NO337404B1 - Innretning for overføring av elektrisk kraft i et dreieskiveforankret fartøy og fremgangsmåte for dens oppbygging - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelsen vedrører en innretning for overføring av elektrisk kraft og/eller signaler mellom to elementer som roterer i forhold til hverandre, hvilke elementer eksempelvis kan være en flytende enhet og en undervannsinstallasjon. Oppfinnelsen vedrører også en fremgangsmåte for oppbygging av innretningen og vedrører særlig, men ikke utelukkende, et system for overføring av elektrisk kraft i et dreieskiveforankret fartøy.

Ved utvikling av et oljefelt kan man eksempelvis benytte undervannsinstallasjoner og ledninger opp til en dreieskive anordnet i en flytende enhet, eksempelvis et fartøy. Dreieskiven muliggjør at den flytende enheten kan rotere i forhold til undervannsinstallasjonen uten at ledningene fra den flytende enheten og til undervannsinstallasjonen derved vil floke seg eller utsettes for unødvendige påkjenninger. Et eksempel på en slik løsning er beskrevet i US 6176193.

Dreieskiven er anordnet for rotasjon i forhold til fartøyet og vanligvis er det anordnet svivelinnretninger i eller på toppen av dreieskiven for overføring av fluider, elektrisk kraft eller signaler mellom fartøyet og undervannsinstallasjonen. US 6302048 og WO 9965762 beskriver slike løsninger. Dreieskiven med svivelinnretninger vil vanligvis være beregnet for en spesifikk anvendelse, eksempelvis for et bestemt olje- eller olje/gass- eller gassfelt. Svivlene og dreieskivene må utformes med optimal vekt og størrelse. Som følge av de krav som stilles til vekten og plassutnyttelsen, foreligger det vanligvis begrensede valgmuligheter for forsyning av svivelmidlene med ekstra funksjoner så som eksempelvis for overføring av ekstra elektrisk kraft som ikke utgjør noen del av svivelinnretningens opprinnelig kriterier. Disse ekstra funksjoner er kriterier som kan oppstå når feltet er delvis utviklet, hvilket skyldes ny tilgjengelig teknologi eller en ikke forutsett feltutvikling. Når en ekstra funksjon skal tilordnes svivelen i ettertid, foreligger det imidlertid meget begrenset plass i dreieskiven for tilføring eller tilpasning av den opprinnelige svivelinnretningen med hensyn til nødvendige endringer.

I tillegg er det også ganske viktig å kunne tilveiebringe en løsning hvor dødtiden er så liten som mulig. En demontering av den opprinnelige svivelen og erstatning av hele anordningen med en annen svivelinnretning er ikke en foretrukket løsning og vil også ofte kunne by på problemer.

US 6050747 viser også relevant kjent teknikk.

Det foreligger derfor et behov for utvikling av en løsning for overføring av elektrisk kraft, hvilken løsning muliggjør en tilføring av ekstra overføringsmuligheter i en dreieskive med en eksisterende svivelinnretning, uten behov for ekstra plass på toppen av svivelen og med liten eller ingen dødtid for det eksisterende overføringsarrangemenet i dreieskiven.

Det er en hensikt med den foreliggende oppfinnelsen å møte dette behovet. Den foreliggende oppfinnelsen, som definert i patentkravene, møter disse behovene.

Den foreliggende oppfinnelsen vedrører et system for oppnåelse av overføring av elektrisk kraft og/eller signaler mellom et fartøy og en undervannsinstallasjon. Et roterende element, fartøyet, er forbundet med det statiske elementet og undervannsinstallasjonen er, via en dreieskive, rotasjonsmessig tilknyttet fartøyet eller rotasjonselementet. Systemet kan være det eneste systemet for overføring mellom elementene.

Den foreliggende oppfinnelsen medfører en fordel sammenlignet med de kjente arrangement ved at det tilveiebringes en innretning for overføring av elektrisk kraft og/eller signaler mellom to elementer som roterer i forhold til hverandre, hvilke elementer eksempelvis kan være et fartøy og en undervannsinstallasjon og oppfinnelsen vedrører særlig, men ikke utelukkende, et system for overføring av elektrisk kraft i et dreieskiveforankret fartøy.

Ifølge oppfinnelsen er det tilveiebrakt en innretning for overføring av elektrisk kraft og/eller signaler mellom et fartøy og en undervannsinstallasjon via en dreieskive, idet innretningen for overføring av elektrisk kraft og/eller signaler innbefatter et glideringarrangement innbefattende et hus som inneholder en elektrisk lederinnretning og en børstebærerenhet som har glidekontakt med den elektriske lederinnretningen.

Fortrinnsvis er huset forbundet med en fartøystruktur mens børstebæreren er festet til dreieskiven. Alternativt kan børstebæreren være forbundet med fartøystrukturen mens huset er festet til dreieskiven.

Huset består av flere underenheter, idet hver underenhet innbefatter en del av den elektriske lederinnretningen. Hus underenhetene kan prefabrikeres og testes før sammenbyggingen om bord og husunderenhetene kan fordelaktig prefabrikeres og testes på et sted i en avstand fra fartøyet og deretter settes sammen om bord.

