NO319664B1 - Forbedret koblingsdel samt fremgangsmate for sammenkobling av en umbilikal og en koblingsdel - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for sammenkobling av en umbilikal, nærmere bestemt en umbilical for et fjernstyrt undervannsfartøy, med en koblingsdel samt en forbedret koblingsdel for anvendelse i fremgangsmåten.

Fjernstyrte undervannsfartøyer, eller ROVer (Remote Operated Vehicles) er mye brukt i forbindelse med oljevirksomhet til havs foruten en rekke andre arbeider i sjøen, slik som diverse undersjøiske reparasjonsarbeider, inspeksjonsarbeider samt søk etter savnede personer.

Den såkalte "umbilicalen" er ROVens "navlestreng" som løper mellom "moderskipet" og RO Ven. Umbilicalen er en armert kabel som virker som løfte- og trekk-kabel foruten at den inneholder signalledninger, kabler, slanger og liknende som er nødvendig for overføring av kraft, kontroll- og styresignaler, kontroll- og styrefluider foruten data, slik som videobilder og diverse måledata, mellom ROVen og moderskipet.

Ofte blir det benyttet en egen enhet, en såkalt TMS (Tether Management System), mellom den nevnte koblingsanordningen og ROVen. Det betyr imidlertid ikke noe for foreliggende oppfinnelse om koblingsanordningen er direkte festet til ROVen eller indirekte til denne via en TMS. For enkelthets skyld vil derfor betegnelsen ROV i foreliggende beskrivelse benyttes både om en ROV alene samt en enhet omfattende både en ROV og en TMS.

Alt etter bruksområde kan umbilicalens lengde variere sterkt. I Nordsjøen benyttes det typisk umbilical på omkring 3000 m, men den kan i visse tilfeller være betydelig lengre.

ROVer med utstyr kan veie flere tonn. Selv om umbilicalen og ROVen normalt vil ha positiv oppdrift i vann slik at trusterne virker nedover for ikke å virvle opp slam fra havbunnen, kan trekk-kreftene i umbilicalen være betydelige. Under arbeide kan umbilicalen derfor være utsatt for en trekk-kraft på 15 - 20 tonn som resultat av sin egen vekt, trekk-kraften til ROVen med utstyr samt strømningsmotstand.

Umbilicalen og ROVen er normalt koblet sammen på oversiden av ROVen. Tradisjonelt er umbilicalen terminert i en koblingsdel, ofte kalt for "bullit" som igjen er festet til ROVen.

Med terminering av umbilicalen menes det her at umbilicalens armering her blir avsluttet og fastgjort til koblingsdelen, slik at strekk-kreftene i umbilicalen overføres til koblingsdelen, mens de ovenfor nevnte ledningen, slangene og liknende føres videre og blir koblet til utstyr i og på ROVen. US 4.525.813 samt US 4.640.163, beskriver slik terminering av en umbilical.

Ved terminering blir umbilicalen avmantlet og armeringen, som normalt er stålarmering, blir støpt fast inni koblingsdelen. Dette er en tidskrevende prosess som offshore tar omkring 24 timer, en tid hvor ROVen er ute av drift og som ofte helt eller delvis blir å anse som "dødtid" for moderfartøyet.

Koblingsdelen er igjen festet til ROVen ved hjelp av bolter slik at strekk-kreftene i umbilicalen overføres fra denne via koblingsdelen og til ROVen, mens ledningene, slangene og liknende føres uten noen belastning gjennom koblingsdelen og ned i ROVen.

Ved siden av å tjene som en enhet for strekkavlastning samt sammenføyning for umbilicalen og ROV, tjener koblingsdelen som en del av en koblingsanordning for fastgjøring av ROVen til en håndteringsanordning, slik som en løfteanordning, som typisk er en A-ramme, om bord på moderfartøyet som benyttes for å sette ROVen ut i sjøen, ta ROVen opp fra sjøen samt eventuelt håndtering av ROVen om bord på moderfartøyet. Koblingsdelen som er festet til ROVen, inngår her som handelen i koblingsanordningen, mens hundelen er et koblingshus som er integrert del av håndteringsanordningen.

Når koblingshuset og koblingsdelen er koblet sammen er de låst sammen ved hjelp av låsebolter eller liknende slik at kreftene fra ROVen bli overført via koblingsdelen til koblingshuset og der igjen til håndteringsanordningen. På denne måten kan ROVen håndteres om bord på fartøyet samt når det tas om bord og settes ut, uten at umbilicalen belastes.

Normalt medfører det mye arbeid å frigjøre koblingsdelen fra ROVen. Koblingsdelen på grunn av sin funksjon så stor at den ved nødvendig omruting av umbilicalen eller ved vedlikehold av denne, ikke kan trekkes gjennom koblingshuset som utgjør hundelen av koblingen eller over skiver til vinsjen. Ved slike operasjoner må derfor umbilicalen kuttes i overkant av koblingsdelen for å kunne trekkes gjennom koblingshuset og eventuelt videre over skiver og liknende. Etter at operasjonen er gjennomført må umbilicalen igjen termineres i koblingsdelen.

