NO319951B1

NO319951B1 - Fartoy med svivelanordning

Info

Publication number: NO319951B1
Application number: NO19993188A
Authority: NO
Inventors: Jack Pollack
Original assignee: Single Buoy Moorings
Priority date: 1997-10-28
Filing date: 1999-06-25
Publication date: 2005-10-03
Also published as: CA2275967A1; EP0960047B1; AU1559699A; NO993188L; US6193574B1; EP0960047A1; EP0913324A1; BR9806718A; NO993188D0; WO1999021754A1; CA2275967C

Description

Foreliggende oppfinnelse angår et fartøy omfattende en svivelenhet med minst to svivler, ifølge kravinnledningen.

En slik svivelenhet er kjent fra US 4 111 467.1 svivelenheten ifølge dette patent er kjernedelene av forskjellige svivler gjensidig sammenkoplet ved hjelp av strekkbolter. Hvis en av svivlene fra enheten trenger å bli utskiftet for vedlikehold eller reparasjonsarbeid, må kjernedelene frakoples og de øvre svivler trenger å bli løftet for at en av svivlene kan fjernes fra enheten i radial retning.

Det ytre rør som er forbundet med svivler som er plassert ovenfor den svivel som trenger å bli fjernet fra enheten, og også frakoples. Fjerning av svivler fra den kjente svivelenhet er således en vanskelig og tungvint operasjon. Det er derfor et mål for den foreliggende oppfinnelse å frembringe en svivelenhet i hvilken en individuell svivel kan lett fjernes og/eller utskiftes uten å forstyrre de øvre svivler, og uten å måtte løsne det ytre rør av tilstøtende svivler. Det er et videre mål for den foreliggende oppfinnelse å anordne en svivelenhet i hvilken lettere tilgang for svivlene er mulig.

Hittil omfatter fartøyet en svivelenhet ifølge den foreliggende oppfinnelse karakterisert ved at støttestrukturen omfatter minst to svivelforbindelsesanordninger som er forbundet med de respektive ytre og indre ringformede vegger av svivlene, og som i det minste i hovedsak bærer vekten av hver svivel. I en foretrukken utførelse, er det ingen vesentlig vektbærende konstruksjon mellom de indre vegger av de tilstøtende svivler og mellom de ytre vegger av svivlene.

Fordi hver svivel er uavhengig forbundet med støttestrukturen, for eksempel via den ytre ringformede vegg, er det mulig å skifte ut en individuell svivel uten å fjerne de tilstøtende svivler og uten å forstyrre de ytre rør forbundet med tilstøtende svivler. Ved individuell festing av de ytre ringformede vegger for hver svivel til støttestrukturen, kan avstanden mellom svivlene være så stor som det er nødvendig og tilstrekkelig atkomstplass til de indre svivelrør kan oppnås. Siden rørene kan være nærmere svivlene på grunn av lett tilgang til hver svivel, kan svivelens størrelse reduseres. Fordi hver ytre ringformet vegg er forbundet med støttestrukturen, er det ikke nødvendig med individuelle driv for rotasjon av de ytre svivler.

Uttrykket "ringformet"-kammer som brukt her, er ment å omfatte kamre med sirkelrunde, firkantede eller andre tverrsnitt som har en generell toroidform.

Ifølge en utførelse av et fartøy ifølge oppfinnelsen, omfatter de indre vegger en åpning som er i fJuidforbindelse med det ringformede kammer som er på en side i fluidforbindelse med en kanal forbundet med den indre ringformede vegg. Kanalene i svivlene strekker seg i aksial retning inne i det sentrale rom avgrenset ved de indre ringformede vegger. Kanalen som er i forbindelse med den indre vegg av en første svivel og som strekker seg i området av en annen svivel plassert ovenfor eller nedenfor den første svivel, består av avtakbare rørsegmenter. Dermed kan den andre svivel fjernes i radial retning når rørsegmentene for den første svivel er frakoplet.

