NO336406B1 - Festeinnretning for en strammesammenstilling - Google Patents

Description

Festeinnretning for en strammesammenstilling

Oppfinnelsen vedrører innretninger for å holde og understøtte utstyr på en bevegbar plattform, så som et fartøy som flyter i vannet. Mer særskilt vedrører oppfinnelsen en marin festeinnretning som angitt i innledningen til krav 1.

Innenfor offshore-petroleumindustrien er det vel kjent å bruke strammesystemer (såkalte "tensioner systems") på flytende borerigger og på andre fartøy, for derved å kunne holde en på forhånd valgt vertikal strekkspenning i et marint stigerør som går fra riggen og ned til et undersjøisk brønnhode. Når fartøyet utfører hiv- og rullebevegelser under påvirkning av bølger, strømmer og vind, vil strammesystemet forsøke å holde en konstant strekkspenning i stigerøret.

Et kjent strammesystem er et DAT-system ("direct acting tensioner"). I et typisk arrangement om bord på et borefartøy, innbefatter et DAT-system i hovedsaken et antall hydrauliske/pneumatiske sylindre, som henger under boregulvet sirkelsymmetrisk over det nedre dekket. Sylindrenes frie (nedre) ender er forbundet med en såkalt strammering, som kan forbindes med stigerøret.

Når DAT-systemet ikke er i bruk, dvs. ikke er forbundet med stigerøret, parkeres anordningen på et sted utenfor brønnsenteret, hvor utstyret ikke vil forstyrre andre arbeider som skjer over eller i dekksåpningen. Imidlertid kan boreriggen bevege seg betydelig i bølger og dønninger, og sylindrene (og således strammeringen) i et parkert DAT-system vil kunne svinge ukontrollert frem og tilbake, med tilhørende fare for å skade hosliggende utstyr - så vel som selve sylindrene - og også kunne skade personell.

Fremgangsmåter og midler for marin festing av DAT-systemer bruker et arrangement bestående av kabler og vinsjer. De kjente systemene er imidlertid kompliserte og tidkrevende hva angår innkobling og aktuering. I tillegg vil de kjente marine festesystemene introdusere store og uønskede krefter i sylindrene og/eller pakningsboksene. Den ukontrollerte bevegelsen av DAT-systemet medfører også at forbindelsen mellom strammeringen og stigerøret blir vanskelig og potensielt farlig.

Et annet problem i forbindelse med DAT-systemer oppstår når strammeringen er forbundet med stigerøret, og DAT-systemet er i bruk: Som følge av riggbevegelsene vil de hydrauliske og/eller pneumatiske slangene som går fra trykkilden og til hver av strammesylindrene, svinge på en ukontrollert måte i dekksåpningen, og vil ofte bli skadet.

Teknikkens stand innbefatter US 2010/0047024 Al (Curtiss), som beskriver en anordning for å holde en stigerørstrammer i en offshoreborerigg når strammeren ikke er forbundet med et stigerør. Anordningen innbefatter en holdekonus som er utformet for innpassing mellom de hydrauliske sylindrene i stigerørstrammeren, en heis som er utformet for innføring og utføring av konusen, og et strammeelement som strekker seg fra en nedre ende av konusen, hvilket strammeelement er utformet for samvirke med en nedre ende av stigerørstrammeren, for å holde en kilvirkning mellom konusen og de hydrauliske sylindrene.

Det skal videre vises til publikasjonene US4030746, US2010047024, US4616707, US 4136633, US 3528497 og US 4108318 som viser eksempler på teknikkens stand.

Ifølge oppfinnelsen er det utviklet og realisert en innretning med sikte på å overvinne mangler ved kjent teknikk, og med sikte på å oppnå ytterligere fordeler.

Oppfinnelsen er angitt og kjennetegnet i de selvstendige kravene, mens de uselvstendige kravene beskriver andre oppfinneriske kjennetegn.

Hensikten med oppfinnelsen er å oppnå en marin festeinnretning for et DAT-system eller lignende utstyr, en innretning som er sikker og pålitelig, lett kan monteres og demonteres, og ikke utsetter systemet for uønskede belastninger.

Nok en hensikt med oppfinnelsen er å tilveiebringe en førings innretning for bruk ved forbindelsen mellom strammeringen og stigerøret, og for å bidra til å lukke den hengslede strammeringen.

