NO335861B1 - Svakt ledd for et stigerørssystem - Google Patents

Description

OPPFINNELSENS OMRÅDE

Den foreliggende oppfinnelsen gjelder generelt et sikkerhetsledd, som vanligvis er kjent som svakt ledd innen terminologien for hydrokarbonleting. Et stigerør kan koples fra med et slikt ledd dersom det skulle oppstå eventuelle uforutsette nødsituasjoner, så som ekstremt vær, motor- og strømsvikt på fartøy, svikt i forankrings- eller posisjoneringssystemet og så videre.

Spesielt gjelder den foreliggende oppfinnelsen et svakt ledd for et stigerørssystem som har en mekanisme for trykkbalansering, for utjevning av eventuelle effekter fra endedekselet på frigjøringsboltene til det svake leddet. Denne mekanismen for trykkbalansering virker fortrinnsvis sammen med en dempningsmekanisme, for å sikre at det på en kontrollert måte finner sted en separasjon langs et slikt svakt ledd, som vil begrense og fordele de ekstreme kreftene som slippes løs etter en frigjøring.

Den foreliggende oppfinnelsen gjelder også et svakt ledd for et stigerørssystem som har en mekanisme med sterk modus, for å kunne øke gripekraften mellom de to løsbare sammenføyde komponentpartiene ved behov og når slikt er påkrevet.

Mer spesielt, den foreliggende oppfinnelsen gjelder et svakt ledd for et stigerørssystem i henhold til ingressen i det selvstendige kravet 1.

TEKNISK BAKGRUNN FOR OPPFINNELSEN

Det er kjent at det blir benyttet ledd ved kompletterings- og overhalingsoperasjoner knyttet til undervannsoperasjoner.

Det svake leddets funksjon er å tilveiebringe en gitt og kontrollert fremgangsmåte for den endelige separasjonen av stigerøret, dersom alle andre kjente fremgangsmåter har sviktet, og operatøren er i en modus av et verst tenkelig tilfelle. En slik modus vil kunne oppstå på grunn av et ekstremt vær, motor- og strømsvikt på fartøyet, en svik i forankrings- eller posisjonenngssystemet, eller på grunn av andre uforutsette hendelser.

I et slikt scenarium med en verst tenkelig situasjon er det helt avgjørende at fartøyet er i stand til å foreta en passiv fråkopling fra brønnhodet og den infrastrukturen som er på havbunnen, for å kunne fjerne fartøyet fra koplingen med reservoaret og for å forhindre et ukontrollert bryting av stigerøret og en mulig påfølgende utblåsning. Dette er også påkrevet, for å sikre trygghet for det personalet som finnes ombord. En slik passiv fråkopling oppnås ved anvendelse av et svakt ledd.

At det svake leddet skal gi etter (det vil si fråkopling forårsaket av et svakt ledd i den vanlige operasjonsmodusen), kan knyttes opp til flertallige primære modi for at det skal kunne gi etter, og disse kan videre knyttes til operasjonsvinduet og den fysiske posisjonen for fartøyet.

Et hiv-kompensasjonssystem for et stigerørssystem kompenserer for variasjoner i fartøyets vertikale posisjon i forhold til havbunnen og den iboende oppadgående trekkingen som tilveiebringes av fartøyet. Det sikrer at bøyning / avrivning av stigerørssystemet blir forhindret. Dersom dette hiv-kompensasjonssystemet svikter, vil det kunne finne sted en feilmodus kjent som 'kompensator låsing'. Dette vil deretter føre til at en strekk- eller kompresjonskraft vil bli lagt på stigerørssystemet, på grunn av den endrende vertikale posisjonen for fartøyet som blir forårsaket av bølgebevegelsene.

En slik svikt vil forårsake bøyninger eller for mye trekking og, med mindre den overstadige trekkingen blir begrenset med et svakt ledd, vil operatøren løpe i risiko for å få skader på undervannssystemene, inkludert brønnhodet, og som en ytterste konsekvens er det fare for en vesentlig miljøforurensing på grunn av lekkasjer av hydrokarboner, og i verste fall en utblåsning. Det svake ledd vil derfor nødt til å gi etter i en modus der fartøyet er «på stasjonen» (i den korrekte posisjonen), men har en kompensator som har blitt låst opp, og som fører til at fartøyet anvender sitt eget hiv (vertikal bevegelse på grunn av bølgemønstre) direkte på stigerøret. Ideelt sett bør et svakt ledd kunne beskytte for en slik situasjon.

Dersom det benyttede systemet for å opprettholde en på-stasjon stilling, enten via forankring eller propeller som benytter dynamisk posisjonering, skulle svikte, så vil det oppstå en situasjon kjent som avdrift eller bortdrift. Dette fører til at fartøyet raskt forlater det grønne (sikre) driftsområdet og går inn i de gule (utrygge) og de røde (farlige) sonene. Dette bestemmes av den virkelige posisjonen for fartøyet, i forhold til et nominelt, rent vertikalt stigerørssystem.

I tilfelle det er en avdrift, skulle det svake leddet være i stand til å gi etter helt, med et permanent brudd og separasjon av øvre og nedre stigerørsseksjon. Det aller viktigste aspektet er å fullstendig og umiddelbart kunne kople fartøyet passivt fra den infrastrukturen som er undervann, og dermed forhindre en eventuell skade på brønnhodet og / eller på fartøyet og personellet.

De konvensjonelle svake leddene bygges oftest ved en anvendelse av to flensede stigerørsseksjoner som med strekkbolter boltes sammen ved flensene, hvormed boltene vil være utformet for å gi etter ved en gitt last.

US 2012/205118 viser en strekkanordning for å påføre konstant strekk i et arbeidsstigerør og tillate relativ bevegelse mellom en øvre og en nedre del av stigerøret. US 5382056 viser et svakt ledd som er innrettet til å dele seg dersom stigerøret utsettes for en viss strekkraft. Det svake leddet har også en låseanordning som hindrer deling når stigerøret skal installeres. US 3488031 viser et hurtigfrakoblingsledd for hurtig frakobling av et stigerer fra en havbunnsinstallasjon.

Selve stigerøret vil kunne være i en trykkavlastet tilstand (atmosfærisk trykk) under operasjonens forløp, eller det kan være fylt med olje og / eller gass med trykk. På grunn av endedeksel - effekten i stigerørssystemet vil det trykket som er til stede i stigerøret utøve en strekkraft på stigerøret som er lik trykket multiplisert med tversnittsarealet for det trykksatte mediet. Denne strekkraften virker på hvert eneste tverrsnitt i stigerøret, og vil således også virke på strekkboltene. På grunn av varierende trykk (fra atmosfærisk under den innledende installasjonen) og opp til et fullstendig boringstrykk, vil strekkboltene være gjenstand for varierende forhånds strekk - krefter i stigerøret.

Dette fører til at det svake ledd vil kunne være mottakelig for å gi etter ved varierende mekaniske strekkrefter (Tsvikt = Tbolter- Tendedeksel). Gitt den konstante verdien for boltens last når den gir etter, og trykkvariasjonen, vil operatøren være avhengig av et svakt ledd som har varierende og ukontrollerbare strekkraftgrenser. Dette vil i praksis redusere og påvirke en modus for sikkerhetsoperasjon.

Dermed må strekklasten (endedeksel), på grunn av variasjoner i boringstrykket, være balansert; såkalt «trykkbalansert», samtidig med at det ikke går utover den normale operasjonen for fråkopling / åpningen av det svake leddet.

US patentpublikasjon nr. 2011/0127041A1 forsøker å vise en slik trykkbalansering ved å tilveiebringe et svakt ledd på stigerør, som har et øvre hus og et nedre hus som er løsbart festet med bolter. Boltene er utformet slik at de bryter ved en forhåndsdefinert last. Det er også en anordning for påføring av trykk, som tilveiebringer en koplingskraft på det øvre huset for å motvirke separasjonskraften påført med brønntrykket. Dette sikrer at den eneste separasjonskraften som virker på topp - partiet av et stigerørssystem festet til det øvre huset er strekk - kraften som påføres av overflatefartøyet.