Støttestrukturen kan omfatte en ramme som er montert på tårnet eller skroget, hvor rammen er plassert i en slik posisjon i forhold til svivlene at etter fråkopling av svivlene, kan de fjernes fra enheten i radial retning. Dette betyr at mellomrommet mellom støtteelementene i rammekonstruksjonen bør være større enn diameteren av de ytre ringformede vegger. Når rammen er understøttet på tårnet, er de indre ringformede vegger gjensidig koplet ved en rotasjonsoverføringsdel. Minst en av de indre veggene er koplet til en rotasjonsdirvanordning som er forbundet med skroget. På denne måte kan de indre ringer bli nøyaktig rotert i forbindelse med fartøyets skrog. Rotasjonsoverføringsdelen kan omfatte for eksempel en boltforbindelse mellom hver indre ringformet vegg.

Fartøyet kan omfatte et stillas som strekker seg ovenfor tårnet, hvor rotasjonsanordningen er montert på stillaset.

I en annen utførelse, er ramme for svivelenheten opphengt fra stillaset, hvor de indre ringformede vegger er gjensidig koplet ved rotasjonsoverføringsdeler, og i det minste en av de indre vegger er fast forbundet med tårnet. På denne måte vil de ytre ringer rotere med fartøyet, og ingen drivanordning er nødvendig siden vekten av de ytre ringer er tilstrekkelig lav til å bli rotert ved hjelp av stillaset og rammen.

Noen utførelser av fartøyet omfattende en svivelenhet ifølge den foreliggende oppfinnelse skal i det følgende beskrives med henvisning til tegningene, hvor figur 1 er et skjematisk sideriss av en svivel ifølge den foreliggende oppfinnelse, hvor rammen er forbundet med tårnet, figur 2 er et skjematisk sideriss av en svivelenhet ifølge den foreliggende oppfinnelse hvor rammen er forbundet med et stillas, figur 3 viser et aksialt tverrsnittsriss av en svivelenhet ifølge den foreliggende oppfinnelse hvor rørene består av rørsegmenter, figur 4 viser et radialt tverrsnittsriss av svivelenheten ifølge figur 3, hvor avstanden mellom støtteelementene for rammen er vist, figur 5 viser en annen utførelse av en svivelenhet ifølge den foreliggende oppfinnelse, omfattende en midlertidig avledningskonstruksjon langs et rørsegment.

Figur 1 viser et fartøy 1, omfattende et skrog 2 i hvilken en sylindrisk åpning eller tårnbrønn 3 er anordnet. Et tårn 4 er plassert i tårnbrønnen 3 og er roterbart understøttet på lagre 5. Tårnet er geostasjonært og er forbundet med en undersjøisk oljekonstruksjon ved hjelp av en eller flere stigerør 6. Fartøyet 2 kan dreie seg rundt det geostasjonære tårn 4. Gjennom det indre stigerør 6, blir hydrokarboner levert til svivelenheten 7 hvor hydrokarbonene blir overført til produktrør 8. Svivelenheten 7 frembringer en roterbar forbindelse mellom de geostasjonære stigerør 6 og det roterende produktrør 8.

Svivelenheten 7 omfatter et antall individuelle svivler 10, 11, 12. Hver svivel omfatter en ytre ringformet vegg 13 og en indre ringformet vegg 14. De ringformede vegger 13,14 er gjensidig forbundet ved anordning av aksiale og radiale lagre 15 og 16.

Veggene 13 og 14, som kan rotere i forhold til hverandre, definerer et ringformet eller toroidalt kammer 17. Åpninger 18 og 19 er anordnet i de indre og ytre vegger 14 og 13. Via åpningene 18 og 19 er produktrør 8 og stigerør 6 forbundet med det sentrale toroidale kammer 17.

Mellom de tilstøtende overflater på de indre og ytre ringformede vegger 13, 14 er det tettende elementer, som for klarhets skyld ikke er vist på tegningene.

Som man kan se på figur 1, er hver ytre ringformet vegg 13 for hver svivel forbundet med en ramme 21 via koplingsanordninger 22, 23. Koplingsanordningene 22, 23 kan frakoples fra den ytre vegg 13 eller fra rammen 21, slik at hver individuell svivel 10,11, 12 kan fjernes fra enheten 7.