Huset blir fortrinnsvis montert utenfor eventuelle svivelstabler og mest foretrukket blir huset anordnet utenfor og over svivelstablene.

Huset har fortrinnsvis en i hovedsak ringform bestående av et antall sektorunderenheter. Disse underenhetene kan sammenfestes ved hjelp av mekaniske midler, eksempelvis ved hjelp av bolter eller klemmer. Det foretrekkes at underenhetene festes sammen ved hjelp av sikringsmidler som ikke krever "varmbearbeidelse" så som sveising fordi det kan foreligge et farlig miljø om bord når fartøyet er i bruk.

Husenheten er fortrinnsvis en lukket struktur utformet med en adgangskanal hvorigjennom børstebærerenheten går.

Adgangskanalen strekker seg fortrinnsvis over husets lengde.

Fortrinnsvis strekker kanalen seg rundt husets omkrets.

Huset blir fortrinnsvis båret av en bærerstruktur som er montert på fartøyet.

Huset blir fortrinnsvis båret i tre monteringspunkter i bærerstrukturen.

Bærerstrukturen strekker seg fordelaktig langs husets lengde.

Bærerstrukturen strekker seg fordelaktig rundt husets omkrets.

Huset innbefatter fordelaktig midler for avtetting av kanalen. Disse avtettingsmidlene bidrar til å hindre en inntrenging av omgivende (potensielt eksplosiv) atmosfære.

Midlene for avtetting av kanalen innbefatter fortrinnsvis en tetning som strekker seg langs kanalens lengde.

Tetningsmidlene innbefatter fordelaktig en intern tetningsdel og en ekstern tetningsdel.

Tetningsmidlene innbefatter fordelaktig en tetningsplate som strekker seg over tetningsmidlenes lengde.

Tetningsmidlene innbefatter fordelaktig en tetningsplate som strekker seg over tetningsmidlenes lengde, idet arrangementet er slik at under bruk vil en tetningsdel ha tettende kontakt med tetningsplaten.

Tetningsmidlene er fortrinnsvis en dynamisk tetning med en kontinuerlig tetningsflate.

I bruk vil det fortrinnsvis foreligge en positiv trykkforskjell mellom trykket i huset og atmosfæretrykket utenfor huset. Det større trykket i huset bidrar til å hindre en inntrenging av omgivende (potensiell eksplosiv) atmosfære.

Fordelaktig kan glideringarrangementet være et passivt system som ikke krever drivmidler. Fartøyets rotasjonsbevegelse vil fordelaktig virke som et drivmiddel. Glideringarrangementet innbefatter fordelaktig dempemidler for derved å begrense små bevegelser av glideringarrangementet. Dempemidlene innbefatter fordelaktig en dreiemomentanordning som er montert på glideringarrangementet. Denne dreiemomentanordningen forbinder fordelaktig børstebæreren med dreieskiven.

Ifølge et andre inventivt aspekt er det tilveiebrakt en fremgangsmåte for oppbygging av et glideringarrangement som innbefatter et antall underenheter hvor hver underenhet innbefatter en del av den elektriske lederinnretningen ifølge det første inventive aspektet, hvilken fremgangsmåte innbefatter montering av et bærerspor på fartøyet og overføring av hver underenhet til dette bærersporet for dannelse av det fullstendige glideringarrangementet.

Husunderenhetene kan prefabrikeres og testes før sammenbyggingen om bord og fordelaktig kan husunderenhetene prefabrikeres og testes på et sted i en avstand fra fartøyet og så sammenbygges om bord.

Det skal her fremheves at ett eller flere av de trekk som beskrives nedenfor under henvisning til tegningene vil kunne brukes sammen med trekk ifølge det første og andre inventive aspekt som beskrevet foran.

Et utførelseseksempel av oppfinnelsen skal nå beskrives nærmere under henvisning til tegningene hvor: Figur 1 viser et perspektivriss av en dreieskive for et fartøy med en svivelenhet og et glideringhus og børstebærer; Figur 2 er et perspektivriss av glideringhuset og børstebæreren i figur 1 og viser huset med en del av huset fjernet; Figur 3 er et perspektivriss sett nedenfra av glideringhuset og børstebæreren i figurene 1 og 2; Figurene 4 og 5 er sideriss av to respektive deler av glideringhuset; Figur 6 er et perspektivriss av glideringhuset og tilhørende bærerspor; Figur 7 er et grunnriss av bærerammen og glideringhuset anordnet på en dreieskive og svivelenheten; Figur 8 er et perspektivutsnitt av glideringhuset og børstebæreren med en del av huset fjernet; Figur 9 er et snitt gjennom glideringhuset; Figurene 10 og 11 er detaljutsnitt av et tetningsarrangement for glideringhuset; Figurene 12 til 15 viser ytterligere utsnitt av ulike utførelser av et tetningsarrangement for glideringhuset; Figurene 12a, 12b, 13a, 13b og 14a, 14b viser ytterligere utsnitt av ytterligere utførelser av tetningsarrangement for glideringhuset; Figurene 16 til 18 og figurene 21 til 22 er perpektivriss av bærersporet for glideringhuset og viser monteringen av en del av huset ved hjelp av en kran; Figur 19 er et perspektivutstnitt av tårnet, svivelen og bærersporet for glideringhuset og viser monteringen av en del av huset ved hjelp av en kran; Figur 20 er et sideriss av tårnet, svivelen og bærersporet for glideringhuset; Figur 23 er et grunnriss av tårnet, svivelen og bærersporet for glideringhuset; Figur 24 er et snitt etter linjen AA; Figur 25 er et snitt etter linjen BB; Figur 26 er et sideriss med snitt gjennom glideringhuset og bærersporet; Figur 27 er et sideutsnitt av en dreiemomentarmanordning for glideringhuset; og

Figur 28 er et frontutsnitt av dreiemomentarmanordningen i figur 27.

