NO337224B1

NO337224B1 - Undervanns påfyllingssystem

Info

Publication number: NO337224B1
Application number: NO20131683A
Authority: NO
Inventors: Sigvard Omvik; Finn Peter Gjerull
Original assignee: Aker Subsea As
Priority date: 2013-12-17
Filing date: 2013-12-17
Publication date: 2016-02-15
Also published as: AU2014367346B2; US20160376860A1; NO20131683A1; MY183850A; WO2015093973A1; CN105814277A; GB2540040A; CN105814277B; AU2014367346A1; GB201609814D0; GB2540040B

Description

UNDERVANNS PÅFYLLINGSSYSTEM

Foreliggende oppfinnelse vedrører et undervanns påfyllingssystem anpasset til å transportere forskjellige typer fluider i separate porsjoner gjennom en enkelt tilførselsledning, eller fleksibel ledning, fra havoverflaten til respektive dedikerte lagertanker eller beholdere, installert på havbunnen, hvilket system innbefatter respektive ventiler og kontrollsystemer for å operere påfyllingssystemet.

Foreliggende oppfinnelse vedrører også en fremgangsmåte for å transportere forskjellige fluider gjennom en hovedstrømningsledning fra overflaten til tanker eller beholdere installert på havbunnen, hvor respektive pluggsett blir brukt i kombinasjon med en pluggutsender og en pluggmottaker i tillegg til et antall ventiler, avgreningsledninger og et spylefluid, for å muliggjøre separat overføring av fluidporsjonene.

Hensikten med foreliggende oppfinnelse er å muliggjøre transport av forskjellige fluider porsjonsvis via en enkelt fluidledning fra en dekk-/landstasjon til et undervanns produksjons-/prosess-system.

Siden forskjellige fluider må transporteres over betydelige avstander, og ved bruk av kun en enkelt fluidledning, er hovedutfordringen hvordan dette kan muliggjøres, dvs. være i stand til å overføre mer enn en type fluid til dedikerte lagertanker plassert undervanns på havbunnen.

Dermed var det nødvendig med noen slags innretninger for å isolere de respektive fluidene for å minimalisere en potensiell blanding av fluidene.

Sannsynligvis må et slikt undervanns påfyllingssystem måtte være vannfylt inder installasjon. Vannet må derfor på en eller annen måte fjernes fra påfyllingssystemet, enten til det omgivende vannet via et filter, eller til en gråvannstank.

Det er tenkt at påfyllingssystemet vil transportere f.eks. MEG i lange perioder, og andre kjemikaler og/eller hydraulikkfluider i intervaller.

Det er videre tenkt at volumet av de forskjellige kjemikaliene bortsett fra det dominante fluidet (f.eks. det ovenfor antydede MEG) vil ha lagertanker med kapasitet til å gi en tilsvarende brukstid mellom påfyllinger.

I henhold til foreliggende oppfinnelse er det tilveiebragt et undervanns påfyllingssystem av den innledningsvis nevnte type, hvilket system er kjennetegnet ved at undervanns påfyllingssystemet innbefatter plugger anpasset til å bli skjøvet av fluidet gjennom tilførselsledningen, eller fleksibel ledning, hvilke plugger videre danner en barriere mellom respektive fluider foran og bak hver plugg, og er derved i stand til å definere respektive fluidporsjoner mellom de følgende plugger, hvor hver porsjon blir ledet ved hjelp av ventiler gjennom et innløp inn i nevnte tilførselsledning og et utløp fra nevnte tilførselsledning og videre til respektive dedikerte lagertanker eller beholdere, på havbunnen.

I en utførelsesform kan påfyllingssystemet innbefatte en pluggutsender innbefattende en pluggstopper som er i stand til både å holde og frigjøre en plugg inn i nevnte tilførselsledning. Fortrinnsvis innbefatter pluggutsenderen nevnte fluidinnløp og nevnte pluggstopper, hvilke innløp og pluggstopper har en innbyrdes avstand på mints en plugglengde.

