NO328634B1 - Ledd for anvendelse sammen med et stigeror, stigeror med slikt ledd og fremgangsmate for a redusere boyemomenter i et stigeror - Google Patents

Ledd for anvendelse sammen med et stigeror, stigeror med slikt ledd og fremgangsmate for a redusere boyemomenter i et stigeror Download PDF

Info

Publication number
NO328634B1
NO328634B1 NO20080778A NO20080778A NO328634B1 NO 328634 B1 NO328634 B1 NO 328634B1 NO 20080778 A NO20080778 A NO 20080778A NO 20080778 A NO20080778 A NO 20080778A NO 328634 B1 NO328634 B1 NO 328634B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
riser
joint
force
parts
neutral position
Prior art date
Application number
NO20080778A
Other languages
English (en)
Other versions
NO20080778L (no
Inventor
Olav Inderberg
Hans-Paul Carlsen
Tor-Oystein Carlsen
Original Assignee
Fmc Kongsberg Subsea As
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fmc Kongsberg Subsea As filed Critical Fmc Kongsberg Subsea As
Priority to NO20080778A priority Critical patent/NO328634B1/no
Priority to BRPI0907958-0A priority patent/BRPI0907958B1/pt
Priority to GB1014198.4A priority patent/GB2470511B/en
Priority to US12/735,759 priority patent/US9650842B2/en
Priority to CA2715162A priority patent/CA2715162C/en
Priority to RU2010137298/03A priority patent/RU2490418C2/ru
Priority to AU2009213201A priority patent/AU2009213201B2/en
Priority to PCT/NO2009/000054 priority patent/WO2009102220A2/en
Publication of NO20080778L publication Critical patent/NO20080778L/no
Publication of NO328634B1 publication Critical patent/NO328634B1/no

Links

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21BEARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B17/00Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
    • E21B17/01Risers
    • E21B17/017Bend restrictors for limiting stress on risers
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21BEARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B17/00Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
    • E21B17/02Couplings; joints
    • E21B17/08Casing joints
    • E21B17/085Riser connections
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21BEARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B19/00Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables
    • E21B19/002Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables specially adapted for underwater drilling
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00Fluid handling
    • Y10T137/0318Processes
    • Y10T137/0402Cleaning, repairing, or assembling

Abstract

Oppfinnelsen vedrører et kraftelementarrangement for et stigerør med et ledd mellom to vinkelforskyvbare deler av stigerøret. Ifølge oppfinnelsen innbefatter kraftelementarrangementet midler for forbindelse av de to stigerørdelene med hverandre i en avstand fra leddet, samt midler for tilføring av en kraft mellom de to delene. Oppfinnelsen vedrører også en fremgangsmåte for redusering av bøyemomenter i et stigerør ved en forbindelse mellom stigerøret og en undervannsinstallasjon.