Imidlertid har den tidligere teknikken, som erkjennes i det foregående avsnittet, en vesentlig ulempe. Ved frigjøring av boltene ved en forhåndsdefinert strekkbelastning, vil det øvre og nedre huset sannsynligvis gå fra hverandre med et plutselig knekk eller et rykk. En slik rekyl av det øvre og nedre huset, og de tilsvarende stigerørspartiene som er festet til hvert av dem, gir et vidt åpent potensiale for skader på infrastruktur og utstyr under vann og for personell på overflaten.

Bortsett fra den ulempen som fremgår av det foregående avsnittet, vil ikke tidligere teknikk spesifikt og uttrykkelig vise tilpasningsdyktigheten i det svake leddet, mht. effektivt å kunne fungere når stigerørssystemet er i drift ved undervannsbetingelser (det vil si et svakt ledd som operer i en svak modus), og dessuten når stigerørssystemet blir senket ned og hentet opp; det vil si at et svakt ledd opererer i sterk modus når gripekraften mellom det to prinsipalt løsbart tilkoplete komponentene av det svake leddet har behov for å bli forsterket.

Følgelig er det et lenge følt behov for et svakt ledd på stigerørssystemer som har en mekanisme for trykkbalansering som effektivt kan virke med en dempningsmekanisme, slik at det øvre stigerørspartiet og det nedre stigerørspartiet, ved fråkopling under frigjøring av slikt koplingsverktøy, så som bolter eller løsbare bolter, går fra hverandre på en kontrollert måte, og i vesentlighet begrenser en hvilken som helst type av rekyl.

Det er også behov for et svakt ledd for stigerørssystemer som har en enkel mekanisme for effektiv fungering under varierende forhold, når stigerørssystemet er i drift i en undervannstilstand og dessuten der stigerørssystemet blir senket ned og blir hentet opp. Det er vanlig å bruke et stigerør som et senkemiddel for et ventiltre (XMT), ved å feste XMTen nedenfor nødfrakoplingspakken (EDP - «emergency disconnect package») og nedre stigerørspakke (LRP - «lower riser package») ved den nedre enden av stigerøret. Dette er en svært tung sammenstilling, og en inkludering av et konvensjonelt svakt ledd byr på potensielt katastrofale overbelastningsrisikoer, spesielt i dårlig vær. Alternativt er operasjonsvinduet svært smalt.

Den foreliggende oppfinnelsen imøtekommer de ovennevnte behov og andre tilhørende behov, ved å tilveiebringe et svakt ledd for stigerørssystemer som har en mekanisme for trykkbalansering som effektivt kan fungere i forbindelse med en dempningsmekanisme for en kontrollert og jevn adskillelse av de to viktigste løsbart sammenkoblede komponentene for det svake leddet, som hver for seg har partier av stigerør, som henholdsvis er koplet til på den nedre enden og den øverste enden. Det svake leddet i henhold til den foreliggende oppfinnelsen kan dessuten effektivt fungere i både den svake modusen og den sterke modusen som forklart tidligere, på en svært enkel måte.

FORMÅL MED OPPFINNELSEN

Det er et av de primære målene med den foreliggende oppfinnelsen å tilveiebringe et svakt ledd for et stigerørssystem som har en mekanisme for trykkbalansering, som effektivt fungerer sammen med en

dempningsmekanisme for kontrollert separasjon av et topp - parti på et stigerørssystem fra bunnpartiet av dette.

Det er et ytterligere mål med den foreliggende oppfinnelsen å tilveiebringe et svakt ledd for et stigerørssystem som har en enkel oppbygging og som virker med et enkelt prinsipp for å oppnå de målene som har blitt nevnt ovenfor.

Gjennom hele beskrivelsen, inkludert kravene, skal ordene «boks», «plugg», «svakt ledd», «stigerørssystem», «dempning», «anti-rekyl», «svak modus»,

«sterk modus», «sikkerhetsledd» tolkes i den bredeste betydningen av de respektive uttrykkene, og innbefatter alle tilsvarende uttrykk i feltet som er kjent med andre begreper, slik som vil være opplagt for fagpersoner på området. Restriksjon eller begrensning, dersom det er noen slike, som er vist til i beskrivelsen, er kun som eksempel og for å forklare den foreliggende oppfinnelsen. Videre er det her gjort klart at utrykket «stigerørssystem» skal tolkes i sin bredeste betydning slik de anvendes i operasjoner under vann.

OPPSUMMERING AV OPPFINNELSEN

I henhold til et første aspekt ved den foreliggende oppfinnelsen blir det tilveiebragt et svakt ledd for et stigerørssystem, som omfatter et nedre hus og et øvre hus, der begge husene har en boring som står i kommunikasjon med en boring i et stigerør, et koplingsmiddel, for på en løsbar måte å kunne kople det nevnte nedre hus og det nevnte øvre hus, der de nevnte koplingsmidler er utformet for å bryte ved en forhåndsdefinert strekkraft, idet det er tilveiebragt en mekanisme for trykkbalansering, for utjevning av aksielle krefter som virker på de nevnte koplingsmidler på grunn av endedekseleffekten i det nevnte stigerørssystem, der det nevnte balanseringssystem innbefatter et første trykkbalanseringsstempel for overføring av trykklast til det nevnte øvre hus og et andre trykkbalanseringsstempel for overføring av trykklast til det nevnte nedre hus. Oppfinnelsen kjennetegnes ved at det første og det andre balanseringsstemplet, når det nedre huset og det øvre huset er i en fullstendig sammenkoplet tilstand, er plassert i en gjensidig avstand som er større enn diameteren på boringene for det første og det andre element.. I tillegg til i hovedsak å eliminere ut effektene fra endedekselet og tilveiebringe større forutsigbarhet for strek-kraften for bryting av tilkoplingsmidlene, for eksempel boltene, vil dette også opprettholde trykket i stigerøret over en viss tid under frakoblingen og derved hindre at det øvre og det nedre huset adskilles ved et plutselig rykk.

Derved hindres det at det oppstår en rekyl i systemet, som i sin tur kan skade både utstyr og personell.

Dette oppnås fordi de to balansestemplene, når leddet er i komprimert tilstand, står i en viss avstand fra hverandre. Det er først når de to stemplene møtes at selve frakoblingen skjer og trykket mistes. Under denne vandringen av stemplene så opprettholdes det alt vesentlige av trykket i stigerøret. Man har derfor noe tid å stenge av brønnen og redusere trykket i stigerøret før frakoblingen skjer. Frakoblingen blir derfor adskillig mykere enn ved den kjente løsningen, der de er svært liten avstand (og derved ingen mulighet for vandring) mellom ballansestemplene. I den kjente løsningen mistes trykket i stigerøret i løpet av svært kort tid etter at frakoblingen er startet.

I en foretrukket utførelsesform er det nedre huset en hanndel og det øvre hus en hunndel, som er løsbart koplet med brytebolter. Dette tilveiebringer en enkel oppbygging basert på i og for seg kjente prinsipper i et teleskopisk ledd.

I en ytterligere foretrukket utførelsesform befinner begge

trykkbalanseringsstemplene seg i et ringrom mellom det nedre huset og det øvre huset, der nevnte ringrom er i trykkommunikasjon med en boring i det nedre huset, der trykkbelastningene virker i motsatte retninger på stemplene. Dette tilveiebringer et pålitelig middel for sikre at trykket i

balanseringsmekanismen i hovedsak er tilsvarende trykket i stigerørsboringen.

I en videre foretrukket utførelsesform vil et radielt bevegelig lastoverføringssegment være plassert i forbindelse med det første trykkbalanseringsstemplet for overføring av lasten fra det første trykkbalanseringsstemplet til det øvre huset og det andre trykkbalanseringsstemplet til det nedre huset, fortrinnsvis med en gjenget kopling, for overføring av lasten fra det andre trykkbalanseringsstemplet til det nedre huset. Dette vil sikre en pålitelig lastoverføring fra mekanismen for trykkbalansering til det nedre huset og det øvre huset.

I en videre foretrukket utførelsesform vil det omfatte en stinger som er festet til ved en første ende til det øvre huset, og har en andre ende som strekker seg inn i boringen for det nedre huset, der nevnte stinger tilveiebringer et trangt ringrom med det nedre huset, som deretter tilveiebringer kommunikasjon mellom boringen i det nedre huset og et ringrom mellom det nedre huset og det øvre huset. Dette sikrer at stigerørets boring opprettholder integriteten lengst mulig etter hvert som leddet deler seg.

