NO333368B1 - Styrestolpe - Google Patents

Abstract

Det er vist en styrestolpe (1) til bruk under siste del av en styrt nedfiring av utstyr (20) mot et forutbestemt punkt eller sted (30) på sjøbunnen. Styrestolpen (1) fortsetter eller videreføres i en føringsvaier som forløper mot en struktur på havoverflaten. Et ledd (3) er introdusert mellom selve styrestolpen (4) og en fikseringsfot (2) som er beregnet på fast innfesting til en undervannskonstruksjon. Leddet (3) er i stand til å overføre aksialt virkende krefter samtidig som det opphever bøyemomenter.

Description

Styrestolpe

Foreliggende oppfinnelse vedrører en styrestolpe til bruk under siste del av en styrt nedfiring av utstyr mot et forutbestemt punkt eller sted på sjøbunnen, der styrestolpen fortsetter i en føringsvaier som forløper mot en struktur på havoverflaten.

En styrestolpe av denne typen er vist i US 3,451,699. Ytterligere eksempler på kjent teknikk er vist i US 3,236,302A og US 2009/212558A1.

Føring eller styring av undervannsutstyr ned på brønnhoder ved bruk av føringsliner, vanligvis vaier, og en styrestolpestruktur er alminnelig kjent. Slike føringsstolper blir ofte benyttet til å lokalisere komponenter på sjøbunnsfundamenter under oljeboring eller oljeproduksjon eller for å plassere en modul oppå hverandre. For eksempel ved boring av en undervannsbrønn blir vanligvis et føringsfundament plassert rundt lederørhuset til en brønn som bores. Føringsfundamentet har styrestolper og disse blir brukt til å posisjonere en boresikringsventil BOP på toppen av brønnhodet. Styrestolper kan også bli brukt til å installere og posisjonere andre moduler, for eksempel for å lede og posisjonere en nedre stigerørspakke på en boresikringsventil, eller en nødfrakoplingspakke på en brønnoverhalingssikring.

Slike føringsstolper skaper en grovinnretting mellom utstyret og brønnhodet og skaper vertikal stabilitet i systemet for å kunne foreta kopling til brønnhodet. Endelig innretting blir utført med selve konnektoren. Vanligvis vil det være fire føringsvaiere og fire stolper som blir brukt under en nedfiringsoperasjon.

Et formål med den foreliggende oppfinnelse har vært å redusere risiko for brudd eller skade på styrestolpene som sitter på toppen av en BOP og som normal brukes til å lede på plass en LMRP ned på BOP. Ved en nødssituasjon åpnes en konnektor mellom BOP og LMRP og LMRP løfter seg av stussen på toppen av BOP. Et krav til dagens utstyr er at dette skal kunne skje med inntil 5 graders vinkelforskjell mellom stigerør og LMRP. Det skal dermed forstås at i en slik situasjon er det fare for å brekke/skade styrestolpene. Med den foreliggende oppfinnelse sikres det at styrestolpene kan bøye seg 5 grader slik at LMRP går lett fri. Ved gjeninstallasjon posisjoneres boreriggen rett over hullet og føringsvaiere festes og strekkes opp med for eksempel 40kN slik at LMRP kan nedsettes og lande trygt.

Dette løses med styrestolpe av den innledningsvis nevnte art som kjennetegnes ved at et ledd er introdusert mellom selve styrestolpen og en fikseringsfot beregnet på fast innfesting til en undervannskonstruksjon, hvilket ledd danner et opplagringselement som omfatter en ekstorner matrise som befinner seg i grensesnittet mellom styrestolpen og fikseringsfoten, idet leddet er i stand til å overføre aksialt virkende krefter samtidig som det opphever bøyemomenter.

Vider kan den elastomere matrise omfatter i det minste én innleiret armeringslamell, så som en stålplate.

Typisk vil den elastomere matrise være i form av et gummimateriale, naturlig eller syntetisk, alternativt et polymert materiale.