I tegningsfigurene er det vist en dreieskive 2, en innretning for overføring av elektrisk kraft og/eller signaler innbefattende et glideringsystem for elektrisk kraft (EPSR) 3 innbefattende et hus 4 med elektriske glideringer. Huset 4 er forbundet med en struktur 6 på fartøyet 7 og en børstebærerenhet 8 har glidekontakt med den elektriske lederinnretningen. Børstebæreren 8 er festet til dreieskiven 2 og en svivelenhet 10 går sentralt gjennom huset 4. Dreieskiven 2 og bærerstrukturen 6 kan være anordnet på ulike måter i fartøyet og det kan eksempelvis dreie seg om en innvendig dreieskiveutforming, en neddykket dreieskiveutforming eller en ekstern dreieskiveutforming.

Huset 4 er en firkantet lukket boksstruktur som har en adgangskanal 5 hvor børstebæreren 8 går. Denne adgangskanalen 5 strekker seg rundt huset 4 sin omkrets.

Bærerstrukturen 6 har tre rørformede søyler lia, 11b, lic. På toppen av søylen lia er det montert en bomkran 12. Huset 4 med EPSR-systemet 3 har en glidering med en relativt stor diameter sammenlignet med eksisterende løsninger. Typisk ligger denne store diameteren for glideringsystemene i et område fra 2,05 meter og opptil 15 meter.

Hovedutfordringene for EPSR-systemet 3 ifølge oppfinnelsen i utviklingsfasen har vært:

• Finne tilgjengelig plass i fartøyets tårnstruktur.

• Etablere en løsning som kan installeres på en effektiv og sikker måte.

• Unngå bruk av varme i forbindelse med installasjonen.

• Avdekke konsekvensfølger for andre systemer som følge av EPSR.

Bekrefte at EPSR gir en løsning for fartøydreieskiveoverføring av elektrisk

kraft, lavspent strøm og signaler i et EX-miljø.

EPSR-systemet 3 overfører kraft mellom fartøyet 7 sitt roterende dekk og dekket til den stasjonære dreieskiven 2. EPSR-systemet 3 innbefatter fire høyspente (HV) trefasekretser med 15 kV/300 A for overføring av kraft til undersjøiske pumper så vel som lavspentkretser (LV) (440 V/16 A, 230 V/16 A og 24 V/16 A-likestrøm) for utstyr anordnet i dreieskiven 2.

EPSR-systemet 3 er utformet med to høyspente (HV) ringstabler 14, 15. Disse er anordnet med to diametere og hver stabel inneholder to trefasekretser (HV). Bæreren 8 er anordnet mellom de to stablene 14, 15 og holder alle børstene. Bæreren 8 kan bevege seg mellom de to stablene 14, 15 hele veien rundt sirkelomkretsen til de to stablene. HV-glideringene kan ha de følgende typiske elektriske data:

Antall ringer: 14 ringer (4x3 faser + 1 x PE + 1 x bånding)

Spenning: 8,7/15 (17,5) kV

Strøm: 300 A

Ringene i HV-stabelen vil ha de følgende dimensjoner: h = 8 mm og w = 75 mm. Hver ring vil ha et tverrsnitt på: 8 x 75 mm = 600 mm<2>.

Strømmen i den enkelte fasen er In = 300 A. Strømmen vil gå fra kabelen gjennom ringen og til børsten. Strømfordelingen i ringen vil endre seg i avhengighet av børstens posisjon i forhold til kabeltilkoblingen til ringen. Dersom børsten og tilkoblingspunktet har en avstand på 180 grader, så vil strømmen gå fra tilkoblingspunktet og til børsten i hver ringhalvdel. Dette svarer til en strøm i hver ringhalvdel på 150 A, hvilket tilsvarer en strømtetthet på: i = 150/600 = 0,25 A/mm<2>. Dersom børsten og tilkoblingspunktet er i den samme posisjon/meget nær hverandre, så vil strømmen ha en tendens til å følge den korteste strekningen mellom tilkoblingen og børsten. Strømmen i ringen vil derfor maksimalt være 300 A, svarende til en strømtetthet: i = 300/600 = 0,5 A/mm<2>. Strømbelastningen kan være meget liten og strømmengden kan lett økes.

Hver ring deles i åtte seksjoner 26 i samsvar med romoppdelingene i EPSR-systemet 3. Dette betyr at det forefinnes skjøter i den enkelte ring. Den enkelte skjøt har samme strømføring som resten av systemet.

