NO333239B1

NO333239B1 - Fremgangsmate for a koble sammen to koblingsdeler av en undersjoisk koblingsinnretning.

Info

Publication number: NO333239B1
Application number: NO20110660A
Authority: NO
Inventors: Svend Erik Rocke
Original assignee: Vetco Gray Scandinavia As
Priority date: 2011-05-03
Filing date: 2011-05-03
Publication date: 2013-04-15
Also published as: BR102012010478A8; EP2520757B1; EP2520757A3; BR102012010478A2; US20120279718A1; AU2012202604B2; NO20110660A1; AU2012202604A1; EP2520757A2; US9010434B2; BR102012010478B8; BR102012010478B1

Abstract

Fremgangsmåte for å koble en første koblingsdel (1a) og en andre koblingsdel (1 b) av en undersjøisk koblingsinnretning (1) til hverandre, der den første koblingsdelen er forsynt med minst én tetningsflate (12a) som er tilpasset til å ligge an mot en tilsvarende tetningsflate (12b) på den andre koblingsdelen slik at det dannes en vanntett tetning mellom koblingsdelene. Nevnte tetningsflater blir ført til kontakt med hverandre ved å forskyve koblingsdelene mot hverandre. Filtrert sjøvann blir ført gjennom en kanal (25) i én av nevnte koblingsdeler og inn i et rom (14) mellom koblingsdelene under nevnte forskyvning av koblingsdelene mot hverandre, idet nevnte filtrerte sjøvann blir ført ut fra nevnte rom og inn i omgivelsene idet det strømmer over nevnte tetningsflater og derved hindrer partikler og smuss fra å bli fanget mellom tetningsflatene.

Description

Fremgangsmåte for å koble sammen to koblingsdeler av en under-sjøisk koblingsinnretning

Oppfinnelsens område og kjent teknikk

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for å koble en første koblingsdel og en andre koblingsdel av en under-sjøisk koblingsinnretning til hverandre, idet den første koblingsdelen er utstyrt med minst én tetningsflate som er tilpasset til å ligge an mot en tilsvarende tetningsflate på den andre koblingsdelen for å danne en vanntett tetning mellom koblingsdelene når koblingsdelene er blitt koblet sammen, idet nevnte tetningsflate på den første koblingsdelen og den tilsvarende tetningsflaten på den andre koblingsdelen blir ført til kontakt med hverandre ved å forskyve koblingsdelene mot hverandre.

En undersjøisk koblingsinnretning kan for eksempel være konstruert som en elektrisk konnektor eller en hydraulisk konnektor. En undersjøisk koblingsinnretning omfatter typisk to koblingsdeler som skal forskyves til kontakt med hverandre for å opprette en elektrisk eller hydraulisk forbindelse. For å hindre inntrenging av sjøvann i koblingsinnretningen, blir koblingsdelene normalt forsynt med tetningsflater som er tilpasset til å ligge an mot hverandre for å danne en vanntett tetning mellom koblingsdelene når koblingsdelene er blitt sammenkoblet. Når koblingsdelene blir forskyvet til de har kontakt med hverandre, foreligger det en risiko for at partikler og smuss i det omgivende sjøvannet, slik som for eksempel sand eller slam, blir fanget mellom tetningsflåtene til koblingsdelene. Dersom partikler og/eller smuss blir fanget mellom tetningsflåtene, vil tetningseffektiviteten kunne bli forringet og tetningsflåtene kunne bli skadet. Dette problemet er spesielt alvorlig når tetningsflåtene er av metallisk materiale.

Sammenfatning av oppfinnelsen

Hensikten med foreliggende oppfinnelse er å fremskaffe en fremgangsmåte som gjør det mulig å unngå det ovennevnte problemet.

I henhold til oppfinnelsen blir denne hensikten oppnådd ved en fremgangsmåte som har de egenskapene som er definert i krav 1.