I en utførelsesform kan undervanns påfyllingssystemet innbefatte en plugglås

nær ved undervanns lagertankene innbefattende en pluggstopper som både er i stand til å holde igjen en plugg og slippe pluggen inn i en pluggmottaker, hvilken pluggmottaker kan ha en mulighet for å bli hentet opp til overflaten. Fortrinnsvis innbefatter plugglåsen nevnte fluidutløp og nevnte pluggstopper, hvilket utløp og pluggstopper har en innbyrdes avstand på minst en plugglengde.

I en annen utførelsesform kan undervanns påfyllingssystemet innbefatte et batteri med undervanns lagertanker sammenkoblet med en rørmanifold, hvilke rørmanifold har en respektiv grenledning til hver enkelt lagertank, hvilken respektiv grenledning er forsynt med en innløpsventil som kan lukke/åpne strømmen til lagertanken ved hjelp av nevnte kontrollsystem.

Hver undervanns lagertank, eller respektive grenledning, kan innbefatte et fluidrør med en stenge/åpne ventil som strekker seg til dedikert utstyr på en havbunnsinstallasjon, hvilken ventil blir operert ved hjelp av nevnte kontrollsystem.

Videre kan den enkle tilførselsledningen innbefatte en første stenge/åpne-hovedledningsventil ved pluggutsenderen og en andre stenge/åpne-hovedledningsventil ved plugglåsen på havbunnen, hvilke ventiler blir operert ved hjelp av kontrollsystemet og muliggjør installasjon/utbytting av en enkelt tilførselsledning.

I nok en utførelsesform kan den enkelte tilførselsledningen innbefatte en tredje steng/åpne-hovedledningsventil nær ved, men i forlengelsen av plugglåsen på havbunnen, hvilken ventil blir operert ved hjelp av nevnte kontrollsystem og muliggjør isolasjon av undervanns påfyllingssystemet når pluggmottakeren byttes ut.

I henhold til foreliggende oppfinnelse er det også tilveiebragt en fremgangsmåte av den innledningsvis nevnte type, og et undervanns påfyllingssystem av den innledningsvis nevnte type, som er kjennetegnet ved at ventiler blir operert enten til å åpne eller stenge en strøm, i kombinasjon med operasjon av en pluggutsender for å sende ut en plugg av gangen for å danne et fluidskille mellom hverfluidporsjon som blir transportert gjennom

hovedstrømningsledningen.

Utførelseseksempel

Selv om forskjellige aspekter ved foreliggende oppfinnelse har blitt beskrevet generelt over, vil det nå bli beskrevet et mer detaljert og ikke-begrensende eksempel på en utførelsesform med henvisning til tegningene, hvor: Fig. 1 er en skjematisk skisse av et undervanns påfyllingssystem i

henhold til foreliggende oppfinnelse i et første operasjonstrinn.

Fig. 2 er en skjematisk skisse av et undervanns påfyllingssystem i

henhold til foreliggende oppfinnelse i et andre operasjonstrinn.

Fig. 3 er en skjematisk skisse av et undervanns påfyllingssystem i

henhold til foreliggende oppfinnelse i et tredje operasjonstrinn.

Fig. 4 er en skjematisk skisse av et undervanns påfyllingssystem i

henhold til foreliggende oppfinnelse i et fjerde operasjonstrinn.

Fig. 5 er en skjematisk skisse av et undervanns påfyllingssystem i

henhold til foreliggende oppfinnelse i et femte operasjonstrinn.

Fig. 6 er en skjematisk skisse av et undervanns påfyllingssystem i

henhold til foreliggende oppfinnelse i et sjette operasjonstrinn.

Fig. 7 er en skjematisk skisse av et undervanns påfyllingssystem i

henhold til foreliggende oppfinnelse i et syvende operasjonstrinn.

Fig. 8 er en skjematisk skisse av et undervanns påfyllingssystem i

henhold til foreliggende oppfinnelse i et åttende operasjonstrinn.

