NO337030B1 - Lederkontakttupp - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en hann-kontakttupp, spesielt en kontakttupp for undersjøisk posisjonering og fastklemming på en leder ved anvendelse av et fjernstyrt befordringsmiddel (ROV)-verktøy.

Bakgrunn

Det er velkjent å tilveiebringe oppvarmende kabelsystemer for overføringen av elektrisk kraft til produksjonsrørledninger som ligger på sjøbunnen. EP 1381117 tilkjennegir en undersjøisk kopling som kan benyttes til in situ-reparasjon av et slikt kabelsystem. Foreliggende oppfinnelse vedrører en kontakttupp som er spesielt anvendbar for anvendelse i kobling av kabelender til en slik undersjøisk kopling, men ikke begrenset til dette.

Over havnivå er krympetrinser eller krympekontakthylser den vanlige fremgangsmåten for å klargjøre ledertupper tilpasset for sammenføyning.

På et undersjøisk nivå bør anbringelsen av en kontakttupp være mulig å utføre med et ROV-verktøy. Et ytterligere krav for en undersjøisk kontakttupp er at den bør være glatt uten deformerte områder som er forårsaket av krympeverktøy. Den glatte overflaten er nødvendig for å sikre at grenseflatetoleransekrav med koplingen og dens kontaktlameller blir oppfylt.

Kjent teknikk

WO 2007/146852 tilkjennegir en undersjøisk koplingskontakt som omfatter en indre konisk hylse med gripefingre og internt gjenget hull. En ytre tuppdel med en intern konisk overflate er festet til hylsen med en skrue, hvorved gripefingrene er kollapset omkring en leder. Koplingskontakten er ikke tilpasset håndtering av et ROV-verktøy og diameteren derav er vesentlig større enn diameteren på kabelen, som tilveiebringer en ujevn overflate mellom overflaten på kabelen og overflaten på koplingskontakten. Denne løsningen omfatter et antall åpne rom der sjøvann kan samle seg dersom disse ikke er fylt opp.

Formål med oppfinnelsen

Foreliggende oppfinnelse sikter på å tilveiebringe en glatt hann-kontakttupp.

Videre sikter foreliggende oppfinnelse på å tilveiebringe en lederkontakttupp som er tilpasset installasjon ved hjelp av et ROV-verktøy.

Foreliggende oppfinnelse sikter også på å tilveiebringe en lederkontakt til anvendelse i våte miljøer, spesielt undersjøiske miljøer.

Videre sikter foreliggende oppfinnelse på å tilveiebringe en lederkontakt for en piggy-back-kabel, spesielt for en piggy-back-kabel for et direkte elektrisk oppvarmingssystem til anvendelse i sammenheng med en undersjøisk kopling for undersjøisk in situ-reparasjon av en kabel.

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en lederkontakt omfattende

en hylse med en åpning tilpasset å motta en fri ende av en leder,

- en kontakttupp med en åpning tilpasset å motta hylsen,

der hylsen omfatter en innsnevrende, ytre overflate på en komprimerbar seksjon som omgir nevnte åpning,

der kontakttuppen omfatter en innsnevrende overflate på innsiden av åpningen som er tilpasset å komprimere den komprimerbare seksjonen av hylsen når kontakttuppen omgir hylsen og en ytre glatt overflate,

der kontakttuppen har en ytre omkrets på åpningen som er vesentlig ekvivalent med en omkrets for lederen i en aksial avstand fra den frie enden som er vesentlig ekvivalent med den aksiale dybden til åpningen i hylsen som er tilpasset å motta den frie enden for derved å tilveiebringe en jevn overgang fra overflaten på lederen til overflaten på lederkontakten.

I et aspekt av lederkontakten omfatter den et første koplingselement og et andre koplingselement, der det første koplingselementet kan koples til det andre koplingselementet.

Det første koplingselementet kan bli laget av materialer slik som Alloy 625 eller 25CrDuplex.

Det andre koplingselementet kan bli laget av materialer slik som bronselegeringer.

I ett aspekt av foreliggende oppfinnelse forbinder det første koplingselementet og det andre koplingselementet hylsen med kontakttuppen og koblingen av det første og andre koplingselementet tilveiebringer trykket for å komprimere hylsen og anbringe den inne i åpningen i kontakttuppen.

I et annet aspekt av foreliggende oppfinnelse er hylsen og kontakttuppen laget av kobber.

I et ytterligere aspekt av lederkontakten omfatter hylsen en endeseksjon motstående åpningen som er tilpasset å motta lederen, der tykkelsen i den aksiale retningen av endeseksjonen er mindre enn avstanden fra aksen til omkretsen av endeseksjonen. I nok et annet aspekt er tykkelsen 60 % eller mindre enn avstanden fra aksen til omkretsen av endeseksjonen.