Fremgangsmåten i henhold til foreliggende oppfinnelse omfatter trinnet med å tilføre filtrert sjøvann inn i et hulrom mellom en første koblingsdel og en andre koblingsdel hos en undersjø-isk koblingsinnretning samtidig som koblingsdelene forskyves til de kommer i kontakt med hverandre, idet det filtrerte sjøvannet blir ført inn i nevnte hulrom gjennom en kanal som er utformet i en av koblingsdelene. Det filtrerte sjøvannet blir ført ut fra nevnte hulrom og inn i omgivelsene idet det strømmer over tetningsflater på koblingsdelene, slik at partikler og smuss blir forhindret i å bli fanget mellom en tetningsflate på den første koblingsdelen og en tilsvarende tetningsflate på den andre koblingsdelen. Ved kontinuerlig tilførsel av filtrert sjøvann inn i rommet mellom koblings-delene på ovenfor nevnte måte mens koblingsdelene forskyves mot hverandre, blir omgivende ufiltrert sjøvann forhindret fra å trenge inn i området mellom tetningsflåtene på koblingsdelene, og ingen ekstra rengjøring av tetningsflåtene er påkrevd før tetningsflåtene kommer i kontakt med hverandre. Herved kan koblingsdelene bli koblet sammen på en rask og pålitelig måte, selv i omgivelser der partikler og smuss, slik som for eksempel sand og slam, er blandet med det omgivende sjøvannet.

Ytterligere fordeler og fordelaktige egenskaper ved fremgangsmåten i henhold til foreliggende oppfinnelse vil fremgå av de avhengige patentkravene og følgende beskrivelse.

Kort beskrivelse av tegningsfigurene

Med henvisning til de vedlagte tegningsfigurene følger en spesifikk beskrivelse av foretrukne utførelser av oppfinnelsen, gjengitt som eksempler nedenfor.

Tegningsfigurene viser som følger:

Fig 1 og 2 er skjematiske illustrasjoner av en koblingsinnretning, sett i lengdesnitt under trinnet med å forskyve koblingsdelene på koblingsinnretning inntil de går i inngrep med hverandre, Fig 3 er et skjematisk sideriss som viser koblingsinnretningen på figurene 1 og 2 med de to koblingsdelene fastgjort til hverandre, og Fig 4 er et skjematisk sideriss som viser koblingsinnretningen på figurene 1-3 etter at det er opprettet elektrisk forbindelse mellom kontaktelementene på de to koblingsdelene.

Detaljert beskrivelse av utførelser av oppfinnelsen

I det følgende vil fremgangsmåten i henhold til foreliggende oppfinnelse bli beskrevet slik den brukes med en undersjøisk koblingsinnretning i form av en elektrisk konnektor av typen som er beskrevet i US 7 080 996 B2. Fremgangsmåten kan imidlertid selvsagt også brukes med andre typer av undersjøiske koblingsinnretninger, slik som for eksempel med en undersjøisk koblingsinnretning i form av en hydraulisk konnektor eller en stikk type (stab type) elektrisk konnektor.

Figurene 1-4 illustrerer en koblingsinnretning 1 som er

konstruert for bruk i undersjøisk elektrisk kraftdistribusjon. Koblingsinnretningen 1 omfatter en første koblingsdel la og en andre koblingsdel lb, som er løsbart fastgjort til hverandre. En første kraftledning 7a er koblet til den første koblingsdelen la gjennom et feste 4a montert på den første koblings-

delen, og en andre kraftledning 7b kan kobles til den andre koblingsdelen lb gjennom et feste 4b montert på den andre koblingsdelen. De to kraftledningene 7a, 7b kan kobles sammen elektrisk ved hjelp av koblingsinnretningen 1. Respektive kraftledning 7a, 7b utgjør her en kraftkabel.