I en ytterligere foretrukket utførelsesform vil det øvre huset omfatte en åpning som tilveiebringer kommunikasjon mellom det omgivende sjøvannet og et hulrom på den motsatte siden av det andre trykkbalanseringsstemplet fra ringrommet. Dette vil sikre at mekanismen for trykkbalansering opprettholder de samme trykkforholdene når det svake leddet deler seg.

I en enda mer videre foretrukket utførelsesform vil det nedre huset omfatte åpninger som tilveiebringer kommunikasjon mellom boringen i det nedre huset og ringrommet. Dette sikrer konsistent trykk i balanseringsmekanismen med boringen i stigerøret.

I enda en mer ytterligere foretrukket utførelsesform omfatter det øvre huset en åpning som kommuniserer med det omgivende sjøvannet, der åpningen er tilpasset for å kommunisere med minst en av åpningene i det nedre huset når det nedre huset har beveget seg delvis ut av det øvre huset, for således å lette på trykket inne i stigerøret til det omgivende sjøvannet. Dette vil vesentlig redusere eller eliminere jeteffekten som ville ha en tendens til å dytte stigerøret oppover når adskillelse skjer.

I en videre foretrukket utførelsesform omfatter det det svake leddet en dempningsmekanisme for å dempe eventuell rekylvirkning mellom det det øvre huset og det nedre huset, mens de blir skilt fra hverandre ved bryting av nevnte tilkoplingsmidler. Dette vil vesentlig redusere rekylvirkningen som oppstår på grunn av separasjon.

I en foretrukket utførelsesform omfatter dempningsmekanismen et eller flere sylinder- og stempelarrangementer, der dempningsmekanismen er koplet til det øvre huset med den ene av sylindrane og stempelarrangementet og med det nedre huset med den andre av sylinderen og stempelarrangementet. Dette vil tilveiebringe en effektiv dempningsmekanisme som kan dimensjoneres i henhold til kravene, uavhengig av balanseringsmekanismen.

I en ytterligere foretrukket utførelsesform fylles demperne med sjøvann når de blir senket ned. Dette sikrer et system som er fritt for forurensinger, og med liten kompleksitet.

I en ytterligere foretrukket utførelsesform har demperen anordnet minst én liten åpning, for langsomt å drive ut fluid som er inneholdt innenfor demperen gjennom nevnte åpning, for dempet separasjon av nevnte hann- og hunndel. Dette sikrer en kontrollert demping med enkle og pålitelige midler.

I en alternativ utførelsesform er demperen en integrert del av mekanismen for trykkbalansering. Dette tilveiebringer et kompakt system.

I en foretrukket utførelsesform omfatter det svake leddet et middel for sterk modus, for selektivt å kunne øke gripekraften mellom det nevnte øvre og nedre huset. Dette vil vesentlig redusere eller eliminere risiko for en vilkårlig eller en utilsiktet separasjon når stigerøret skal brukes til å sette ut tungt undervannsutstyr.

I en foretrukket utførelsesform omfatter middelet for sterk modus et dynamisk stempel med sterk aktiveringsmodus, som er operativt koplet til en låsering for sterk modus. Dette tilveiebringer et pålitelig middel for å sette leddet i sterk modus.

I enda en ytterligere foretrukket utførelsesform omfatter middelet for sterk modus videre et statisk stempel med sterk modus plassert på den aksielt motsatte siden av låseringen i forhold til det dynamiske stemplet. Dette tilveiebringer en pålitelig tetning for å adskille den sterke modusen hydraulisk fra andre deler av leddet.

I enda en ytterligere foretrukket utførelsesform omfatter middelet for sterk modus videre en hydraulisk andre kanal som er tilpasset for å levere hydraulisk trykk til et andre kammer motsatt av det første kammeret i forhold til det dynamiske stemplet, for å flytte det dynamiske stemplet i en andre retning motsatt av den første retningen, og således forskyve låseringen radielt ut av sporet i det øvre huset. Dette tilveiebringer et enkelt og pålitelig middel for å deaktivere den sterke modusen.

KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE

Etter å ha beskrevet de viktigste særtrekkene ved oppfinnelsen ovenfor vil det nå bli gitt en mer detaljert og ikke - begrensende beskrivelse av to utførelsesformer som vil kunne tjene som eksempel i de avsnittene som følger, med henvisning til tegningene. Figur 1 er et riss i tverrsnitt av det svake leddet i henhold til en foretrukket utførelsesform av den foreliggende oppfinnelsen. Figur 2 er et forstørret riss i tverrsnitt av det svake leddet, vist i figur 1, når det opererer i svak modus. Figur 3 er et mer detaljert riss i tverrsnitt av det nedre partiet på det svake leddet, vist i figur 2, som viser når det svake leddet opererer i svak modus. Figur 4 er et forstørret riss i tverrsnitt av det svake leddet tilsvarende det som er vist i figur 2, og indikerer mekanismen for trykkbalansering . Figur 5 er mer detaljert riss i tverrsnitt av det nedre partiet på det svake leddet, tilsvarende det i figur 2, men som viser når det svake leddet opererer i sterk modus. Figur 6a er et riss i perspektiv av dempningsmekanismen på det svake leddet vist i figurer 1 til 5. Figur 6b er et riss i snitt av det svake leddet langs linjen C-C, som viser begynnelsen på separasjonen. Figur 6c viser et riss forfra av det svake leddet, som tilsvarer det snittede risset i figur 6b. Figur 6d er et riss i snitt av det svake leddet langs linjen D - D, som viser et stadium i separasjon som kommer etter det som er vist i figurer 6b og 6c. Figur 6e viser et riss forfra av det svake leddet, som tilsvarer det snittede risset i figur 6d. Figur 7 er et riss i tverrsnitt av det svake leddet i henhold til en annen foretrukket utførelsesform av den foreliggende oppfinnelsen. Figur 8 er et forstørret riss i tverrsnitt av et parti av det svake leddet som er vist i figur 7. Figur 9 viser et riss forfra av den utførelsesformen av det svake leddet som er vist i figurer 7 og 8, og som viser mekanismen for trykkbalansering. Figurer 10a og 10b viser et riss forfra av den foretrukne utførelsesformen av det svake leddet vist i figurer 7 og 8, som viser hvordan den virker i henholdsvis svak modus og sterk modus. Figurer 11a og 11b viser et forstørret riss forfra av utførelsesformen for det svake leddet vist i figurer 7 og 8, som viser hvordan dempningsmekanismen virker.

DETALJERT BESKRIVELSE AV OPPFINNELSEN

De følgende avsnittene beskriver to foretrukne utførelsesformer av den foreliggende oppfinnelsen som fullstendig tjener som eksempel av hensyn til forståelse av oppfinnelsen og er ikke - begrensende.

I alle figurene, fra 1 til 6a, 6b, 6c, 6d og 6e som alle beskriver én foretrukket utførelsesform, vil like henvisningstallene representere de samme særtrekkene. Dette vil være sant for figurer 7 til 9, 10a, 10b, 11 a og 11 b, som beskriver en annen utførelsesform. Videre, når det i dét som følger blir vist til uttrykk som «topp», «bunn», «oppover», «nedover», «over» eller «under», og tilsvarende andre uttrykk, vil dette strengt tatt referere seg til en orientering med referanse til havbunnen, hvor havbunnen i hovedsak er horisontal og nedenfor stigerøret. Det bør også forstås at orientering av de forskjellige komponentene vil kunne være på annen måte enn det som er vist i tegningene, uten at det gjøres avvik fra prinsippet ved oppfinnelsen.

Det har også blitt klart at tegningene bare viser komponentene av det svake leddet i detalj, og ikke stigerørssystemet eller andre komponenter som er involvert i operasjonen, siden slike vil bli forstått av fagpersoner på området.

Videre, det kan være en flerhet av komponentene for operasjon i svak modus og sterk modus, og som fra nå av vil bli beskrevet her. Bare én eller bare to, av hver av dem, vil heretter bli beskrevet, eller bli vist i figurene her, kun av hensyn til å få en lettere forståelse og ikke for at det skal være en begrensing. I tillegg, på steder vil det svake leddet fra nå av bli referert til som sikkerhetskopling / ledd. Alle disse terminologiene indikerer det svake leddet 17, 43.

