NO328458B1

NO328458B1 - Umbilikal

Info

Publication number: NO328458B1
Application number: NO20065944A
Authority: NO
Inventors: Arild Figenschou; Finn Petter Gjerull
Original assignee: Aker Subsea As
Priority date: 2006-12-20
Filing date: 2006-12-20
Publication date: 2010-02-22
Also published as: WO2008075965A1; US20100012342A1; RU2451155C2; AU2007334728B2; MX2009006122A; AU2007334728A1; MY151730A; GB2456970A; ES2342817A1; GB0909084D0; GB2456970B; RU2009121624A; NO20065944L; ES2342817B1; US8304651B2

Description

Umbilikal

Foreliggende oppfinnelse vedrører en umbilikal omfattende et antall fluidrør av metall, elektriske ledninger og/eller optiske ledere, fyllmateriale som ligger i det minste delvis omkring og mellom fluidrørene og ledningene/lederne og som til sammen er samlet ved hjelp av slagning i en snodd bunt, en beskyttende kappe som omgir fluidrørene, ledningene/lederne og fyllmaterialet, samt minst ett lastbærende element forutbestemt plassert i umbilikalens tverrsnitt, alternativt at fluidrør utgjør lastbærende element.

Oppfinnelsen vedrører også en fremgangsmåte ved fremstilling av en umbilikal av den innledningsvis nevnte type, slik det fremgår av ingressen til det etterfølgende selvstendige patentkrav 12.

Det er foreslått i NO 311988 et sammensatt hybridstigerør for transport av produsert olje og/eller gass. Et slikt hybridstigerør er et annet produkt enn en umbilikal og vil ha betydelige dimensjoner. Det har et sentralt beliggende lastbærende element, og kan ellers være av den innledningsvis nevnte type, dog med helt andre dimensjoner. Ref. 9 i fig. 1 er faktisk en umbilikal i seg selv. Ytterligere eksempler på kjent teknikk er WO 2004/111515.

Det skal bemerkes at oppfinnelsen finner anvendelse i både den mer tradisjonelle umbilikal og den forholdsvis nylig foreslåtte kraftumbilikal, dvs en umbilikal som er i stand til å overføre store mengder elektrisk kraft mellom havoverflaten og utstyr plassert på havbunnen. Denne søknad omhandler den mer tradisjonelle umbilikal, mens kraftumbilikalen er gjenstand for egen patentsøknad innlevert på samme dag som den foreliggende søknad. Det skal videre bemerkes at denne umbilikal først og fremst er ment å bli brukt til statiske formål og trenger sin strekkapasitet først og fremst ved ulegging for siden å ligge mer eller mindre stasjonært på havbunnen.

Den tradisjonelle måten å foreta sammenslagning av flere langstrakte elementer på er vist for eksempel i NO 174 940 (WO 93/17176) og NO 971984. Dersom man ser på figurene i det førstnevnte dokument, nærmere bestemt figur 1, vises det maskineri som normalt skal til for å produsere en slik umbilikal. Som det fremgår er maskineriet komplisert, plasskrevende, voluminøst, og følgelig svært kostbart. Dessuten, på grunn av størrelsen, må dette nødvendigvis være stasjonært, dvs være plassert på land i stort anlegg, fortrinnsvis nær en havn.

Maskineriet må nødvendigvis ha disse dimensjoner for å kunne oppfylle sine funksjoner, nemlig å kunne sno de langstrakte elementer sammen til en bunt som forløper helisk i lengderetningen med en forutbestemt slagningslengde, typisk 1,5 til 15 meter per omdreining, alt etter tiltenkt applikasjon.

Det har vært et klart ønske fra industrien å kunne tilvirke en umbilikal med et vesentlig enklere maskineri. Dessuten er det ønskelig å kunne ha et mobilt anlegg som kan produsere umbilikalen på stedet, eller nær ved stedet hvor umbilikalen skal installeres. Men hvordan få dette til, tatt i betraktning forutsetningene ovenfor? Det er visse hensyn man har vært nødt til å ta, og spesielt umbilikalens evne til å ta opp og motstå strekkbelastning. Dette er diskutert nedenfor.

