NO336162B1 - J-leggingssystem med lav vekt - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører et fartøy omfattende et hovedsakelig vertikalt rammeverk festet til et fartøys støttestruktur, et øvre klemmeelement, vertikalt forskyvbart langs rammeverket via et forskyvningselement, et nedre klemmeelement, innrettet med det øvre klemmeelementet, en lastanordning for tilførsel av et rørsegment til det øvre klemmeelementet, kontrollmidler innrettet til å kontrollere forskyvningselementet og det øvre og nedre klemmeelement for senking av rørsegmentet ved hjelp av forskyvningselementet langs en rørbane, hvor det øvre klemmeelementet er koblet på rørsegmentet, mens det nedre klemmeelementet er frakoblet.

J-lay tårn er kjent hvori rørsegmenter senkes fra J-lay tårnet ifølge hånd til hånd prinsippet ved vekslende holding av sjørøret ved en bevegelig klemme og en fast klemme. De kjente J-lay tårn er ofte relativt tunge og ikke egnet for enkelt å utstyres på eksisterende fartøy med J-lay utstyr.

Et slikt fartøy er kjent fra US 3440826. I det kjente fartøyet er tre vertikale støttestrukturer benyttet for kontinuerlig montering av vertikale lengder av rør fra rørsegmenter. Rørlengdene transporteres fra en støttestruktur til en annen via en styrevogn som løper på en horisontal skinne.

Den kjente konstruksjonen er relativt kompleks og opptar mye plass. Den er ikke egnet for ettermontering, for eksempel på en hekk eller moon pool, og er ikke egnet til bruk på mindre fartøy. Den kjente konstruksjonen er kun egnet for sammenkobling av rørsegmenter.

US 6293732 omtaler et J-lay fartøy, hvori lengder av rør står oppreist mot det vertikale tårnet via en hengslet oppstillingsenhet. Oppstillingsenheten lastes med nye rørseksjoner via utliggerkraner. Rørleggingsstrukturen er dessuten kun egnet for sammenkobling av rørsegmenter.

Det er et formål med foreliggende oppfinnelse å frembringe en rørleggingsanordning som er av relativ lett vekt, og som enkelt kan utstyres på hekken eller en åpning i underdekket for en borestreng til eksisterende fartøy. Systemet ifølge foreliggende oppfinnelse skal muliggjøre dypvannsrørlegging på en kosteffektiv måte, ved bruk av relativt små installasjonsfartøy.

Det er et videre formål med foreliggende oppfinnelse å frembringe en rørleggings-anordning som har et relativt lavt, vertikalt tyngdepunkt.

Det er et videre formål med foreliggende oppfinnelse å frembringe et fartøy hvori en sveisestasjon kan anvendes som ikke trenger en vinkelposisjonsjustering når innretningen av rammeverket er tilpasset.

Det er et videre formål med foreliggende oppfinnelse å frembringe et bevegelig klemmeelement som kan forskyves nedover og som har en relativt lang slaglengde.

Det er et videre formål å frembringe et fartøy hvorved andre objekter enn rør kan plasseres i rørbanen og/eller kan nedsenkes til eller løftes fra sjøbunnen.

Det er også et formål ved foreliggende oppfinnelse å frembringe et J-lay fartøy som har et lettvekts- og enkelt å bruke "forlate og gjenfinningssystem".

Til dette er fartøyet i samsvar med foreliggende oppfinnelsekarakterisert vedat det nedre klemmeelementet er anordnet på fartøyets støttestruktur, en tversgående skinne som strekker seg fra en sideposisjon på fartøyet til en posisjon langs rørbanen, og et støtteelement som er forskyvbart langs skinnen for å bli plassert i rørbanen, der rammeverket er festet til fartøyet via en hengselakse, hvor drivmidler er frembrakt for å justere vinkelen til rammeverket ved hengsling rundt aksen, uavhengig fra støtteelementet.