Description

Oppfinnelsen vedrører et ledd for anvendelse sammen med et stigerør, et stigerør med slikt ledd og en fremgangsmåte for redusering av bøyemomenter i stigerør på koblingsstedet til en undervannsinstallasjon.
Ved utvinning av undersjøiske hydrokarbon forekomster brukes et stigerør for etablering av en ledningsforbindelse mellom et flytende fartøy og et undervannsbrønnhode. Som følge av at stigerøret ved den ene enden er festet til strukturen på havbunnen mens den andre enden er tilknyttet et fartøy som påvirkes av vind og bølger, utsettes stigerøret for spenningspåkjenninger når fartøyet beveger seg. Stigerøret holdes i strekk fra fartøyet og dette vil gi bøyespenninger i stigerøret når fartøyet beveger seg. For å minimere slike bøyespenninger er stigerøret forsynt med et fleksibelt ledd og/eller eventuelt en bøyebegrenser ved brønnhodet. En bøyebegrenser vil motvirke bøying og unngå spenningspunkter i forbindelsen, men vil ikke redusere bøyemomentet som sådan. Et eksempel på et fleksibelt ledd er vist i US 5 951 061. Et slikt ledd er utformet med en viss stivhet for å kunne ta bøying, og vil når det forekommer bøyninger, påvirke stigerøret tilbake til en nøytral stilling.
En konstant bøyespenning i seg selv vil vanligvis ikke skade brønnhodet, fordi forbindelsen og brønnhodet er utformet for å kunne tåle slike krefter. Imidlertid vil bøyepåvirkningen kunne være syklisk, som følge av fartøysbevegelsene, og disse syklusene vil kunne gi utmattingsproblemer ved brønnhodet.
Fig. 1 viser et kjent stigerørsystem for bruk i brønnkompletteringer og i forbindelse med vedlikehold. En brønn 10 er boret i havbunnen 12 og er komplettert på vanlig måte, forsynt med et brønnhode og et undervannsventiltre 14. En BOP eller en nedre stigerørpakning (LRP) 16 er låst til ventiltreet 14. En nødløskobling (EDP) 18 er låst til LRP 16. Over EDP 18 er det vanligvis anordnet en spenningskobling 20 som vil ta bøyemomenter i stigerøret. Spenningskobl ingen 20 kan være i form av en bøyningsbegrenser. Ved stigerørets nedre ende er det også anordnet et sikkerhetsledd eller et svakt ledd 22. Stigerøret 24 består i seg selv av et antall rør som er skrudd sammen eller på annen måte er forbundet med hverandre, for derved å danne en rørstreng, slik det er velkjent innenfor industrien. På toppen av stigerøret er det anordnet en teleskopisk skjøt 26.1 tegningsfiguren er denne teleskopiske skjøten vist i en sammenfalt stilling. Stigerøret 24 holdes på vanlig måte under spenning ved hjelp av et strekksystem 28. Et overflateventiltre er tilknyttet toppen av stigerøret, og holdes under strekkspenning ved hjelp av en hivkompensator (ikke vist). Fartøyet har et kjellerdekk 32 og et boredekk 34. Samtlige operasjoner gjennomføres på boredekket.
Ifølge oppfinnelsen blir de foran nevnte problemene redusert og/eller eliminert ved at stigerøret forsynes med et ledd og ved at det benyttes en fremgangsmåte som angitt i kravene.
Ifølge oppfinnelsen er det således tilveiebrakt et ledd for anvendelse sammen med et stigerør, hvor leddet med en første ende og en andre ende er anordnet mellom deler av stigerøret, hvor disse to delene av stigerøret og dermed de to ender av leddet tillates å få en vinkel forskyvning i forhold til hverandre. Denne vinkelforskyvbarheten kan oppnås med en vanlig fleksibel skjøt, eventuelt et kuleledd, et belgledd eller et annet ledd som muliggjør at en del av stigerøret kan bevege seg i forhold til den andre stigerørdelen, idet strekkrefter i stigerøret imidlertid overføres gjennom leddet. Ifølge oppfinnelsen omfatter leddet kraftmidler for forbindelse til de to endene av leddet. Disse kraftmidlene er konfigurert til å påføre en kraft til den ene enden når den er beveget ut av nøytral posisjon, hvilken kraft er tilført i den samme retning som den ene endes bevegelsesretning ut av nøytral posisjon. Disse kraftmidlene kan også omtales som et kraftelement arrangement. Den ene enden er fastgjort til en del av stigerøret og kan betraktes som en del av dette og tilsvarende med den andre enden.
Ifølge et aspekt kan kraftelementarrangementet omfatte forbindelsesmidler for forbindelse med en del av et stigerør som er relativt stille og forbundet med en havbunnsinstallasjon, og forbindelsesmidler for forbindelse med en del av et stigerør som tillates å bevege seg i forhold til havbunnen. Ved dette er kraftelementarrangementet mulig å forbinde med to forskjellige stigerørdeler, hvilke er forbundet ved leddet. Ifølge et aspekt kan kraftelementet være anordnet slik at i en nøytral stilling av de to stigerørdelene vil kraftelementet tilveiebringe i hovedsaken like krefter rundt stigerørets omkrets, mens det i en ikke-nøytral stilling vil tilveiebringe en kraft på de to stigerørdelene, hvilken kraft vil bidra til å forskyve de to stigerørdelene lengre vekk fra den nøytrale stillingen.
Kraftelementet vil derved gi en "negativ stivhet" til leddarrangementet mellom de to stigerørdelene hvor kraftelementarrangementet er plassert. Stivhet skal her forstås å være motstanden i et elastisk arrangement mot defleksjon eller deformasjon under påvirkning av en kraft. Et elastisk arrangement vil deformeres når det spenningspåvirkes, men vil gå tilbake til sin opprinnelige form. Kraftelementet i kraftelementarrangementet vil tilføre en kraft mellom de to stigerørdelene, hvilke stigerørdeler vanligvis er forbundet med hverandre ved hjelp av et hengselledd, slik at for å kunne bevege de to delene tilbake til den nøytrale stillingen, må denne kraften overvinnes, dvs. at kraftelementet gir en negativ stivhet i arrangementet, med hensyn til bevegelser fra den nøytrale stillingen. Når én del av stigerøret beveger seg ut fra den nøytrale stillingen, eller når delen har en vinkelstilling i forhold til den nøytrale stillingen, vil kraftelementet virke på de to stigerørdelene og i det minste i utgangspunktet forsøke å øke den vinkelen som stigerørdelen har i forhold til den nøytrale posisjonen.
