NO334306B1 - Anordning ved drift av et habitat - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en anordning ved drift av et habitat på en installasjon, hvor det i habitatet utføres arbeid som innebærer varmeutvikling, gnister o.l., og hvor det i habitatet ved hjelp av en vifte opprettes et overtrykk av luft for å hindre inntrengning av brannfarlige gasser som kan antennes.

Et habitat betyr i denne sammenheng det samme som et lukket kammer, et arbeidstelt, eller lignende, hvor objektet helt kan isoleres fra omgivelsene. Slike habitater er som regel konstruert av flammehemmende duk eller av plater av alu-minium eller blikk, i anpasning til det spesielle bruksområdet. Habitater kan ha et stort antall ulike fasonger, alt etter de spesielle bruksformål.

I det etterfølgende benyttes kun betegnelsen habitat for et slikt lukket rom/kammer.

Habitater brukes under forhold hvor det er forbudt å bruke åpen ild eller utføre arbeid som medfører sliping, sveising og sandblåsing.

Dette gjelder særlig på offshore oljeplattformer hvor det foregår boring etter hydro-karboner og/eller det produseres råolje. Slike anlegg har som regel et eget separa-sjonsanlegg. Dersom det oppstår utilsiktet varmeutvikling av en gitt størrelse i det aktuelle området, kan det oppstå risiko for eksplosjoner grunnet antennelse av olje og/eller gass.

Et habitat er et overtrykksystem som gjør det mulig å utføre sveising på en trygg måte, på steder der dette ellers vil være utelukket. Et slikt habitat gir et kontrollert arbeidsmiljø og utgjør en barriere mot risikomomenter, slik at man kan fullføre tidskritiske arbeidsoppgaver raskt og effektivt.

Dette består av blant annet gassdetektorer, varmedetektor, trykkmåler og en adskilt arbeidsstasjon for sveisestrøm som er koblet opp mot en sentral styringsenhet. Alt elektrisk utstyr og potensielle tennkilder blir avstengt momentant dersom det registreres gass rundt eller innenfor habitatet, dersom det skjer en vesentlig eller rask temperaturøkning, eller om det inntreffer tap av overtrykk i habitatet.

Derfor er sikkerhetskravene ekstra strenge til arbeid som ellers skal foregå på i tilknytning til plattformen. Enkelte ganger installeres det et tilleggssystem, som gjelder selve gassvarslingen, slik at systemet varsler dersom det kommer gass inn til området.

Generelt er det en stor ulempe med de gjeldende systemer at de ikke tar hensyn til sikkerheten på tilfredsstillene måte, men overlater for stor del av sikkerheten til den menneskelige faktor, dvs. til de operatører som arbeider i forbindelse med habitatet.

Det finnes allerede et viftesystem som er i bruk, men det blir drevet pneumatisk. Dette systemet har klare svakheter. De pneumatiske motorene har kort levetid. De vil ved en nødavstenging, forbruke luft fra det sentrale pneumatiske anlegget på installasjonen.

Med dagens pneumatiske drift av habitatviftene er det et problem med korte service intervaller og mye vedlikehold. Disse viftene går gjerne døgnet rundt da det jobbes både dag og natt på offshore og onshore installasjoner.

Luften som brukes for å drive motorene til viftene blir hentet fra arbeidsluftanlegget på de ulike installasjonene. Dette er det samme pneumatiske anlegget som brukes til å drifte ulike instrumentventiler med viktige funksjoner.

Ved en eventuell nødavstenging av installasjonen vil dagens vifter være med på å tømme luftanlegget ombord. Dette kan i verste fall resultere i at anlegget blir tømt for luft og at viktige instrumentfunksjoner blir rammet.

WO 2010/055317 A1 og US 2005/151661 A1 vedrører anordninger ved drift av et habitat på en installasjon, hvor det i habitatet utføres arbeid som innebærer varmeutvikling, og hvor det i habitatet ved hjelp av en vifte opprettes et overtrykk av luft for å hindre inntrengning av brannfarlige gasser som kan antennes, og hvor overtrykkes opprettholdes en stund til tross for at det inntreffer en alarmsituasjon. Ingen av publikasjonene kan ses å oppvise at viften er koblet til en hydraulisk motor som er innrettet til å drive viften i et gitt intervall etter at viftestrømmen er brutt.

US 2008/299890 A1 oppviser en backup-løsning ved et normalt elektrisk drevet ventilasjonsanlegg der det ved strømbrudd aktiviseres en drivstoffmotor som driver en hydraulisk pumpe som kan drive hydrauliske motorer som er koblet til ventilasjonsviftene. Løsningen er ikke basert på verken strøm, batteri, eller noe sentrale pneumatiske anlegg, men på en ekstern motor som må aktiveres spesielt, og kan ikke ses å være særlig kompakt og enkel, og er beregnet for ventilasjonsanlegg.