I et annet aspekt er videre lederkontakten en lederkontakt for undersjøisk våt-reparasjon, spesielt for undersjøisk in situ-reparasjon av en direkte oppvarmingskabel.

I nok et annet aspekt av foreliggende oppfinnelse er lederkontakten en undersjøisk, våt-reparasjons-lederkontakt.

Lederkontakten ifølge foreliggende oppfinnelse kan spesielt bli benyttet som en lederkontakt for en piggy-back-kabel. En piggy-back-kabel er anbrakt på utsiden av en undersjøisk rørledning, og kontakten med kabelen vil ofte finne sted i det våte miljøet som omgir den undersjøiske rørledningen.

Kort beskrivelse av tegningene

Foreliggende oppfinnelse vil bli beskrevet i ytterligere detalj med referanse til de vedlagte tegningene som illustrerer en utførelsesform av foreliggende oppfinnelse. Tegningene er skjematiske fremstillinger av én utførelsesform av foreliggende oppfinnelse, og modifiseringer kan bli gjort uten å fjerne seg fra hovedkonseptet av foreliggende oppfinnelse som definert ved kravene. Figur 1 illustrerer elementene i en første utførelsesform av kontakttuppen før sammensetting. Figur 2 illustrerer en tverrsnittfremstilling av en første utførelsesform av kontakthylsen. Figur 3 illustrerer en tverrsnittfremstilling av en første utførelsesform av kontakttuppen. Figur 4 illustrerer splittegningen av en første utførelsesform av lederkontakten. Figur 5a og 5b illustrerer kabelkontakten henholdsvis før og etter kompresjon av tuppen på kabelen. Figur 6 er en tverrsnittfremstilling av den sammensatte tuppen ifølge figur 5b. Figur 7 illustrerer skjematisk en splittegning av en andre utførelsesform av foreliggende oppfinnelse. Figur 8 illustrerer en tverrsnittfremstilling av en andre utførelsesform av kontakthylsen. Figur 9 en tverrsnittfremstilling av en andre utførelsesform av kontakttuppen.

Prinsipiell beskrivelse av oppfinnelsen

En utførelsesform av foreliggende oppfinnelse er illustrert på figur 1 som viser en splittegning av lederenden og elementene av lederkontakten som skal settes sammen av disse. Lederen 1' omfatter en fri endeseksjon 1 tilpasset å motta lederkontakttuppen. Lenger vekk fra endeseksjonen 1 kan lederen være omgitt av mantling, isolasjonslag, beskyttelseslag 10 osv.

Lederkontakten omfatter en kontakthylse 2 med en åpning tilpasset å motta den frie enden 1 og som omfatter første koplingselement 25. I den illustrerte utførelsesformen er det første koplingselementet 25 en skrue med et hode anbrakt inne i hylsen 2 og den gjengede delen stikker ut av hylsen i den aksiale retningen. Lederkontakten omfatter ytterligere en kontakttupp 3 med en åpning tilpasset å motta og komprimere hylsen 2 og omfatter en aksial åpning for tilkobling av et andre koplingselement 4 til det første koplingselementet 25.1 den illustrerte utførelsesformen er det andre koplingselementet en mutter med en indre gjenge som er tilpasset å motta og gripe gjengene på skruen. Videre kan lederkontakten eventuelt omfatte en skive 5 anbrakt mellom det andre koplingselementet 4 i formen av en mutter og kontakttuppen 3.

Figur 2 illustrerer hylsen 2 i ytterligere detalj ved å vise en tverrsnittfremstilling derav langs den langsgående aksen derav. Hylsen omfatter et flertall av fingerelementer 22 som danner åpningen som er tilpasset å motta den frie enden 1 av lederen. Den ytre overflaten 21 av hylsen har en konisk form og åpningene mellom fingerelementene gjør det mulig for fingrene å bli komprimert og gripe den frie enden 1 av lederen når den er anbrakt inne i åpningen som er tilpasset å motta nevnte ende. Videre omfatter hylsen et gjennomgående hull 24 motstående åpningen som er tilpasset å motta den frie enden av lederen. Det gjennomgående hullet 24 er tilpasset å motta en del av koplingsmiddelet og gjøre det tilgjengelig for kobling med det andre koplingselementet. Det første koplingselementet omfatter fortrinnsvis en hodeseksjon med en større diameter enn diameteren til det gjennomgående hullet 24. På innsiden av det gjennomgående hullet 24 kan hylsen eventuelt omfatte en utsparing 23 som er tilpasset å motta og holde hodet på det første koplingselementet. Materialtykkelsen på hylsen i retningen av den langsgående aksen er merket L på figur 2. Ettersom det gjennomgående hullet 24 ikke er nødvendig for å omfatte holdemidler slik som gjenger som vil kreve en signifikant tykkelse så er tykkelsen L begrenset ved behovet for å tilveiebringe materialstyrke for å holde tilbake hodet på det første koplingselementet.