Når en slik bunt med langstrakte elementer blir utsatt for strekkbelastning, for eksempel under utlegging på større eller mindre havdyp, vil de snodde elementer forsøke å "rette seg ut" eller "tvinne seg ut". Det er de lastbærende elementer i tverrsnittet som skal ta opp strekkbelastningen. De lastbærende elementer kan være rør i tverrsnittet, stålwire eller elementer tilvirket av komposittmateriale, enten i form av enkeltstående komposittstaver fordelt på tverrsnittet eller staver samlet i bunter. Et eksempel på komposittmateriale er karbonfiber.

Med den nå foreslåtte løsning for slagning av umbilikalen, som forenkler produksjonen betydelig, vil ikke de lastbærende elementer uten videre være i stand til å oppfylle sin funksjon, nemlig kunne overføre vesentlige belastninger, eller strekkpåkjenninger. De vil, som antydet ovenfor, bare søke å rette seg ut. Imidlertid vil en slik ny løsning kreve kun et meget enkelt maskineri for fremstilling sammenlignet med det tradisjonelle. Så alle ønsker fremsatt ovenfor vil bli oppfylt. Men som man forstår, skaper det et nytt problem, hvordan få til selve lastbæringen?

Dette er et erkjent problem og i den anledning vises det til US patent 6,472,614 i navn Coflexip. I kolonne 1, midt på siden og ned, er det riktignok beskrevet at umbilikalens elementer vanligvis (tradisjonelt) er viklet sammen i den velkjente S-Z konfigurasjonen, som betyr at den vikles vekselvis med skiftende retning. Videre står det at ettersom S-Z konfigurasjonen ikke kan motstå vesentlige strekkspenninger uten å sno seg ut (som vi har omtalt ovenfor), må ytterligere lag med armering (for eksempel stål eller Kevlar) bli viklet helisk i motsatt retninger rundt denne bunt for å ta strekkreftene. Armeringen består av en mengde ståltråder eller stenger lagt side om side med liten stigning i forhold til umbilikalens lengdeakse.

For å lære hvordan denne umbilikalen typisk ser ut, sier US patentet at denne er vist i API (American Petroleum Institute) spesifikasjon 17E, "Specification for Subsea Production Control Umbilicals", spesielt side 42,43 og 44. Utdrag av denne er vist i figur 7-8 og er merket med "prior art". Det står videre nederst i kolonne 2 i US patent 6,472,614 at det ikke er noen standard for stålrørsumbilikaler for øyeblikket, men at det vil komme. Dette oppfatter vi som en bekreftelse på at de rørene som er vist på side 43 i spesifikasjon 17E er termoplastrør - og ikke stålrør som den foreliggende oppfinnelse dreier seg om.

Dette er også tatt med for å illustrere den tradisjonelle tenkemåte når det gjelder S-Z slagning kombinert med lastbæring. Det fordrer armeringsstenger som er viklet helisk (ikke S-Z) i minst to lag og hvert lag viklet i motsatte retninger for at de skal være i stand til å virke som de lastbærende elementer i tverrsnittet.

Så vidt vi vet har ingen til dags dato foretatt S-Z slagning av stålrørene i en umbilikal, nettopp fordi de forestår lastbæringen og vil tendere til å rette seg ut ved påføring av aksiale belastninger av betydning, nettopp som beskrevet i nevnte US patent 6,472,614. Dessuten er stålrørene naturligvis iboende stive av natur og følgelig uregjerlige å håndtere i en slik slagningsprosess.

Nok et problem med denne type undersjøiske umbilikaler har vært at det må skjøtes rør og kabler relativt hyppig, kanskje hver 500 meter. Dette blir et betydelig antall skjøter dersom det skal leveres lengder på flere titalls kilometer. Hver eneste skjøteoperasjon er tidkrevende. På kompliserte tverrsnitt av umbilikalen kan det ta et par dager å foreta en slik skjøteoperasjon.

Således har det ligget en utfordring i det å kunne produsere betydelig lengre lengder av umbilikaler med kompliserte tverrsnitt og med færre skjøter enn før, kort sagt oppnå en mer kontinuerlig og effektiv produksjon. Likefullt er det som tidligere et krav at umbilikalen kan bli kveilet opp på karuseller eller tromler for utskipning og transport.