Med fordel er den elastomere matrise vulket, limt eller tilsvarende til en metallplate som i sin tur er innfestet til fikseringsfoten.

Den elastomere matrise kan også ligge løst inne i fikseringsfoten i form av et elastomert element.

I en fordelaktig utførelse omfatter fikseringsfoten en nedre radialt utad rettet flensplate, en øvre radialt utad rettet flensplate med oppad ragende hattform for opptak av den elastomere matrise og en til styrestolpen festet ankertapp med flensparti, hvilket flensparti er beregnet på å bli innspent mellom den øvre og nedre flensplate via den elastomere matrise.

Vanligvis vil de respektive flensplater være innfestet til hverandre ved hjelp av boltforbindelser.

Om ønsket eller nødvendig, kan minst en tetningsring i tillegg inngå i leddkonstruksj onen.

En klaring (di) kan foreligge mellom ankertappens flensparti og den nedre flensplate, nærmere bestemt flenspartiets mer perifere omkretsflate og et radialt indre parti av den nedre flensplate.

Videre kan en klaring tø) foreligge mellom ankertappens omkretsflate og den øvre flensplates innvendige radius.

Andre og ytterlige formål, særtrekk og fordeler vil fremgå av den følgende beskrivelse av en foretrukket utførelse av oppfinnelsen, som er gitt for beskrivelsesformål og gitt i forbindelse med de vedlagte tegninger, hvor:

Fig. 1 viser i perspektiv en styrestolpe ifølge oppfinnelsen,

Fig. 2 viser i perspektiv, styrestolpen ifølge fig. 1 med delen fra hverandre,

Fig. 3 viser noe forstørret den nedre del av styrestolpen vist i figur 2,

Fig. 4 viser i langsgående snitt den nedre del av styrestolpen ifølge figur 3 i montert tilstand slik denne del er vist i figur 1, Fig. 5A viser et sideriss av styrestolpen ifølge oppfinnelsen med indikerende piler, samt et toppriss og bunnriss,

Fig. 5B viser et sideriss og en snittlinje A-A,

Fig. 5C viser et lengdesnitt langs linjen A-A i fig. 5B, og

Fig. 6 viser et undervannsutstyr idet det er i ferd med å løftes av fra en undervannsstruktur og foretar en tiltende bevegelse.

Med henvisning til fig. 1 vises det en styrestolpe som generelt er gitt henvisningstallet 1. Styrestolpen 1 er satt sammen av flere deler, en nedre (i bruksstilling) fikseringsfot 2, et leddorgan 3 og selve stolpedelen 4.

Stolpedelen 4 har i sin tur en øvre endedel 4a og en nedre endedel 4b som i en bruksstilling er fast innfestet til stolpedelen 4.1 en brukssituasjon er en føringsvaier (ikke vist) festet til stolpedelens øvre ende 4a og forløper opp til overflaten, vanligvis til et overflatefartøy, for forbindelse til dette. Den nedre endedel 4b vil, etter montering av fikseringsfoten 2, bli sveist eller på annen måte fast innfestet til stolpedelen 4.

Det henvises videre til figur 2 og 3 som tydeligere viser at fikseringsfoten 2 er satt sammen av flere deler. Disse deler er en nedre radialt utad rettet flensplate 2a med en rekke huller rund sin periferi, en øvre radialt utad rettet flensplate 2b med korresponderende huller og med en oppad ragende hattprofil 2c som danner et hulrom for opptak av en elastomere matrise 5, eller elastomert element 5, og en til stolpedelen 4 festet ankertapp 4c som er utstyrt med et flensparti 4d. Det skal for øvrig bemerkes, med henvisning til fig. 2 og 3, at ved montering av styrestolpen 1, må først ankertappen 4c med sin flensdel 4d settes ned i utsparing 2 a' i den nedre flensplaten 2a, så settes det elastomere element 5 over ankertappen 4c og ned til anlegg mot toppflaten av flensdelen 4d før den øvre flensplate 2b tres over ankertappen 4c og legges med sin hattprofil 2c ned mot toppflaten til det elastomere element 5. Dette er tydelig vist i figur 4 som blir beskrevet nedenfor. Deretter tres styrestolpens 4 nedre endedel 4b over ankertappen 4c før selve den langstrakte stolpedel 4 settes mot den nedre endedel 4b og sveises til denne eller fikseres på annen egnet måte.