Hylsen 2 er laget av et ledende materiale, fortrinnsvis kobber eller en kobberlegering.

Figur 3 illustrerer kontakttuppen 3 i mer detalj ved å vise en tverrsnittfremstilling derav langs den langsgående aksen derav. Kontakttuppen omfatter en glatt ytre overflate 34 og en åpning 35 tilpasset å motta og komprimere hylsen 2. Den indre overflaten av åpningen omfatter en konisk formet ytre seksjon 32 av åpningen og eventuelt en indre sylinderseksjon 33. Vinkelen på den koniske seksjonen 32 er mindre enn vinkelen på den koniske ytre overflaten 21 på hylsen 2 i den ikke-komprimerte posisjonen som vist på figur 2. Når hylsen er innsatt i åpningen 35 komprimerer den mindre vinkelen på den indre koniske overflaten 32 fingrene 22 på hylsen når den ytre overflaten 21 blir brakt i kontakt med den indre koniske seksjonen 32. Motstående åpningen 35 i den langsgående retningen omfatter tuppen et gjennomgående hull 31 med et mindre tverrsnitt enn enden av hylsen 2. Det gjennomgående hullet 31 er tilpasset å motta det første koplingselementet 25. Det første koplingselementet kan bli innsatt gjennom det gjennomgående hullet 24 i hylsen og inn i det gjennomgående hullet 31 i kontakttuppen 3. Videre er det gjennomgående hullet 31 tilpasset for en del av det andre koplingselementet 4 å bli ført inn i det gjennomgående hullet 31 fra utsiden av den frie enden av kontakttuppen 3, motstående åpningen 35. Det andre koplingselementet er koblet til det første koplingselementet inne i det gjennomgående hullet 31. Figur 4 illustrerer en splittegning av lederkontakten. Det første koplingselementet 25 strekker seg ut av det gjennomgående hullet i hylsen 2. Det andre koplingselementet 4 omfatter en sylindrisk seksjon 41 som skal føres inn i det gjennomgående hullet 31. Den sylindriske seksjonen 41 omfatter en indre gjenget åpning som er tilpasset å bli skrudd inn på de ytre gjengene på det første koplingselementet. Figurene 5a og 5b illustrerer en lederkontakt ifølge foreliggende oppfinnelse henholdsvis når den er anbrakt på en leder 1' og når den er ferdig anbrakt. Synlig på figur 5a er fingrene på hylsen 2 som under kobling av ledertuppen er fullstendig dekket av kontakttuppen 3 som illustrert på figur 5b. Kontakttuppen 3 koblet til lederen 1' tilveiebringer som illustrert på figur 5b en glatt sylindrisk overflate. Kraften som er nødvendig for å feste kontakten til lederen ved å komprimere hylsen 2 inne i tuppen 3 blir i denne utførelsesformen tilveiebrakt ved dreiemomentet på det andre koplingselementet 4, der det internt gjengede hullet blir skrudd på det første koplingselementet.

Punktene P-P på figur 5b illustrerer posisjonen til tverrsnittfremstillingen vist som snitt P-P på figur 6. Fra denne figuren kan det bli vist hvordan det første koplingselementet 25 er anbrakt inne i den sylindriske seksjonen 41 på det andre koplingselementet 4. Figur 6 illustrerer også at kontakttuppen, når den plasseres på en leder, tilveiebringer en struktur med begrensede åpne rom mellom de ulike elementene som utgjør lederkontakten. I en foretrukket utførelsesform er disse åpne rommene/områdene fylt med et medium for å forhindre kontaminering fra sjøvann.

I én utførelsesform kan slik fylling bli utført etter sammensetting når ledertuppen går inn i en membran i et leddlegeme i en undersjøisk kopling. Poly-isobuten som er til stede på innsiden av ledd-legemet vil stikke ut inn i kontakttuppen ved å passere gjennom små hull i fronten av kontakttuppen (disse hullene er ikke vist på tegningene). Slik vil den sjøvann-kontaminerte innsiden bli byttet ut med poly-isobuten.

Alternativt kan delene av ledertuppen være forhåndsfylte med et beregnet volum av elektrisk ledende fett, før de settes sammen på kabelenden. Dette fettet bør fortrinnsvis ikke stikke ut av den «åpne enden» av ledertuppen og ned på kabelisolasjonen, ettersom fettet er ledende.