Ytterligere en hensikt med oppfinnelsen er å tilveiebringe et bæreelement for DAT-slanger når DAT-systemet er i bruk i dekksåpningen.

Det foreslås således en marin festeinnretning, kjennetegnet ved en bevegbar ramme med en åpning utformet for mottak av, og i det minste delvis bæring av, en utstyrsenhet via støtteområder på festeinnretningen, og med låsemidler utformet for selektiv låsing og frigjøring av utstyrsenheten, for derved å kunne kontrollere sidebevegelser av utstyrsenheten i forhold til innretningen. Låsemidlene innbefatter vaiere som er utformet for forbindelse med utstyrsenheten, og strammere utformet for påvirkning av strammingen i hver vaier.

Låsemidlene kan innbefatte et par låsearmer som ved hjelp av aktuatorer kan dreies om respektive ledd i rammen, og er utformet for å strekke seg i det minste delvis rundt en omkrets av utstyrsenheten, i et område mellom den øvre og nedre enden.

Låsemidlene kan innbefatte anslagsdeler for kontakt med korresponderende anslagselementer på utstyrsenheten. Anslagsdelene innbefatter fordelaktig et elastisk, støtabsorberende og slitereduserende materiale.

Låsemidlene kan være anordnet for dreiebevegelse i et plan som går i hovedsaken perpendikulært på utstyrsenhetens lengdeakse.

Innretningen innbefatter i én utførelsesform én eller flere bæreinnretninger for bæring av slanger, kabler og lignende komponenter som går fra utstyrsenheten. Bæreinnretningen er fordelaktig dreibart forbundet med rammen ved en første ende, og er høydeinnstillbar i forhold til rammen ved hjelp av aktueringsmidler. I én utførelse innbefatter bæreinnretningen et bueformet bærebrett.

Innretningen kan innbefatte låseelementer for fiksering av låsemidlene på plass når de er i samvirke med utstyrsenheten.

Et par utkjørbare og inntrekkbare armer er anordnet i rammen. Hver arm er utformet for føring og styring av i det minste én av vaierne.

I én utførelse dannes åpningen av bæreområder i rammen, hvilke områder er utformet komplementært til en korresponderende del av utstyrsenheten. Innretningen innbefatter i én utførelsesform festeknaster for forbindelse mellom rammen og utvalgte deler av utstyrsenheten.

Innretningen innbefatter fordelaktig rammebevegelsesmidler og fikseringsmidler, slik at innretningen derved er bevegbar på en bæreflate, og kan låses på en frigjørbar måte i forhold til bæreflaten. Bevegelsesmidlene innbefatter fordelaktig hjul for samvirke med skinner og drivenheter. Innretningen og utstyrsenheten er i én utførelsesform anordnet på en bevegbar plattform, så som et fartøy som flyter i en vannmasse.

I én utførelse innbefatter utstyrsenheten en DAT-enhet, med et antall sylindre, som hver er opphengt via en respektiv øvre ende i strukturen over innretningen, og hver sylinder er ved en respektiv nedre ende forbundet med et ringelement for forbindelse med et stigerør eller lignende.

Disse og andre kjennetegn ved oppfinnelsen vil gå frem av den etterfølgende beskrivelse av en foretrukket utførelsesform, her bare gitt som et ikke-begrensende eksempel, og under henvisning til tegningen, hvor: Fig. 1 er et oppriss av innretningen ifølge oppfinnelsen ved siden av et DAT-system i en borerigg, hvilket DAT-system er forbundet med et stigerør, Fig. 2 og 3 er perspektivriss av en første utførelse av innretningen ifølge oppfinnelsen,