I samsvar med den foreliggende oppfinnelse er det tilveiebrakt en umbilikal av den innledningsvis nevnte type som kjennetegnes ved at fluidrørene av metall, ledningene/lederne, fyllmaterialet og eventuelt det minst ene lastbærende element, er slått vekselvis, dvs med stadig skiftende retning, i hele eller deler av umbilikalens lengdeutstrekning, kombinert med at den slåtte bunt er fastholdt i hovedsak torsjonsstiv av den beskyttende kappe, eventuelt med tillegget av et styrkebånd, eller en tape, som er helisk viklet omkring bunten straks innenfor den beskyttende kappen.

Det skal forstås at styrkebåndet kan variere alt etter ved hvilke dybder umbilikalen skal installeres, eller faktisk utelates helt. Ved små dybder kan styrkebåndet være et enkelt bånd, strips eller tape for å holde bunten samlet inntil den ytre kappe er ekstrudert på. Når dybden blir større kan det være nødvendig med et stålbånd som vikles rundt bunten. En nærmere forklaring går fram av teksten nedenfor.

Ifølge oppfinnelsens tanke er den foreliggende umbilikal konstruert på en slik måte at de snodde elementene er forhindret i å rette seg ut, til tross for at de er slått vekselvis. Dette oppnås ved at: a) de snodde elementene er i inngrep med fyllstoffprofilene som helt eller delvis omslutter de snodde elementene b) umbilikalen er tilstrekkelig torsjonsstiv til å motvirke torsjonsmomentet som de lastbærende elementene genererer under aksialt strekk

c) den indre friksjon motvirker at elementene slår seg opp.

Med denne nye måten å slå umbilikaler på, såkalt S-Z slagning kombinert med ytre kappe og/eller styrkebånd eller tape, har man oppnådd det ovenfor nevnte. Sagt på en annen måte, inngrep av fyllstoffprofiler i kombinasjon med umbilikalens torsjonsstivhet og indre friksjon motvirker at den S-Z slåtte bunten slår seg opp når elementene er i strekk. For umbilikalapplikasjoner der strekkapasiteten til de S-Z slåtte elementene er tilstrekkelig til å ta strekket i umbilikalen, betyr det at en armering ikke er nødvendig. Den beskrevne umbilikalen immobiliserer stålrørene og øvrige langstrakte elementer i tverrsnittet, både med hensyn til radiell bevegelse, aksial tøyning og torsjon, og samtidig er stålrørene i stand til å oppfylle sin oppgave som lastoverførende elementer tross sin sinuskonfigurasjon.

I tillegg vil man oppnå et enklere og mindre omfattende produksjonsutstyr som krever mindre plass og har lavere pris. Det anses også å være mulig å lage et mobilt anlegg for direkte bruk i nærheten av aktuelle felt som bygges ut. Det skal videre forstås at det å tvinne for eksempel vanlige elektriske ledere, eller ledninger, ved hjelp av SZ tvinning er alminnelig kjent. Men å designe og fabrikkere en S-Z slått umbilikal der komponenter kan ta last er ikke tidligere gjort, likeså er det heller ikke tidligere levert umbilikaler med S-Z slåtte stålrør.

I en hensiktsmessig utførelse er styrkebåndet, eller tapen, helisk viklet omkring bunten i to eller flere lag, slått i hver sin retning. Videre kan styrkebåndet, eller tapen, være helisk viklet omkring bunten med forholdsvis kort slagningslengde, så som 0,1 til 0,5 meter.

Styrkebåndet kan være av metallisk materiale, så som stål, bly eller aluminium. Alternativt kan styrkebåndet omfatte fiberarmert bånd, fiberarmert bånd med friksjonsbelegg og tekstilbånd, der det fiberarmerte bånd kan være forsterket med aramidfiber, karbonfiber, glassfiber og andre syntetiske materialer.

Som man vil forstå kan styrkebåndets beskaffenhet med hensyn til styrke, stivhet og hvor stramt det påføres bunten, brukes til å øke/minske umbilikalens torsjonsstivhet, som igjen påvirker umbilikalens lastbærende evne. I korthet kan man si, at ved jo større dyp umbilikalen skal legges, jo større torsjonsstivhet kreves.