Figur 1 er et riss av en foretrukket utførelsesform som indikerer de forskjellige komponentene av det svake leddet 17. Den viser et nedre hus 2, som er det røret i leddet / det svake leddet som holder på det indre, og som danner en del av brønnstrømmens kanal gjennom leddet, og har en boring 2a. Den holder en stigerørskopling på bunnen (det vil si på høyre side i figuren) for å komme i grenseflate med andre ledd i stigerøret. Den er koplet til et øvre hus 1 med løsbare bolter 11. Det øvre huset fungerer som den ytre hylsen på det svake leddet 17 og holder en stigerørskopling på toppen (venstre side i figuren) for å komme i grensesnitt med andre ledd i stigerøret.

Det øvre huset 1 og det nedre huset 2 er de to viktigste komponentene i leddet, og disse to er løsbart koplet med boltene 11. Boltene er laget på en slik måte at, som i og for seg er kjent, de vil knekke dersom strekk - kraften overskrider en forhåndsbestemt verdi.

En stinger 10 fungerer som den innvendige hylsen på det svake leddet. Den er koplet til det øvre huset, fortrinnsvis med gjengede koplinger (ikke vist i detalj) og passer inn med en liten, men distinkt, klaring på innsiden av det nedre huset 2 for å sikre trykkbalanseringen og for å holde på fluidet gjennom hele stempelslaget. Stingeren danner også en del av brønnstrømskanalen gjennom sammenføyningsleddet, og har en boring 10a.

Figur 1 viser også de(t) øvre trykkbalanseringsstempel(ene) 4 og de(t) nedre trykkbalanseringsstempel(ene) 3. Lastsegmentene 5 for trykkbalansering, eller lastoverføringssegmentene 5, befinner seg under de(t) nedre trykkbalanseringsstempel(ene) 3. Dette vil bli detaljert forklart nedenfor.

De særtrekkene som gjør det mulig med aktivering i sterk modus av det svake leddet befinner seg i det nedre partiet av det øvre huset 1. De omfatter et

dynamisk stempel 9 i sterk modus, over hvilket det befinner seg en låsehylse 6 i sterk modus og en splitt - ring 7 over denne. Over splitt - ringen 7 befinner det seg et statisk stempel 12 i sterk modus. Virkemåten for disse komponentene vil bli forklart senere.

Figur 1 viser også boringspakninger 8, som tetter igjen boringen for trykkbalansering, og dempere 13, som strekker seg langs den ytre omkretsen av det svake leddet 17. Figur 2 er et riss i tverrsnitt som på en mer omstendelig måte viser de komponentene i figur 1. Denne figuren viser også håndtak 15, som vil kunne brukes av en ROV for formål av å gripe tak i det svake leddet. Det er også vist furer 6a, som befinner seg i det øvre huset 1, som lastsegmentene 5 for trykkbalansering blir værende låst inn i med ved normal drift. Figuren viser også en lavere liten åpning 1a og en øvre liten åpning 1b. Det er også vist en hydraulisk ROV-tilkobling (engelsk: «hot stab») 14, som vil kunne gi tilgang til en ROV for å utøve hydraulisk trykk i en hydraulisk ledning 23 for å deaktivere den sterke modusen. Figur 3 er et riss av et forstørret parti av det svake leddet 17, som er vist i figur 2. Bortsett fra de særtrekkene som er vist i de foregående figurene, viser den også en fure 23b i den nedre delen av det øvre huset 1, hvor splittringen 7 kan tas imot. Det er også vist et hull 1a, som strekker seg gjennom det øvre husets 1 vegg. Virkemåten for denne vil bli forklart senere. Figur 4 er et forstørret riss av det svake leddet, tilsvarende det som har blitt vist i figur 2.1 tillegg til de særtrekkene som har blitt vist i de foregående figurene, viser den også slisser 10b ved det nedre partiet av stingeren 10, åpningene 18 i midten og øvre parti av det nedre huset 2 og ringrommet 19 mellom det nedre huset 2 og det øvre huset 1. Figur 5 er et mer omstendelig riss i tverrsnitt av det nedre partiet av det svake leddet, tilsvarende det som har blitt vist i figur 3, men det viser operasjon i den sterke modusen for det svake leddet, hvilket vil bli forklart senere. Figuren viser også et kammer 23a, umiddelbart nedenfor det dynamiske stemplet 9, og dessuten hydrauliske rør 23 og 22, hvor det kan anvendes et hydraulisk trykk inni. Figur 6a viser fire dempere 13, som befinner seg befinner seg på den ytre omkretsen av sikkerhetsleddet 17. Demperne 13 er sylindriske rør med et stempelarrangement 16. Sylindrene til demperne 13 er festet til det øvre huset 1 mens stempelstaget 16 for demperne strekker seg inne i sylindrene til den enden som er på toppen. Langsgående furer 21 er til stede på stempelstagene 16, for frigjøring av sjøvann, hvilket vil bli forklart senere. Figurene 6b, 6c, 6d og 6e viser de forskjellige stadiene for separasjon av det svake leddet 17 når det øvre huset 1 skiller seg fra det nedre huset 2.

Etter å ha beskrevet den grunnleggende oppbyggingen av det svake leddet 17, vil virkemåten for mekanismen i trykkbalanseringen bli først forklart med henvisning til spesielt figurer 1 og 4. Siden stigerøret er gjenstand for internt trykk når det er tilkoplet, vil sikkerhetsleddet 17 ha en mekanisme for trykkbalansering som sikrer at dette trykket ikke overstiger eventuelle aksielle krefter på boltene 11 på grunn av effekten fra endedekslet, og dermed redusere det operasjonelle vinduet for sikkerhetsleddet 17.

Med henvisning tilbake til figur 1, det øvre huset fungerer som en ytre hylse for leddet og holder en kopling på toppen til grenseflaten med andre stigerørssammenføyninger. Det nedre huset 2 vil kunne være festet direkte til et ventiltre eller en LRP, eller vil kunne ha et stigerørsparti nedenfor.

Igjen med henvisning til figur 4, stingeren 10 er fortrinnsvis forbundet til det øvre huset 1 med en gjenget kopling (ikke vist i detalj), og blir tatt imot med en liten klaring langsmed innsiden av det nedre huset 2 for å sikre trykkbalansering og at fluidet holdes på gjennom hele stempelslaget. Den lille klaringen tilveiebringer et trangt ringrom (ikke vist i detalj) mellom stingeren 10 og det nedre huset 2, og gjennom dette ringrommet blir det formidlet et trykk mellom det nedre husets boring 2a og et ringrom 19 mellom det nedre huset 2 og det øvre huset 1. Åpningene 18 i det nedre huset 2 tilveiebringer en formidling mellom det trange ringrommet og ringrommet 19.

De nedre trykkbalanseringsstemplet 3 og det øvre trykkbalanseringsstemplet 4 har funksjonen av å føre trykkets separasjonskraft (på grunn av virkningen fra endedekselet) tilbake til henholdsvis det øvre huset og det nedre huset 2.

Hvilket er indikert med piler i figur 4, blir trykket inne i stigerøret 20 overført fra brønnstrømmens boring gjennom slisser 10b ved den nedre delen av stingeren 10, gjennom det lille ringrommet mellom stingeren 10 og det nedre huset 2, og derfra gjennom åpninger 18 i midten og det øvre partiet av det nedre huset 2 inn i ringrommet 19 mellom det nedre huset 2 og det øvre huset 1. Ved de to endene av denne ringromformede lukningen 19 er det to motstilte sirkelformede stempler 3, 4. Stemplene 3, 4 overfører den resulterende kraften til henholdsvis boks 1 og plugg 2, i motsatte retninger, som vist, og sletter derved de effektene av det innvendige trykket som påføres boltene 11.1 figur 4 vil de de lyse gråskraverte partiene generelt indikere fluidbanen.

I virkeligheten, under drift av brønnen vil det mediet som blir overført (gass / olje og så videre) være ved et høyt trykk, som gir opphav til endedeksel - effekten og fører til en ekstra strekk - kraft på stigerørssegmentene. Siden trykket varierer med tiden, og dessuten med lengden på stigerøret, kan ikke den kraften som virker på de boltene 11som gir etter, og som er på det svake leddet, ikke fastslås med sikkerhet ved et hvilket som helst tidspunkt. For å komme forbi dette problemet, vil det trykksatte mediet som blir overført gitt anledning til å komme inn i kammer 19 (også vist i figur 4) mellom trykkbalansering stemplene 3, 4, slik at trykket virker i begge retninger. Det utsatte området for trykkbalansering stemplene 3, 4 er det samme som tverrsnittet for produksjonsboringen; de motsatte kreftene vil nulle ut hverandre.