På grunn av at det nedre klemmeelementet ikke er en del av J-lay rammeverket, men blir understøttet på fartøyets støttestruktur, blir vekten av J-lay tårnet i seg selv redusert. Dette muliggjør for enkel montering av lettvektsrammeverkdeler som krever en redusert løftekapasitet og reduserer modifikasjonene og strukturforsterkingene nødvendig på fartøyet for å romme systemet. Integrering av den nedre klemme-blokken på fartøyets støttestruktur frembringer et lavt, vertikalt tyngdepunkt, som reduserer den bevegelsespåførte støttelasten på fartøyet og frembringer økt stabilitet. Det samme gjelder for støtteelementet, hvor tilhørende vekt også understøttes av fartøyets støttestruktur i stedet for rammeverket, som resulterer i reduserte laster på rammeverket. Ved justering av tårnvinkelen blir dessuten støtteelementet værende horisontalt på fartøyet og trenger ikke bli justert.

I en utførelse er det nedre klemmeelementet plassert nærmere sjøbunnen enn støtteelementet, som frembinger lavt, vertikalt tyngdepunkt. Støtteelementet kan skli ut av rørbanen slik at det bevegelige klemmeelementet kan passere den vertikale posisjonen til støtteelementet under leggeslaget, for oppnåelse av et relativt stort rørleggingsslag.

I en utførelse omfatter støtteelementet et hovedsakelig U-formet sveisebord for festing av to rørsegmentender til et første rørsegment hengende fra det øvre klemmeelementet og et andre rørsegment hengende fra det nedre klemmeelementet, som har to bein på hver side av rørbanen, og en øvre posisjonsanordning på sveisebordet, som har minst to klemmeblokker for tilkobling med et rør, hvor posisjonsanordningen er festet til sveisebordet via minst to kraftgivere for å frembringe en forflytning av klemmeblokkene relativt til sveisebordet.

På grunn av at sveisebordet er understøttet av skinnen på fartøyet blir den totale rammeverkvekten redusert. Videre ved den uavhengige understøttelsen av sveisebordet, blir sveisebordet værende horisontalt ved nedfelling av tårnet (tårnvinkelen justeres, avhengig av vanndybde av rørleggingen). Dette forenkler konstruksjonen av sveisebordet. Videre ved å muliggjøre at sveisebordet kan skli ut av rørbanen, eller skuddbanen, kan den bevegelige klemmen passere den vertikale posisjonen til sveisebordet under leggingslaget og annet utstyr kan beveges inn i skuddbanen langs skinnen.

Klemmeblokkene på sveisebordet virker til å innrette rørsegmentene førde sveises sammen. Skjøtene til rørsegmentene som skal sammenkobles har ikke perfekte avfasinger. Skjøtene kan være ovale eller avfasingen trenger ikke være perpendikulær til skjøteaksen. Ved å integrere et bøyeverktøy i sveisebordet dannes en bøyesammenstilling sammen med det øvre, bevegelige klemmeelementet, som resulterer i et oppstillingsverktøy som tilføyer relativt liten masse til tårnet mens det muliggjør nøyaktig innretning av rørsegmentene.

Sveisebordet kan være flyttbart fra rørbanen, for eksempel langs skinnen, og et andre støtteelement er forskyvbart langs skinnen for mottak av et strukturelement i en mottaksposisjon fjernt fra rørbanen, og for å plassere strukturelementet i rørbanen.

En aktivitet som tar mye tid ved rørleggingsprosjekter er frembrakt ved innføring av rørsleder (inline sleds), endemanifolder for rørledning (PLEM), ventilblokker, etc. Håndteringen involvert ved innføring og posisjonering av disse typisk tunge og uhåndterlige objektene er vanligvis komplisert. Ifølge oppfinnelsen løses dette problemet ved å bruke det andre støtteelementet på skinnen som en transportør for å bære utstyret fra en lasteposisjon til rørbanen. En kran om bord benyttes for å løfte sveisebordet av skinnen og å plasserer transporteren på skinnen, så vel som for posisjonering av utstyret på transporteren i lasteposisjonen. Etter flytting av utstyret, for eksempel en PLEM, innpå rørledningsbanen av det andre støtteelementet, benyttes sveisebordet til å sveise PLEM på plass. Deretter kan armene til det U-formete sveisebordet beveges fra hverandre, og sveisebordet plasseres ute av veien for rørbanen, slik at PLEM og sjørøret kan nedsenkes. I tillegg kan det andre støtteelementet benyttes som en overliggende kran for det faste, nedre klemmeelementområdet.