Det eksisterer således et behov for en forbedret løsning hvor umbilicalen kan frigjøres fra koblingsdelen slik at den nødvendige utskifting av umbilical, omrutingen av denne eller andre nødvendige vedlikeholdsoperasjoner kan bli gjennomført på umbilicalen og hvor umbilicalen igjen kan settes på plass i koblingsdelen eller handelen uten at det er nødvendig med en ny termineringsoperasjon.

Dette er ifølge foreliggende oppfinnelse oppnådd ved en fremgangsmåte for sammenkobling av en umbilical med en koblingsdel som er festet til en ROV, hvor umbilicalen avmantles fra enden i en på forhånd bestemt lengde, hvor umbilicalens armering støpes fast i en konisk utboring i en termineirngshylse for å danne en terminering eller lastoverføring, og hvor den avmantlede umbilikalen løper gjennom termineringshylsen, hvor termineringshylsen med faststøpt umbilikal deretter settes ned i en kavitet i koblingsdelen og låses fast i denne ved hjelp av en eller flere låseelementer.

Foreliggende oppfinnelse angår dessuten en forbedret koblingsdel som er festet til en ROV for sammenkobling av en umbilikal som er terminert ved at og ROVen, hvor umbilikalen er terminert, og hvor det i koblingsdelen er anordnet en kavitet som er tilpasset mottak for en umbilikal med en termineringshylse, i hvilken termineirngshylse armeringen i umbilikalen er terminert på kjent måte, og at det i veggen i kaviteten er anordnet et spor som er tilpasset for inngrep med ett eller flere låseelementer for låsing av termineringshylsen i kaviteten.

Det er foretrukket at sporet er tilpasset for inngrep med et tilnærmet ringformet låseelement.

Oppfinnelsen vil nedenfor bli beskrevet med henvisning til de vedlagte figurer, hvor

Figur 1 viser et lengdesnitt gjennom en utførelsesform av foreliggende termineringshylse og en umbilical terminert i denne, Figur 2 viser et lengdesnitt gjennom et koblingshylse med umbilical som er festet i en bullit som igjen er festet til en ROV, og Figur 3 viser et lengdesnitt gjennom et koblingshus og en bullit i hvilken det er anbrakt en termineringshylse ifølge oppfinnelse. Figur 1 viser terminering av en umbilical 1 i en termineirngshylse 4. Ved terminering av en umbilical 1 fjernes mantelen fra enden av umbilicalen og et stykke oppover, typisk et fåtalls meter for kobling til en ROV. En termineirngshylse 4 med en aksial utboring som i sin ene ende er tilpasset tykkelsen på umbilical 1 med mantel og som fra den andre

enden er konisk, tres inn på den avmantlede umbilicalen 2 slik at den delvis går inn over den ikke avmantlede delen av umbilicalen med den "åpne" enden av den koniske delen mot den avmantlede enden av umbilicalen 1. Armeringen som nå ligger bar utenpå den avmantlede umbilicalen 2, blir deretter støpt fast på i den koniske utboringen for å danne en terminering 3. Denne faststøpingen gjøres på samme måte som faststøpingen tradisjonelt skjer direkte i en bullit. Armering som stikker ut av den støpte termineringen 3, har ingen funksjon og kan kappes.

Det kan være et problem at støpte termineringer, slik som terminering 3, løsner fra de indre veggene i hulrommet den støpes og deretter roterer. En slik rotasjon kan skape vridninger i den avmantlede umbilicalen 2 og være ødeleggende for denne foruten at en rotasjon av termineringen vil "åpne" armeringen på umbilicalen 1 og derved skade denne. For å hindre at termineringen 3 løsner fra de indre veggene i termineringshylsen 4 kan det eksempelvis settes inn en låsebolt 5 gjennom veggen i termineringshylsen 4 og inn i den støpte termineringen 3.

For å hindre at umbilicalen bøyes uønsket sterkt ved overgangen til koblingsdelen, er det festet en bøyeavstiver 8 til termineringshylsen 5. Den nederste delen av bøyeavstiveren, som ligger rundt en umbilical, er utformet som en krave 21 som er festet med et fåtall bolter 7 til termineringshylsen 5.1 overgangen mellom kraven 21 og termineringshylsen er det dessuten utformet en utsparing 22 som er tilpasset for inngrep med et låseelement 6.1 utførelsesformen i figurene er utsparingen 22 i sin helhet en utsparing i kraven 21.