JP 2231216 A oppviser en vifte med en akkumulator som lades opp fra en hydraulisk pumpe som drives av kjøretøyets motor. Systemet er tiltenkt et kjøretøy og viften aktiviseres via en termostat i kjøretøyet, og ikke ved et strømavbrudd.

I en foretrukket utførelse av en anordning ved drift av et habitat på en installasjon, hvor det i habitatet utføres arbeid som innebærer varmeutvikling, gnister o.l., så som sveising, sliping, skjæring og/eller sandblåsing, og hvor det i habitatet ved hjelp av en vifte opprettes et overtrykk av luft for å hindre inntrengning av brannfarlige gasser som kan antennes av sveiseflamme etc, er viften er koblet til og drives av en hydraulisk motor som er koblet til minst en hydraulikkpumpe som blir drevet av en elektromotor, der hydraulikkpumpen er koblet til en akkumulator, og at den hydrauliske motoren er koblet til akkumulatoren og innrettet for drift av viften i et gitt intervall etter at strøm til elektromotoren er brutt.

Akkumulatoren lades fortrinnsvis under drift av viften. Når akkumulatoren er ladet er den hydrauliske motoren innrettet for drift av viften.

Hydraulikkpumpen(e) kan være koblet til flere akkumulatorer som lades under drift av viften.

Den hydrauliske motoren kan videre være koblet til en dobbel hydraulikkpumpe.

Hydraulikkpumpen kan videre omfatte en ventil, der ventilen er innrettet til å åpne slik at olje som er lagret i akkumulatorene slippes kontrollert ut til den hydrauliske motoren, når elektromotoren stenger.

En stengeventil kan også være anordnet mellom akkumulatorene og den hydrauliske motoren, innrettet til å hindre at akkumulatorene tømmer seg hver gang elektromotoren stopper.

En eksempelutførelse av oppfinnelsen er vist i de vedlagte figurer, hvori:

Figurene 1-5 viseren modell av foreliggende oppfinnelse.

Figur 6 viser oppfinnelsen henholdsvis i perspektiv og planriss.

Figur 7 viser et koblingsdiagram for oppfinnelsen.

To store utfordringer med oppfinnelsen er at: Viften skal gå i 3-5 minutter etter at strømmen har gått. Hele konstruksjonen bør ikke bli større enn en euro pall 20.

For at viften 10 skal gå i tre til fem minutter etter at strømmen har gått må det lagres opp nok energi, som kan benyttes etter et strømbrudd. Måten det gjøres på er enten ved å lagre energien i batteripakker før el. motoren, eller lagre energien i hydrauliske akkumulatorer. Siden det ikke finnes store nok batteripakker som er atex godkjente, er det løsningen med å lagre energien i hydrauliske akkumulatorer som mest aktuell.

Foreliggende system kan virke på følgende måte: Systemet blir drevet av en elektromotor 18 som igjen driver en enkel eller dobbel hydraulikkpumpe 12. Hydraulikkpumpen 12 lader akkumulatorene 14, samtidig som viften 10 går. Når akkumulatorene 14 er ladet vil også denne oljen drive viften 10. Ved en gasslekkasje vil strømmen brytes. Elektromotoren 18 vil bli slått av, og hydraulikkpumpen 12 stopper. Da vil akkumulatorene 14 overta driften av viften i ca 5 minutter.

Konseptet fungerer slik at når strømmen slås på begynner elektromotoren 18 å gå. Denne driver igjen en dobbel hydraulikkpumpe 12.

Utgang P1 på hydraulikkpumpen 12 kan ha et arbeidstrykk på 200 bar. Det er denne utgangen som lader akkumulatorene 14. Når akkumulatorene 14 er ladet med det trykket som på forhånd er beregnet til 200 bar, vil også denne oljemengden være med på å drive viften 10. Tiden det vil ta fra man starter anlegget til P1 har ladet akkumulatorene 14 vil ta ca. fem minutter. Når trykket på akkumulatorene 14 er oppnådd vil ventil fire åpne slik at oljen da går direkte til hydraulikkmotoren 16 som driver viften 10.

Utgang P2 på pumpen 12 begynner straks å levere olje til hydraulikkmotoren 16 når anlegget settes i gang. På denne kretsen er sikkerhetsventilene satt til 100 bar. Dette viser at man har full kapasitet ved 80 bar.