Det avlange trykkbalanseringskammeret 19 sikrer at sikkerhetsleddet 17 er i stand til å holde på trykkbalanseringen gjennom hele separasjonsstempelslaget for leddet, hvilket vil bli forklart i mer detalj nedenfor.

Operasjon i svak modus for leddet 17 er nødvendig når stigerørssystemet blir satt ut og når det virker som normalt. For å være presis, ved dette stadiet, vil strekk - kraften på frigjøringsboltene 11 være under det forhåndsdefinerte nivået, og det øvre huset 1 og det nedre huset 2 vil bli værende koplet. Dette vil bli spesielt forklart med henvisning til figurer 2 og 3. Når stigerøret er koplet til infrastrukturen på havbunnen, blir sikkerhetsleddet 17 satt til en svak modus, slik som vist i figur 2. Ved dette stadiet vil de boltene 11 som forbinder det øvre huset 1 og det nedre huset 2 være begrensende for hvor mye kraft sikkerhetsleddet kan overføre. På denne måten vil den maksimalt tillatte kraften på stigerøret være kjent og dersom stigerøret utsettes for en kraft som er mer enn denne kalkulerte maksimumsverdien, vil boltene 11 gi etter.

Lastoverføringssegmentene 5 er i inngrep med furene 5a i det øvre huset 1. Dette sikrer at det nedre trykkbalanseringsstemplet 3 ikke kan bevege seg videre ned. Følgelig vil det trykket, som er innenfor ringrommet 19 og som virker på det nedre stemplet3, bli overført til lastoverføringssegmentene 5, og herfra til det øvre huset 1. Trykket på stemplene 3, 4 vil derfor virke for å dytte det øvre huset 1 og det nedre huset 2 mot hverandre. Denne kraften, som dytter det øvre huset og det nedre huset mot hverandre, vil være hovedsakelig lik den kraften som virker for å dytte det nedre huset og det øvre huset vekk fra hverandre på grunn av endedeksel - effekten. Dette er på grunn av det faktum at arealet for stemplene 3, 4 hovedsakelig er det samme som tverrsnittsarealet i boringen til stigerøret, og at trykket i boringen til stigerøret blir formidlet til ringrommet 19 slik at trykket i ringrommet 19 i hovedsak er det samme som trykket i boringen. Følgelig vil den eneste kraften som virker på boltene 11 være på grunn av strekk - kraften i stigerøret.

Videre, hvilket vil være klart ut fra den forstørrede figuren 3, som er et riss av et forstørret parti av den nedre delen av det svake leddet 17, i figur 2 vil ikke det nedre trykkbalanseringsstemplet 3 kunne bevege seg oppover. Dette er på grunn av tilstedeværelse av en avsats 3a på stempelet, som butter mot en skulder 3b i det øvre huset 1. Figur 3 viser videre den approksimerte lastveien (skravert i mørkegrått) når det svake leddet kjører i svak modus. Her er det dynamiske stemplet 9 med sterk modus og hylsen 6 i den laveste posisjonen, og låseringen 7 har blitt løst ut, vekk fra furen 23b. Figur 4, som er beskrevet her tidligere ved forklaring av trykkbalanseringen, er også et riss der operasjon i svak modus blir vist. Under operasjon i svak modus vil det kunne forekomme en situasjon med et plutselig behov for å skille stigerørssystemets topp - parti fra det lavere partiet på grunn av økning av strekk - kraft i stigerøret, og dermed en kraft som virker på frigjøringsboltene 11 og som krysser en bestemt terskelgrense. I en slik situasjon vil det øvre huset 1 og det nedre huset 2 gå fra hverandre, for å kunne forhindre en ukontrollert skade på stigerøret.

For at separasjonsprosessen skal finne sted på en dempet måte, for vesentlig å kunne redusere et eventuelt plutselig rykk på grunn av den elastiske energien fra stigerørssystemet, er forklart videre med henvisning til figur 6a. Som vist i figur 6a, vil dempere 13, i form av sylindriske rør, befinne seg på utsiden av sikkerhetsleddet 17, for å absorbere det plutselige rykket når boltene 11 gir etter for å gi en bedre sikkerhet. Ideelt sett er disse sylindriske rør med et stempelarrangement som best er vist i figur 6a. Disse blir automatisk fylt opp med sjøvann ved nedsenkning. Sylindrene til demperne 13 er sikret til det øvre huset 1, mens dempernes stempelstang 16 strekker seg inne i sylindrene til toppenden av disse. Figuren 6a viser et stadium, der separasjon ikke har startet og det svake leddet 17 virker normalt.

For å kunne forstå hvordan separasjon av det øvre huset 1 og det nedre huset 2 finner sted i tilfelle av at strekkraften i stigerøret når opp til, og krysser, en forhåndsdefinert grense, vil det nå igjen bli gjort henvisning til figur 1. Her er det klarert for å unngå en eventuell forvirring, at under separasjon, vil det nedre huset 2 bli værende stasjonært i feste med noe utstyr / stigerørssystem på havbunnen, og det øvre huset 1 beveger seg aksielt oppover i forhold til det nedre huset 2. Leddet vil imidlertid kunne bli omvendt konfigurert, slik at det nedre huset beveger seg oppover mens det øvre huset er stasjonær.

For det tilfellet at boltene 11 skulle gi etter, vil det nedre

trykkbalanseringsstemplet 3 bevege seg aksielt med det øvre huset 1 når det øvre huset 1 begynner på adskillelse fra det nedre huset 2, siden lastoverføringssegmentene 5 er låst i furen 5a i det øvre huset 1.

Topp - partiet i det øvre trykkbalanseringsstemplet 3 har fortrinnsvis gjenger (ikke vist i detalj), som positivt fester stemplet 4 til den øvre enden av det nedre huset 2. Følgelig vil det øvre stemplet 4 bevege seg nedover i forhold tikl det øvre huset 1 (det vil si at det øvre huset beveger seg oppover mens stemplet er stasjonært). Siden dette skaper et tomrom på den øvre siden av det øvre stemplet 4, vil det bli tilveiebragt en liten åpning 1b gjennom det øvre husets vegg, hvor sjøvann kan strømme inn for å fylle opp tomrommet.

Med referanse til figur 6b, som er et riss i tverrsnitt av et parti på leddet, er det vist en delvis separasjon av det øvre huset 1 og det nedre huset 2. Ved dette stadiet har et sett med åpninger 18 i det nedre huset nådd frem til åpningen 1a i det øvre huset 1. Trykket inne i boringen 10a på leddet slippes ut inn i sjøvannet gjennom disse åpningene. På grunn av at det øvre 4 og det nedre stemplet 3 beveger seg nærmere hverandre, vil fluidet i ringrommet 19a bli dyttet gjennom åpningene 18 og inn i boringen til stigerøret inntil de laveste åpningene 18 når frem til den nedre åpningen 1a. Dessuten, under avtapping gjennom den nedre åpningen 1a, vil ringrommet 19, og det trykket her som virker på stemplene 3, 4, tilveiebringe en trykkbalansering som opphever effekten fra endedekselet. Også under separasjonen vil sjøvann kontinuerlig strømme inn i tomrommet 19a over stemplet 4. Figur 6c er et frontriss av det svake leddet, som er tilsvarende det risset i figur 6b. Ettersom, hvilket vil være klart, det øvre huset 1 har beveget seg opp i forhold til det nedre huset 2. Figur 6d er et riss i tverrsnitt av et parti på leddet. Det er et riss av et stadium der separasjon av det øvre huset 1 i forhold til det nedre huset 2 er nesten fullført. Det vil være klart ut fra denne figuren, slik som også ses av figur 6e som er et frontriss av det svake leddet, som tilsvarer det risset i figur 6d der det øvre huset 1 har beveget seg videre opp, sammenlignet med det som er vist i rissene fra figurene 6b og 6c, og er tilnærmet separert fra det nedre huset 2. Den viser også at det nedre trykkbalanseringsstemplet 3 har beveget seg oppover i forhold til det øvre trykkbalanseringsstemplet og har faktisk truffet på det øvre trykkbalanseringsstemplet 4. Tomrommet 19 over det øvre stemplet 4 blir nå fylt med sjøvann.