Figur 2 viser et lengdesnitt gjennom en bullit 9 som er festet til en flens 15 på utsiden av en ROV og hvor det er anbrakt en terminert umbilical 1 i koblingsdelen 9. Denne figuren illustrerer både hvordan en bullit 9 er festet til en ROV 13 og hvordan en umbilical 1 som er terminert med foreliggende termineringshylse 4, er festet og sikret til koblingsdelen 9.

Flensen 15 er festet til ROVen ved hjelp av et flertall bolter 14 og koblingsdelen 9 er igjen festet til flensen 15 med bolter 16. På denne måten er den fysiske forbindelsen og kraftoverføringen mellom ROVen 13 og koblingsdelen 9 sikret.

Termineringshylsen 4 ifølge oppfinnelsen, i hvilken det er terminert en umbilical 1 er satt ned i en aksielt utfreset kavitet 20 i koblingsdelen 9. Den avmantlede umbilicalen 2 fortsetter gjennom en aksial utboring i koblingsdelen 9 og ned i ROVen hvor de forskjellige ledninger, slanger og liknende er festet til sine respektive ikke viste koblingsbokser inni ROVen 13.

Termineringshylsen 4 er i overkant låst fast til kaviteten ved hjelp av låseelementer 6 som er i inngrep med et fortrinnsvis sirkelformet spor 23 i innerveggen til kaviteten 20. Låseelement(ene) 6 kan være ett eller flere låseelementer. Dersom det benyttes et flertall låseelementer 6 danner disse til sammen en tilnærmet ring. Ved bruk av ett låseelement 6 vil dette være tilnærmet sirkelformet.

Låseelementene 6 og termineringshylsen 4 må være utformet slik at de får en tilstrekkelig stor kontaktflate med hverandre til å tåle overføring av de nødvendige kreftene fra termineringshylsen 4 via låseelementene 6 til koblingsdelen 9 når umbilicalen 1 er fullt belastet. Dessuten er det foretrukket at de har en innbyrdes utforming som sikrer at låseelementene 6 låses fast i låsesporet 23 og hindres i å gli ut av dette når umbilicalen 1 er belastet. På den viste utførelsesformen er denne låsingen sikret ved et spor 10 i låseelementene 6 som er tilpasset til å gå i inngrep med termineringshylsens 4 øvre kant.

En eller flere styrebolter 11 i koblingsdelen er satt inn i et eller flere spor 12 i termineringshylsen 4 for å hindre at termineringshylsen 4 roterer i kaviteten 20 i koblingsdelen 9. Alternativt kan styrebolten 11 erstattes av en eller flere faste styretapper eller liknende i den indre veggen i kaviteten 20.

Når den terminerte umbilicalen 1 og koblingsdelen 9 skal kobles sammen, tres først den avmantlede umbilicalen 2 ned gjennom kaviteten 20 og videre ned gjennom koblingsdelen 9 og ned i ROVen. Deretter settes termineringshylsen 4 ned i kaviteten 20. Låseelement(ene) 6 settes inn i låsesporet 23 i kaviteten 20 over termineringshylsen

4. Deretter trekkes bøyeavstiveren 8 med krave 21 ned i kaviteten 20 over termineringshylsen 4 og festes til denne ved hjelp av bolter 7. Termineringshylsen løftes derved opp slik at dens overkant går i inngrep med spor 10 i låseelement(ene) 6 . Låseelement(ene) 6 blir da fastholdt i låsesporet 23 og utsparing 22 og er låst fast av termineringshylsens inngrep i sporet 10. Den kraften som blir overført fra umbilicalen 1 til termineringshylsen 4 via termineringen 3, blir når termineringshylsen 4 er satt fast i koblingsdelen 9, overført fra termineringshylsen 4 via låseelementene 6 til koblingsdelen 9. Låseelement 6 kan være en ringkile med tilnærmet sirkelform eller et flertall elementer som til sammen utgjør en tilnærmet sirkel. For å sikre at en best mulig overføring av kreftene mellom termineringshylsen 4 og koblingsdelen 9 er det foretrukket at låseelement 6

Figur 3 viser et snitt gjennom en bullit 9 som er koblet sammen med hundelen i koblingen, nemlig koblingshuset 17. Koblingshuset 17 er festet til den ikke viste håndteringsanordningen, slik som eksempelvis en A-ramme, ved hjelp av ikke viste bolter i bolthull 25.

Koblingshuset 17 og koblingsdelen 9 er låst sammen ved at låsestaver 19 i på koblingshuset 17 går i inngrep motsvarende låsespor 24 i koblingsdelen 9. De viste låsestaver 19 har et halvsirkelformet tverrsnitt og låsingen kan aktiveres hhv. deaktiveres ved rotering av låsestaver 19 om sine lengdeakser, som er perpendikulær på tegningsplanet. I posisjonen merket 19' (se på venstre side på figur 3) er låsebolten i "åpen" posisjon slik at koblingsdelen 9 kan gå ut av inngrep med koblingshuset 17, mens låsebolten i posisjonen merket 19 (på høyre side i figur 3) er låsebolten 19 i låst stilling slik at koblingsdelen 9 ikke kan gå ut av inngrep med koblingshuset 17. Som det fremgår av figuren kan ikke koblingsdelen 9 kan ikke tas opp gjennom koblingens hundel uten å demontere koblingshuset 17.

