NO330793B1 - Dempeanordning for musehull - Google Patents

Abstract

Anordning for å dempe støt når et rør eller en rørsammenstilling faller ned i en musehullanordning, hvilken musehullanordning omfatter minst ett rør (1) med en bunn, som er innrettet til å motta et rør eller en rørsammenstilling (25). Det minst ene røret (1) er forbundet med en første ende av minst ett strekkelement (8) som ved sin andre ende er forbundet med et dekk (2) eller en struktur (27) som er fast forbundet med dekket (2) og at det minst ene strekkelementet (8) er innrettet til å gjennomgå en plastisk deformasjon uten brudd når den utsettes for et fallende rør (25) eller rørsammenstilling som overskrider en viss kinetisk energi.

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en anordning for å dempe støt når et rør eller en rørsammenstilling faller ned i et såkalt musehull i samsvar med ingressen til det etterfølgende krav 1.

Et musehull benyttes for å plassere rør midlertidig i forbindelse med boreoperasjoner og benyttes også for å bygge opp stands (rørsammenstillinger). Dette er beskrevet utførlig i NO 322116, som tilhører søkeren. Denne publikasjonen innlemmes herved i den foreliggende søknad ved henvisning.

Et annet eksempel på musehull er vist i NO309537. Denne tilhører også søkeren og innlemmes herved ved henvisning.

Musehull har utviklet seg fra et enkelt hull i bakken på landbaserte rigger til sofistikerte løsninger som det ovennevnte plassert på offshore installasjoner. Et problem som har eksistert nesten fra starten er at rør som skal plasseres i musehullet noen ganger slippes ned i dette, enten fordi operatøren er uforsiktig eller fordi det skjer et uhell. Dersom dette skjer vil røret kunne gå rett gjennom musehullet, samt det som måtte befinne seg under, og kunne forårsake alvorlige skader på for eksempel en flytende installasjon, eller sågar på brønnhodet på havbunnen. Dette kan igjen føre til utslipp av brønnvæske og påfølgende alvorlige utslippsskader.

Det er derfor utviklet flere typer dempeanordninger som skal dempe slaget fra et rør som faller eller slippes ned i musehullet. Eksempler på dette er: US 3689060, som viser et musehull som er utstyrt med en stempellignende medbringer ved bunnen av musehullet. Medbringeren er fjærbelastet, slik at medbringeren forflytter seg nedover mot fjærkraften når røret treffer den. Denne dempemekanismen kan nok fungere tilfredsstillende dersom røret ikke er for massivt eller slippes fra for stor høyde. Imidlertid benyttes det i våre dager ofte lange rørlengder (stands) som består av tre eller fire enkeltrør. Dette gjør at rørlengden samlet får en betydelig masse. I noen tilfeller er rørlengden også utstyrt med et vektrør eller andre komponenter som øker massen ytterligere. En dempemekanisme som i ovennevnte US 3689060 ville da bli for svak.

US 5468121 viser et annet eksempel på en dempeanordning. Her benyttes det en luftfylt belg til å dempe slaget. Ved dagens massive rørlengder ville belgen heller ikke denne kunne motstå de store kreftene røret ville utøve.

Andre dempeanordninger er vist i US 3966054, US 690676 og WO 2007/043891.

Det finnes således ikke i dag en dempeanordning som vil kunne fange opp de store kreftene fra fallende rør. Én ting er at røret skades eller dempeanordningen kan ødelegges. En annen og mer alvorlig ting er at røret kan slå seg gjennom musehullet og skade utstyr som befinner seg under dette. Det er også mulig at rør faller helt ned i vannet og skader utstyr under riggen. Problemet som den foreliggende oppfinnelse tar sikte på å løse er å sikre at fallende rør holdes i musehullet og forårsaker minst mulig skade. Det er også et formål at eventuelle skader skal gå ut over komponenter som det er enkelt å skifte ut. Disse og andre problemer løses ved de kjennetegnende trekk i det etterfølgende krav 1.

De uselvstendige krav angir fordelaktige utførelsesformer av oppfinnelsen.