Figur 4 viser i nærmere detalj at flenspartiet 4d er beregnet på å bli innspent mellom den øvre og nedre flensplate 2b, 2a via det elastomere element 5. Elementet 5 vil normalt være plassert og virke mellom flenspartiet 4d og hattprofilens 2 c innvendige toppflate 2c'. Legg merke til at innspenningen mellom den øvre og nedre flensplate 2b, 2a via det elastomere element 5 normalt vil resultere i forspenning i det elastomere element 5. Dette gir dermed et selvopprettende moment i styrestolpen 1 dersom den skulle bli utsatt for midlertidige sidekrefter. Som et alternativ til et elastomert element, vil det også være mulig å vulkanisere en elastomer matrise 5 til en av delene, enten til flensdelen 4d, inne i hattdelen 2c eller faktisk til begge deler.

Elementet eller matrisen kan ha armeringer 5a i form av stålplater eller annet egnet materiale, for å forsterke eller avstive matrisen ytterligere. Dette øker også styrestolpens 1 selvopprettende moment.

Som det fremgår av fig. 4 er det med forsett skapt en klaring di mellom ankertappens 4c flensparti 4d og den nedre flensplate 2a, nærmere bestemt flenspartiets 4d mer perifere omkretsflate og et radialt indre parti av den nedre flensplate 2a. Klaringen di avtar mot ankertappens 4c senterakse. Denne klaring gjør det mulig for hele stolpedelen 4 å knekke eller tilte i forhold til fikseringsfoten 2 dersom den utsettes for lateralt virkende krefter. Elementet eller matrisen 5 gjør at slik vippebevegelse yter motstand, og mer desto mer styrestolpen 1 knekkes lateralt. Imidlertid er det satt en grense ved om lag 5 graders vinkelawik, uten at dette skal anses som noen absolutt grense eller begrensning.

Nok en klaring d2 er tilveiebrakt mellom ankertappens 4c omkretsflate 4c' og den øvre flensplates 2b innvendige radius 2b'. Denne klaring d2 er med på å begrense vinkelen som stolpedelen 4 kan innta i forhold til fikseringsfoten 2.

Med en slik design på styrestolpen 1 som beskrevet ovenfor, er det introdusert et ledd mellom selve styrestolpen 4 og fikseringsfoten 2. Som nevnt er fikseringsfoten beregnet på fast innfesting til en undervannskonstruksjon. Det introduserte ledd er i stand til å overføre aksialt virkende krefter samtidig som det opphever bøyemomenter.

Fig. 6 illustrer en situasjon der styrestolpen ifølge den forliggende oppfinnelse kommer til særlig anvendelse. Når et undervannsutstyr LMRP 20 skal løftes opp fra en undervannsstruktur BOP 30 og den førstnevnte er utsatt for en skjevbelastning, vil den situasjon som er vist i fig. 6 oppstå. Undervannsutstyret LMRP 20 er i den illustrerte situasjon orientert i forhold til undervanns strukturen BOP 30 ved hjelp av fire styrestolper 1. Skjevbelastningen oppstår dersom løftekraften i undervannsutstyret LMRP 20, i tillegg til den vertikale komponent, også har en horisontal komponent. Den horisontale komponent søker å dra undervannsutstyret LMRP 20 i sideveis retning samtidig med at den vertikale komponent løfter utstyret 20 opp. Ettersom styrestolpenes 1 fikseringsføtter 2 er fast montert til undervannsstrukturen BOP 30, vil undervannsutstyret LMRP 20 foreta en vippebevegelse ved at styrestolpene 1 knekker i sine ledd 3 ved begynnende løfting, selv om vippebevegelsen, eller vinkelutslaget, er begrenset. Dette reduserer som sagt vesentlig faren for at styrestolpene 1 blir bøyd eller skadet på annen måte under en løfteoperasjon. Etter at undervannsutstyret LMRP 20 er løftet klar av styrestolpene 1, vil det elastomere element 5 i hver fikseringsfot 2 søke å gjenopprette styrestolpen til å innta en hovedsakelig vertikal stilling.