Hver fase vil innbefatte to børster. Denne løsningen er valgt for å gi en redundans, robusthet så vel som for å opprettholde strømmen hver gang en børste passerer en skjøt. Hver børste har en strømkapasitet på 400 A. Den totale strømmengden vil således være 800 A pr fase, idet børstene brukes for 37,5% (300 A) av den nominelle strømmen.

Fra børstene på bæreren går en enkelt leder, en HV-kabel, til EPSR-dreieskivekoblingsboksen, det vil si en kabel fra hver børste. I koblingsboksen forefinnes det en HV-kobling mot dreieskive-HV-kabler som går til umbilikalkoblingskassen i dreieskiven. Disse koblingene medfører et kompakt tilkoblingsområde samtidig som de gir lett løskobling av dreieskivekablene fra EPSR'en i forbindelse med vedlikehold. Koblingsboksen kan deles i en øvre del som henger i EPSR-bæreren og en nedre del som holder dreieskivekablene for derved å lette løskobling i forbindelse med vedlikehold.

Fra fartøy siden går kablene direkte til stablene 14, 15 i EPSR-systemet 3. Fra bæreren/børstene går det mellomkabler til en dreieskive 2 HV-koblingsboks som henger på bæreren, utenfor EPSR-huset 4. LV-ringene er anordnet i EPSR-systemet 3 sin toppdel, idet ringene er festet til huset 4 og børstene er festet til bæreren 8. Kablene går til en ekstern LV-koblingsboks med mellomkabler til LV-ringene i EPSR-systemet 3. Fra LV-børstene i bæreren 8 går det mellomkabler til en ekstern koblingsboks anordnet i dreieskiven 2. Fra disse koblingsboksene går det kabler til ulike konsumenter i dreieskiven 2.

EPSR-systemet 3 innbefatter et system for beskyttelse de interne komponentene i huset 4 ved hjelp av et overtrykksystem. Systemet vil spyle EPSR-systemet 3 før huset 4 tilføres elektrisk kraft. Under drift vil overtrykksystemet holde et på forhånd bestemt overtrykk i og kompensere for naturlig lekkasje fra huset 4. Ved tap av trykk vil systemet påvirke en alarm som vil gi operatøren informasjon eller stenge krafttilførselen.

HV-dreieskivekoblingsboksen kan være en integrert del av EPSR-systemet 3 og derved også være en del av huset 4.

De vesentlige mekaniske utstyrskomponentene i EPSR-systemet 3 er glideringhuset 4, glideringene, et tetningssystem og børstebæreren 8.

Tetningssystemet mellom omgivelsene og glideringsystemet er en viktig del av EPSR-systemet 3. Det interne tetningssystemet som står under overtrykk, skal bidra til å hindre at gasser kan gå inn i høyspenningsmiljøet. Det er anordnet en ekstern tetning 17 for å sikre at vindbelastninger/andre miljøforhold ikke påvirker den interne tetningsvirkningen.

Det trykksatte systemet tjener til å tilveiebringe (initiell spyling) og deretter bibeholde et overtrykk i EPSR-rommet. Dette overtrykket skal hindre inntrenging av omgivende (potensiell eksplosiv) atmosfære.

EX-trykksystemet innbefatter de følgende hovedkomponenter: Kontrollkabinettenhet med luftkoblinger for tilførsel og utføring av luft til/fra

EPSR-rommet.

Målepunkt i EPSR-rommet.

Utløpsventil for spylingssekvensen med målepunkter for luftutløpsvolumet.

Grensesnitt:

° Rørledninger for instrumentluftinnløp, EPSR og utløpspilotventil.

° Elektrisk: Kraftforsyning, styre- og overvåkingssignaler.

I tillegg til de foran nevnte krav, representerer de følgende komponenter grunnleggende konstruksjonsdetaljer:

• Tilføring av innløpsluft til systemet (kontrollkabinettenhet).

• Luftkvalitet: Instrumentluftkvalitet.

• Luftstrømningsmengde: Minimum omtrent 1200 l/min ved 8 bara.

• Initiell spyling av EPSR-rommet:

° 5 luftvekslinger pr time: Tilnærmet 9000 l/min ved tilnærmet 15 mbar overtrykk. • Trykksetting av EPSR-rommet med overvåking og kompensering for lekkasjer: ° Grenseverdier: Minimum tilnærmet 1 til 5 mbar overtrykk og maksimalverdier i samsvar med EPSR-romtrykket.

Trykksystemet virker på følgende måte:

• Modus 1: Initiell spyling av EPSR-rommet:

° Lufttilførselen tilkobles og spylingssekvensen begynner etter at den minste

strømningsverdi er nådd.

° Dersom luftstrømmen i EPSR-rommet under spylesekvensen synker under den på forhånd satte verdien for minimumsstrømningen, vil spylingen stoppe.

° Den nødvendige spyletiden innstilles ved spylevolumet (5 x EPSR-romvolumet) og det på forhånd innstilte innløpstrykket.

Modus 2: Normal drift, lekkasjekompensering etter initiell spyling:

° Systemet er nå i en normal driftstilstand og et nødvendig overtrykk

bibeholdes i systemet for kompensering av lekkasjer.