I en nøytral stilling kan lengdeaksene til de to stigerørdelene være parallelle. Det er også mulig å tenke seg en nøytral stilling hvor den delen av stigerøret som holdes rolig i forhold til havbunnen, har en lengdeakse som danner en vinkel med en vertikal akse, mens lengdeaksen til den andre stigerørdelen i hovedsaken vil være vertikal i en nøytral stilling der dette da vil representere de to endene av leddet. T en slik situasjon vil de to ulike aksene til de to stigerørdelene i en nøytral stilling og med kraftelementarrangementet innkoblet mellom de to stigerørdelene, ha en innbyrdes vinkel. Ifølge oppfinnelsen vil kraftelementet i denne nøytrale stillingen, når den foreligger, tilveiebringe en kraft på de to delene, hvilken kraft i hovedsaken vil være lik rundt stigerørets omkrets og vil derved holde de to stigerørdelene i denne nøytrale stillingen. Det er når den relative stillingen mellom de to stigerørdelene ikke stemmer med den nøytrale stillingen at kraftelementet vil gi en kraft som forsøker å bevege de to stigerørdelene ut fra den nøytrale stillingen, hvorved det tilveiebringes en negativ stivhet i forbindelsen mellom de to stigerørdelene hvor kraftelementarrangementet er anordnet.
Den ekstra kraften som kraftelementet gir når de to stigerørdelene ikke er i den nøytrale stillingen, må overvinnes for å kunne bevege stigerørdelene tilbake til en nøytral stilling. Det totale stigerørarrangementet vil vanligvis innbefatte de to stigerørdelene, hvilke stigerørdeler er forbundet med hverandre ved hjelp av en hengselforbindelse som muliggjør vinkelavvik mellom de to stigerørdelene. Denne hengselforbindelsen vil overføre strekkrefter mellom stigerørdelene. Det totale stigerørarrangementet vil også vanligvis være forbundet med et strekkspenningsarrangement om bord på et flytende fartøy. Dette fartøyet kan være en flytende plattform, et skip eller lignende. Strekkspenningsarrangementet gir spenning i stigerøret og vil forsøke å kompensere for fartøysbevegelser som skyldes vind, bølger og strømmer, og også kompensere fartøyets innvirkning på stigerøret.
Ifølge oppfinnelsen omfatter kraftelementarrangementet i forbindelsen mellom de to stigerørdelene et kraftelement som vil indusere bøyekrefter i forbindelsen mellom
de to stigerørdelene, på en slik måte at når det foreligger en vinkel i forhold til den nøytrale stillingen i forbindelsen, vil kraftelementarrangementet prøve å øke denne vinkelen. Derved bringes stigerørsystemet, hvor kraftelementarrangementet brukes, til en slik tilstand at de resulterende bøyingsspenningene i forbindelse med undervannsinstallasjonen reduseres.
Ifølge ett inventivt aspekt kan kraftelementet eller med andre ord kraftmidlene innbefatte et system som har minst ett elastisk element, eksempelvis minst én fjær. Fjæren kan i én utførelse være strekkbelastet mellom forbindelsesmidlene for kraftelementarrangementet. I en annen utførelse kan fjæren være trykkbelastet.
Ifølge et annet aspekt kan kraftelementet eller med andre ord kraftmidlene innbefatte et system med minst tre fluidbetjente sylindre som er anordnet rundt stigerøromkretsen. I et slikt aspekt kan det foreligge et styresystem som regulerer fluidet i de fluidbetjente sylindrene som respons på den relative stillingen til de to stigerørdelene.
Ifølge nok et aspekt kan kraftelementet eller kraftmidlene innbefatte et system med magneter som er anordnet rundt stigerørdelene. I en slik utførelse kan disse magnetene være elektromagneter og det kan foreligge en strømkilde som reguleres med et styresystem som respons på den relative stillingen til de to stigerørdelene.
Forbindelsen eller leddet mellom de to stigerørdelene kan være en hvilken som helst forbindelse som muliggjør vinkelavvik, men som også overfører strekkrefter mellom stigerørdelene. Et slikt ledd kan være et kuleledd, et belgledd, etc.
Oppfinnelsen vedrører også en fremgangsmåte for redusering av bøyingsmomenter i forbindelsen mellom et stigerør og en undervannsinstallasjon.
Oppfinnelsen skal nå beskrives nærmere under henvisning til tegningen, hvor:
Fig. 1 viser et tidligere kjent stigerørsystem,
Fig. 2 er en skisse som viser de krefter som virker på stigerøret,
Fig. 3 er et diagram som viser bøyemomenter,
Fig. 4 er en skisse som viser de inventive prinsipper,
Fig. 5 viser en første utførelse av oppfinnelsen,
Fig. 6 viser en andre utførelse av oppfinnelsen, og
Fig. 7 viser en tredje utførelse av oppfinnelsen.
Fig. 2 er en forenklet skisse av en del av det stigerørsystemet som er vist på fig. 1. Mellom stigerøret 24 og brønnhodet 14 er det anordnet et fleksibelt ledd 20. Dette fleksible leddet er typisk anordnet i en høyde H regnet fra brønnhodet 14 og til leddaksen. Stigerøret kan også sies å innbefatte to deler som er forbundet med hverandre i det fleksible leddet. Eller leddet har to ender som er forbundet med respektive stigerørsdeler. Som vist på fig. 2 vil det når stigerøret utsettes for en strekkraft, virke en oppadrettet kraft Fr på brønnhodet. Når stigerøret har en vinkel 6 vil denne kraften deles i en vertikal og en horisontal komponent. Når stigerøret er vertikalt, vil den horisontale komponenten være null, men når vinkelen øker vil også den horisontale komponenten øke. Den horisontale komponenten vil gi et bøyemoment i brønnhodet, definert med uttrykket:
hvor
H: høyden fra brønnhodet til aksen i det fleksible leddet
8: global leddvinkel
Fr: stigerørstrekkspenning i leddaksen
Fr^: horisontalkomponent av Fr
kø: rotasjonsstivhet i det fleksible leddet
Fig. 3 er et diagram som representerer én løsning av det ovenfor angitte uttrykket, og figuren viser kurven til bøyemomentene MWh når stivheten ko til det fleksible leddet varieres. Man ser at selv når stivheten ko er null, hvilket representerer et idealisert ledd uten friksjon eller stivhet, vil fremdeles et bøyemoment MWh virke på brønnhodet, slik det er vist der hvor grafen krysser Y-aksen i en avstand fra X-aksen. Bøyemomentene som virker på brønnhodet, vil som indikert i grafen øke når leddstivheten øker. Diagrammet viser at det minste momentet ved brønnhodet oppnås når stivheten i leddet mellom de to stigerørdelene er negativ. Teoretiske betraktninger viser at dersom det er mulig å utforme et fleksibelt ledd med en negativ "stivhet", vil resultatet være et arrangement som gir de minste momentkreftene som virker på brønnhodet. Det foreligger et område med negative stivhetsverdier for leddstivheten ko, hvor man oppnår den ønskede virkningen på brønnhodet. Av figuren kan man se at grafen har et fall nær mot null for bøyemomentet ved brønnhodet MWh når leddstivheten ke har en negativ verdi. Man bør her også bemerke at for en negativ leddstivhet ko som har en større negativ verdi, vil det igjen oppstå et større bøyemoment ved brønnhodet, slik grafen viser. Utfordringen er å endre stivheten i et ledd mellom to stigerørsdeler slik at den endrer seg fra positivt til negativt. Dette vil redusere det totale dynamiske/statiske bøyemomentet på brønnhodet under undervannsoperasjoner.
Dette problemet løses ifølge oppfinnelsen ved at det tilveiebringes et ledd med en innretning som kan tilveiebringe en kraft/kraftmidler som virker slik på de to stigerørdelene som er forbundet med hverandre med leddet, at det tilveiebringes en negativ stivhet i forbindelsen mellom de to stigerørdelene. Fig. 4 viser en skisse som belyser dette inventive prinsippet. Et krafttilveiebringelseselement/kraftmiddel er tilknyttet, mellom et punkt under og et punkt over det fleksible leddet endene av leddet, eller med andre ord er tilknyttet to stigerørdeler i en avstand fra leddet. Dette elementet vil gi en situasjon som er slik at når bøyevinkelen er større enn null, vil kraftelementet forsøke å øke denne vinkelen. Bøyevinkelen er en vinkel mellom de to stigerørdelene når disse beveges ut fra en nøytral stilling. Dette vinkelavviket av den ene stigerørdelen i forhold til den andre stigerørdelen vil bli motvirket av fartøyet som følge av det strekkspenningssystemet som knytter stigerøret til fartøyet, og for en slik situasjon har man introdusert et fleksibelt ledd som har en "negativ" stivhet. Dette muliggjør at det fleksible leddet kan gis en negativ vippestivhet som vil fjerne eller redusere bøyemomentenes innvirkning når stigerørdelene avviker innbyrdes. Dette fremgår av uttrykket:
Mfj: bøyemoment generert av det fleksible leddet
F: fjærkraft
8: avstand fra fjærsenter til rotasjonsaksen i det fleksible leddet 0: global leddvinkel
L: fjærlengde i nøytral leddstilling, dvs. 0 = 0 (varierbar)
P: forspenning i fjæren (varierbar)
k: fjærspenningsstivhet (varierbar)
Fig. 5 viser en første utførelse av oppfinnelsen, hvor
kraftelementarrangementet/kraftmidlene for bøying av leddet og dermed stigerøret innbefatter en mekanisk fjær 50. Et fleksibelt ledd vil være kjent for fagpersoner og er derfor bare vist mer prinsipielt på fig. 5. Det fleksible leddet kan eksempelvis være av den typen som er beskrevet i US 5 951 061 og som innbefatter et kuleformet element 55 som beveger seg i et sfærisk sete 56, idet gummielementer tar opp krefter når det forekommer bøyninger. Den øvre delen 52 kan være forbundet med stigerøret 24 som er tilknyttet et flytende fartøy og derfor følger fartøyets bevegelser, og den nedre delen 58 kan være tilknyttet strekkleddet 20 på fig. 1, slik at den derved holdes relativt rolig i forhold til havbunnen. Man kan imidlertid bruke enhver type fleksibelt ledd mellom de to stigerørdelene, forutsatt at leddet muliggjør vinkelavvik mellom dem. Med vinkelavvik skal man her forstå at det foreligger en vinkel forskjell mellom de to stigerørdelenes lengdeakser, eller den stigerørdelen som er tilknyttet fartøyet og den delen av fluidledningen som går fra brønnen og opp til det fleksible leddet. Denne siste delen av fluidledningen vil danne en del av stigerøret fra brønnen og til fartøyet. En første skulder eller fjærholder 60 er tilknyttet stigerørets, eller leddets første eller øvre del/ende 52, og en andre skulder eller fjærholder 62 er tilknyttet den andre eller nedre delen/enden 58. På denne figuren er det vist at stillingen til den nedre skulderen 62 kan innstilles i forhold til den andre delen 58 ved hjelp av et mutterarrangement 64. Det vil være mulig å la den første skulderen 60 være innstillbart forbundet med den første delen. Det vil også kunne være mulig å la begge skuldrene 60, 62 være innstillbart forbundet med de respektive stigerørdelene 52, 58. Dette muliggjør forspenning av fjæren i samsvar med den kraften som ønskes utøvet på leddet, slik at man derved på enkel måte kan innstille kraften etter behovene. Skuldrene 60, 62 dannes av ringformede skuldre som strekker seg radielt i forhold til stigerørdelene. I disse skuldrene 60, 62 er det anordnet et respektivt spor 61, 63. Som vist på figuren