Oppfinnelsen skal nå forklares mer detaljert under henvisning til de medfølgende tegninger, der: Figur 1 viser en musehullanordning i følge en første utførelsesform av oppfinnelsen,

Figur 2a viser et snitt gjennom anordningen i figur 1,

Figur 2b viser guiderøret adskilt fra de øvrige komponenter ifølge oppfinnelsen, Figur 2c viser hovedrøret adskilt fra de øvrige komponenter ifølge oppfinnelsen, Figur 3a viser anordningen ifølge oppfinnelsen før den har blitt utsatt for fallende rør, Figur 3b viser anordningen ifølge oppfinnelsen etter at den har fanget opp et fallende rør,

Figur 4a viser et detaljsnitt av anordningen ved innfestingen mot dekket,

Figur 4b viser et planriss av anordningen i figur 4a og

Figur 5 viser et detaljsnitt av anordningens nederste ende.

Figur 1 viser en musehullanordning, i det etterfølgende for enkelthets skyld kun omtalt som musehull, i følge en første utførelsesform av oppfinnelsen. Den omfatter et hovedrør 1 som strekker seg fra anordningens nedre ende opp til undersiden av et dekk 2. Hovedrørets 1 øvre ende ligger an mot undersiden av dekket 2, men er ikke festet til dette. I dekket 2 er det utformet en åpning 3, som i figur 1 er lukket ved et deksel 4. Utenfor hovedrøret 1 er det anordnet et guiderør 5. Like nedenfor guiderørets nedre ende er det anordnet en nedre flens 6 som er festet, for eksempel sveist til hovedrøret 1, men ikke til guiderøret 5. Ved sin øvre ende er guiderøret 5 festet, for eksempel sveist, til undersiden av dekket 2.

Guiderøret 2 er også utstyrt med en mellomliggende støtteflens 7 som tjener som føring for strekkstagene 8, idet disse passerer gjennom flensen 7 med en liten klaring.

Utenfor guiderøret 5 er det anordnet fire strekkstag 8. Antallet strekkstag 8 er ikke avgjørende, men fire strekkstag gir en god balanse og fordeling av kreftene. Strekkstagene 8 er festet til den nedre flensen 6 ved at strekkstagene nederst er utstyrt med gjenger hvorpå det er påskrudd mutre. Ved sin øvre ende er strekkstagene 8 festet til dekket 2 på tilsvarende måte.

Derved henger hovedrøret 1 i strekkstagene 8 fra dekket 2.

Figur 2a viser et snitt gjennom anordningen i figur 1 med en rørlengde 25 plassert i anordningen. I bunnen av hovedrøret 1 er det anordnet en dempemekanisme 26 for å dempe små slag fra røret 25. Figur 2b viser guiderøret 5 separat. Som man ser så guiderøret 5 i denne utførelsesformen utstyrt med en øvre flens 27, som kan skrus fast til dekket 2 via en forsenkning i dekket, slik det skal forklares nærmere i forbindelse med figur 4. Strekkstagene (se figur 2a) er skrudd fast til den øvre flensen 27. Den mellomliggende flensen 7 er fortrinnsvis sveist fast. Ved denne og ved guiderørets 5 nederste ende er det sveist fast trekantede ribber 28 som er innrettet til å ligge an mot den nedre flensen 6 (se figur 2a) på hovedrøret 1, slik at det dannes en god anleggsflate og for å hindre at musehullet setter seg fast når det heises opp eller ned gjennom hullet 3 i dekket 2. Figur 2c viser hovedrøret 1 separat. Det har en øvre del 1a, over flensen 6, som er innrettet til å føres inn i guiderøret 5 og en nedre del 1 b, under flensen 6, som er innrettet til å befinne seg nedenfor guiderøret 5. Ved den nedre enden er det anordnet en bunnsammestilling 29, som inneholder dempemekanismen 26.

Som man ser av figur 2a så er strekkstagene utstyrt med mutre 9. Disse mutrene 9 er innrettet til å feste strekkstagene 8 til flensen 6.