Ved et strømbrudd vil el. motoren 18 stoppe, som igjen vil stoppe hydraulikk-pumpene 12. Dette fører til at pilottrykket inn på ventilen mistes og stenger oljen fra akkumulatorene 14. Denne ventilen vil nå åpne slik at den oljen som er lagret i akkumulatorene 14 slippes kontrollert ut til hydraulikmotoren 16. Det er i tillegg satt på en stengeventil mellom akkumulatorene 14 og hydraulikkmotoren 16. Årsaken til dette er at man skal kunne stenge denne kretsen slik at man ikke må starte med å lade akkumulatorene 14 etter hvert stopp eks. pauser. Hvis denne ventilen ikke hadde vært her ville akkumulatorene 14 tømt seg hver gang.

Den energien som da er lagret i akkumulatorene 14 vil være nok til at viften 10 vil gå med full hastighet 2800r/min i 2,5 minutt. Hvis mengden strupes ned til det halve, slik at viften går med 1400 r/min, vil den da gå i ca 5 minutter.

Erfaringsmessig vil man under normale forhold ha nok kapasitet når viften går med halv hastighet (1400 r/min). Dette har ført til at det er satt på en dumpingventil der man kan dumpe all oljen som kommer fra P1 direkte til tank, etter at akkumulatorene 14 er ladet.

Dette gjøres for at det ikke skal bli for stor gjennomstrømning av luft inne i habitatet, for dette kan føre til problemer med for eksempel dekkgassen ved sveising.

Årsaken til at det er valgt en dobbel hydraulikkpumpe, er at det skal holde med en enfaset motor. Dette er igjen avgjørende for mobiliteten til anlegget. Hvis man hadde valgt en enkel pumpe ville den dratt så mye strøm at man hadde måtte bruke en trefaset motor, hvilket selvfølgelig også er mulig.

Grunnen til at det brukes en blokk i stedet for enkeltstående komponenter er at det for det første vil ta mindre plass. For det andre vil kostnadene bli lavere og produksjonstiden kortere ved serieproduksjon.

I forbindelse med konstruksjonsarbeidet er det viktig å fokusere på å lage konstruksjonen på en så forsvarlig måte som mulig, bla i forbindelse med fare for oljelekkasje fra det hydrauliske systemet. Det er derfor valgt å legge akkumulatorene 14 i bunnen av konstruksjonen i et tett kar 22. Over karet er det lagt en dørk 24 med dreneringshull i, der selve konstruksjonen er plassert. Dreneringshullene er for å drenere vekk eventuelle lekkasjer fra systemet. Dermed vil alle lekkasjer bli samlet opp i bunnen i det tette karet. Dørken konstruksjonen er montert på er påsatt løfteører 26, og skrudd fast i karet, slik at det skal være enkelt komme til å etterse akkumulatorene 14, og reparere eventuelle lekkasjer eller andre feil som kan oppstå. Dreneringshullene er påsatt rister for å unngå at det kommer smuss og større partikler ned i karet

Claims (7)

1. Anordning ved drift av et habitat på en installasjon, hvor det i habitatet utføres arbeid som innebærer varmeutvikling, gnister o.l., og hvor det i habitatet ved hjelp av en vifte (10) opprettes et overtrykk av luft for å hindre inntrengning av brannfarlige gasser som kan antennes,karakterisert ved at viften (10) er koblet til og drives av en hydraulisk motor (16) som er koblet til minst en hydraulikkpumpe (12) som blir drevet av en elektromotor (18), at hydraulikkpumpen (12) er koblet til en akkumulator (14), og at den hydrauliske motoren (16) er koblet til akkumulatoren (14) og innrettet for drift av viften i et gitt intervall etter at strøm til elektromotoren (18) er brutt.

2. Anordning i samsvar med krav 1,karakterisert vedat akkumulatoren (14) blir ladet under drift av viften (10).

3. Anordning i samsvar med krav 2,karakterisert vedat når akkumulatoren (14) er ladet er den hydrauliske motoren (16) innrettet for drift av viften (10).

4. Anordning i samsvar med krav 3,karakterisert vedat hydraulikkpumpen (12) er koblet til flere akkumulatorer (14) som lades under drift av viften (10).

5. Anordning i samsvar med krav 1,karakterisert vedat den hydrauliske motoren (16) er koblet til en dobbel hydraulikkpumpe (12).

6. Anordning i samsvar med krav 5,karakterisert vedat hydraulikkpumpen (12) omfatter en ventil, der ventilen er innrettet til å åpne slik at olje som er lagret i akkumulatorene (14) slippes kontrollert ut til den hydrauliske motoren (16), når elektromotoren (18) stenger.

7. Anordning i samsvar med krav 5,karakterisert vedat en stengeventil er anordnet mellom akkumulatorene (14) og den hydrauliske motoren (16), innrettet til å hindre at akkumulatorene (14) tømmer seg hver gang elektromotoren (18) stopper.