Ved dette punktet har en fure 40 i den øvre delen av det nedre huset nådd frem til en sidestilling med lastoverføringssegmentene 5, og vil tillate disse å bevege seg innover og ut av furene 5a i det øvre huset 1. Låsesegmentene er fortrinnsvis fjærspente innover, for å kunne legge til rette for denne handlingen. Fråkopling fra furen 5a gir anledning for lastoverføringssegmentene 5 og det nedre balanseringsstemplet å bevege seg nedover med det nedre huset 2 og ut av det øvre huset 1. Således, det øvre huset 1 beveger seg nå aksielt vekk fra det nedre huset og er fullstendig adskilt fra det nedre huset 2. Demperne, som også har nådd frem til deres ende av stempelslaget, er separert med stempelstagene som driver ut fra sylindrene. Separasjonen vil kunne legges til rette gjennom en mekanisme av segmenter i sylinderen 13 som tillates å utvide seg når stemplet ved den øvre enden av stempelstaget 16 når frem til en bestemt posisjon.

På slutten av separasjonen, dette stadiet er ikke vist, blir det nedre huset 2 værende på bunnen med det øvre trykkbalanseringsstemplet 4, det nedre trykkbalanseringsstemplet 3 og lastoverføringssegmentene 5. Det øvre huset 1 blir fullstendig separert og demperne 13, som har stemplene inni, løsner fullstendig fra stempelstagene 16, som er forbundet med det nedre huset.

Demperne sikrer dermed en kontrollert og jevn separasjon av det øvre huset 1 i forhold til det nedre huset 2 og de stigerørene / redskapene som er festet her.

Nå vil det bli gitt en forklaring på handlingen i det svake leddets når det er i sterk modus, med henvisning til figur 5. Den sterke modusen er nødvendig for å styrke leddet mellom det øvre huset 1 og det nedre huset 2 når stigerøret blir senket ned til havbunnen med tungt utstyr, for eksempel en EDP/LRP/XT sammenstilling, som henger fra dens nedre ende. Dette er også påkrevet når stigerørssammenstillingen blir hentet opp.

Den sterke modusen sikrer større gripekraft mellom det øvre huset 1 og det nedre huset 2, ved å redusere lasten på frigjøringsboltene 11. Den sterke modusen er inaktiv når det svake leddet er i normal drift og blir utsatt for brønntrykk. Den sterke modusen er også nødt til å bli værende inaktiv, under separasjon av det øvre huset 1 og det nedre huset 2 langsmed frigjøringsboltene 11.

Sterk modus er særlig nødvendig for å sikre at boltene ikke gir etter under senke- og opphentingsoperasjoner, når det er en betydelig strekk - kraft som virker på frigjøringsboltene 11 i det svake leddet. Denne strekk - kraften vil kunne være mye større enn den forhåndsdefinerte strekk - kraften hvor frigjøringsboltene 11 er utformet for å bryte.

Under drift med sterk modus blir hydraulisk fluid tvunget gjennom ventilen (best vist i figur 5), og inn i kammer 23a ved den nedre delen av det øvre huset 1. I sterk modus dette vil tvinge det dynamiske stemplet 9 oppover. I sterk modus vil stemplet dytte låsehylsen 6, som deretter tvinger splitt - låseringen 7 inn i en fure 23b (best vist i figurer 4 og 5) i den nedre delen av det øvre huset 1. Ringen 7 blir presset radielt utover av låsehylsen 6 i sterk modus, slik at den går inn i furen 23b og setter seg på den. Låsehylsen vil kunne utformes for å holde på låseringen 7 i furen 23b uten å måtte anvende et kontinuerlig hydraulisk trykk i kammeret 23a.

Gjennom låseringen 7 blir det nedre huset 1 og det øvre huset 2 låst sammen, og dermed blir boltene 11 delvis løsnet, og den samlede strekk - kapasiteten for sikkerhetsleddet blir større.

Den sterke modusen blir deaktivert ved å frigjøre det hydrauliske trykket gjennom en hydraulisk ledning 23 i sterk modus for deaktivering, hvor det er en dytting av hylsen 6 og det dynamiske stemplet tilbake nedover, slik at låseringen 7 kan bevege seg innover igjen for å bli løsnet ut fra furen 23b ved den nedre delen av det øvre huset 1. Når sterk modus blir deaktivert, vil hulrommet mellom det statiske stemplet 12 og det dynamiske stemplet 9 inneholde hydraulisk trykk, for å sikre at splitt - ringen ikke kan komme i inngrep med furen 23b.

Det statiske stemplet 12 blir på en festet måte satt fast med gjenger på det nedre huset 2. Dette sikrer at det statiske stemplet 12 blir værende statisk med det nedre huset 2.

Figur 7 er et riss som gir en indikasjon om de forskjellige komponentene i en ytterligere utførelsesform av det svake leddet 43 i stigerørssystemet. Det svake leddet 43 har et nedre hus 25 og et øvre hus 24. Det nedre huset 25 har et parti av et stigerørssystem (ikke vist) som er koplet i bunnen (venstre side i figurer 7 og 8), mens det øvre huset har et parti av et stigerørssystem (ikke vist) som er koplet i toppen (høyre side i figurer 7 og 8). Det nedre huset 25 og det øvre huset 24 er løsbart koplet til hverandre med frigjøringsbolter 34. Disse frigjøringsboltene 34 er utformet for å bryte ved en forhåndsbestemt last. Det stigerørssystemet som er koplet til det nedre huset 25 er enten koplet til ytterligere stigerør eller til annen redskap / infrastruktur på havbunnen.

Det er et øvre trykkbalanseringsstempel 27 for overføring av last på det nedre huset 25 og et nedre trykkbalanseringsstempel 26 for overføring av trykklast til det øvre huset 24. En trykkbalanserings-lastring 29 befinner seg over det øvre trykkbalanseringsstemplet 27 for overføring av last fra det øvre trykkbalanseringsstemplet 27 til det nedre huset 25. Et trykkbalanseringslastsegment 28 befinner seg under et nedre trykkbalanseringsstempel 26 for overføring av trykklast fra det nedre trykkbalanseringsstemplet 26 til det øvre huset 24.

Et lastsegment 30 i sterk modus befinner seg over en aktiveringsring 32 i sterk modus, som er i kontakt med både det nedre huset 25 og det øvre huset 24. Den øvre delen av det nedre huset 25 danner et anti - rekyl stempelstag med et øvre anti - rekyl stempel 36 ved enden. Den øvre delen av det øvre huset 24 danner en anti - rekyl sylinder 39 med et nedre anti - rekyl stempel 41 ved dens nedre ende.

En anti - rekyl lastring 37 befinner seg over det øvre anti - rekyl stempelet 36, mens et anti - rekyl støttesegment 42 befinner seg under det nedre anti - rekyl stempelet 41 for å støtte opp disse.

En stinger 33 er anordnet innenfor den øvre delen av det nedre huset for å ha trykk i leddet 43. Boringspakninger 31 blir tilveiebragt ved enden av stingeren 33 for å forebygge lekkasje.

Figur 7 viser også stedet for anti - rekyl støttesegmentfuren 40, - tilbakeholder for stinger 38.

Disposisjonen for de forskjellige komponentene i det svake leddet 43, slik som beskrevet her med henvisning til figur 7, blir det jobbet videre med i det forstørrede risset i figur 8, som bare viser den nedre delen av leddet 43. Figur 8 viser dessuten klart et lastsegment 30 i sterk modus, som befinner seg over aktiveringsringen 32 i sterk modus, og at dette har sete i en fure 46 i det øvre huset 24. Ringen 32 er i kontakt med det nedre huset 25 og det øvre huset 24. Figur 8 viser også en fure 28a i den nedre delen av det øvre huset 24, som trykkbalanseringslastsegmentet 54 blir værende i inngrep med, når det øvre huset 24 og det nedre huset 25 er forbundet. Figur 9 er et riss som viser trykkbalanseringen når leddet 43 er i operasjon ved svak modus. Den viser trykkbalanseringskammeret 45 mellom det øvre huset 24 og det nedre huset 25, og de åpningene som det trykket blir ført med i stigerøret 44 til kamrene 45. Figur 10a er et riss som viser operasjon i svak modus, mens figur 10b er et riss som viser operasjon i sterk modus. Figur 10a viser de åpningene 50, der trykket blir ført gjennom fra stigerøret til trykkbalanseringskammeret 45, hvilket best blir vist i figur 9. Den viser også det øvre huset 24, det nedre huset 25 og frigjøringsboltene 34. Figur 10b viser disse særtrekkene og viser i tillegg det statiske stemplet 30 i sterk modus over aktiveringsstemplet 32 i sterk modus, og aktiveringsåpningen 47 i sterk modus. Figurer 11 a og 11 b er riss som viser dempningsmekanismen for en dempet separasjon av det øvre huset 24 og det nedre huset 25. Det vil være et ringromformet kammer 39 mellom det nedre huset 25 og det øvre huset 24. Dette kammeret 39 blir fylt opp med sjøvann når det blir senket ned, gjennom hull 48 (vist i fig. 11b) ved den nedre delen av det øvre huset 24. Det skraverte partiet i figur 11 b indikerer vann i hulrommet 39.

