styretappens 43 tverrsnitt og høyden på kammen 44 er større enn avstanden mellom veggene 13 og 15, slik at tappen 43 kun kan føres ned mellom veggene 13 og 15 i tilnærmet den stillingen som er vist i figur 7, d.v.s. når den første rørledningen 50 henger tilnærmet vertikalt. Således kan ikke innføringsdelen 30 svinge om styretappene 43 så lenge disse befinner seg mellom veggene 13 og 15.

Det skal forstås at det for å bringe rørledningen 50 med innføringsdelen 30 til den stillingen som er vist i figur 1 kan det benyttes i og for seg velkjente styreliner eller lignende som strekker seg fra overflaten til mottakeren 1 eller i nærheten av denne. Denne teknikken er velkjent for en fagmann på området og skal derfor ikke beskrives nærmere her.

Innføringsdelen 30 er ført ned så langt at styretappene 43 treffer veggen 17, slik som vist i figur 2 og 7. Den samlede tykkelsen av styretappens 43 tverrsnitt og høyden på kammen 44 er større enn avstanden mellom veggene 17 og 19. Således kan ikke styretappen 43 føres inn mellom veggene 17 og 19 når den befinner seg i stillingen vist i figur 7.

I figur 3 er den første rørledningen 50 senket ytterligere ned i sjøen. Da innføringsdelen 30 ikke kan komme lenger ned i mottakstrakten 6, vil den begynne å dreie. På grunn av kammen 44 vil den ikke kunne dreie mot den andre rørledningen 60, da en slik dreining ville medføre at kammen ville butte mot veggen 15 og styretappen 43 ville butte mot veggen 13. Ved en dreining i retning fra den andre rørledningen 60 vil kammen støte mot veggen 13 og styretappen 43 skyves inn mellom veggene 17 og 19. Avstanden mellom veggene 17 og 19 er litt større enn styretappens 43 tverrsnitt, således tillates styretappen 43 å komme inn mellom disse veggene, som vist i figur 8.

Når den første rørledningen 50 med innføringsdelen 30 er dreiet til en tilnærmet horisontal stilling for den delen av den første rørledningen 50 som befinner seg nærmest innføringsdelen 30, som vist i figur 4 vil styretappen 43 og kammen 44 ha inntatt en stilling, som vist i figur 8, der den ikke kan bevege seg opp og inn mellom veggene 13 og 15 igjen, i og med at den samlede tykkelsen av styretappens 43 tverrsnitt og høyden på kammen 44 er større enn avstanden mellom veggene 13 og 15. Derimot kan styretappen 43 nå tillates å bevege seg inn mellom veggene 17 og 19.

I figur 5 gjøres det klart for inntrekking av den første rørledningen 50 mot den andre rørledningen 60 ved at en inntrekkingssylinder 90 senkes på plass i spaltene 32 og 64 og platene 31 h.h.v. 61. Inntrekkingssylinderen består generelt av en sylinder 91 og en stempelstang 92. Til sylinderen 91 er det fast forbundet en aksialring 93 (se figur 6), som har en krage 94 h.h.v. 95 innrettet til å plasseres på hver sin side av platen 31. Til stempelstangen 92 er det fast forbundet en ytterligere aksialring 96 med en krage 97 h.h.v. 98 (se også figur 6), som er innrettet til å plasseres på hver sin side av platen 61. Eventuelt kan den ene kragen 98 utgjøres av et hode festet til stempelstangen 92. På sylinderen er det anordnet ikke viste tilkoblinger for tilførsel og retur av fluid som en ROV (ikke vist) kan koble seg til.

Inntrekkingssylinderen 90 aktueres og trekker innføringsdelen 30 og den første rørledningen 50 mot den andre rørledningen 60 slik at den andre rørledningens 60 endeflens 62 kommer inn i konnektoren 51 (se figur 6). Deretter føres ett ikke vist ROV-betjent verktøy ned i ROV-fatningen 52 og roterer denne, noe som igjen medfører at konnektoren 51 strammes til rundt endeflensen 62 og en motsvarende endeflens (ikke vist) på den første rørledningen 50.

Inntrekkingssylinderen 90 kan deretter fjernes eller den kan etterlates på plass. Ettersom det kan gå en del tid før rørledningen skal kobles fra igjen, kan det være mest hensiktsmessig å fjerne inntrekkingssylinderen, slik at denne kan benyttes ved andre oppkoblingsoperasjoner i mellomtiden.

Selv om anordningen ifølge oppfinnelsen er spesielt godt egnet for installasjon av

. rørledninger som senkes vertikalt ned mot oppkoblingsstedet og deretter svinges til horisontal stilling, så er det også fullt mulig å installere rørledningen ved å senke den horisontalt eller tilnærmet horisontalt ned mot oppkoblingsstedet. I et slikt tilfelle må kammene 44a og 44b fjernes, slik at styretappene 43a, 43b kan entre nedstyringspartiet 12a, 12b når rørledningen befinner seg horisontalt, som vist i for eksempel figur 4.

Claims (7)

1. Hydraulisk aktuator for å trekke en undersjøisk rørledning (50) sin ende inn mot eller ut fra et oppkoblingssted, der rørledningens (50) ende og oppkoblingsstedet har blitt stilt på linje overfor hverandre, idet aktuatoren omfatter en sylinder (91) og en stempelstang (92) , karakterisert ved at en første spalte (32) er utformet ved den undersjøiske rørledningens (50) ende og en andre spalte (64) er utformet ved oppkoblingsstedet, eller omvendt, at sylinderen (91) har en første krage (94) og en andre krage (95) anordnet med en innbyrdes avstand, at stempelstangen (92) har en tredje krage (97) og en fjerde krage (98) anordnet med en innbyrdes avstand, og at den første og andre kragen (94,95) er innrettet til å komme i inngrep med den første spalten (32) og at den tredje og fjerde kragen (97, 98) er innrettet til å komme i inngrep med den andre spalten (64).

2. Hydraulisk aktuator ifølge krav 1, karakterisert ved at den første og andre kragen (94,95) og den tredje og fjerde kragen (97, 98) er innrettet til å komme i løsgjørbart inngrep med den første spalten (32), h.h.v. den andre spalten (64), slik at sylinderen kan fjernes etter at inntrekkingen eller fratrekkingen er fullført.

3. Hydraulisk aktuator ifølge ett av de foregående krav, karakterisert ved at den første og andre kragen (94,95) er en del av en aksialring (93) som er fast forbundet med sylinderen (91).

4. Hydraulisk aktuator ifølge ett av de foregående krav, karakterisert ved at den tredje og den fjerde kragen (97, 98) er en del av en aksialring (96) som er fast forbundet med stempelstangen (92).

5. Hydraulisk aktuator ifølge ett av kravene 1-3, karakterisert ved at den fjerde kragen (98) er en del av et hode som er festet til stempelstangen (92).

6. Hydraulisk aktuator ifølge ett av de foregående krav, karakterisert ved at spaltene (32; 64) er utformet i plater (31; 61) forbundet med rørledningens (50) ende h.h.v. oppkoblingsstedet og har et videre inngangsparti (33; 65) enn bunnparti (34; 66).

7. Hydraulisk aktuator ifølge krav 6, karakterisert ved at platenes (31; 61) område rundt spaltene (32; 64) er utformet tynnere, slik at det dannes en avtrapning (35,36; 67, 68) på hver side av platene (31; 61