Hver koblingsdel la, lb er utstyrt med en kontaktkapsling 2a, 2b som inneholder et tilhørende kontaktelement 3a, 3b. Koblingsdelene la, lb er konstruert slik at det blir dannet et gap 20 (se figur 3) mellom kontaktelementet 3a i den første koblingsdelen la og kontaktelementet 3b i den andre koblingsdelen lb når koblingsdelene la, lb er blitt fastgjort til hverandre. Et kontaktelement 10 er forskyvbart innrettet i kontaktkapslingen 2b i den andre koblingsdelen lb. Når koblingsdelene la, lb er blitt festet til hverandre, er kontaktelementet 10 forskyvbart i retning av kontaktelementet 3a i den første koblingsdelen la, fra en første posisjon der det ikke er dannet noen elektrisk forbindelse mellom kontaktelementet 3a i den første koblingsdelen la og kontaktelementet 3b i den andre koblingsdelen lb gjennom kontaktelementet 10, og til en andre posisjon, hvor kontaktelementet 10 oppretter elektrisk forbindelse mellom nevnte kontaktelementer 3a, 3b. Forskyvningen av kontaktelementet 10 er fortrinnsvis hydraulisk drevet.

Kontaktelementene 3a, 3b er innrettet i respektive kontaktkapslingen 2a, 2b, delvis omgitt av et kammer 5a, 5b fylt med dielektrisk fluid. Kompensatorer (ikke vist) er passende innrettet i nevnte kamre 5a, 5b for å motbalansere hydrostatisk trykk og for å sørge for volumetrisk kompensering i forbindelse med utvidelse/sammentrekking av det dielektriske fluidet. Kompensatorene omfatter fortrinnsvis metallbelger, men kan også være laget av elastomermateriale.

I det følgende vil kontaktkapslingen 2a i den første koblingsdelen la bli kalt første kontaktkapsling, og kontaktkapslingen 2b i den andre koblingsdelen lb vil bli kalt andre kontaktkapsling. På samme måte vil kontaktelementet 3a i den første koblingsdelen la bli kalt første kontaktelement, og kontaktelementet 3b i den andre koblingsdelen lb vil bli kalt andre kontaktelement.

I det illustrerte eksempelet omfatter respektive kontaktelementet 3a, 3b tre kontaktpinner 13a, 13b. Kontaktelementet 10 omfatter her tre kontakthylser 11 som hver av dem kan plasseres rundt og i elektrisk kontakt med to motstående kontaktpinner 13a, 13b i de to kontaktelementene 3a, 3b. Kontakthylsene 11 er fortrinnsvis integrert i én enkelt enhet, som illustrert på figurene 1-4. Kontaktelement 10 er festet til et stempel 24 som er forskyvbart montert i et kammer 22 innrettet i den andre kontaktkapslingen 2b. Nevnte kammer 22 er fortrinnsvis fylt med dielektrisk fluid. Stempelet 24 er tilpasset til å være hydraulisk aktivert slik at det kan forskyve kontaktelementet 10 mellom ovenfor nevnte første og andre posisjon. Figur 3 viser kontaktelement 10 når det er plassert i den ovenfor nevnte første posisjon, dvs. når det ikke foreligger noen elektrisk forbindelse mellom det første kontaktelementet 3a og det andre kontaktelementet 3b. Figur 4 viser kontaktelement 10 når det er plassert i ovenfor nevnte andre posisjon, dvs. når det foreligger elektrisk forbindelse mellom det første kontaktelementet 3a og det andre kontaktelementet 3b.

Den første kontaktkapslingen 2a er fortrinnsvis plassert med

sin senterakse vertikalt innrettet, som illustrert på figur 1. Det første koblingsdelen la, som her utgjør en nedre koblingsdel, er f.eks. festet til en fundamentstruktur, ikke vist, som er fastgjort til en struktur plassert på havbunnen. Den andre koblingsdelen lb, som her utgjør en øvre koblingsdel, inngår typisk i en elektrisk drivmodul. Den andre koblingsdelen lb er i dette tilfellet tilpasset til å bli koblet til den første koblingsdelen la ved å bli senket vertikalt til den er i inngrep med den første koblingsdelen la, og frigjort fra den første koblingsdelen la ved å bli løftet vertikalt ut av inngrep med denne. Senke- og løfte-operasjonene blir f.eks. utført ved hjelp av en vinsjanordning som er innrettet på et

skip eller på en plattform, og koblet til den elektriske drivmodulen som inkluderer den andre koblingsdelen lb, ved bruk av et rep eller wire.