Figurene illustrerer én utførelsesform av foreliggende oppfinnelse, imidlertid er det slik at alternative utførelsesformer er like mulige. Slike alternativer kan inkludere den motsatte konfigurasjonen av det første og andre koplingselementet, der det første elementet omfatter et gjenget hull og det andre koplingselementet omfatter en utvendig gjenget seksjon som er tilpasset å bli skrudd inn i hullet i det første koplingselementet.

I et annet alternativ er det første koplingselementet en integrert del av hylse-elementet og ikke et separat element.

I en ytterligere alternativ utførelsesform er det andre koplingselementet en integrert del av kontakttuppen.

I en ytterligere alternativ utførelsesform av foreliggende oppfinnelse består lederkontakten av en hylse og en tupp.

Figurene 7, 8 og 9 illustrerer en andre utførelsesform av foreliggende oppfinnelse. Her omfatter lederkontakten en hylse 102 og en kontakttupp 103. Ytterligere detaljer for hylsen 102 er illustrert på figur 8. Hylsen omfatter fingre 122 som tilveiebringer en innsnevrende ytre overflate 121. Åpningene mellom fingrene 122 tillater hylsen 102 å bli komprimert når kontakttuppen 103 blir presset i den aksiale retningen mot hylsen anbrakt på lederenden 1. Detaljene for kontakttuppen 103 er illustrert på figur 9. Åpningen 135 som er tilpasset å motta hylsen omfatter en innsnevrende overflate 132 med en vinkel relativt den sentrale aksen som er mindre enn vinkelen til den innsnevrende overflaten 121 på hylsen 102. Den indre seksjonen 133 av overflaten kan som illustrert være parallell med senteraksen og ikke innsnevret som seksjonen 132 nært åpningen 135. Den ytre sideoverflaten 134 på kontakttuppen 103 er glatt og fortrinnsvis ikke innsnevret. Endeoverflaten 136 på den frie enden av kontakttuppen har fortrinnsvis en avrundet form, slik som en dom, men kan som illustrert omfatte et flatt tuppområde for å tilveiebringe aksialt trykk på kontakttuppen for å feste den på hylsen og derved feste hylsen til den frie enden av lederen.

Claims (8)

1. Lederkontakt omfattende - en hylse (2, 102) med en åpning tilpasset å motta en fri ende (1) av en leder, - en kontakttupp (3, 103) med en åpning (35, 135) tilpasset å motta hylsen (2, 102), der hylsen (2, 102) omfatter en innsnevrende, ytre overflate (21, 121) på en komprimerbar seksjon som omgir nevnte åpning, der kontakttuppen (3, 103) omfatter en innsnevrende overflate på innsiden av åpningen som er tilpasset å komprimere den komprimerbare seksjonen av hylsen når kontakttuppen omgir hylsen (2, 102), og en ytre, glatt overflate (34), der kontakttuppen (3, 103) har en ytre omkrets på åpningen (35, 135) som er vesentlig ekvivalent med en omkrets for lederen (1') i en aksial avstand fra den frie enden (1) som er vesentlig ekvivalent med den aksiale dybden til åpningen i hylsen som er tilpasset å motta den frie enden (1) for derved å tilveiebringe en jevn overgang fra overflaten på lederen til overflaten på lederkontakten.

2. Lederkontakt ifølge krav 1, der lederkontakten omfatter et første koplingselement (25) og et andre koplingselement (4), der det første koplingselementet (25) kan koples til det andre koplingselementet (4).

3. Lederkontakt ifølge krav 2, der det første koplingselementet (25) og det andre koplingselementet (4) kopler hylsen til kontakttuppen og koplingen av det første og andre koplingselementet tilveiebringer trykket for å komprimere hylsen og anbringe den i åpningen i kontakttuppen.

4. Lederkontakt ifølge ethvert av de tidligere krav, der hylsen og kontakttuppen er laget av kopper.

5. Lederkontakt ifølge ethvert av de tidligere krav, der hylsen omfatter en endeseksjon motstående åpningen som er tilpasset å motta lederen, der tykkelsen (L) i den aksiale retningen av endeseksjonen er mindre enn avstanden fra aksen til omkretsen av endeseksjonen.

6. Lederkontakt ifølge krav 5, der tykkelsen (L) er 60 % eller mindre enn avstanden fra aksen til omkretsen av endeseksjonen.

7. Lederkontakt ifølge ethvert av de tidligere krav, der lederkontakten er en lederkontakt for undersjøisk våt-reparasjon.

8. Lederkontakt ifølge ethvert av de tidligere krav, der lederkontakten er en undersjøisk, våt-reparasjons-lederkontakt.