vender disse sporene 61, 63 i de to skuldrene 60, 62 fra hverandre og vender således også vekk fra den andre stigerørdelen enn den de er tilknyttet til. Det vil også være mulig å ha en motsatt utførelse, hvor sporene vender mot hverandre. J fjærholderne eller skuldrene er det anordnet hydrostatiske oppheng 66, 67. De hydrostatiske opphengene består hver av et ringformet sylindrisk og fleksibelt element, eksempelvis av gummi. Det indre av dette fleksible elementet er fylt med et fluid, fortrinnsvis et ikke-komprimerbart fluid. Det fleksible elementet som danner de hydrostatiske opphengene 66, 67 er plassert i sporene 61, 63 i de respektive skuldrene 60, 62. Det er anordnet endedeler 68, 69 i form av skiveformede elementer av fjæren 50 som avstøtter seg mot de fleksible elementene 66 og 67. Endedelene 68, 69 kan således innta en vinkelstilling foruten tverrstil lingen i forhold til en lengdeakse for stigerørdelen, og kan derved også innta en vinkelstilling som ikke er parallell med skuldrenes hovedutstrekning. Skuldrene 60, 62 er fiksert slik at de har en i hovedsaken rektangulær orientering i forhold til en lengdeakse for den stigerørdelen som de er knyttet til.
Fjæren er strammet i samsvar med den ønskede funksjonen, og når den øvre delen 52 beveger seg i forhold til stigerøret vil også fjæraksen bevege seg ut av en stilling i flukt med stigerøret. Dette tilveiebringer den ujevne kraften som vil forsøke å trykke stigerøret enda lengre ut av en innrettet stilling. For å redusere bøyevinkelen kan det være anordnet en stopper.
I en alternativ utførelse kan fjæren være erstattet med et bistabilt gummielement som vil ha den samme funksjonen.
Fig. 6 viser en andre utførelse av arrangementet for tilveiebringelse av krefter i leddet. Det er benyttet de samme henvisningstall som på fig. 5 for ellers like deler. Mellom de to skuldrene 60, 62 er det anordnet et antall hydrauliske sylindre 70, 71, 72. Disse har stempler 73 som er forbundet med en stang 74 som er tilknyttet en skulder, i dette tilfellet skulderen 60. Sylinderen er her tilknyttet skulderen 62.
Stempelet 73 kan bevege seg frem og tilbake i sylinderen 72 og begrenser to kamre i sylinderen. Hvert kammer er forbundet med en fluidledning 75 og 76 for tilføring av trykkfluid til det ene eller det andre kammeret, for på den måten å kunne regulere den kraften som sylinderarrangementet kan utøve på det fleksible leddet. Fluidledningene er tilknyttet en trykkfluidkilde 77 og strømmen til de ulike kamrene i sylinderne i sylinderarrangementet styres med en styreenhet 78. Systemet innbefatter også sensorer for måling av den globale stigerørvinkelen 9, så vel som trykk- og temperaturtransmittere, slik det er vanlig i styresystemer. Arrangementet virker slik at vinkelen og vinkelretningen måles. Når stigerøret begynner å bøye vil styreenheten styre trykkfluid inn i kammeret over stempelet, for derved å tilveiebringe en øking av bøyevinkelen.
Stemplene og sylindrene er fortrinnsvis tilknyttet skuldrene ved hjelp av fleksible ledd, for derved å unngå for store bøyninger.
Systemet har her tre sylindre som er jevnt fordelt rundt stigerøret, men antallet kan være et annet som vil kunne gi det ønskede resultatet. En fagperson vil også forstå at stemplene og sylindrene kan være anordnet på annen måte, dvs. at stempelet kan være tilknyttet den nedre skulderen 62 mens sylinderen er tilknyttet den øvre skulderen 60. Det tør også være klart at trykkfluidet kan styres og fordeles til mer enn én sylinder for å øke vinkelen. Som indikert på figuren kan det foreligge en forbindelsesledning 79 mellom de hydrauliske sylindrene 72 og løpet 54 i stigerøret gjennom leddet. På denne måten kan kraftelementarrangementet trykkompenseres med hensyn til trykket i stigerøret slik at det vil kunne bli mulig å regulere kraftmidlene og kreftene fra dette som virker på stigerørdelene, uavhengig av trykket i løpet 54.
Fig. 7 viser en tredje utførelse av oppfinnelsen. Her oppnås den ønskede funksjonen ved hjelp av elektromagneter. Også her kan det benyttes ethvert egnet antall magneter som er jevnt fordelt rundt leddet. Hver elektromagnet innbefatter en positiv magnet 82 og en negativ magnet 84. Disse er tilknyttet henholdsvis den øvre og nedre skulderen 60, 62. En ledning 86 går fra kraftenheten 80 og til elektromagnetene. Når det legges strøm på elektromagnetene vil de tiltrekke hverandre, og på kjent måte vil avstanden mellom magnetene være proporsjonal med denne tiltrekningen. Systemet er derfor slik at når stigerøret begynner å bøye seg mot én side, vil magneten/magnetene på den siden forsøke å bevege seg nærmere hverandre, hvorved bøyingen i det fleksible leddet økes. Derved øker tiltrekningskraften og også vinkelen. Det skal nevnes at ved å endre magnetpolariteten vil det kunne være mulig å låse leddet i en stabil (eksempelvis innrettet) tilstand.
Oppfinnelsen er forklart her ved hjelp av flere utførelseseksempler. En fagperson vil vite at det kan tenkes endringer og modifikasjoner som alle ligger innenfor den inventive ramme som gitt av patentkravene. Eksempelvis vil det kunne være ønskelig å ha en låsefunksjon for låsing av systemet, slik at det vil oppføre seg som en stiv stang, dvs. at det fleksible leddet da omdannes til et stivt ledd. Det vil også kunne være mulig å bruke en type fleksibelt ledd som ikke motvirker en bøyning, så som et kuleledd.