Det skal forstås at slagningen av fluidrørene, ledningene/lederne, fyllmaterialet og eventuelt andre lastbærende elementer kan skifte retning ved uregelmessige intervaller, mens i en annen alternativ utførelse kan den skifte retning ved regelmessige intervaller. I en typisk utførelse, slik man ser det for seg i dag, vil slagningen skje over om lag en halv til tre omdreininger før den skifter retning og slås tilsvarende omdreininger med motsatt slagningsretning før den igjen skifter retning.

I en utførelse innbefatter umbilikalen ett eller flere separate lag med lastbærende elementer som ytre lag som befinner seg rett innenfor kappen. Disse lastbærende elementer i hvert lag er imidlertid slått på tradisjonelt vis i en kontinuerlig heliks i samme retning i hele umbilikalens lengdeutstrekning. Dette vil være omtrent som vist i nevnte API standard, figur 7 og 8.

Med fordel kan de lastbærende elementer være lettvektige stenger av

komposittmateriale og/eller ståltråd eller stålwire og/eller fibertau og/eller polyestertau og/eller aramidtråder. Dette finner sin anvendelse når dybden overskrider en viss verdi. Da vil man ta i bruk for eksempel karbonstaver for å øke aksialstivheten med minimum økning av umbilikalens vekt.

For å øke torsjonsstivheten i umbilikalen kan fyllmaterialet være utformet slik at det tildannes langsgående spor eller riller som materialet i den ytre kappen trenger ned i når det ekstruderes på. Dette vil danne friksjonsskapende organer som øker torsjonsstivheten i umbilikalen. Dette vil sikre ytterligere at det ikke skjer noen relativ rotasjon mellom ytterkappen og fyllmaterialet.

Når det benyttes styrkebånd er styrkebåndet viklet med en viss avstand mellom hver vikling slik at det er mellomrom i mellom hver vikling for å oppnå ovenfor nevnte inntrengning av kappematerialet ned i sporet under ekstruderingen.

I samsvar med den foreliggende oppfinnelse er det også tilveiebrakt en fremgangsmåte av den innledningsvis nevnte art som kjennetegnes ved at fluidrørene, ledningene/lederne, fyllmaterialet og eventuelt det minst ene lastbærende element, blir slått vekselvis, dvs med stadig skiftende retning, i hele eller deler av umbilikalens lengdeutstrekning og at det eller de lastbærende elementer enten blir sentralt eller perifert plassert under fremstillingen, og at den slåtte bunt fastholdes i hovedsak torsjonsstiv ved påføring av den ytre beskyttende kappe.

Et styrkebånd, eller en tape, kan i en fordelaktig utførelse være helisk viklet omkring bunten straks innenfor den beskyttende kappen. Videre kan styrkebåndet, eller tapen, være helisk viklet omkring bunten i to eller flere lag, slått i hver sin retning. Styrkebåndet, eller tapen, kan bli helisk viklet omkring bunten med forholdsvis kort slagningslengde, så som 0,1 til 0,5 meter. Slagningen kan foretas med skiftende retning ved uregelmessige intervaller, alternativt ved regelmessige intervaller. Slagningen kan

typisk skje over et område fira om lag en halv til tre omdreininger før den skifter retning.

I en utførelse kan ett eller flere separate lag med lastbærende elementer påføres som ytre lag innenfor kappen, der de lastbærende elementer i hvert lag blir slått kontinuerlig i en heliks i samme retning i hele umbilikalens lengdeutstrekning.

I en utførelse kan fyllmaterialet være utformet slik at det dannes langsgående spor eller riller, og materialet som danner den ytre kappen blir ekstrudert på rørbunten og trenger ned i sporene, for dannelse av friksjonsskapende organer til økning av torsjonsstivheten i umbilikalen.

Når det benyttes styrkebånd kan styrkebåndet, eller tapen, bli viklet på med en viss avstand mellom hver vikling slik at det er mellomrom i mellom hver vikling og gir det ekstruderte kappematerialet mulighet til å trenge ned i sporene.

Med den nye måte å slå umbilikalen på, ser man for seg en ny type slagningsmaskin som er vesentlig enklere enn de tidligere benyttet. Slagningen kan skje ved hjelp av oscillerende bevegeleser istedenfor de tradisjonelle roterende bevegelser av de kjempestore snellene som bærer kabler, rør og fyllmateriale.