Rammen 21 er fast forbundet med tårnet 4. De indre vegger 14 av svivlene 10, 11, 12 i enheten 7 er gjensidig forbundet ved hjelp av rotasjonsoverføringsdeler eller bolter 24. Den indre ringformede vegg 14 av en øvre svivel 10 er forbundet med et stillas 25 via en roterende drivmekanisme 26, eller de kan være individuelt drevet ved et girdrev og en motor på en passiv konstruksjon som strekker seg ned fra stillaset 25. Den roterende drivmekanisme 26 kan for eksempel omfatte en eller flere motordrev for å dreie de indre ringer 14 individuelt, i sett eller totalt i forbindelse med plasseringen av fartøyet i forhold til tårnet. Kopling mellom stillaset 26 og de indre ringer 14 er ikke foretrukket, siden dette ville generere problemer på grunn av relative bevegelser mellom stillaset og tårnfestet. En roterende fast, men lateralt fleksibel rotasjonsmekanisme kunne brukes til å dreie svivel veggen 14 fra stillaset.

Skjønt stigerøret 6 og produktrøret 8 er vist bare for den øvre svivel 10, omfatter hver svivel i enheten 7 ett eller flere respektive stigerør og ett eller flere respektive produk-trør slik at hver gang minst tre kanaler vil strekke seg til utsiden av svivelenheten 7 og minst tre kanaler vil strekke seg gjennom sentralrommet 27 av svivelenheten 7.

Figur 2 viser en utførelse hvor rammen 21 er opphengt fra stillaset 25. De indre ringformede vegger 14 av svivlene i enheten 7 er fast forbundet med tårnet 4. På grunn av den forholdsvis lette vekt av de ytre ringformede vegger, kan de være direkte forbundet med stillaset 26 via rammen 21.

Som man kan se på figur 3, er det tre kanaler 28, 29, 30 som strekker seg inne i det sentrale rom 27. Den første kanal 28 er forbundet med det sentrale kammer 17 på svivelen 12. Den andre kanal 29 er forbundet med den andre svivel 11, og den tredje kanal er forbundet med det tredje svivel 10. Kanalen 30 omfatter tre segmenter 13', 30" og 30'". De tre segmenter er sammenkoplet ved hjelp av flenser 31, 32. Kanalen 29 består av to segmenter 29', 29" forbundet via en flens 34. Kanalen 28 omfatter en flens 35. For fjerning av svivelen 12, blir forbindelsesanordningen for denne svivel frakoplet fra rammen 21. Røret 28 blir frakoplet ved sin flens 35, røret 29 blir frakoplet ved sine flenser 34, 34', og røret 30 blir frakoplet ved flensene 32', 32". Etter løsning av det ytre røret fra svivelen 12 og løsning av forbindelseselementene, kan den fjernes fra enheten i radial retning.

Som man kan se på figur 4, er avstanden mellom de to forbindelseselementene 22, 23 på rammen 21 større enn diameteren av svivlene 10,11, 12. Dermed kan svivlene passere mellom forbindelseselementene 22,23.

Figur 5 viser en utførelse av en svivelenhet 40 forbundet med flere separate dekk av et tårn. Tårnet 32 er roterbart forbundet via lagre 48 med skroget av fartøyet 41. En første svivel 44 er via en svivelunderstøttelse 45 forbundet med et første dekk 46 av tårnet 42. En annen svivel 42 er forbundet med et annet dekk 48 via en individuell svivelunderstøttelse 49. De ytre vegger av svivel 44, 47 er forbundet med en rørmanifold 50, 51. Rørene ved posisjonen for den øvre svivel 47 omfatter et rørsegment 52 som kan frakoples for fjerning av den øvre svivel 47 eller den nedre svivel 44 fra deres understøttelser 40, 49. Hver svivel 44, 47 er lett tilgjengelig via deres respektive dekk for vedlikeholdsformål. Siden svivlene ikke er sammenkoplet på en vektbærende måte, kan hver svivel lett utskiftes uten å forstyrre operasjonen av de øvrige svivler, med en minimum ned-tid.