Claims (14)

1. Ledd for anvendelse sammen med et stigerør, omfattende fleksible deler (54) som tillater en første ende (52) av leddet å bli vinkelforskjøvet i forhold til en andre ende (58) av leddet, karakterisert ved at stigerørsleddet videre omfatter kraftmidler (50, 71, 82,
84) forbundet til både første og andre ende hvilke kraftmidler er konfigurert til å påføre en kraft til den ene enden når den er beveget ut av en nøytral posisjon, hvilken kraft er tilført i den samme retning som den ene endens bevegelsesretning ut av nøytral posisjon.
2. Ledd i henhold til krav 1, karakterisert ved at leddet omfatter et første forankringspunkt (60) plassert nærliggende til den første enden og et andre forankringspunkt (62) plassert nærliggende en andre ende, begge forankringspunkter sideveis forskjøvet fra en leddakse i en nøytral posisjon av leddet, hvor kraftelementene er konfigurert til å påføre en kraft mellom forankringspunktene, for å sideveis bevege den ene enden av sammenføyningen vekk fra leddaksen.
3. Ledd i henhold til krav 1 eller 2, karakterisert ved at det omfatter en første skulder (60) koblebar til den første ende (52) og en andre skulder (62) koblebar til den andre ende (58) og kraftmidlene er forbundet med de to skuldrene (60, 62).
4. Ledd i henhold til krav 3, karakterisert ved at kraftmidlene er koblet til minst én av skuldrene (60, 62) med en hengselsforbindelse.
5. Ledd i henhold til krav 4, karakterisert ved at kraftmidlene omfatter minst ett elastisk element (50) anordnet mellom den første og den andre skulder (60, 62), og den hengslede forbindelse omfatter et hydrostatisk opphengingssystem (66, 67) i forbindelsene mellom det elastiske elementet (50) og skuldrene (60, 62).
6. Ledd i henhold til minst ett av kravene 3 til 5, karakterisert ved at minst ett av skulderelementene (60, 62) er justerbart forbundet til delen (52, 58).
7. Ledd i henhold til ett av kravene 1 til 4, karakterisert ved at kraftmidlene omfatter et sylinderarrangement (71) med minst tre stempler (73) forbundet til respektive stempelstenger (74) forbundet til en ende (52, 58) og minst tre sylindere (72) forbundet til den andre ende (58, 52), og fluidledninger (75, 76) koblet mellom sylinderarrangementet (71) og et fluidreservoar og en styreenhet (78).
8. Ledd i henhold til ett av kravene 1 til 4, karakterisert ved at kraftmidlene omfatter minst ett magnetelement (82) forbundet med en del (52, 58) og minst ett magnetelement (84) forbundet med den andre del (58, 52).
9. Ledd i henhold til krav 8, karakterisert ved at magnetelementene (82, 84) er elektromagneter og at det omfatter kabler (86) mellom magnetelementene (82, 84) og en strømstyreenhet (80) og en kilde av elektrisk energi (77).
10. Stigerør som strekker seg mellom en flytende installasjon og en installasjon plassert relativt til havbunnen, karakterisert ved at den omfatter et stigerørsledd i henhold til ett av kravene 1-11 anordnet som en del av stigerøret.
11. Stigerør i henhold til krav 10, karakterisert ved at det er forbindbart til et strekksystem anordnet på den flytende installasjonen.
12. Fremgangsmåte for å redusere bøyemomentene i et stigerør ved en forbindelse mellom stigerøret og en undersjøisk installasjon, hvor man kobler stigerøret til et strekksystem på et flytende fartøy, karakterisert ved å tilveiebringe et stigerørsledd mellom to elementer som danner deler av stigerøret mellom den undersjøiske installasjonen og fartøyet, hvilket stigerørsledd i en nøytral posisjon tilveiebringer i hovedsak like krefter rundt omkretsen av stigerøret og hvilket med en avvik fra en nøytral posisjon mellom de to delene av stigerøret vil indusere en kraft på de to delene av stigerøret, hvilken kraft vil virke mot en retur av de to stigerørdelene til den nøytrale stillingen.
13. Fremgangsmåte i henhold til krav 12, karakterisert ved at den omfatter trinnene ved å tilveiebringe stigerørsleddet med et sylinderarrangement og å regulere en fluidsforsyning til de forskjellige kammerne i sylinderarrangementet for å regulere kraften som virker på stigerørets to deler.
14. Fremgangsmåte i henhold til krav 12, karakterisert ved at den omfatter trinnene ved å forsyne stigerørsleddet med de elektromagnetiske elementene og å regulere en krafttilgang til de forskjellige elektromagnetiske elementene for å regulere kraften som virker på stigerørets to deler.
NO20080778A 2008-02-13 2008-02-13 Ledd for anvendelse sammen med et stigeror, stigeror med slikt ledd og fremgangsmate for a redusere boyemomenter i et stigeror NO328634B1 (no)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO20080778A NO328634B1 (no) 2008-02-13 2008-02-13 Ledd for anvendelse sammen med et stigeror, stigeror med slikt ledd og fremgangsmate for a redusere boyemomenter i et stigeror
BRPI0907958-0A BRPI0907958B1 (pt) 2008-02-13 2009-02-13 Junta para uso em conexão com um ascensor e método de redução de momentos fletores em um ascensor
GB1014198.4A GB2470511B (en) 2008-02-13 2009-02-13 Force element arrangement and method
US12/735,759 US9650842B2 (en) 2008-02-13 2009-02-13 Force element arrangement and method
CA2715162A CA2715162C (en) 2008-02-13 2009-02-13 Force element arrangement and method
RU2010137298/03A RU2490418C2 (ru) 2008-02-13 2009-02-13 Соединительный элемент райзера, райзер и способ уменьшения изгибающего момента в райзере
AU2009213201A AU2009213201B2 (en) 2008-02-13 2009-02-13 Force element arrangement and method
PCT/NO2009/000054 WO2009102220A2 (en) 2008-02-13 2009-02-13 Force element arrangement and method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO20080778A NO328634B1 (no) 2008-02-13 2008-02-13 Ledd for anvendelse sammen med et stigeror, stigeror med slikt ledd og fremgangsmate for a redusere boyemomenter i et stigeror