Mekanismen for trykkbalansering under drift med svak modus vil nå bli forklart, også med henvisning til figurer 7, 8 og 9.

Når stigerøret 44 har blitt fullstendig satt ut, vil det svake leddet være i svak modus, hvor boltene 34 som forbinder det nedre huset og det øvre huset 24 vil være begrensende for hvor mye kraft det svake leddet 43 kan bære. På denne måten vil den maksimalt tillatte kraften på stigerøret 44 være kjent, og dersom stigerøret utsettes for en kraft utover dette kalkulerte maksimum vil boltene 34 gi etter.

En kraft virker på stigerørssystemet på grunn av endedeksel - effekten, som først og fremst har behov for å bli utjevnet med mekanismen for trykkbalansering i det svake leddet 43, for å kunne oppheve den aksielle kraften utøvet på frigjøringsboltene 34 på grunn av trykk i stigerøret.

Hvilket er særlig vist i Figur 9, vil det trykket inne i stigerøret 44 bli overført gjennom åpninger 26 inn i et kammer 45 mellom det nedre huset 25 og det øvre huset 24, hvor det vil utøve en kraft på to motstilte sirkelformede stemplene (et nedre trykkbalanseringsstempel 51 og et øvre trykkbalanseringsstempel 52, slik som best er vist i figurer 7 og 8), og som hver for seg overfører den resulterende kraften til henholdsvis boks 24 og plugg 25 i motsatte retninger. Således vil virkningene fra det innvendige trykket på boltene 34 bli opphevet.

En trykkbalanserings-lastring 54 befinner seg over det øvre trykkbalanseringsstemplet 52 for overføring av trykklasten fra det øvre balanseringsstemplet 52 til det nedre huset 25. Tilsvarende vil et trykkbalanseringslastsegment 54 befinne seg under det nedre trykkbalanseringsstemplet 51 for overføring av trykklast fra det nedre trykkbalanseringsstemplet 51 til det øvre huset 24. Disse segmentene 54 er bygget slik at de vil kunne bevege seg rad i elt og gi anledning for det øvre huset 24 å bli frigjort, straks boltene 34 bryter. Når det øvre huset 24 og det nedre huset 25 blir værende forbundet, vil segmentene 54 være i inngrep med furene 28a i det øvre huset 24 med en holdering 28 som har en faset overflate, slik som best er vist i figur 9.

Når terskelgrensen for frigjøringsboltene 34 blir krysset vil det øvre huset 24 og det nedre huset 25 begynne å gå fra hverandre, og holderingen 28 vil bevege seg nedover med det nedre huset, og segmentene 54 gis anledning til bevege seg radielt innover for å løsne fra det øvre huset.

Mot slutten av stempelslaget vil en fure 40 nå frem til anti - rekyl støttesegment 42, og gi anledning for dette å beveg seg radielt inn i furen 40 i det nedre huset og dermed ut av inngrepet med det øvre huset 24, og således gi anledning for det nedre huset 25 å passere hele veien ut av det øvre huset 24 slik at separasjon vil skje.

Uten noen form for dempning ville denne separasjonen være som om det skulle være en gummistrikk som ryker, og det rekylen som oppstår vil ha potensiale for å kunne påføre ødeleggelser på undervanns infrastruktur, så vel som på utstyr og personell på overflaten.

For å forhindre en eventuell rekyl under separasjon av det øvre huset og det nedre huset, vil det svake leddet 43 være utformet med et system med en innebygget forebyggelse av rekylen for således å gjøre en eventuell rekyl minst mulig. Denne mekanismen vil nå bli forklart, med henvisning til figurer 11a og 11b.

Mekanismen for forebygging av rekylen fungerer ved å tilveiebringe et kammer 39, mellom de øvre partiene på det nedre huset 25 og det øvre huset 24, og dette kammeret 39 blir fylt opp med sjøvann gjennom hull 48 (vist i fig. 11b) ved det nedre partiet av det øvre huset 24. Når det svake leddet går fra hverandre vil vannet langsomt bli tvunget ut igjen gjennom hullene 48.

Hullene 48 blir skalert slik at vannet får en begrenset flyt, og således tilveiebringer en effektiv dempning på separasjonsbevegelsen. Dette gjør at separasjonsprosessen, eller stempelslaget, blir begrenset til en akseptabel hastighet, for derved å begrense anslaget fra den frigjorte energien Figur 11a er et riss av et stadium der det øvre huset 24 og det nedre huset 25 ikke har begynt å gå fra hverandre enda, og sjøvann (skravert område) er til stede i kammeret 39. Figur 11b er et stadium der separasjonen har begynt, ved at boltene 34 har begynt å bryte. Boks 24 har beveget seg oppover i forhold til den stasjonære det nedre huset, og vannet blir delvis drevet ut slik at dette nå bare vil være å finne i hulromsdelen 39a.

Dermed vil mekanismen for trykkbalansering for det svake leddet virke i tilknytning med anti-rekyl mekanismen for det svake leddet. Imidlertid, i motsetning til utførelsesformen vist i figurene 1 - 6, vil ikke det særtrekket med trykkbalansering virke etter at boltene 34 har brukket. Dette betyr at dempermekanismen håndterer både endedekseleffekten og stigerørets strekkrefter, nemlig at den aksielle kraften som virker på frigjøringsboltene på grunn av endedeksel - effekten på stigerøret blir opphevet, og at det nedre huset og det øvre huset går fra hverandre på en kontrollert og jevn måte uten noen plutselig rykk når frigjøringboltene når opp til den terskelverdien som på forhånd er satt.

Operasjonen i sterk modus blir forklart videre med henvisning til figurer 10a og 10b. Figur 10a viser den omtrentlige belastningsveien (skravert parti) når det svake leddet 43 settes i svak modus, og figur 43 er satt i sterk modus. Ved å sammenligne figurelOa og 10b, vil det kunne ses i figur 10a at aktiveringsstemplet 32 i den sterke modusen er i aller laveste posisjon, hvormed i figur 10b har stemplet 32 blitt forskjøvet til aller høyeste posisjon, og dermed har den sterke modusen blitt aktivert.

Hvilket er vist i figur 10b, for å aktivere den sterke modusen blir det anvendt et hydraulisk trykk gjennom en åpning 47 som befinner seg i nærheten av det

lavere partiet av det øvre huset 24 og nedenfor stemplet 32, hvormed stemplet 32 blir dyttet oppover og deretter vil dytte lastsegmentet 30 aksielt inn i en fure 46 (best vist i figur 8) i det øvre huset 24. Således blir gripekraften mellom det nedre huset 25 og det øvre huset 24 større. Denne anvendelsen av hydraulisk kraft i sterk modus vil således vesentlig øke styrken for det svake leddet 43 ved å sikre større kontakt mellom det nedre huset 25 og det øvre huset 24. Naturligvis, i det tilfellet, vil lasten på frigjøringsboltene 34 også bli redusert.

Den foreliggende oppfinnelsen har blitt beskrevet med henvisning til foretrukne utførelsesformer og noen tegninger, kun av hensyn til forståelsen, og det skulle være klart for fagpersoner på området at den foreliggende oppfinnelsen innbefatter alle legitime modifikasjoner innenfor virkeområdet av det som har blitt beskrevet her tidligere og som er krevet i de vedføyde kravene. Det skulle lett kunne forstås at det nedre huset kan bli festet til det øvre partiet av stigerøret, og det øvre huset til det nedre partiet, eller til havbunnsutstyr, uten å avvike fra omfanget av oppfinnelsen.