Den lettvekts, rørleggingsstrukturen til foreliggende oppfinnelse kan omfatte en lagringsanordning for lagring av en kabellengde, hvor kabelen omfatter med innbyrdes avstand gripeelementer for tilkobling med klemmeelementene, kabelen føres fra lagringsanordningen til en styringsrulle på rammeverket, og fra styringsrullen nedoverrettet langs rørbanen er et løfteelement festet til enden av kabelen.

På denne måten kan hånd til hånd nedsenkningsrammeverket til rørleggingsutstyret benyttes som en senke eller løfteanordning for etterlating og gjenfinning (A & R) av rørledningen, eller som senke og løfteanordning for annet utstyr. Foretrukket er kabelen utformet av syntetisk, hovedsakelig nøytralt oppdriftsmaterial omfattende likt atskilt stålkoblinger som samvirker med klemmeelementene. En foretrukket utførelse av en slik senke- og løftekabel er beskrevet i WO 03/062112 i navnet til søker, og som er innarbeidet heri som referanse.

Noen utførelser av fartøyet i samsvar med foreliggende oppfinnelse skal beskrives detaljert med henvisning til de vedlagte tegninger, hvori: Figur 1 viser skjematisk sett fra siden et fartøy i samsvar med foreliggende oppfinnelse, Figur 2 viser en perspektivtegning av et rørleggingstårn i samsvar med foreliggende oppfinnelse, Figur 3 viser skjematisk fra siden et hydraulisk drivelement til den bevegelige klemmen i figur 2, Figur 4 viser en perspektivtegning av et sveisebord i samsvar med foreliggende oppfinnelse, Figur 5 viser et eksternt oppstillingsverktøy plassert på toppen av sveisebordet i figur 4, Figurene 6-9 viser ulike trinn av rørlasting, senking og retur til startposisjonen av en rørleggingssyklus, og Figur 10 viser skjematisk fra siden et løftesystem som benytter rørleggingstårnet til foreliggende oppfinnelse. Figur 1 viser et rørleggingsfartøy 1, som kan være dynamisk posisjonert ved et utsettingssted. På fartøyet 1 er et rørleggingstårn 2 understøttet av en fartøysstøttestruktur 3, for eksempel en forsterkningsstruktur over en åpning 4 i underdekket for borestrengen, gjennom skroget til fartøyet. Tårnet 2 omfatter et øvre klemmeelement 5 som kan beveges opp og ned langs tårnet 2, for eksempel via en drivskive 9 som beveges i en vertikal retning av en hydraulisk sylinder. Et nedre klemmeelement 11 er understøttet på fartøystøttestrukturen 3, og et sjørør 7 er opphengt fra det nedre klemmeelementet 11. Tårnet 2 er hengslende forbundet med støttestrukturen 3 via en hengselforbindelse 15. Skråstillingen av tårnet 2 kan justeres ved utstrekking eller sammentrekking av strevere 17, for eksempel ved drift av et drivelement 19. En lastearm 20 kan omdreies rundt en hengselakse som er parallell med hengselforbindelsen 15, fra en horisontal posisjon til en vertikal posisjon i retningen til pilen L, for lasting av et rørsegment inn i tårnet 2. Etter sveising av rørsegmentet opphengt fra det øvre klemmeelementet 5 til sjørøret

opphengt fra det nedre klemmeelementet 11, kan det nedre elementet åpnes og røret 7 kan senkes ved å bevege det øvre klemmeelementet 5 vertikalt nedover. Åpning og lukking av de øvre og nedre klemmeelementene 5, 11 og forskyvning av det øvre klemmeelementet 5 kontrolleres av en skjematisk indikert kontrollenhet 22.