Dette betyr at fluidrørene, ledningene/lederne, fyllmaterialet og eventuelt andre lastbærende elementer kan tilføres på annen måte enn med tidligere maskin som innebærer at produksjonsutstyret kan organiseres annerledes. Ved kontinuerlig slagning i én retning må de store snellene, i tillegg til at de roterer om sin egen akse, også bringes til kontinuerlig, samstemt rotasjon omkring umbilikalens lengdeakse for å unngå torsjonsspenninger i de langstrakte elementer som mates ut fra snellene. Disse potensielle torsjonsspenninger vil med den nye slagningsmetode bare oppstå i liten grad fordi slagningsretningen hele tiden skifter. De torsjonsspenninger som bygger seg opp i den ene retningen avlastes igjen når slagningsretningen skifter og bygger seg ned mot null igjen. Dermed behøver ikke de store snellene å rotere omkring umbilikalens lengdeakse, men kan stå stasjonært. Dette forenkler maskinen meget vesentlig. Så vesentlig at man lett kan tenke seg å bygge et mobilt anlegg hvor umbilikalen kan produseres nær ved stedet hvor umbilikalen skal installeres.

Andre og ytterlige formål, særtrekk og fordeler vil fremgå av den følgende beskrivelse av foretrukne utførelser av oppfinnelsen, som er gitt for beskrivelsesformål og gitt i forbindelse med de vedlagte tegninger, hvor: Fig. 1 viser et tverrsnitt gjennom en første utførelse av umbilikalen ifølge oppfinnelsen med fibertape viklet rundt bunten med langstrakte elementer, Fig. 2 viser et tverrsnitt gjennom en variant av den første utførelse av umbilikalen vist i figur 1 med stålbånd viklet rundt bunten med langstrakte elementer, Fig. 3 viser et tverrsnitt gjennom nok en variant av den første utførelse av umbilikalen vist i figur 1 med langsgående spor i fyllstoffet som er fylt med kappemateriale, Fig. 4 viser et tverrsnitt gjennom en andre utførelse av umbilikalen ifølge oppfinnelsen med fibertape viklet rundt bunten med langstrakte elementer, Fig. 5 viser et tverrsnitt gjennom en variant av den andre utførelse av umbilikalen vist i figur 4 med stålbånd viklet rundt bunten med langstrakte elementer, Fig. 6 viser et tverrsnitt gjennom nok en variant av den andre utførelse av umbilikalen vist i figur 4 med langsgående spor i fyllstoffet som er fylt med kappemateriale, Fig. 7 (prior art) viser et utdrag fra API (American Petroleum Institute) spesifikasjon 17E, figur D-2 som viser skjematisk en SZ slått kabel og slagningsmaskin, Fig. 8 (prior art) viser også utdrag fra API (American Petroleum Institute) spesifikasjon 17E, figur E-I og E-2 som viser typiske umbilikaler med termoplastrør slått på denne måten.

Det vil nå bli beskrevet to utførelser, hver i tre varianter, av umbilikaltverrsnittene vist i fig. 1-6. Det skal imidlertid forstås at mange utførelser og varianter ligger innenfor rammen av de vedlagte patentkrav. For den detaljerte oppbygning av en tradisjonell umbilikal og hvordan den blir produsert vises det til tidligere nevnt WO 93/17176.

Umbilikalen ifølge figur 1 er grunnleggende oppbygd av følgende elementer: en bunt med langstrakte elementer bestående av indre og ytre kanalelementer 2, 3, for eksempel av polyvinylklorid (PVC), elektriske ledere/ledninger 7, optiske ledere 8 og metalliske fluidrør 4, 5,6, normalt av stål, som er slått sammen til nevnte bunt. Bunten blir holdt sammen og på plass av et styrkebånd, i denne variant i følge figur 1 fiberbånd 9 som er viklet omkretsmessig rund bunten før en ytre kappe 1, for eksempel av polyetylen (PE), blir ekstrudert på bunten.

Som et illustrerende eksempel på dimensjonene som det her er snakk om, uten derved å være begrensende, kan umbilikalens diameter, som et eksempel, være 107mm. Ledningene 7 kan ha et totaltverrsnitt på 22mm<2> og de optiske ledere ha utvendig diameter på 12mm. Stålrørene 4 kan være 12,5mm og rørene 5, 6 være 18mm i utvendig diameter. Umbilikalen kan ha en egenvekt (tom) på 152 N/m og beregnet strekkapasitet på 233kN og bruddstyrke på 416 kN.