På figur 5, er det vist en avledningskonstruksjon rundt rørsegmentet 52, som er anvendt når svivelen 47 trenger å bli utskiftet. Rørsegmentet 52 omfatter ved sine ytre ender koplingsflenser 53, 53'. Hver koplingsflens er avtakbart forbundet med en toveis ventil 54, 55. Toveisventilene 54, 55 er forbundet med en midlertidig avledning 56. Etter at avledningen 56 er satt på plass, kan rørsegmentene 52 frakoples ved sine flenser 53, 53' og svivelen 47 kan fjernes fra enheten for reparasjonsformål. Etter reparasjon eller vedlikehold kan svivelen 47 plasseres i sin opprinnelige posisjon, og rørsegmentet 52 kan settes på plass og avledningen 56 kan fjernes. Denne avledningskonstruksjon er bare mulig når fartøyet i begrenset grad kan dreie omkring tårnet etter været. Ellers vil avledningsrøret 56 kollidere med de øvrige produktrør. Ved hjelp av denne avledningskonstruksjon kan ned-tiden reduseres under reparasjon eller vedlikehold.

Claims

1. Fartøy omfattende en svivelenhet (7) med minst to svivler (10,11,12) som har en i hovedsak felles sentral akse og en understøttelsesstruktur (21) som bærer svivelenheten, hvor hver svivel omfatter en indre ringformet vegg (14) og konsentrisk med denne en ytre ringformet vegg (13), hvor de ringformede veggene er sammenkoplet via aksiale og radiale lagre (15, 16) og definerer et ringformet kammer (17) mellom dem, karakterisert ved at understøttelsesstrukturen (21) omfatter for minst to svivler, forbindelsesanordninger (22,23) som er forbundet med den respektive ytre eller indre ringformede vegg (13) av den respektive svivel, og som bærer i det minste den vesentligste del av vekten av hver svivel.

2. Fartøy ifølge krav 1, karakterisert ved at ingen vesentlig vektbærende konstruksjon er til stede mellom de tilstøtende svivlenes indre vegger og mellom svivlenes ytre vegger.

3. Fartøy ifølge krav 1, hvor de indre veggene (14) omfatter en åpning (18) som har fluidforbindelse med den ringformede delen (17) og som på en side er i fluidforbindelse med en kanal (8, 28, 29, 30) forbundet med den indre ringformede vegg, hvor kanalene for svivlene strekker seg i aksial retning inne i det sentrale rom (27), avgrenset ved den indre ringformede veggen (14), karakterisert ved at kanalene (29, 30) som er forbundet med den første svivelens (10,11) indre vegg i området som tilsvarer en annen svivel (11, 12) plassert ovenfor eller nedenfor den første svivelen (10, 11), består av avtakbare rørsegmenter (29<1>, 29", 30', 30", 30"', 52) for radial fjerning av den andre svivelen (11,12).

4. Fartøy ifølge krav 3, karakterisert ved at hvert rørsegment (52) omfatter ved sine ender en koplingsflens (53, 53'), hvor hver koplingsflens er avtakbart forbundet med en toveis ventil (54, 55) for festing til en avledningskanal (6).

5. Fartøy ifølge foregående krav, omfattende et skrog (2) med en sylindrisk tårnbrønn (3) og et tårn (4) som er plassert roterbart i tårnbrønnen, karakterisert ved at støttekonstruksjonen omfatter en ramme (21) montert på tårnet (4) eller på skroget (2), hvor rammen (21) er plassert i en slik posisjon i forhold til svivlene (10,11,12) at etter fråkopling av koplingsanordningene (22, 23) for en svivel, kan den fjernes fra enheten (7) i radial retning.

6. Fartøy ifølge krav 5, karakterisert ved at rammen (21) er understøttet på tårnet (4), hvor den indre ringformede vegg (14) er gjensidig koplet ved en rotasjonsoverføringsdel (24), i det minste en av de indre vegger er forbundet med rotasjonsdrivanordningen (26) som er forbundet med skroget (2).

7. Fartøy ifølge krav 6, karakterisert ved at fartøyet omfatter et stillas (25) som strekker seg ovenfor tårnet (4), og hvor rotasjonsdrivanordningen (26) er båret av stillaset.

8. Fartøy ifølge krav 5, karakterisert ved at fartøyet omfatter et stillas (25) som strekker seg ovenfor tårnet (4), hvor rammen (21) er opphengt fra stillaset (25), den indre ringformede vegg (14) av svivelen er gjensidig koplet ved en rotasjonsoverføringsdel (24), minst en av de indre vegger (14) er fast forbundet med tårnet (4).