Fig. 4 er et oppriss av innretningen i fig. 2 og 3,

Fig. 5 er et perspektivriss av innretningen i fig. 2 og 3, med låsearmene i en åpen stilling, Fig. 6 er et grunnriss av innretningen i fig. 2 og 3, med låsearmene i en lukket stilling rundt DAT-strammesylindrene, Fig. 7, 8 og 9 er henholdsvis et perspektivriss, et frontriss og et grunnriss av en andre utførelse av innretningen ifølge oppfinnelsen, Fig. 10, 11 og 12 er henholdsvis et perspektivriss, et sideriss og grunnriss av den andre utførelsen av innretningen ifølge oppfinnelsen, forbundet med DAT-sylindre via stabiliseringsvaiere, idet vaierne ikke er tilstrammet, Fig. 13 og 14 viser henholdsvis et grunnriss og et sideriss av den andre utførelsen av innretningen ifølge oppfinnelsen, forbundet med DAT-sylindrene ved hjelp av stabiliseringsvaiere, som her er strammet, Fig. 15, 16 og 17 viser henholdsvis et sideriss, et grunnriss og et perspektivriss av den andre utførelsen av innretningen ifølge oppfinnelsen, forbundet med DAT-sylindre, og viser en tilstand hvor de teleskopiske armene er trukket tilbake, og DAT-sylindrene er låst til innretningen, Fig. 18 er et oppriss av innretningen ifølge oppfinnelsen, i en lukket stilling rundt strammesylindrene, og i en parkert (marin festestilling) stilling på den ene siden av dekksåpningen, og Fig. 19 er et oppriss som i fig. 18, og viser en parkert (marin festestilling) stilling på den andre siden av dekksåpningen. Fig. 1 viser en del av et borefartøy av i og for seg kjent type (bare deler som er relevante for belysning av oppfinnelsen er vist). Et DAT-system 70, som innbefatter et antall strammesylindre 73, er opphengt under et boregulv 8, over en dekksåpning 7 gjennom et nedre dekk 6. Sylindrene 73 henger i koblingsinnretning 10, hvormed DAT-systemet (sylinderpakken) kan beveges frem og tilbake over det nedre dekket og dekksåpningen. Sylindrene 73 er forbundet med et stigerør 1 ved hjelp av en strammering 72, på i og for seg kjent måte. I denne utførelsen brukes DAT-systemet for å gi den nødvendige strekkpåvirkningen av stigerøret under boring (rotasjonsbordet 9 er skjematisk vist på boregulv et 8). Henvisningstallet 4 innbefatter en BOP-kran.

På det nedre dekket 6 og hvilende på skinner 5, nær dekksåpningen 7, er det anordnet en såkalt DAT-festevogn 20; 40, dvs. en marin bevegelseskontroll- og holdeinnretning ifølge oppfinnelsen. Hydrauliske slanger 71, som går fra et tilførsels- og kontrollsystem om bord (ikke vist) og til hver av strammesylindrene 73, bæres av et bæreelement på DAT-festevognen, på en måte som vil bli forklart nærmere nedenfor.

Fig. 2-6 viser en første utførelsesform. Bæreinnretningen 20 ifølge oppfinnelsen innbefatter der en u-formet ramme (eller understell) 23, som går på skinner 5 ved hjelp av hjul 21 (se fig. 3). Skinnene er fordelaktig sikkerhetsventilens/juletreets skinner. DAT-festevognen 20 er selvdrevet, ved hjelp av motorer 22 og tannhjul 22', som samvirker med tilsvarende tenner (ikke vist) på det nedre dekket. For låsing av vognen i en ønsket stilling mot en korresponderende grenseflate (mottak, etc, ikke vist) på dekket, er det anordnet bevegbare tapper 31.

På respektive sider av åpningen "A" som dannes av den u-formede rammen, er det anordnet låsearmer 25a, 25b som danner gripe- eller låsebakker. Hver låsearm er svingbart forbundet med rammen 23 ved hjelp av respektive svingeforbindelser 27, og kan påvirkes for bevegelse (dreiebevegelse) om den respektive svingeforbindelsen, mellom en åpen stilling for bakken (fig. 5) og en lukket stilling for bakken (fig. 2, 3, 5). Bevegelsen av låsearmene 24a, 25b skjer ved hjelp av aktuatorer 28 (eksempelvis hydrauliske aktuatorer). Hydrauliske ledninger, kabel, styresystemer, etc, som er nødvendig for drift av DAT-vognen, er ikke vist. Slike detaljer er velkjente.

Hver låsearm har en beskyttende fender 26 av et elastisk og støtabsorberende materiale, for å unngå skader på strammesylindrene.

Hver låsearm er fordelaktig forsynt med en mekanisk låseinnretning (ikke vist), slik at armen derved kan fikseres i forhold til rammen i den marine festestillingen.