De indre og ytre kanalelementer 2,3 ligger i det minste delvis omkring og mellom fluidrørene 4, 5, 6 og er typisk tilvirket som stive, langstrakte, kontinuerlige elementer av plastmateriale. Fluidrørene 4,5, 6, ledningene 7, lederne 8 og fyllmaterialet 2, 3, er slått vekselvis, dvs med stadig skiftende retning, i hele eller deler av umbilikalens lengdeutstrekning. I tillegg er den slåtte bunt fastholdt i hovedsak torsjonsstiv av den beskyttende kappe 1 med tillegg av et styrkebånd i form av et fiberbånd 9 som er helisk viklet omkring bunten straks innenfor den beskyttende kappen 1.

Umbilikalen ifølge figur 2 er en variant av den vist i figur 1 og de fleste elementer gjenfinnes her og blir betegnet med samme henvisningstall. Imidlertid skal det bemerkes at styrkebåndet nå er et metallbånd som er gitt henvisningstallet 10 til erstatning for fiberbåndet vist i figur 1. Denne variant vil vanligvis bli brukt når utleggingen skal skje på dypere vann. Måten den er buntet og slått sammen på tilsvarer varianten beskrevet ovenfor. Som et eksempel, uten derved å være begrensende, kan metallbåndet 10 i en typisk utførelse ha en tykkelse på 0,8mm og vikles i to lag på påføres med stramming i båndet 10.

Umbilikalen ifølge figur 3 er nok en variant av den vist i figur 1 og de fleste elementer gjenfinnes her og blir betegnet med samme henvisningstall. Imidlertid skal det bemerkes at styrkebåndet nå bare er en tape som er gitt henvisningstallet 12 og har egentlig bare en midlertidig funksjon. Dette er å holde bunten av langstrakte elementer sammen inntil den ytre kappe 1 av polyetylen er ekstrudert på bunten. Videre er det uttatt langsgående spor lii eller mellom de ytre kanalelementene 3. Dette er gjort for å kunne ekstrudere kappematerialet 1 ned i sporene for dermed å låse eller øke friksjonen mellom den ytre kappe 1 og de ytre kanalelementene 3 for å sikre tilstrekkelig torsjonsstivhet. For å kunne ekstrudere kappematerialet ned i sporene 11 er tapen 12 viklet omkretsmessig med en forutbestemt avstand mellom hver vikling slik at kappematerialet kan trenge ned i sporet 11. Måten den er buntet og slått sammen på tilsvarer variantene beskrevet ovenfor.

Figur 4 viser en andre hovedutførelse av umbilikalen med noe mindre totaltverrsnitt. De fleste elementer fra utførelsen ifølge figurene 1-3 gjenfinnes her og blir betegnet med samme henvisningstall med tillegget av et merke'. Umbilikalen ifølge figur 4 er som før oppbygd av følgende elementer: en bunt med langstrakte elementer bestående av indre og ytre kanalelementer 2', 3', for eksempel av polyvinylklorid (PVC), elektriske ledninger 7', eventuelt optiske ledere og metalliske fluidrør 4', 5', 6', normalt av stål, som er slått sammen til nevnte bunt. Bunten blir holdt sammen og på plass av et styrkebånd, i denne variant i følge figur 4, fiberbånd 9' som er viklet omkretsmessig rund bunten før en ytre kappe 1', for eksempel av polyetylen (PE), blir ekstrudert på bunten. Måten den er buntet og slått sammen på tilsvarer variantene beskrevet ovenfor.

Umbilikalen ifølge figur 5 er en variant av den vist i figur 4 og de fleste elementer gjenfinnes her og blir betegnet med samme henvisningstall. Imidlertid skal det bemerkes styrkebåndet nå er et metallbånd som er gitt henvisningstallet 10' til erstatning for fiberbåndet vist i figur 4. Denne variant vil vanligvis bli brukt når utleggingen skal skje på dypere vann. Måten den er buntet og slått sammen på tilsvarer variantene beskrevet ovenfor.