Publications (2)

Publication Number Publication Date
NO20080778L NO20080778L (no) 2009-08-14
NO328634B1 true NO328634B1 (no) 2010-04-12

Family

ID=40957406

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO20080778A NO328634B1 (no) 2008-02-13 2008-02-13 Ledd for anvendelse sammen med et stigeror, stigeror med slikt ledd og fremgangsmate for a redusere boyemomenter i et stigeror

Country Status (8)

Country Link
US (1) US9650842B2 (no)
AU (1) AU2009213201B2 (no)
BR (1) BRPI0907958B1 (no)
CA (1) CA2715162C (no)
GB (1) GB2470511B (no)
NO (1) NO328634B1 (no)
RU (1) RU2490418C2 (no)
WO (1) WO2009102220A2 (no)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NO329804B1 (no) * 2009-02-09 2010-12-20 Fmc Kongsberg Subsea As Kobling for bruk i et stigeror, stigeror med en slik kobling og fremgangsmate for a oke operasjonsvinduet til et stigeror
US9803426B2 (en) * 2010-06-18 2017-10-31 Schlumberger Technology Corporation Flex joint for downhole drilling applications
WO2012076703A2 (en) 2010-12-10 2012-06-14 Statoil Petroleum As Riser coupling
US20120292037A1 (en) * 2011-05-03 2012-11-22 Bp Corporation North America Inc. Adjustment and restraint system for subsea flex joint
NO335378B1 (no) * 2013-01-08 2014-12-08 Fmc Kongsberg Subsea As sikkerhetsskjøt
NO340947B1 (no) * 2014-11-27 2017-07-24 Neodrill As Anordning ved brønnhode
NO341556B1 (en) 2016-02-26 2017-12-04 Fmc Kongsberg Subsea As System and method for reducing bending moments
GB2553320B (en) 2016-09-01 2019-02-06 Statoil Petroleum As Marine installation
IT201700032863A1 (it) 2017-03-24 2018-09-24 Saipem Spa Sistema di accoppiamento tra un riser e una struttura di sostegno sottomarina
US11156037B2 (en) * 2019-06-19 2021-10-26 Chevron U.S.A. Inc. Systems for securing bend stiffeners to riser systems in offshore energy production facilities