Det vises først til fig. 1 som skjematisk viser et komplett undervanns påfyllingssystem hvor en hovedfluidledning 1 strekker seg fra tre tanker Ti, T2,

T3på havoverflaten til tre tanker T4, Ts, T6 plassert på havbunnen. Hver tank Ti, T2, T3inneholder en unik væske eller fluid og vil normalt være installert om bord på et overflatefartøy eller et overflateanlegg. Hvert unikt fluid skal transporteres som en porsjon til en dedikert tank T4, Ts, T6via hovedfluidledningen 1. Et spylefluid skal bli sendt gjennom hovedfluidledningen 1 mellom hver porsjon som transporteres. Som tidligere nevnt, er en hovedhensikt med foreliggende oppfinnelse å holde respektive fluider isolert fra hverandre, det vil at de forskjellige fluidene ikke skal være i stand til kontaminere hverandre under en slik overføring fra havoverflaten til havbunnen, selv om en og samme hovedfluidledning 1 brukes for alle fluidene.

Materialet til påfyllingsrøret vil typisk være enten et korrosjonsbestandig materiale eller typisk karbonstål med høy styrke og beskyttende belegg. Materialet må være kompatibelt med fluidene som overføres.

De respektive tankene Ti, T2, T3er sammenkoblet med en første manifold Misom ender opp i en første øvre ende av hovedfluidledningen 1. Hver tank Ti, T2, T3er i sin tur forbundet med et innløpsrør med en innløpsventil Vi, V2, V3som gjør det mulig å fylle opp tankene Ti, T2, T3med respektive væsker eller fluider. Videre er hver tank Ti, T2, T3forsynt med et utløpsrør med en utløpsventil V4, Vs, V6som gjør det mulig å drenere de respektive tankene Ti, T2, T3inn i hovedfluidledningen 1. Hver tank Ti, T2, T3er forsynt med en avluftingsventil på toppen for å kunne avlufte hver tank i henhold til deres respektive fyllenivå eller grad. Den første manifolden Mier forsynt med en produktpumpe Pi for å øke trykket til fluidet som skal transporteres.

Ved den første overflateenden til hovedfluidledningen 1 er det tilveiebragt en pluggutsender (pig launcher), eller pluggutskyter2, hvilken pluggutskyter2 er definert av en første og andre pluggstopper 3, 4, en pluggutskyterdør 5, og to plugger 6, 7 som er klare til å skytes ut, en om gangen. Nedstrøms av den andre pluggstopperen 4, er det anordnet en første hovedstrømningsventil MV1direkte på hovedfluidledningen 1, hvilken hovedstrømningsventil MV1er i stand til å stenge av strømningen i hovedfluidledningen 1 fullstendig.

En omløpskrets BL er anordnet på den første øvre ende av hovedfluidledningen 1, hvilken omløpskrets BL starter oppstrøms av den første pluggstopper 3 og ender nedstrøms av den første hovedstrømningsventil MV1.

Omløpskretsen BL er forbundet med et spylefluidinnløpsrør 8, som er i stand til å tilføre spylefluid ved aktivering av en spylefluidpumpe PP anordnet på spylefluidinnløpsrøret 8. To avstengningsventiler W og Vs er anordnet i omløpskretsen BL, en på hver side av overgangen hvor spylefluidinnløpsrøret 8 er koplet til omløpskretsen BL. Omløpskretsen BL er også forbundet med et annet tilførselsrør 9 med en avstengningsventil V9.

Alle elementene beskrevet over er plassert på havoverflaten, normalt på et flytende fartøy eller lignende, fast plattform eller på land.

De tre dedikerte lagringstankene T4, Ts, T6befinner seg på sjøbunnen og er beregnet på å bli fylt opp etter behov via hovedfluidledningen 1. Hver tank T4, Ts, T6kan være av sammenklappbar konstruksjon, dvs være en gummiballong 11 som er delvis fylt med sjøvann og en membran som definerer en delevegg mellom en dedikert væske eller fluid og sjøvannet inni i ballongen 11.