° Dersom overtrykket i EPSR-rommet synker under den innstilte

minimumsverdien eller overstiger maksimalverdien, avgis en alarm.

° Ved alarm i systemet må det treffes tiltak med hensyn til kraftsystemet.

Som vist i figur 4, har huset 8 sitt tetningssystem en dynamisk tetning 17 med en kontinuerlig tetningsflate rundt hele omkretsen til huset 4. Børstebæreren 8 er festet til tetningsmetallplaten 19 og det skjer ingen geometriske endringer av tetningsflaten når bæreren passerer.

Som vist i figurene 6 og 7, er hele EPSR-systemet 3 forbundet med en sirkulær bærersporstruktur 22 ved hjelp av tre bærerlagre 24a, 24b, 24c. Lagrene 24a, 24b, 24c er av pinnetype som fritt kan rotere i x- og y-retningene. Vekten til EPSR-systemet 3 overføres via styreskinner/lagere og fastgjøringsklemmer til steget i bærersporstrukturen 22.

EPSR-systemet 3 baserer seg på følgende konstruksjonsfilosofi:

> Alle vedlikeholds- og innkoblingsaktiviteter skal kunne skje utenfra via luker.

> Mekanisk installasjon (avstenging begrenset til ibrukstaking).

> EPSR er delt i 8 seksjoner for å lette håndteringen under installasjonen av

innvendig utstyr og en installasjon offshore.

> Styreskinnesystem for lett håndtering i forbindelse med installasjonen.

> Opplagringen skal muliggjøre fri rotasjon (bare vertikal/horisontal

lastoverføring) for derved å unngå lokale bøyepåkjenninger fra tårnstrukturen.

> 3-punkts opplagring for derved å redusere tårnintroduserte krefter (tårndefleksjoner) på EPSR til et minimum.

> Adgangsplattformer langs både indre og ytre sirkler.

> Unngå interferens med annet utstyr.

Geometrien til EPSR-systemet 3 baserer seg på de følgende forhold:

> En eksisterende svivelkolonneomkrets kan være opptil 7900 mm.

> Vedlikeholdsadgangsfilosofi.

> Nødvendig innvendig plass for elektrisk utstyr.

> Holde den totale høyden til EPSR (innbefatte bærerstrukturen) så lav som

mulig.

De vesentlige mekaniske utstyrskomponentene i EPSR-systemet 3 er glideringhuset 4, glideringene 14, 15, tetningssystemet og børstebæreren 8.

Hovedhensikten med glideringhuset 4 er:

Beskytte høyspennings- og lavspenningsglideringene mot omgivelsene.

Etablere et overtrykksatt volum som kan holdes slik at man kan tilfredsstille

kravene som det elektriske utstyret i dreieskiveområdet stiller.

Tilveiebringe strukturell bæring for glideringsystemet 14, 15.

Tilveiebringelse av tilkoblinger for høyspennings/kraftkabler og

lavspenningskabler på fartøysiden.

Hovedhensikten med glideringene 14, 15 er:

Tilveiebringe en overføring av elektrisk kraft (og signaler) uavhengig av fartøyets bevegelser i forhold til dreieskiven 2, fra fartøysiden og til dreieskiven 2.

Hovedhensikten med børstebæreren 8 er:

Tilveiebringelse av en kobling til høyspenningskraftkablene og

lavspenningskablene på dreieskivesiden.

EPSR-huset 4 er utformet som en platekonstruksjon med avstivere på utsiden av hovedboksprofilen. Utenfor og på innsiden av ringboksen er det adgangsluker 28 for tilkoblings- og vedlikeholdsformål.

Børstebæreren 8 er festet til dreieskivestrukturen 2 og er derfor geostasjonær, det vil si at fartøyet og EPSR-huset 4 beveger seg i forhold til børstebæreren 8. Børstebæreren 8 er en koblingsboks (nedre ende - utenfor EPSR-huset 4) for kablene som går til dreieskiven 2, så vel som en strukturell anordning for høyspennings- og lavspenningsbørstene som har kontakt med HV- og LV-ringene.

Figur 4 viser mer detaljert hvordan børste- og isolatorbæringen henger ved hjelp av ruller 29 i EPSR-huset 4 sitt tak. I tillegg er det ruller 30 både øverst og nederst i børstebæreren, hvilke ruller samvirker med respektive skinner for derved å kunne ta krefter i horisontalplanet. Lavspenningstilførselen og signaler går gjennom glideringsystemet i det øvre venstre hjørnet 32 i huset 4.

For å redusere slitasjen på børstene og på tetningssystemet, blir børstebæreren montert på en dreiemomentarm ved hjelp av en dødbåndmekanisme slik at børstebæreren ikke følger fartøyets rotasjon over noen få grader på ethvert sted. Dette vil redusere slitasjen og påkjenningene på lagrene og børstene ved de sykliske bevegelser som fartøyet utfører.