Strekkstagene 8 har fortrinnsvis noe større diameter ved sine øvre og nedre ender enn det midtre partiet. Dette sikrer at forlengelsen skjer i midtpartiet og at ikke strekkstagene får brudd ved innfestingen.

Figur 4a viser et snitt gjennom anordningen helt oppe ved dekket 2. Figur 4b viser et planriss av samme. Her er det vist to musehullanordninger ifølge oppfinnelsen plassert ved siden av hverandre.

Guiderøret 5 og strekkstagene 8 er ikke direkte festet i dekket, men via et fundament 11. Dette fundamentet består generelt av en forsenkning i dekket 2 som bærer den øvre flensen 27 som strekkstagene 8 henger i og som guiderøret 5 er sveiset fast i. Hovedrøret 1 mottas innenfor guiderøret 5 men ikke er festet til dette. Den øvre flensen 27 bærer også en sentreringsanordning 13, som ikke er en del av denne oppfinnelsen og derfor ikke skal forklares nærmere.

I utførelsesformen ifølge figurene 4a og 4b bæres den øvre flensen 27 av en dekkseksjon eller krage 14. Denne hviler på sin side på to bjelker (ikke vist), som danner en del av dekkets 2 bærende konstruksjon.

Fundamentet 11 danner en kasseformet struktur, som har en øvre flate 18 sammenfallende med dekkets 2 overflate. Her er det utformet en åpning for rør 25. En trakt 19 er anordnet på undersiden av åpningen og bidrar til å guide rør

25 ned i musehullet.

Figur 5 viser den nedre del av husehullet. Det er her anordnet en

dempemekanisme 26 som er i stand til å oppta mindre støt som følge av normal nedsetting av rør. Den er utformet for å hindre skader på rørets gjenger hvis det settes hardt ned i musehullet. Samtidig sentreres røret, og den er utformet for å drenere eventuelle slam- og oljerester.

Dempemekanismen 26 består av en tykk gummikloss som skal dempe støt. Gummiklossen er belagt med en bløt rustfri stålplate som rørene settes på. Hvis et tungt rør skulle falle ned i musehullet, vil denne dempemekanismen bare ta opp en svært liten del av den kinetiske energien. Overskrides denne vil dempeanordningen ifølge oppfinnelsen ta over støtabsorpsjonen.

Virkemåten til dempeanordningen skal nå forklares nærmere.

Når et rør faller ned i musehullet vil det, via dempemekanismen 26, treffe bunnen av hovedrøret 1 som henger i strekkstagene 8. Hovedrøret 1 vil på grunn av dette trekkes nedover og kreftene overtas av strekkstagene 8. Strekkstagene er laget av et duktilt materiale som tåler stor plastisk forlengelse før brudd. Strekkstagene vil derfor forlenge seg plastisk. Siden strekkstagene 8 har større diameter ved sine ender, vil den plastiske forlengelsen skje over den midtre delen av strekkstagene der overflaten er glatt og uten vesentlig kjerver. Ved innfestingene har strekkstagene nødvendigvis flere kjerver og tøyningene blir derfor her små og hovedsakelig elastiske. Figur 3a viser tilstanden før strekkstagene 8 er blitt forlenget og figur 3b viser tilstanden etter forlengelsen.

Strekkstagenes diameter og duktilitet er tilpasset slik at de er i stand til å oppta den største forventede kinetiske energien fra det fallende røret uten brudd og med god sikkerhetsmargin. Siden disse tøyningene absorberer kreftene fra røret, vil det kun være disse krefter som ledes videre ut i systemet. Dermed er det lett å dimensjonere stagene slik at kreftene fra disse ikke vil kunne påføre vesentlige skader på musehullkonstruksjonen for øvrig.

Guiderøret 5 og den mellomliggende flensen 7 er innrettet til å styre hovedrøret 1 og sørge for at strekkstagene strekkes jevnt og at det ikke oppstår noen skjevstilling. Skulle ett av strekkstagene ha en feil, vil de øvrige strekkstagene ha tilstrekkelig kapasitet til å ta opp energien fra en maksimal fallende last.