De respektive tankene T4, Ts, T6er sammenkoblet med en andre manifold M2som ender i en andre nedre ende av hovedfluidledningen 1. Hver tank T4, Ts, T6er i sin tur forbundet med et innløpsrør med en innløpsventil V10, Vu, Vi2Som gjør det mulig å fylle opp tankene T4, Ts, T6med respektive væsker eller fluider. Videre er hver tank T4, Ts, T6forsynt med et utløpsrør med en utløpsventil V13V14, V15som muliggjør tømming fra respektive tanker T4, Ts, T6inn i et dedikert utstyr på en undervannsinstallasjon. Hver tank T4, Ts, T6er forsynt med avluftingsrørfilter 10 på toppen, som er i stand til å ventilere hver tank i henhold til deres respektive fyllingsnivå eller -grad. Den andre manifolden M2er forsynt med hovedinnløpsventil V16på forbindelsen med hovedfluidledningen 1.

Ved den nedre enden av hovedfluidledningen 1 er det tilveiebragt en pluggmottaker 12, hvilken pluggmottaker 12 er avgrenset av en tredje pluggstopper 13, to ytterligere hovedventiler MV2og MV3anordnet direkte på hovedfluidledningen 1. Oppstrøms av den tredje pluggstopperen 13 er den andre hovedstrømningsventil MV2anordnet, og nedstrøms den tredje pluggstopperen 13 er den tredje hovedstrømningsventilen MV3anordnet, hvilke hovedstrømningsventiler MV2og MV3er i stand til å stenge av strømmen i hovedfluidledningen 1 fullstendig. Pluggmottakeren kan ha et filter 14 og kan være opphentbar for å hente pluggene 6, 7 etter bruk. Videre kan den nedre enden av hovedfluidledningen 1 være tilkoblet ved hjelp av respektive klammere 15 for å kunne være i stand til å hente opp hele eller deler av undervanns sammenstillingen til overflaten, om nødvendig eller ønskelig f.eks. dersom det skal utføres vedlikeholdsarbeid.

Det vil nå bli beskrevet en operasjonell sekvens med henvisning til fig. 1 til 8 som viser forskjellige trinn i en slik operasjon. Fig. 1 viser det innledende trinnet hvor pluggutskyteren 2 blir tømt for spylefluid bak den første hovedstrømningsventilen MV1og pluggutskyterdøren 5 åpner. Den første og andre pluggen 7, 6 blir plassert i pluggutskyteren 2 mellom den første og andre pluggstopperen 3, 4. Deretter blir pluggutskyterdøren 5 lukket. En utløpsventil V4fra tanken Ti blir åpnet i tillegg til den første hovedstrømningsventilen MV1, og den første pluggstopperen 4 blir åpnet for derved å sette fri den første pluggen 7. Produktpumpen Pi starter mating av det første produktet fra tank Ti inn mellom de respektive pluggene 6, 7. Den førte pluggen 7 fortrenger spylefluidet i hovedfluidledningen 1 ut av ledningen. Den andre pluggen 6 stenger bakover. Fig. 2 viser et andre trinn hvor produktpumpen Pi mater etter ønske inntil den første pluggen 7 stanses av den tredje pluggstopperen 13. Deretter blir undervannsventilene V16og V10åpnet for å åpne opp passasjen til lagringstank T4og det første produktet blir deretter fylt inn i den dedikerte tanken T4. Fig. 3 viser et tredje trinn hvor det korrekte volumet av det første produktet blir pumpet inn i den dedikerte lagertanken T4og utløpsventilen V4fra tanken Ti vil være lukket. Det blir nå pumpet spylefluid via et spylefluidinnløpsrør 8 opp bak den andre pluggen 6 ved hjelp av spylefluidpumpen PP. Spylefluidet fortrenger det første produktet i hovedfluidledningen 1 opp i undervanns lagertanken T4. Figur 4 viser situasjonen ovenfor i et fjerde trinn når den andre pluggen 6 er på vei ned til den tredje pluggstopperen 13 og har akkurat passert den andre hovedstømningsventilen MVz Det skal derved forstås at det første fluidet er foran den andre pluggen 6, mens spylefluidet er bak den andre pluggen 6. Fig. 5 viser et femte trinn hvor den andre pluggen 6 har blitt stanset mot den første pluggen 7 ved den tredje pluggstopperen 13. Ventilene Vi6og V10til undervanns lagertank 4 er lukket. Fig. 6 viser et sjette trinn når den tredje pluggstopperen 13 er åpnet opp og både den første og andre pluggen 7, 6 er presset inn i pluggmottakeren 12 sammen med spylefluidet. Fig. 7 viser et syvende trinn hvor prosedyren i henhold til fig. 1 blir gjentatt med produkt nummer 2 som blir tappet fra den andre overflatetanken T2og deretter transportert til en andre undervanns lagertank Ts. Dette blir utført ved bruk at et andre sett med plugger. Fig. 8 viser et åttende trinn tilsvarende situasjonen i fig. 2 hvor det andre fluidet blir overført fra overflatetanken T2til undervanns lagertanken Ts med respektive ventiler Vs, MV1, MV2, V16og Vu i åpen posisjon.