Umbilikalen ifølge figur 6 er nok en variant av den vist i figur 4 og de fleste elementer gjenfinnes her og blir betegnet med samme henvisningstall. Imidlertid skal det bemerkes styrkebåndet nå bare er en tape som er gitt henvisningstallet 12' og har egentlig bare en midlertidig funksjon. Dette er å holde bunten av langstrakte elementer sammen inntil den ytre kappe 1' av polyetylen er ekstrudert på bunten. Videre er det uttatt langsgående spor 11' i eller mellom de ytre kanalelementene 3'. Dette er gjort for å kunne ekstrudere kappematerialet 1' ned i sporene for dermed å låse eller øke friksjonen mellom den ytre kappe 1' og de ytre kanalelementene 3' for å sikre tilstrekkelig torsjonsstivhet. For å kunne ekstrudere kappematerialet ned i sporene 11' er tapen 12' viklet omkretsmessig med en forutbestemt avstand mellom hver vikling slik at kappematerialet kan trenge ned i sporet 11'. Måten den er buntet og slått sammen på tilsvarer variantene beskrevet ovenfor.

Figur 7 og 8 viser utdrag fra API (American Petroleum Institute) spesifikasjon 17E, "Specification for Subsea Production Control Umbilicals", spesielt side 42 og 43. Figur 7 viser skjematisk i nederste avbildning en S-Z slått, eller oscillatorisk slått umbilikal. Den øvre figur viser helt skjematisk hvordan man tenker seg et maskineri for denne type slagning. Figur 8 viser to varianter av umbilikaler som kan slås på denne måten, da som nevnt med termoplastiske fluidrør.

Claims

1. Umbilikal omfattende et antall fluidrør (4, 5, 6) av metall, elektriske ledninger (7) og/eller optiske ledere (8), fyllmateriale (2, 3) som ligger i det minste delvis omkring og mellom fluidrørene (4, 5, 6) og ledningene/lederne (7, 8) og som til sammen er samlet ved hjelp av slagning i en snodd bunt, en beskyttende kappe (1) som omgir fluidrørene (4, 5,6), ledningene/lederne (7, 8) og fyllmaterialet, samt minst ett lastbærende element forutbestemt plassert i umbilikalens tverrsnitt, alternativt at fluidrør utgjør lastbærende element, karakterisert ved at fluidrørene (4, 5, 6) av metall, ledningene/lederne (7, 8), fyllmaterialet (2, 3) og det minst ene lastbærende element, er slått vekselvis, dvs med stadig skiftende retning, i hele eller deler av umbilikalens lengdeutstrekning, kombinert med at den slåtte bunt er fastholdt i hovedsak torsjonsstiv av den beskyttende kappe (1),

2. Umbilikal som angitt i krav 1, karakterisert ved at et styrkebånd, eller en tape, er helisk viklet omkring bunten straks innenfor den beskyttende kappen (1), og at styrkebåndet, eller tapen, er helisk viklet omkring bunten i to eller flere lag, slått i hver sin retning.

3. Umbilikal som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at styrkebåndet, eller tapen, er helisk viklet omkring bunten med forholdsvis kort slagningslengde, så som 0,1 til 0,5 meter.

4. Umbilikal som angitt i krav 1,2 eller 3, karakterisert ved at styrkebåndet (10) er av metallisk materiale, så som stål, bly eller aluminium.

5. Umbilikal som angitt i ett av kravene 1-4, karakterisert ved at styrkebåndet (1) omfatter fiberarmert bånd, fiberarmert bånd med friksjonsbelegg og tekstilbånd, der det fiberarmerte bånd kan være forsterket med aramidfiber, karbonfiber, glassfiber og andre syntetiske materialer.

6. Umbilikal som angitt i ett av kravene 1-5, karakterisert ved at slagningen av fluidrørene (4, 5, 6), ledningene/lederne (7, 8), fyllmaterialet (2, 3) og eventuelt andre lastbærende elementer skifter retning ved uregelmessige intervaller, alternativt ved regelmessige intervaller.

7. Umbilikal som angitt i ett av kravene 1-6, karakterisert ved at slagningen av fluidrørene (4, 5, 6), ledningene/lederne (7, 8), fyllmaterialet (2, 3) og eventuelt andre lastbærende elementer utgjør om lag mellom en halv og tre omdreininger før den skifter retning.