Bærebrett 29, for kabler, slanger, etc, er anordnet på begge sider av bakken. Hvert bærebrett 29 er forbundet med rammen ved hjelp av respektive hengsler 22, og høyden kan innstilles ved hjelp av aktuatorer 28. Pilen "R" i fig. 4 indikerer en bevegelsesretning for brettet. Fig. 6 viser DAT-vognen i en stilling rundt strammesylindrene 73. Begge låsearmene 25a, 25b befinner seg i en lukket stilling, i anlegg mot sylindrene 73. Hver sylinder er fordelaktig utformet med én eller flere fendere 74, som strekker seg langs en del av sylinderen. I denne stillingen gir låsearmene sideveis støtte for strammesylindrene, og muliggjør således en effektiv marin fastgjøring av DAT-systemet. Fig. 7-17 viser en andre utførelsesform. Bæreinnretningen 40 ifølge oppfinnelsen innbefatter en u-formet ramme (eller undervogn) 49, som går på skinner ved hjelp av hjul slik det er beskrevet foran. DAT-vognen 40 er selvdrevet, ved hjelp av motorer 22 og tannhjul 22', som samvirker med tenner (ikke vist) på det nedre dekket. Bevegbare tapper (ikke vist) kan fordelaktig være anordnet for låsing av vognen i en ønsket stilling, som i den første utførelsen. Bærebrett 29 for kabler, slanger, etc, er anordnet på begge sider av bakken. Hvert bærebrett 29 er forbundet med rammen på tilsvarende måte som i den første, foran beskrevne utførelsen.

Den u-formede rammen har et bakre bæreområde 50a og to sidebæreområder 50b,c Sammen danner disse en åpning "A". Hvert bæreområde kan være utformet med beskyttende fendere (ikke vist).

På hver side av den u-formede åpningen A er det anordnet to armer 46, 47. Hver av disse er teleskopisk bevegbare mellom en utkjørt stilling (se eksempelvis fig. 12), og en tilbaketrukket stilling (se eksempelvis fig. 16). Hver arm har en skive 51 i endeområdet, og en bakre skive 52. En første vaier 44 går fra en første lineær strammer 54, via en bakre skive 52, gjennom den høyre armen 46, og over den fremre skiven 51. Tilsvarende går en andre vaier 45 fra en andre lineær strammer 55, via en bakre skive 52, gjennom den venstre armen 47, og over den fremre skiven 51. En tredje vaier 43 går fra en tredje lineær strammer 53, via en bakre skive 52', og inn i åpningen A nær det bakre bæreområdet 50a.

Et antall festeknaster 48 er anordnet på rammen 49, rundt åpningen. Hver av disse knastene er utformet for forbindelse med DAT-sylindrene. Fig. 10-12 viser DAT-festevognen 40 anordnet på et par skinner 5, og forbundet med DAT-sylindrene 73. DAT-sylindrene er typisk opphengt i en bevegelsesinnretning 10, med drev 11 som går på en skinne 12 som er forbundet med undersiden av boregulvet 8. Dette bevegelsesarrangementet er vist skjematisk i fig. 1, 11, 14, 15, 18 og 19, men er utelatt i de andre figurene. Skinnene 5 for vognen er anordnet på det nedre dekket 6, som vist i fig. 1. I fig. 7-17 er imidlertid dekksstrukturen utelatt. I den tilstanden som er vist i fig. 2-12, er den første vaieren 44 og den andre vaieren 45 forbundet med respektive DAT-sylindre, og den tredje, sentrale vaieren 43 er forbundet med de to bakerste DAT-sylindrene ved hjelp av en kråkefot eller et åk 56. Hver DAT-sylinder har en beskyttende krave 77, hvortil vairene også kan være forbundet. Vaierne er slakke, og muliggjør en DAT-bevegelse. I denne tilstanden er DAT-systemet typisk forbundet med stigerøret (ikke vist) via strammeringen 72, og DAT-sylindrene beveger seg sammen med stigerøret (i realiteten beveger riggen seg, mens stigerøret og sylindrene er forbundet med havbunnen, og således ikke beveger seg). Denne utførelsen av DAT-festevognen brukes typisk når strammeringen skal åpnes, og DAT-sylindrene skal frikobles fra stigerøret. Fig. 13 og 14 viser en tilstand hvor vaierne 43, 44, 45 er strammet (ved hjelp av de lineære strammerne) for derved å holde DAT-sylindrene stille. Strammeringen 72 er åpen, og muliggjør derved at vognen og DAT-systemet kan beveges vekk fra stigerøret 1. De lineære strammerne (kompensatorer) er aktive i denne tilstanden. Strammeringen blir så lukket, og DAT-sylindrene trukket inn i åpningen A ved at armene 46 trekkes tilbake, og med en ytterligere stramming av vaierne. Fig. 15, 16 og 17 viser DAT-sylindrene helt trukket inn i DAT-festevognen, i anlegg mot de komplementært utformede støtteområdene 50a-c, og låst i forhold til rammen ved hjelp av knastene 48. Spennhylser 42 på rammen, som er forbindbare med festeknastene, hindrer dreiebevegelse av knastene. Armene 46, 47 er trukket helt tilbake. I denne stillingen vil DAT-festevognen 40 gi sideveis støtte for strammesylindrene, og derved gi en effektiv marin fastgjøring av DAT-systemet.