I utførelsen som er vist på figurene 1-4 har den første kontaktkapslingen 2a et hulrom 6 for å motta en endedel 8 av den andre kontaktkapslingen 2b. Følgelig er den første kontaktkapslingen 2a konstruert som en hun-del og den andre kontaktkapslingen 2b som en hann-del. Det er selvsagt også mulig å konstruere den første kontakt kapslingen 2a som en hann-del og den andre kontaktkapslingen 2b som en hun-del, dersom det er ønskelig.

I det illustrerte eksempelet omfatter koblingsinnretningen 1 en låseanordningen 40 som er tilpasset til å feste kontakt-kapslingene 2a, 2b til hverandre når koblingsdelene la, lb er blitt korrekt koblet til hverandre. Låseanordningen er fortrinnsvis hydraulisk aktiverbar. I det illustrerte eksempelet omfatter låseanordningen 40 et antall dreibare låseelementer 41 innrettet rundt den andre kontaktkapslingen 2b. Disse låseelementene 41 er tilpasset til å samvirke med motsvarende låseflater 43 innrettet i et spor 42 i hulrommet 6 i den første koblingsdelen la. Et festeelement 44 er tilpasset til å sikre låseelementene 41 i den stillingen som figurene 3 og 4 viser. Festeelementet 44 er innrettet forskyvbart i den andre koblingsdelen lb, og forskyvningen er hydraulisk aktivert. Låseelementene 41 er dreibart montert på den andre koblingsdelen lb. Når festeelementet 44 blir forskjøvet nedover langsetter den andre koblingsdelen lb og vekk fra låseelementene 41, kan låseelementene 41 fritt dreie seg slik at den andre koblingsdelen lb og derved den andre kontaktkapslingen 2b kan bevege seg nedover inn i hulrommet 6 i den første koblingsdelen la.

Den første koblingsdelen la er forsynt med minst én tetningsflate 12a som er tilpasset til å ligge an mot en tilsvarende tetningsflate 12b på den andre koblingsdelen lb for å danne en vanntett tetning mellom koblingsdelene la, lb når koblings- delene er blitt koblet sammen. Nevnte tetningsflate 12a på den første koblingsdelen la og den tilsvarende tetningsflaten 12b på den andre koblingsdelen lb blir ført til kontakt med hverandre ved å forskyve koblingsdelene la, lb mot hverandre. Tetningsflåtene 12a, 12b er fortrinnsvis av metallisk materiale. En eller flere av tetningsflåtene på koblingsdelene la, lb kan alternativt utgjøre en del av et elastomerisk tetningselement. I det illustrerte eksempelet er tetningsflaten 12b på den andre koblingsdelen lb plassert på et ringformet fremspring 16 innrettet på nedre ende av den andre kontaktkapslingen 2b, og tetningsflaten 12a på den første koblingsdelen la er plassert i en tilsvarende utsparing 15 innrettet i den første kontaktkapslingen 2a. Tetningen 12 som er dannet av tetningsflåtene 12a, 12b tetter rommet 14 mellom koblingsdelene la, lb fra det omgivende sjøvannet når koblingsdelene la, lb er blitt festet til hverandre.