Understøttet på dekket til fartøyet 2 er et par av skinner eller glidebjelker 21, som strekker seg fra en lasteposisjon 3 til rørbanen i tårnet 2. Et støtteelement 25 kan beveges langs glidebjelkene 21. I lasteposisjonen 23 kan en kran 27 plassere utstyr på støtteelementet 25, så som for eksempel en PLEM, for transport til rørbanen i tårnet 2. I tillegg til støtteelementet 25 kan en sveisestasjon være plassert på glidebjelkene 21, får sveising på plass utstyr som transporteres til rørbanen av transportelementet, langs glidebjelkene 21. Figur 2 viser tårnet 2 i perspektiv. Det øvre klemmeelementet 5 er opphengt via en kabel 26 fra drivskivene 9, som er koblet til hydrauliske sylindere 27, 28. Det øvre klemmeelementet beveger seg opp og ned ved utvidelse og sammentrekking av sylindrene 27, 28. Det nedre klemmeelementet 11 er plassert under et sveisebord 30, som er forskyvbart over glidebjelkene 21. Mellom glidebjelkene 21 er lastarmen 20 plassert, hvilken arm kan lastes i den horisontale posisjonen med et første rørsegment 24, og som kan plasseres i en vertikalt, oppreist posisjon ved stramming av kablene 22. Etter plassering i den oppreiste posisjonen klemmes det første rørsegmentet av det øvre klemmeelementet 5, og blir følgelig løsgjort fra lastarmen 20. Etter omdreining av lastarmen tilbake til dens horisontale posisjon kan rørsegmentet 24 senkes. Som det sees i figur 3 er de hydrauliske sylindrane 27 understøttet på støttestrukturen 3 til fartøyet, tilsvarende er det nedre klemmeelementet 11, som understøtter de vertikale vektene til rørene 7, som kan komme opp i for eksempel 300 T. Enden av kabelen 27 er også festet til støttestrukturen 3. Etter sveising av rørsegmentet 24 til det nedre sjørøret via sveisebordet 30, blir hele røret 7 senket fra det øvre klemmeelementet 5. Figur 4 viser sveisebordet 30 mer detaljert, og et eksternt innretningsverktøy 32 plassert på toppen av sveisebordet 30. Figur 5 viser innretningsverktøyet 32 mer detaljert, omfattende klemmebraketter 33, 34 og hydrauliske sylindere 35, 35' for bøyning av den nedre delen av rørsegmentet 24 for å bli innrettet ned den øvre enden til sjørøret 7.

Den normale rørleggingssyklusen er vist i figurene 6-9. I startposisjonen er sjørøret 7 opphengt fra det faste klemmeelementet 11. Sveisebordet 30 og det eksterne innretningsverktøyet 32 på toppen av sveisebordet åpnes for å motta det øvre rørsegmentet 24 i en radial retning.

Det øvre rørsegmentet 24 blir lastet innpå den horisontale lastarmen 20 hvorpå den blir festet via klemmer 37. De klare vinsjene aktiveres og kablene 22 strammes inntil rørsegmentet 24 er i rørbanen. I aksial retning er rørsegmentet 24 omtrent 0,5 meter over sjørøret 7.

Deretter kobles det eksterne oppstillingsverktøyet 32 med det øvre rørsegmentet for å kontrollere den tversgående posisjonen til rørsegmentet, og det bevegelige klemmeelementet 5 senkes over rørsegmentet 24 og aktiveres, og tar dermed over vekten til rørsegmentet 24 fra lastarmen 20. Lastarmen sine klemmer 37 løsgjøres og lastarmen kan rotere tilbake til sin horisontale posisjon. Nå er rørsegmentet opphengt fra det bevegelige klemmeelementet 5, mens den nedre enden er tversgående posisjonert ved oppstillingsverktøyet 32, som vist i figur 7.

Deretter blir rørsegmentet 24 nedsenket og vekten overføres fra klemmeelementet 5 til oppstillingsverktøyet 32. Deretter utføres forhåndsoppvarming, sveising, NDT og belegging i sveisestasjonen 30 som er lukket, som kan sees i figur 7. Under denne prosessen blir den nedre enden til rørsegmentet 24 værende posisjonert av oppstillingsverktøyet 32 mens sjørøret 7 fremdeles er opphengt fra det nedre klemmeelementet 11. Når det øvre segmentet 24 vellykket er blitt koblet til sjørøret 7, åpnes oppstillingsverktøyet 32 og sveisestasjonen 30 forskyves langs glidebjelkene 21 til akter, utenfor rørbanen, som vist i figur 8.

Nå lukkes den øvre klemmen og forhåndsstammes til å ta over lasten til den faste klemmen 11. Den faste klemmen 11 løsgjøres. Sjørøret 7 nedsenkes og ved det nedre punktet blir den faste klemmen 11 igjen tilkoblet og lasten overføres fra den bevegelige klemmen 5 til den faste klemmen 11.