Claims (21)

1. Et svakt ledd (17, 43) for et stigerørssystem, som omfatter et nedre hus (2, 25) og et øvre hus (1, 24), der begge husene (1, 2) har en boring som står i kommunikasjon med en boring i et stigerør, et koplingsmiddel (11, 34), for på en løsbar måte å kunne kople det nevnte nedre hus (2, 25) og det nevnte øvre hus (1, 24), der de nevnte koplingsmidler er utformet for å bryte ved en forhåndsdefinert strekkraft, idet det er tilveiebragt en mekanisme for trykkbalansering, for utjevning av aksielle krefter som virker på de nevnte koplingsmidler (11, 34) på grunn av endedekseleffekten i det nevnte stigerørssystem, der det nevnte balanseringssystem innbefatter et første trykkbalanseringsstempel (3) for overføring av trykklast til det nevnte øvre hus (1) og et andre trykkbalanseringsstempel (4) for overføring av trykklast til det nevnte nedre hus (2), ,karakterisert vedat det første og det andre balanseringsstemplet, når det nedre huset (2) og det øvre huset (1) er i en fullstendig sammenkoplet tilstand, er plassert i en gjensidig avstand som er større enn diameteren på boringene for det første og det andre element.

2. Det svake leddet i henhold til krav 1,karakterisert vedat det nevnte nedre hus (2) er en hanndel (2) og det nevnte øvre hus (1) er en hunndel (1), der den nevnte hanndel (2) og den nevnte hunndel (1) er løsbart forbundet med hverandre ved brytebolter (11).

3. Det svake leddet i henhold til krav 1,karakterisert vedat begge trykkbalanseringsstemplene (3, 4) befinner seg i et ringrom (19) mellom det nedre huset (2) og det øvre huset (1), og der nevnte ringrom (19) er i trykkommunikasjon med en boring (10a) for det nedre huset (2), idet nevnte trykklaster virker i motsatte retninger på stemplene.

4. Det svake leddet i henhold til krav 3,karakterisert vedat et radielt bevegelig lastoverføringssegment (5) befinner seg i forbindelse med det første trykkbalanseringsstemplet (3) for overføring av lasten fra det første trykkbalanseringsstemplet (3) til det øvre huset (1) og at det andre trykkbalanseringsstemplet (4) er koplet til det nedre huset (2), fortrinnsvis med en gjenget forbindelse, for overføring av lasten fra det andre trykkbalanseringsstemplet (4) til det nedre huset (2).

5. Det svake leddet i henhold krav 4,karakterisert vedat det er utformet en utsparing (40) i det nedre huset (2), der utsparingen er anordnet, når det nedre huset (2) og det øvre huset (1) er i en fullstendig sammenkoplet tilstand, i en avstand fra det andre balanseringsstemplet (3), hvor utsparingen, når det nedre huset (2) og det øvre huset (1) er i en delvis frakoplet tilstand, gir anledning for det radielt bevegelige lastoverføringssegmentet (5) å bevege seg inn i utsparingen og ut av inngrepet med det øvre huset (1).

6. Det svake leddet i henhold til et hvilket som helst av kravene 1 -5, karakter i s e r t v e d at det omfatter en stinger (10) som er festet med en første ende til det øvre huset (1) og har en andre ende som strekker seg inn i boringen for det nedre huset (2) for å opprettholde en tetning mellom det nedre huset (2) og det øvre huset (1) under separasjonsslaget, der nevnte stinger tilveiebringer et trangt ringrom med det nedre huset (2), som igjen tilveiebringer kommunikasjon mellom boringen (10a) for det nedre huset (2) og et ringrom (19) mellom det nedre huset og det øvre huset.

7. Det svake leddet i henhold til krav 1-6,karakterisert vedat det øvre huset (1) omfatteren åpning (1b) som tilveiebringer kommunikasjon mellom det omgivende sjøvannet og et tomrom på den motsatte siden av det andre trykkbalanseringsstemplet (4) fra ringrommet (19).

8. Det svake leddet i henhold til et hvilket som helst av de foregående krav 6-7,karakterisert vedat det nedre huset (2) omfatter åpninger (18) som tilveiebringer kommunikasjon mellom boringen til det nedre huset (2) og ringrommet (19).

9. Det svake leddet i henhold til krav 8,karakterisert vedat det øvre huset omfatter en åpning (1a) som strekker seg til det omgivende sjøvannet, hvilken åpning (1 a) er tilpasset for å kommunisere med minst en av åpningene (18) i det nedre huset (2) når det nedre huset (2) har beveget seg delvis ut av det øvre huset (1), for så å tappe ut trykk inne i stigerøret til det omgivende sjøvannet.

10. Det svake leddet i henhold til et hvilket som helst av kravene 1 - 9,karakterisert vedat det omfatter en dempningsmekanisme (13, 36,

41) for dempning av en eventuell plutselig rekyleffekt mellom det nedre huset (2, 25) og det øvre huset (1, 24) under disses separasjon.

11. Det svake leddet i henhold til krav 10,karakterisert vedat nevnte dempningsmekanisme omfatteren eller flere sylindre (13) og stempelarrangementer (16), der dempningsmekanismen er koplet til det øvre huset (1) med den ene av sylinderen (13) og stempelarrangementet (16), og den andre av sylinderen (13) og stempelarrangementet (16) er koplet til det nedre huset (2).

12. Det svake leddet i henhold til krav 10 eller 11,karakterisert vedat den nevnte demper (13) har minst én liten åpning eller minst ett spor (21) anordnet for langsomt å drive ut fluid som befinner seg inne i demperen gjennom nevnte åpning eller spor (21), for dempet separasjon av nevnte øvre hus (1) og nevnte nedre hus (2).

13. Det svake leddet i henhold til krav 12,karakterisert vedat stemplet er forbundet med stempelstangen med en løsbar mekanisme.

14. Det svake leddet i henhold til krav 13,karakterisert vedat den løsbare mekanismen (12) omfatter en mekanisme med segmenter i sylinderen (13) som gis anledning til å utvide seg når stemplet ved den øvre enden av stempelstangen (16) når frem til en bestemt posisjon.

15. Det svake leddet i henhold til krav 10,karakterisert vedat demperen er en integrert del av mekanismen for trykkbalansering .

16. Det svake leddet i henhold til krav 4,karakterisert vedat minst ett spor (40) er plassert på nevnte nedre hus (2, 25), hvilket spor (40) i tilfelle av separasjon av nevnte øvre hus (1, 24) fra nevnte nedre hus (2, 25), tilveiebringer plass for å kunne ta i mot lastoverføringssegmentet (5, 42), for så å bringe segmentet (5, 42) ut av inngrepet med det øvre huset, for derved å gi anledning til å fullføre adskillelse av det nedre huset og det øvre huset.

17. Det svake leddet i henhold til et hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat det omfatter midler (6, 7, 9) for sterk modus, tilpasset for selektivt å øke gripekraften mellom nevnte øvre hus (1,24) og nevnte nedre hus (2, 25).

18. Det svake leddet i henhold til krav 17,karakterisert vedat nevnte sterke modus omfatter et dynamisk stempel (9) for aktivering i sterk modus, som er operativt koplet til en sterk modus låsering (7).

19. Det svake leddet i henhold til krav 18,karakterisert vedat nevnte sterke modus videre omfatter en første trykkanal (22) for hydraulisk fluid, som er tilpasset for å levere hydraulisk trykk til et første kammer (23a) for å forskyve det hydrauliske stemplet (9) i en første retning og dermed forskyve låseringen (7) radielt inn i et spor (23b) i det øvre huset (1).

20. Det svake leddet i henhold til krav 19,karakterisert vedat nevnte sterke modus videre omfatter et statisk stempel (12) i sterk modus, som er plassert på den aksielt motsatte siden av låseringen i forhold til det dynamiske stempelet (9).

21. Det svake leddet i henhold til krav 20,karakterisert vedat nevnte sterke modus videre omfatter en hydraulisk andre kanal (23) som er tilpasset for å levere hydraulisk trykk til et andre kammer motsatt av det første kammeret (23a) i forhold til det dynamiske stempelet (9), for å forskyve det dynamiske stempelet (9)) i en andre retning motsatt av den første retningen, og dermed forskyve låseringen (7) radielt ut av sporet (23b) i det øvre huset (1).