Figurene 1 og 2 viser koblingsinnretningen 1 på ett trinn under prosessen med å koble den andre koblingsdelen lb til den første koblingsdelen la. Den andre koblingsdelen lb blir koblet til den første koblingsdelen la ved å bli forskyvet mot den første koblingsdelen la. Under denne forskyvningen av den andre koblingsdelen lb mot den første koblingsdelen la blir filtrert sjøvann kontinuerlig tilført gjennom en kanal 25 i den andre koblingsdelen lb og inn i rommet 14 mellom koblings-delene la, lb, idet nevnte filtrerte sjøvann blir ført fra nevnte rom 14 og inn i omgivelsene idet det strømmer over tetningsflåtene 12a, 12b, for derved å hindre at partikler og smuss blir fanget mellom disse tetningsflåtene. Strømmen av det filtrerte sjøvannet er illustrert ved pilene på figur 2. Slik blir filtrert sjøvann innført i rommet 14 mellom

koblingsdelene la, lb gjennom matekanalen 25 og spylt med høy hastighet ut over tetningsflåtene 12a, 12b samtidig som de to koblingsdelene la, lb sakte blir ført sammen inntil tetningsflatene 12a, 12b er i inngrep med hverandre og den vanntette tetningen 12 er opprettet.

I det illustrerte eksempelet blir det filtrerte sjøvannet matet inn i nevnte kanal 25 ved hjelp av en pumpe 61 som er innrettet i en ROV 60 (ROV = Remotely Operated Vehicle, fjernstyrt kjøretøy). ROV 60 er svært skjematisk vist med stiplede streker på figurene 1 og 2. Pumpen 61 kan kobles til kanalen 25 gjennom en hydraulisk forbindelse 26 som foreligger på den andre koblingsdelen lb. Nevnte sjøvann blir filtrert ved hjelp av et filter 62 innrettet i ROV 60. Når tetningsflatene 12a, 12b er blitt brakt i kontakt med hverandre (som illustrert på figur 3), blir fluid tillatt å forlate rommet 14 mellom koblingsdelene la, lb gjennom en returkanal 27 som finnes i den andre koblingsdelen lb. I eksempelet som er illustrert på figurene 1 og 2 er returkanalen 27 forbundet med omgivelsene gjennom en kanal 65 innrettet i ROV 60. En ventil 63 er innrettet i nevnte kanal 65 i ROV 60. Trykket i returkanalen 27, som tilsvarer trykket i rommet 14 mellom koblingsdelene la, lb, kan måles ved hjelp av en trykkmåler 64 innrettet i ROV 60. Når tetningsflåtene 12a, 12b er brakt i inngrep med hverandre for å danne en vanntett tetning 12 mellom koblingsdelene la, lb, blir ventilen 63 stengt og rommet 14 mellom koblingsdelene la, lb blir satt under et bestemt trykk. Tetningseffektiviteten av tetningen 12 blir kontrollert ved å overvåke det oppsatte trykket i rommet 14 ved hjelp av trykkmåleren 64. Tetningseffektiviteten av tetningen 12 blir for eksempel verifisert ved å holde rommet 14 avstengt etter at nevnte bestemte trykk er opprettet og å overvåke dette trykket over en viss tidsperiode. Dersom trykkavviket ikke overskrider en gitt verdi i løpet av denne tidsperioden, blir tetningen 12 antatt å være akseptabel.

Figur 3 viser koblingsinnretningen 1 når koblingsdelene la, lb er blitt fastgjort til hverandre på en fluidtett måte. I den posisjonen som er vist på figur 3 er kontaktelementet 10 i den tidligere nevnte første posisjon, der det ikke er opprettet noen elektrisk forbindelse mellom kontaktelementet 3a i den første koblingsdelen la og kontaktelementet 3b i den andre koblingsdelen lb. Figur 4 viser kontaktelementet 10 plassert i tidligere nevnte andre posisjon, der kontaktelementet oppretter elektrisk forbindelse mellom nevnte kontaktdeler 3a, 3b.

Som det fremgår av figur 3 er det et gap 20 mellom det første kontaktelementet 3a og det andre kontaktelementet 3b når koblingsdelene la, lb er fastgjort til hverandre. Dette gapet 20 og det andre rommet 14 mellom koblingsdelene la, lb er opprinnelig fylt med filtrert sjøvann. Når koblingsdelene la, lb er blitt fastgjort til hverandre på en fluidtett måte, blir det filtrerte sjøvannet spylt ut fra rommet 14 mellom koblingsdelene la, lb, hvoretter rommet 14 blir fylt med dielektrisk fluid.