Overføringen av et tredje fluidet fra en tredje overflatetank T3til en tredje undervanns lagertank T6vil skje på en tilsvarende måte ved bruk at et tredje sett med plugger og respektive ventiler som åpnes og lukkes.

Det skal derved forstås at det er tilveiebragt et undervanns påfyllingssystem anpasset til å transportere forskjellige typer fluider i separate porsjoner gjennom en enkelt tilførselsledning, eller fleksibel ledning, fra havoverflaten til respektive dedikerte lagertanker, eller beholdere, plassert på havbunnen. Dette systemet innbefatter respektive ventiler og kontrollsystemer for å operere undervanns påfyllingssystemet. Undervanns påfyllingssystemet innbefatter minst to plugger anpasset til å bli skjøvet av det transporterte fluidet gjennom nevnte tilførselsledning, eller fleksible ledning, hvilke plugger videre danner en barriere mellom respektive fluider foran og bak hver plugg, og er derved i stand til å definere respektive fluidporsjoner mellom påfølgende plugger, hvor hver fluidporsjon blir ledet ved hjelp av ventiler gjennom et innløp inn til tilførselsledningen og et utløp ut fra denne tilførselsledningen og videre til de respektive dedikerte lagertankene eller beholderne på havbunnen.

Undervanns lagertankene vil i sin tur være individuelt forbundet med pumper for å overføre fluider fra undervanns lagertankene til injeksjonspunkter i undervannssystemet. Dette pumpesystemet kan enten være beliggende ved undervannsenden av påfyllingssystemet eller undervannsrammen/-prosess-systemet, hvor det typisk vil være tilgjengelig elektrisk kraft og kontroller.

Som antydet over er det også tilveiebragt en fremgangsmåte for å transportere forskjellige fluider gjennom en hovedstrømningsledning fra overflaten til tanker eller beholder på havbunnen, hvor respektive pluggsett blir brukt i kombinasjon med en pluggutsender og en pluggmottaker i tillegg til et antall ventiler, avgreningsrør og et spylefluid, for å muliggjøre separat overføring av fluidporsjoner, hvilket er muliggjort ved at forutbestemte ventiler blir operert enten til å åpne opp eller stenge for en strøm, i kombinasjon med operasjon ev en pluggutsender for å sende ut en plugg av gangen for å danne et fluidskille mellom hver fluidporsjon som transporteres gjennom

hovedstrømningsledningen.

Claims

1. Undervanns påfyllingssystem anpasset til å transportere forskjellige typer fluider i separate porsjoner gjennom en enkelt tilførselsledning, eller fleksible ledning, fra havoverflaten til respektive dedikerte lagertanker, eller beholdere, installert på havbunnen, hvilket system innbefatter respektive ventiler og kontrollsystemer for å operere undervanns påfyllingssystemet,karakterisert vedat undervanns påfyllingssystemet innbefatter minst to plugger anpasset til å bli skjøvet av det transporterte fluidet gjennom tilførselsledningen, eller den fleksible ledningen, hvilke plugger videre tilveiebringer en barriere mellom de respektive fluider foran og bak hver plugg, og er derved i stand til å definere respektive fluidporsjoner mellom påfølgende plugger, idet hver fluidporsjon blir ledet ved hjelp av ventiler gjennom et innløp inn i tilførselsledningen og et utløp fra nevnte tilførselsledning og videre til de respektive dedikerte lagertankene, eller beholderne, på havbunnen.