Som indikert skal den nå foreslåtte styrestolpe 1 kunne håndtere en vipping eller knekking av styrestolpen 1 på opp til ca. 5 grader fra vertikalen, slik pilen Pi i fig. 5A-5C indikerer. Typisk strekkraft i førings vaieren er 40kN under en slik operasjon, slik pilen P2 i fig. 5A-5C indikerer.

Claims (10)

1. Styrestolpe (1) til bruk under siste del av en styrt nedfiring av utstyr (20) mot et forutbestemt punkt eller sted (30) på sjøbunnen, der styrestolpen (1) fortsetter eller videreføres i en føringsvaier som forløper mot en struktur på havoverflaten, karakterisert ved at et ledd (3) er introdusert mellom selve styrestolpen (4) og en fikseringsfot (2) beregnet på fast innfesting til en undervannskonstruksjon, hvilket ledd (3) danner et opplagringselement som omfatter en elastomer matrise (5) som befinner seg i grensesnittet mellom styrestolpen (4) og fikseringsfoten (2), idet leddet (3) er i stand til å overføre aksialt virkende krefter samtidig som det opphever bøyemomenter.

2. Styrestolpe som angitt i krav 1, karakterisert ved at den elastomere matrise (5) omfatter i det minste én innleiret armeringslamell (5a), så som en stålplate.

3. Styrestolpe som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at den elastomere matrise (5) er i form av et gummimateriale, naturlig eller syntetisk, alternativt et polymert materiale.

4. Styrestolpe som angitt i ett av kravene 1-3, karakterisert ved at den elastomere matrise (5) er vulket, limt eller tilsvarende til en metallplate som i sin tur er innfestet til fikseringsfoten (2).

5. Styrestolpe som angitt i ett av kravene 1-4, karakterisert ved at den elastomere matrise (5) ligger løst inne i fikseringsfoten (2) og er i form av et innsatt element (5).

6. Styrestolpe som angitt i ett av kravene 1-5, karakterisert ved at fikseringsfoten (2) omfatter en nedre radialt utad rettet flensplate (2a), en øvre radialt utad rettet flensplate (2b) med oppad ragende hattform (2c) for opptak av den elastomere matrise (5) og en til selve styrestolpen (4) festet ankertapp (4c) med flensparti (4d), hvilket flensparti (4d) er beregnet på å bli innspent mellom den øvre og nedre flensplate (2b, 2a) via den elastomere matrise (5).

7. Styrestolpe som angitt i ett av kravene 1-6, karakterisert ved at respektive flensplater (2a, 2b) er innfestet til hverandre ved hjelp av boltforbindelser.

8. Styrestolpe som angitt i ett av kravene 1-7, karakterisert ved at minst en tetningsring i tillegg inngår i leddkonstruksjonen.

9. Styrestolpe som angitt i ett av kravene 1-8, karakterisert ved at en klaring (di) foreligger mellom ankertappens (4c) flensparti (4d) og den nedre flensplate (2a), nærmere bestemt flenspartiets (4d) mer perifere omkretsflate og en utsparing (2a') i et radialt indre parti av den nedre flensplate (2a).

10. Styrestolpe som angitt i ett av kravene 1-9, karakterisert ved at en klaring (d2) foreligger mellom ankertappens (4c) omkretsflate og den øvre flensplates (2b) innvendige radius.