Den illustrerte koblingsinnretningen 1 vil kunne brukes for å koble sammen to kraftledninger i form av kraftkabler. Denne koblingsinnretningen vil imidlertid også kunne brukes til å

koble sammen en første kraftledning i form av en kraftkabel og en andre kraftledning, hvilket utgjør en annen type av kraftledning enn en kraftkabel eller sammenkobling av to kraftledninger som utgjør andre typer av kraftledninger enn kraftkabler. Én av nevnte kraftledninger vil for eksempel kunne være en inngangsterminal eller en uttgangsterminal i et elektrisk apparat.

Oppfinnelsen er selvsagt ikke på noen måte begrenset til de utførelsene som er beskrevet ovenfor. Tvert imot vil mange mulige modifikasjoner være åpenbare for en person med vanlig kjennskap til teknikken, uten at de avviker fra grunnideen for oppfinnelsen slik den er definert i de vedlagte patentkravene.

Claims

1. Fremgangsmåte for å koble en første koblingsdel (la) og en andre koblingsdel (lb) av en undersjøisk koblingsinnretning (1) til hverandre, der den første koblingsdelen (la) er utstyrt med minst én tetningsflate (12a) som er tilpasset til å ligge an mot en tilsvarende tetningsflate (12b) på den andre koblingsdelen (lb) for å danne en vanntett tetning (12) mellom koblingsdelene (la, lb) når koblingsdelene er blitt koblet sammen, idet nevnte tetningsflate (12a) på den første koblingsdelen (la) og den tilsvarende tetningsflaten (12b) på den andre koblingsdelen (lb) blir ført til kontakt med hverandre ved å forskyve koblingsdelene (la, lb) i retning mot hverandre,karakterisert vedat filtrert sjøvann blir tilført gjennom en kanal (25) i én av nevnte koblingsdeler (la, lb) og inn i et rom (14) mellom koblingsdelene (la, lb) under nevnte forskyvning av koblingsdelene mot hverandre, idet nevnte filtrerte sjøvann blir ført ut fra nevnte rom (14) og inn i omgivelsene ved at det strømmer over nevnte tetningsflater (12a, 12b) og derved hindrer partikler og smuss fra å bli fanget mellom nevnte tetningsflater (12a, 12b).

2. Fremgangsmåte i henhold til krav 1,karakterisert vedat det filtrerte sjøvannet blir ført inn i nevnte kanal (25) ved hjelp av en pumpe (61).

3. Fremgangsmåte i henhold til krav 2,karakterisert vedat det filtrerte sjøvannet blir ført inn i nevnte kanal (25) ved hjelp av en pumpe (61) innrettet i et fjernstyrt kjøretøy (ROV) (60).

4. Fremgangsmåte i henhold til krav 3,karakterisert vedat nevnte sjøvann blir filtrert ved hjelp av et filter (62) innrettet i det fjernstyrte kjøretøyet (ROV) (60).

5. Fremgangsmåte i henhold til hvilket som helst av kravene 1-4,karakterisert vedat rommet (14) mellom den første koblingsdelen (la) og den andre koblingsdelen (lb) er forbundet med omgivelsene gjennom en returkanal (27) plassert i én av nevnte koblingsdeler (la, lb) og en ventil (63), idet trykket i nevnte rom (14) blir overvåket etter at koblings-delene (la, lb) er koblet sammen mens nevnte ventil (63) blir holdet stengt, slik at en kan kontrollere tetningseffektivit-eten av den vanntette tetningen (12) som er dannet av nevnte tetningsflater (12a, 12b).

6. Fremgangsmåte i henhold til hvilket som helst av kravene 1-5,karakterisert vedat rommet (14) mellom første koblingsdel (la) og andre koblingsdel (lb) blir spylt fri fra sjøvann og fylt med dielektrisk fluid etter at koblingsdelene er koblet sammen.