Tradisjonelt har man vært nødt til først å tre umbilicalen gjennom koblinghuset 17 og deretter terminere den i koblingsdelen 9. Etter at umbilicalen 1 er ferdig terminert har man så montert koblingsdelen 9 og deretter koble dette sammen med koblingshuset 17 som ovenfor angitt. Ved demontering av festeanordningen har man som ovenfor nevnt, vært nødt til å kappe umbilicalen.

Ved bruk av foreliggende oppfinnelse kan koblingsdelen 9 første festes til ROVen, hvoretter koblingshuset 17 settes ned over koblingsdelen 9 og festes til ROVen, uavhengig av umbilicalen. Umbilicalen 1 med termineringshylse 4 kan deretter festes til den sammensatte koblingsanordningen etter at denne er ferdig sammensatt. Dette forenkler operasjonen betydelig. Man kan, uten å demontere koblingsanordningen løsne umbilicalen fra koblingsdelen og overhale den, rute den om, skifte den eller foreta annet nødvendig arbeide på umbilical eller festeanordning uten å være nødt å kappe umbilicalen og deretter terminere denne igjen.

Når koblingsanordningen er satt sammen og umbilicalen er på plass vil strekk-kreftene i umbilicalen 1 som er et resultat av lasten og som skal overføres til koblingsanordningen og videre til ROVen, bli overført fra armeringen i umbilicalen 1 via termineringen 3 til koblingshylsen 4. Fra koblingshylsen overføres kreftene via låseelementene 6 via sporet 23 til koblingsdelen 9. Koblingsdelen 9 er, som ovenfor beskrevet, festet til de øvrige delene av koblingsanordningen på tradisjonell måte slik at kreftene og overføringen av disse videre er tatt hensyn til på vanlig måte.

Når man har behov for å koble umbilicalen 1 fra ROVen, enten for å skifte umbilical, tre om denne eller annet utføre vedlikeholdsarbeid som krever dette, løsnes boltene 7 som fester bøyeavstiveren 8 til koblingshylsen 4, koblingshylsen 4 senkes i koblingsdelen 9 for at den skal komme ut av inngrep med låseelementene 6. Låseelementene 6 kan da tas ut og hele umbilicalen kan sammen med koblingshylsen trekkes ut av koblmgsanordningen og ROVen 13 etter at de enkelte delene av umbilicalen er løsnet fra ROVen 13.

Koblingshylsen 4 er så slank at den i motsetning til koblingsdelen 9, etter at den er frigjort fra koblingsanordningen, kan trekkes gjennom de blokker og over de skiver som umbilicalen løper over og gjennom tilbake til vinsj eller trommel. På denne måten kan umbilicalen lagres å en vinsj eller trommel ferdig terminert og klar til å kobles til en koblingsanordning og en ROV når behovet melder seg. Oppfinnelsen muliggjør således det mål som var stilt, nemlig å unngå å måtte kutte umbilicalen og reterminere denne igjen ved enkle, men nødvendige operasjoner.

Claims (3)

1. Fremgangsmåte for sammenkobling av en umbilical med en koblingsdel som er festet til en ROV, hvor umbilicalen avmantles fra enden i en på forhånd bestemt lengde, hvor umbilicalens armering støpes fast i en konisk utboring i en termineringshylse for å danne en terminering eller lastoverføring, og hvor den avmantlede umbilikalen løper gjennom termineringshylsen, karakterisert ved at termineringshylsen med faststøpt umbilikal deretter settes ned i en kavitet i koblingsdelen og låses fast i denne ved hjelp av en eller flere låseelementer.

2. Koblingsdel (9) som er festet til en ROV for sammenkobling av en umbilikal som er terminert ved at og ROVen, hvor umbilikalen er terminert, karakterisert ved at det i koblingsdelen (9) er anordnet en kavitet (20) som er tilpasset mottak for en umbilikal (1) med en termineringshylse (4), i hvilken termineirngshylse (4) armeringen i umbilikalen er terminert på kjent måte, og at det i veggen i kaviteten (20) er anordnet et spor (23) som er tilpasset for inngrep med ett eller flere låseelementer (6) for låsing av termineringshylsen (4) i kaviteten (20).

3. Koblingsdel ifølge krav 2, karakterisert ved at sporet (23) er tilpasset for inngrep med et tilnærmet ringformet låseelement (6).