Etter at strekkstagene 8 har blitt plastisk forlenget, vil hovedrøret ha blitt forskjøvet et stykke nedover, slik det er vist i figur 3. Toppen av hovedrøret 1 vil da ligge i avstand fra den øvre flensen 27 og den nedre flensen 6 vil ligge i tilsvarende avstand fra den nedre enden av guiderøret 5. Denne avstanden kan detekteres, slik at man kan få en klar indikasjon på at strekkstagene 8 har gjennomgått en plastisk deformasjon.

Dersom en slik plastisk deformasjon av strekkstagene 8 har skjedd, vil strekkstagene måtte skiftes. Dette kan gjøres enkelt ved å skru av mutrene i hver ende av hvert strekkstag og erstatte strekkstagene 8 med nye.

På denne måten kan kraftige støtfanges opp med minimal skade på komponenter. Strekkstagene er forholdsvis rimelige komponenter som er laget i et billig materiale. De er fortrinnsvis fremstilt av bløtt rustfritt stål, som for eksempel 316L.

Selv om det ovenfor er beskrevet demping av støt i et musehull med fast lengde, så kan også dempeanordningen brukes i et musehull med variabel lengde, for eksempel et teleskopisk musehull. Strekkstagene vil da fortrinnsvis forbindes med det øverste av de teleskopiske rørene, som er festet til dekket.

Antallet strekkstag kan varieres. Det er en fordel om antallet velges slik at det er redundans i systemet, d.v.s. at selv om ett eller flere strekkstag ved en feil skulle ryke, så vil de øvrige ha tilstrekkelig kapasitet til å kunne oppta kreftene.

I stedet for strekkstag i form av stenger kan strekkstagene også ha andre former, for eksempel rør.

Claims (1)

1. Anordning for å dempe støt når et rør (25) eller en rørsammenstilling faller ned i en musehullanordning, som er hovedsakelig anordnet vertikalt under et dekk (2), hvilken musehullanordning omfatter minst ett rør (1) med en bunn (26), som er innrettet til å motta et rør (25) eller en rørsammenstilling,karakterisert vedat det minst ene røret (1) er forbundet med en første ende av minst ett strekkelement (8) som ved sin andre ende er forbundet med dekket (2) eller en struktur som er fast forbundet med dekket og at det minst ene strekkelementet (8) er innrettet til å absorbere den kinetiske energien fra det fallende røret (25) eller rørsammenstillingen ved å gjennomgå en plastisk deformasjon uten brudd.

2. Anordning ifølge krav 1,karakterisert vedat et guiderør (5) er anordnet konsentrisk med det minst ene røret (1) og at guiderøret (5) er festet til dekket (2) eller en struktur som er festet til dekket.

3. Anordning ifølge krav 1 eller 2,karakterisert vedat det minst ene røret (1) er utstyrt med en flens (6) for innfesting av det minst ene strekkelementets (8) første ende.

4. Anordning ifølge krav 3,karakterisert vedat flensen (6) er anordnet på det minst ene røret (1) slik at en betydelig del av røret (1) befinner seg mellom flensen (6) og dekket (2) og at røret (1) kun er festet til dekket (2), eller annen struktur som er festet til dekket, via strekkelementene (6).

6. Anordning ifølge krav 5,karakterisert vedat den omfatter et antall strekklegemer (8) som strekker seg på utsiden av guiderøret (5) og er plassert med innbyrdes avstand rundt guiderøret (5).

7. Anordning ifølge krav 6,karakterisert vedat guiderøret (5) er utstyrt med en føringsflens (7) omtrent midtveis mellom flensen (6) for innfesting av strekkelementene (8) og dekket (2), gjennom hvilken føringsflens (7) strekkelementene (8) strekker seg med en liten klaring.

8. Anordning ifølge ett av de foregående krav,karakterisertv e d at strekkelementet (8) er et strekkstag.

9. Anordning ifølge krav 8,karakterisert vedat strekkstaget (8) har større diameter ved sine ender.

10. Anordning ifølge krav 8 eller 9,karakterisert vedat strekkstaget (8) er fremstilt av et duktilt rustfritt stål.