2. Undervanns påfyllingssystem i henhold til krav 1,karakterisert vedat det undervanns påfyllingssystem innbefatter en pluggutsender innbefattende en pluggstopper som er i stand til både å holde tilbake en plugg og frigjøre en plugg inn i tilførselsledningen.

3. Undervanns påfyllingssystem i henhold til krav 2,karakterisert vedat pluggutsenderen innbefatter nevnte fluidinnløp og nevnte pluggstopper, hvilket innløp og pluggstopper har en innbyrdes avstand på minst en plugglengde.

4. Undervanns påfyllingssystem i henhold til krav 1, 2 eller 3karakterisert vedat undervanns påfyllingssystemet innbefatter en plugglås nærved undervanns lagertankene innbefattende en pluggstopper som både er i stand til å holde tilbake en plugg og lede pluggen inn i en pluggmottaker, hvilken pluggutsender, som et alternativ, kan være opphentbar.

5. Undervanns påfyllingssystem i henhold til krav 4,karakterisert vedat plugglåsen innbefatter nevnte fluidutløp og nevnte pluggstopper, hvilket utløp og pluggstopper har en innbyrdes avstand på minst en plugglengde.

6. Undervanns påfyllingssystem i henhold til hvilke som helst av kravene 1-5,karakterisert vedat undervanns påfyllingssystemet innbefatter et batteri med undervanns lagertanker som er sammenkoblet med en rørmanifold, hvilken rørmanifold har respektive grenrør til hver individuell lagertank, idet hvert respektive grenrør er forsynt med en innløpsventil som er i stand til å stenge av/åpne opp strømningen til nevnte lagertank ved hjelp av kontrollsystemet.

7. Undervanns påfyllingssystem i henhold til krav 6,karakterisert vedat hver undervanns lagertank, eller respektive grenrør, innbefatter et fluidrør med en stenge/åpne ventil som strekker seg til et dedikert utstyr på en undervannsinstallasjon, hvilken ventil opereres ved hjelp av nevnte kontrollsystem.

8. Undervanns påfyllingssystem i henhold til hvilke som helst av kravene 1-7,karakterisert vedat den enkle tilførselsledningen innbefatter en første stenge/åpne hovedlinjeventil nær ved pluggutsenderen og en andre stenge/åpne hovedlinjeventil nærved plugglåsen på havbunnen, hvilke ventiler er opererbare ved hjelp av nevnte kontrollsystem og muliggjør installasjon/utbytting av den enkle tilførselsledningen.

9. Undervanns påfyllingssystem i henhold til hvilke som helst av kravene 1-8,karakterisert vedat den enkle tilførselsledningen innbefatter en tredje stenge/åpne hovedlinjeventil nær ved, men i forlengelsen av plugglåsen på havbunnen, hvilken ventil blir operert ved hjelp av nevnte kontrollsystem og muliggjør isolasjon av påfyllingssystemet ved utbytting av pluggmottakeren.

10. Fremgangsmåte for transport av forskjellige fluider gjennom en hovedstrømningsledning fra overflaten til havbunnsinstallerte tanker eller beholdere, hvor respektive pluggsett blir brukt i kombinasjon med en pluggutsender og en pluggmottaker i tillegg til en rekke ventiler, avgreningsrør og et spylefluid, for å muliggjøre separat overføring av fluidporsjoner,karakterisert vedat forutbestemte ventiler blir operert enten til å åpne eller stenge en strømning, i kombinasjon med operasjon av pluggutsenderen for å sende ut en plugg av gangen for å danne et fluidskille mellom hver fluidporsjon som transporteres gjennom hovedstrømningsledningen.