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU148679A1 (ru) * 1961-04-13 1961-11-30 А.И. Карцев Компенсатор дл трубопроводов
US3523578A (en) * 1968-05-16 1970-08-11 Gray Tool Co Riser drilling system with controlled deflection gimbal joints
US3984990A (en) * 1975-06-09 1976-10-12 Regan Offshore International, Inc. Support means for a well riser or the like
FR2514439A1 (fr) * 1981-10-09 1983-04-15 Elf Aquitaine Rotule pour pied de colonne montante
US4516881A (en) * 1982-02-25 1985-05-14 Standard Oil Company Multiterminators for riser pipes
CA1224715A (en) * 1983-02-18 1987-07-28 Peter R. Gibb Apparatus and method for connecting subsea production equipment to a floating facility
US4593941A (en) * 1984-03-15 1986-06-10 Ltv Energy Products Company Diverter flex joint
GB2156401B (en) * 1984-03-29 1987-07-01 Univ London Vessel motion compensation
FR2591293B1 (fr) * 1985-12-11 1989-09-01 Inst Francais Du Petrole Support elastique a rotule adapte en particulier a des utilisations pour des navires ou des plates-formes flottantes en mer.
FR2616858B1 (fr) * 1987-06-18 1989-09-01 Inst Francais Du Petrole Element a raideur variable pour pied de colonne de transfert
JP3062990B2 (ja) * 1994-07-12 2000-07-12 キヤノン株式会社 電子放出素子及びそれを用いた電子源並びに画像形成装置の製造方法と、電子放出素子の活性化装置
US5951061A (en) * 1997-08-13 1999-09-14 Continental Emsco Company Elastomeric subsea flex joint and swivel for offshore risers
US5873677A (en) * 1997-08-21 1999-02-23 Deep Oil Technology, Incorporated Stress relieving joint for riser
US7104329B2 (en) * 2002-04-26 2006-09-12 Bp Corporation North America Inc. Marine bottomed tensioned riser and method
US7559723B2 (en) * 2006-02-24 2009-07-14 Technip France Hull-to-caisson interface connection assembly for spar platform
US20080031692A1 (en) * 2006-08-03 2008-02-07 Wybro Pieter G Deck mounted pull riser tensioning system

Also Published As

Publication number Publication date
CA2715162C (en) 2015-06-02
US20110048727A1 (en) 2011-03-03
GB2470511B (en) 2012-01-18
CA2715162A1 (en) 2009-08-20
BRPI0907958A2 (pt) 2017-07-04
NO20080778L (no) 2009-08-14
BRPI0907958B1 (pt) 2019-02-19
RU2490418C2 (ru) 2013-08-20
AU2009213201B2 (en) 2014-07-24
US9650842B2 (en) 2017-05-16
WO2009102220A2 (en) 2009-08-20
RU2010137298A (ru) 2012-03-20
WO2009102220A3 (en) 2009-11-05
AU2009213201A1 (en) 2009-08-20
GB2470511A (en) 2010-11-24
GB201014198D0 (en) 2010-10-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO328634B1 (no) Ledd for anvendelse sammen med et stigeror, stigeror med slikt ledd og fremgangsmate for a redusere boyemomenter i et stigeror
RU2463435C2 (ru) Система натяжения для водоотделяющей колонки с верхним натяжением
US9359837B2 (en) Multi capacity riser tensioners
WO2018106120A1 (en) System and method for compensation of motions of a floating vessel
KR101653933B1 (ko) 상부 장력 라이저 시스템
BR112014012536B1 (pt) compensador de movimento
NO340468B1 (no) Fremgangsmåte og system for kontroll av bevegelser av et fritthengende rørlegeme
US20110170955A1 (en) Tensioning a Riser
NO344581B1 (no) System for supplerende oppstramming for forbedret plattformutforming og relaterte fremgangsmåter
US20140048276A1 (en) Riser for Coil Tubing/Wire Line Injection
WO2013076461A1 (en) Tensioning and connector systems for tethers
NO322172B1 (no) Anordning i forbindelse med hivkompensering av et trykksatt stigeror forlopende mellom en havbunnsinstallasjon og en flytende enhet.
NO317079B1 (no) Stigerorstrekkanordning
US10550646B2 (en) Stress reducing system and associated method
NO20130527A1 (no) Rørledningsoppheng
NO339117B1 (no) Teleskopisk stigerørsskjøt.
NO328199B1 (no) Anordning for avstottelse av et stigeror
NO342856B1 (no) Anordning for tilkobling og frakobling av en aktiv hivkompenseringsaktuator
US20070258775A1 (en) Means For Applying Tension To A Top Tension Riser
WO2011117567A2 (en) Support apparatus for elongate member
BR112018067514B1 (pt) Sistema de redução de tensão e método associado.
NO841281L (no) Innretning paa kompensasjon av bevegelser i et stigeroersystem til en offshore plattform.
NO332013B1 (no) Underoverflateboye, samt fremgangsmate for installasjon binding og stabilisering av denne
NO177650B (no) Produksjonsmanifold-stasjon