Deretter beveges den bevegelige klemmen 5 oppover, som vist i figur 9 og sveisestasjonen 30 glir langs glidebjelkene 21 tilbake inn i rørbanen.

Egnete sylinderarrangementer for bruk i et eksternt oppstillingsverktøy 32 er beskrevet i US patent nr. 6.474.915 og US patent nr. 5.354.158 som er innarbeidet heri som referanse. Andre egnete plasseringsbord for bruk som oppstillingsverktøy 32 er beskrevet i US patent nr. 6.213.686 og i US patent nr. 6.398.457 som er innarbeidet heri som referanse.

I figur 10 er en kabel 42 vist, omfattende med regulær avstand gripeelementer 43, 43' som kan tilkobles ned de øvre og nedre klemmeelementer 5, 11. Via et andre støtteelement 40 kan utstyr 41 transporteres til rørbanen, for nedsenkning mot eller heving fra sjøbunnen. I stedet for å feste koblingselementene 45 til kabelen 42 til utstyret kan koblingselementet 45 til kabelen 42 bli tilkoblet den øvre enden av sjørøret 7, for bruk som midler ved etterlating og gjenfinning.

Claims (5)

1. Fartøy (1) omfattende et hovedsakelig vertikalt rammeverk (2) festet til en støttestruktur (3) til fartøyet, et øvre klemmeelement (5), vertikalt forskyvbart langs rammeverket (2) via et forflytningselement (9), et nedre klemmeelement (11), innrettet med det øvre klemmeelementet (5), en lastanordning (20) for tilførsel av et rørsegment til det øvre klemmeelementet (5), kontrollmidler (22) innrettet til å kontrollere forflytningselementet (9) og de øvre og nedre klemmeelementer (5,11) for senking av rørsegmentet av forflytningselementet (9) langs en rørbane, hvor det øvre klemmeelementet (5) er tilkoblet på rørsegmentet, mens det nedre klemmeelementet (11) er frigjort,karakterisert vedat det nedre klemmeelementet (11) er plassert på fartøyets støttestruktur (3), at en tversgående skinne (21) strekker seg fra en sideposisjon på fartøyet til en posisjon langs rørbanen, og et støtteelement (25,30,40) som er forskyvbart langs skinnen (21) for å bli plassert i rørbanen, hvori rammeverket (2) er forbundet med fartøyet (1) via en hengselakse, og at drivmidler er frembrakt for å justere vinkelen til rammeverket (2) ved dreining rundt aksen, uavhengig fra støtteelementet (25,30,40).

2. Fartøy i samsvar med krav 1,karakterisert vedat det nedre klemmeelementet (11) er plassert nærmere sjøbunnen enn støtteelementet (25,30,40).

3. Fartøy i samsvar med krav 1 eller 2,karakterisert vedat støtteelementet (25,30,40) omfatter et hovedsakelig U-formet sveisebord for festing av to rørsegmentender til et første rørsegment som henger fra det øvre klemmeelementet (5) og et andre rørsegment som henger fra det nedre klemmeelementet (11), som har to bein på hver side av rørbanen, og en øvre posisjoneringsanordning på sveisebordet, som har minst to klemmeblokker for tilkobling med et rør, hvor posisjoneringsanordningen er festet til sveisebordet via i det minste to kraftgivere for å frembringe en forskyvning av klemmeblokkene relativt til sveisebordet.

4. Fartøy i samsvar med krav 3,karakterisert vedat et andre støtteelement er innrettet til å bli posisjonert langs på skinnen for å være forskyvbart langs skinnen for å motta et strukturelement i en mottaksposisjon fjernt fra rørbanen, og for å plassere strukturelementet i rørbanen.

5. Fartøy i samsvar med et av de foregående krav,karakterisert vedat fartøyet omfatter en lagringsanordning for å lagre en kablelengde, hvor kabelen omfatter ved innbyrdes avstander gripeelementer for tilkobling med klemmeelementene, idet kabelen ledes fra lagringsanordningen til en styringsrulle på rammeverket, og fra styrerullen nedoverrettet langs rørbanen er et løfteelement festet til enden av kabelen.