Hydrauliske ledninger, kabler, styresystemer, etc, som er nødvendig for drift av DAT-festevognen, er ikke vist, da slike detaljer anses å være velkjente.

Alternative marine festestillinger er vist i fig. 18 og 19. De viser DAT-systemet og DAT-festevognen 20; 40 i "parkerte" stillinger på respektive sider av dekksåpningen. Strammesylindrene er trukket tilbake. I den stillingen som er vist i fig. 18 bæres DAT-slangene 71 av bærebrettene 29. Denne slange-bæredetaljen er også vist i fig. 1, hvor brettene 29 gir bæring for slangene 71, selv når DAT'en er forbundet med, og strammer stigerøret 1.

DAT-festevognen kan også brukes når DAT-systemet skal beveges (ved hjelp av bevegelsesinnretningen) fra en "parkert" stilling (fig. 18 eller 19), og til en operativ stilling over dekksåpningen 7 (fig. 1). Ved at DAT-festevognen er forbundet med DAT-systemet under denne prosedyren, sikres man at relokaliseringen av DAT-systemet og forbindelsen mellom strammeringen og stigerøret kan gjennomføres på en styrt og sikker måte.

Claims (8)

1. Marin festeinnretning (20; 40), innbefattende en bevegbar ramme (23; 49) med en åpning (A) utformet for mottak av, og i det minste delvis støtte av en utstyrsenhet (70) via støtteområder (50a-c) på festeinnretningen, og med låsemidler (25a,b; 43, 44, 45, 48) utformet for selektiv låsing av utstyrsenheten for derved å kontrollere sidebevegelser av utstyrsenheten i forhold til innretningen,karakterisert vedat låsemidlene innbefatter vaiere (43, 44, 45) utformet for forbindelse med utstyrsenheten, og strammere (53, 54, 55) utformet for påvirkning av strammingen i den enkelte vaieren.

2. Innretning ifølge krav 1, videre innbefattende et par utkjørbare og tilbaketrekkbare armer (46, 47), idet hver arm er utformet for føring av i det minste én av vaierne.

3. Innretning ifølge et av de foregående krav, hvor åpningen (A) dannes av støtteområder (50a-c) i rammen, hvilke områder er utformet komplementært til en korresponderende del av utstyrsenheten.

4. Innretning ifølge et av de foregående krav, videre innbefattende festeknaster (48) for forbindelse mellom rammen og utvalgte deler av utstyrsenheten.

5. Innretning ifølge et av de foregående krav, videre innbefattende rammebevegelsesmidler (21, 22, 22') og fikseringsmidler (31), idet innretningen er bevegbar på en bæreflate (6), og kan fastlåses på løsbar måte i forhold til denne bæreflaten.

6. Innretning ifølge krav 5, hvor bevegelsesmidlene innbefatter hjul (21) for samvirke med skinner (5) og drivenheter (22, 22').

7. Innretning ifølge et av de foregående krav, hvor innretningen og utstyrsenheten er anordnet på en bevegbar plattform, så som et fartøy som flyter i en vannmasse.

8. Innretning ifølge et av de foregående krav, hvor utstyrsenheten innbefatter en DAT-enhet (Direct Acting Tensioner), som innbefatter et antall sylindre (33), idet hver sylinder er opphengt via en respektiv øvre ende (76) i en struktur (8) over innretningen, og hver sylinder ved en respektiv nedre ende er forbundet med en strammering (72) for forbindelse med et stigerør (1) eller lignende.