8. Umbilikal som angitt i ett av kravene 1-7, karakterisert ved at den innbefatter ett eller flere separate lag med lastbærende elementer som ytre lag innenfor kappen (1), hvilke lastbærende elementer i hvert lag er slått kontinuerlig i en heliks i samme retning i hele umbilikalens lengdeutstrekning.

9. Umbilikal som angitt i ett av kravene 1-8, karakterisert ved at de lastbærende elementer er lettvektige stenger av komposittmateriale og/eller ståltråd eller stålwire og/eller fibertau og/eller polyestertau.

10. Umbilikal som angitt i ett av kravene 1-9, karakterisert ved at fyllmaterialet (2, 3) er utformet slik at det dannes langsgående spor (11) eller riller som materialet i den ytre kappen (1) trenger ned i når det ekstruderes på, for dannelse av friksjonsskapende organer til økning av torsjonsstivheten i umbilikalen.

11. Umbilikal som angitt i ett av kravene 10, karakterisert ved at styrkebåndet (12) er viklet med en viss avstand mellom hver vikling slik at det er mellomrom i mellom hver vikling for inntrengning av kappematerialet.

12. Fremgangsmåte til fremstilling og sammenslagning av flere langstrakte elementer til en umbilikal som omfatter et antall fluidrør av metall, elektriske ledninger og/eller optiske ledere, fyllmateriale som ligger i det minste delvis omkring og mellom fluidrørene og ledningene/lederne og som til sammen er samlet i en snodd bunt, en beskyttende kappe som omgir fluidrørene, ledningene/lederne og fyllmaterialet, samt minst ett lastbærende elementer forutbestemt plassert i umbilikalens tverrsnitt for å ta hånd om umbilkalens aksiale belastninger, alternativt at fluidrør utgjør lastbærende element, karakterisert ved at fluidrørene av metall, ledningene/lederne, fyllmaterialet og eventuelt det minst ene lastbærende element, blir slått vekselvis, dvs med stadig skiftende retning, i hele eller deler av umbilikalens lengdeutstrekning og at det eller de lastbærende elementer enten blir sentralt eller perifert plassert under fremstillingen, og at den slåtte bunt fastholdes i hovedsak torsjonsstiv ved påføring av den ytre beskyttende kappe, eventuelt med tillegg av at et styrkebånd, eller en tape, blir helisk viklet omkring bunten etter nevnte sammenslagning før den beskyttende kappen blir påført.

13. Fremgangsmåte som angitt i krav 12, karakterisert ved at styrkebåndet, eller tapen, blir helisk viklet omkring bunten i to eller flere lag, slått i hver sin retning.

14. Fremgangsmåte som angitt i krav 12 eller 13, karakterisert ved at styrkebåndet blir helisk viklet omkring bunten med forholdsvis kort slagningslengde, så som 0,1 til 0,5 meter.

15. Fremgangsmåte som angitt i ett av kravene 12-14, karakterisert ved at slagningen foretas med skiftende retning ved uregelmessige intervaller, alternativt ved regelmessige intervaller.

16. Fremgangsmåte som angitt i ett av kravene 12-15, karakterisert ved at slagningen skjer om lag en halv til tre omdreininger før den skifter retning.

17. Fremgangsmåte som angitt i ett av kravene 12-16, karakterisert ved at ett eller flere separate lag med lastbærende elementer påføres som ytre lag innenfor kappen, hvilke lastbærende elementer i hvert lag blir slått kontinuerlig i en heliks i samme retning i hele umbilikalens lengdeutstrekning.

18. Fremgangsmåte som angitt i ett av kravene 12-17, karakterisert ved at fyllmaterialet er utformet slik at det dannes langsgående spor eller riller, at materialet i den ytre kappen ekstruderes på rørbunten og trenger ned i sporene, for dannelse av friksjonsskapende organer til økning av torsjonsstivheten i umbilikalen.

19. Fremgangsmåte som angitt i ett av kravene 18, karakterisert ved at styrkebåndet, eller tapen, blir viklet på med en viss avstand mellom hver vikling slik at det er mellomrom i mellom hver vikling for inntrengning av det ekstruderte kappematerialet ned i sporene.