Det totale EPSR-systemet 3 henges opp i tårnbærersporet 22 ved hjelp av tre bærerlagre 24a, 24b, 24c. Lagrene 24a, 24b, 24c er av pinnetypen med fri rotasjonsmulighet i x- og y-retningene. EPSR-vekten overføres via styre skinner/lagre og festeklemmer til et steg i bærerinnretningen.

Tetningssystemet mellom omgivelsene og det indre av glideringsystemet 3 er en vesentlig del av EPSR-systemet 3. Den foreliggende oppfinnelsen kan benytte en av to mulige typer tetnings løsninger.

Et første tetningsarrangement baserer seg på bruk av en tetning 17 (se figurene 10 og 12) som har glidekontakt med en plate 19 anordnet i kanalen 5 i huset 4 rundt hele omkretsen. Denne platen 19 strekker seg rundt kanalen 5 sin omkrets og derfor også rundt huset 4. Platen 19 er festet til børstebæreren 8 som innbefatter børstearrangementet og er stasjonær i forhold til dreieskiven 2. Tetningene 17 er montert på det roterende huset. Platen 19 må ha styringer og føringer (med ruller eller andre mekanismer) for å sikre at platen ikke setter seg fast når skipet roterer.

Denne første typen av et tetningsarrangement i tetningssystemet kan innbefatte en ekstern tetning 17 og en intern tetning 18 i tettende kontakt med en plate 19. Det overtrykksatte tetningssystemet skal hindre gass i å gå inn i høyspenningsområdet. Det er anordnet en ekstra tetning for å sikre at vindbelastninger/andre miljøforhold ikke påvirker den interne tetningsvirkningen. Disse to funksjonskravene er viktige utformingskrav for tetningssystemet. Tetningssystemet har dynamiske tetninger med kontinuerlig tetningsflate rundt hele omkretsen til EPSR-systemet 3. Tetningsplaten 19 styres av ruller som er jevnt fordelt over hele omkretsen.

Figurene 12 og 13 viser den andre typen av tetningssystemet. Dette alternative tetningssystemet baserer seg på tetninger som går mot hverandre i husåpningen rundt omkretsen. Bæreren 8 med børstearrangementet går i kanalen 5. Bæreren 8 er stasjonær i forhold til dreieskiven 2. Bæreren 8 vil derfor åpne opp tetningen i et lite avsnitt som bestemmes av bæreren 8 sin lengde. Nedenfor er det angitt ulike tetningsløsninger som alle vil være mulige i forbindelse med dette systemet.

Det alternative tetningssystemet (se figurene 12 og 13) innbefatter et par glidbare tetningselementer 44, 45 og respektive trykkfjærer 46, 47. Tetningselementene 44, 45 strekker seg rundt omkretsen av kanalen 5. Tetningselementene 44, 45 presses i retning mot hverandre ved hjelp av trykkfjærene 46, 47. De distale endene til tetningselementene 44, 45 går mot hverandre og danner en tetning. Når børstebæreren 8 går i kanalen 5, vil bæreren 8 sin fremre kant 20 skyve de distale endene til elementene 44, 45 med to respektive sidetetningsplater 49, 50. Tetningselementene 44, 45 presses fra hverandre og trykker derved sammen fjærene 46, 47 (se figur 12). De distale endene til hvert element 44, 45 har glidekontakt med bæreren 8.

Figurene 14 og 15 viser nok en alternativ tetningsanordning som innbefatter et par plane laminerte tetningselementer 51, 52. Tetningselementene 51, 52 strekker seg rundt kanalen 5 sin omkrets. Tetningselementene 51, 52 presses i retning mot hverandre. De distale endene til disse fjærende elementene 51, 52 går mot hverandre og danner en tetning. Når børstebæreren 8 går i kanalen 5, vil bæreren 8 sin fremre kant 20 skyve de distale endene til elementene 51, 52 fra hverandre med to respektive sidetetningsplater 49, 50.

I figurene 12a og 12b er det vist nok en alternativ tetningsanordning som innbefatter ettergivende og komprimerbare tetningselementer 60, 61. Tetningselementene 60, 61 strekker seg rundt kanalen 5 sin omkrets. Tetningselementene 60, 61 presses i retning mot hverandre som følge av iboende ettergivenhet. Når børstebæreren 8 går i kanalen 5, vil den fremre kanten 20 på bæreren 8 skyve de distale endene til elementene 60, 61 fra hverandre med to respektive sidetetningsplater 49, 50. Tetningselementene 60, 61 tvinges da fra hverandre samtidig som de bøyer seg utover (se figur 12a).

I figurene 13a og 13b er det vist nok en alternativ tetningsanordning som innbefatter et par ettergivende og komprimerbare tetningselementer 64, 65. Tetningselementene 64, 65 strekker seg i kanalen 5 sin omkrets. Tetningselementet 64 presses i retning mot den andre tetningen 65 som følge av en iboende ettergivenhet. Tetningselementet 65 har et par fleksible ben 66, 67. De distale endene til hvert ben 66, 67 har tetningskontakt med elementet 64 (se figur 13b). Når bæreren 8 går i kanalen 5, vil den fremre kanten 20 på bæreren 8 skyve elementene 64, 65 fra hverandre med de to sidetetningsplatene 49, 50, hvorved tetningselementene 64, 66,67 presses fra hverandre og bøyes utover (se figur 13a).

Figurene 16a og 16b viser nok en mulig tetningsanordning som innbefatter et par ettergivende og sammentrykkbare tetningselementer 70, 72 som strekker seg rundt kanalen 5 sin omkrets. Tetningselementene 70, 72 har begge et respektivt par fleksible ben 74, 75, 76, 77. De respektive distale endene til bena 74, 75 har kontakt med de korresponderende distale endene til bena 76, 77 (se figur 16b). Tetningselementene 70, 72 presses i retning mot hverandre som følge av den iboende fleksibiliteten. Når bæreren 8 går i kanalen 5, vil den fremre kanten 20 på bæreren 8 skyve de distale endene til det enkelte element 70, 72 fra hverandre med to respektive sidetetningsplater 49, 50. Derved tvinges de fleksible bena 74, 75, 76, 77 fra hverandre og avbøyes utover (se figur 16a).

Fordelen med denne andre typen av et tetningsarrangement, er at det bare forefinnes glidefriksjonskontakt mellom platene på bæreren og tetningselementene når bæreren beveger seg i forhold til tetningene.

EPSR-systemet 3 er beregnet for lett håndtering ved en installasjon offshore. Derfor er huset 4 (med elektrisk utstyr) og bærersporet 22 delt opp i seksjoner for lett håndtering under en montering offshore. Systemet 3 innbefatter de følgende komponenter:

> EPSR-seksjoner 26 (hus - 8 stk).

> Føringsskinneseksjoner (6 stk).

> Børstebærer 8.

> Spyleenhet.

> Bærerklemmer.

Figurene 16 til 22 viser oppbyggingen av EPSR-systemet 3. Først blir bærersporet 22 satt sammen idet seksjonene skrus sammen for dannelse av et sirkulært spor 22 og et kort innføringsspor 34. Deretter blir det første avsnittet 26 av huset 4 brakt

over i sporet 34 ved hjelp av løfteutstyr 36 i en kran 12. Løfteutstyret 36 innbefatter to parallelle føringstapper 38 som er beregnet for opptak i tilordnede styretrakter 40 ved sporet 34 sin distale ende. Et temporært trolleysystem er anordnet i hvert avsnitt 26, mellom avsnittet og utstyret 36, for å muliggjøre at avsnittet kan rulles på plass. Et avsnitt 26 løftes opp (med kranen 12) og føringstappene 38 går inn i styretraktene 40 på skinnene i sporet 34. Nå kan avsnittet 26 beveges over på bærersporet 22 og til den ønskede stilling. Avsnittet 26 festes ved hjelp av strammevaiere så snart det er brakt i riktig stilling. Denne operasjonen gjentas for samtlige avsnitt eller seksjoner 26. Det siste avsnittet 26 inneholder børstebæreren 8.

Installeringen av det avsluttende EPSR-avsnittet 26 (nummer åtte) er planlagt å foregå som følger:

> De første syv avsnittene 26 skyves på plass.

> Samtlige avsnitt 26 hviler fremdeles på ruller og husavsnittene 26 er løst sammenboltet slik at de kan bevege seg under innføringen av det siste avsnittet.

> Det avsluttende avsnittet 26 (nummer åtte) blir løftet og styrt på plass klar for

føring til en sluttstilling.

> Nummer en og nummer syv av avsnittene 26 blir trukket ut og holdt på plass

ved hjelp av strammevaiere (kjedeblokker).

> Kjedeblokkene fastgjøres for en siste bevegelse og rullene fjernes fra nummer

åtte av avsnittene 26.

> Avsnitt nummer åtte føres inn mellom avsnitt nummer en og syv ved hjelp av

kjedeblokkene.

> Avsnitt nummer åtte avsettes på den sirkulære delen av føringsskinnene ved

hjelp av ruller.

> Hele ringhuset 4 er nå klar for avsluttende fastgjøring og tilkobling.

Når de 8 seksjonene 26 er løftet på plass, blir trolleysystemet fjernet og EPSR-systemet 3 løftes opp og festes til bærersporet 22. Kablene fra fartøysiden og til EPSR-systemet 3 kan så tilkobles.

Tetningssystemet installeres etter at EPSR-huset er ferdigstilt. Børstebæreren 8 låses i en av seksjonene 26. Installasjonssekvensen kan være som følger:

> Rengjøring av samtlige kontaktflater før innføring av tetningselementene.

> Montering av øvre gummitetning helt rundt.

> Innføring av den første stålplaten og forbindelse av børstebæreren ved hjelp av

temporære bolter.

> Installering av nedre bærersegment, herunder bærerrullelagere og fastgj øring

av den nedre tetningsenden.

> Gjennomføring av samme prosedyre hele veien rundt.

Figurene 27 og 28 viser et dreiemomentarmarrangement 80 som innbefatter et par dreiemomentarmer 81, 82, en monteringsplate 83 og en sentral forbindelsesplate 84. Dreiemomentarmene 81, 82 er utformet på en slik måte at fartøyet kan dreie over en liten vinkel uten at derved glideringhuset beveger seg. Dette er oppnådd ved hjelp av dempere som er innkoblet mellom den stasjonære dreieskive 2 og det roterende huset 4. Denne lengden er tilpasset fartøyets bevegelsesmønster og vil være avhengig av de spesielle forholdene på stedet. Dreiemomentarmarrangementet er beregnet til å muliggjøre noen små bevegelser før det kommer til et samvirke. En slik løsning vil redusere slitasjen i tetningssystemet. Dreiemomentarmarrangementet forbinder børstebæreren med dreieskiven. Dreiemomentarmsystemet er utformet til å muliggjøre små relativbevegelser mellom fartøy og dreieskive før anslag. Dette vil redusere slitasjen i tetningssystemet.

Så snart EPSR-systemet 3 er installert med tetningssystemet, er det neste installasjonstrinnet å montere dreiemomentarrangementet 80 og kraftkoblingene. En typisk installasjonssekvens er som følger:

> Bevege børstebæreren til permanent stilling.

> Feste dreiemomentarmarrangementet (bruk av hjelpefartøy for å holde fartøyet

på plass under en slik systemkobling).

> Bæreren er nå låst til dreieskiven og vil følge dennes rotasjonsbevegelse.

> Den fleksible kabelbæreren forbindes med børstebæreren.

> Kabelkoblinger anordnes i koblingsboksen.

> Et beskyttelsesdeksel monteres.

Det skal nevnes at installasjonen av den foreliggende oppfinnelsen kan gjennomføres i ettertid i et eksisterende dreieskivefartøysarrangement, eller alternativt kan installeres som en del av en ny dreieskivefartøysanordning.

Claims (17)

1. Innretning for overføring av elektrisk kraft og/eller signaler mellom et fartøy (7) og en undervannsinstallasjon via en dreieskive (2), hvor innretningen for overføring av elektrisk kraft og/eller signaler omfatter et glideringarrangement (3) omfattende et hus (4) som inneholder en elektrisk lederinnretning, hvilket hus er forbundet med en fartøystruktur og med en børstebærerenhet (8) som har glidekontakt med den elektriske lederinnretningen, hvilken børstebærer er festet til dreieskiven (2) og huset (4) består av et antall underenheter, idet hver underenhet innbefatter et avsnitt av den elektriske lederinnretningen.

2. Innretning for overføring av elektrisk kraft og/eller signaler ifølge krav 1,karakterisert vedat huset har en i hovedsak ringformet utforming.

3. Innretning for overføring av elektrisk kraft og/eller signaler ifølge ethvert av de foregående krav, karakterisert vedat husenheten er en lukket struktur forsynt med en adgangskanal hvorigjennom børstebærerenheten går.

4. Innretning for overføring av elektrisk kraft og/eller signaler ifølge krav 3,karakterisert vedat adgangskanalen strekker seg over husets lengde.

5. Innretning for overføring av elektrisk kraft og/eller signaler ifølge krav 3 eller 4,karakterisert vedat kanalen strekker seg rundt husets omkrets.

6. Innretning for overføring av elektrisk kraft og/eller signaler ifølge ethvert av de foregående krav, karakterisert vedat huset bæres av en bærerstruktur montert om bord på fartøyet.

7. Innretning for overføring av elektrisk kraft og/eller signaler ifølge krav 6,karakterisert vedat huset bæres på tre opplagringspunkter i bærerstrukturen.

8. Innretning for overføring av elektrisk kraft og/eller signaler ifølge krav 6 eller 7,karakterisert vedat bærerstrukturen strekker seg langs husets lengde.

9. Innretning for overføring av elektrisk kraft og/eller signaler ifølge krav 6, 7 eller 8,karakterisert vedat bærerstrukturen strekker seg rundt husets omkrets.

10. Innretning for overføring av elektrisk kraft og/eller signaler ifølge krav 3 eller ethvert av de foregående krav når avhengig av krav 3,karakterisert vedat huset innbefatter midler for avtetning av kanalen.

11. Innretning for overføring av elektrisk kraft og/eller signaler ifølge krav 10,karakterisert vedat midlene for avtetning av kanalen innbefatter to tetningselementer som er anordnet på respektive kanalkanter og strekker seg langs kanalens lengde.

12. Innretning for overføring av elektrisk kraft og/eller signaler ifølge krav 10 eller 11, karakterisert vedat tetningsmidlene innbefatter et internt tetningselement og et eksternt tetningselement.

13. Innretning for overføring av elektrisk kraft og/eller signaler ifølge ethvert av kravene 10 til 12, karakterisert vedat tetningsmidlene innbefatter en tetningsplate som strekker seg over tetningsmidlenes lengde.

14. Innretning for overføring av elektrisk kraft og/eller signaler ifølge krav 13,karakterisert vedat tetningsmidlene innbefatter en tetningsplate som strekker seg over tetningsmidlenes lengde, idet arrangementet er slik at under bruk vil et tetningselement ha tetningskontakt med tetningsplaten.

15. Innretning for overføring av elektrisk kraft og/eller signaler ifølge ethvert av kravene 10 til 14, karakterisert vedat tetningsmidlene er en dynamisk tetning som har en kontinuerlig tetningsflate.

16. Innretning for overføring av elektrisk kraft og/eller signaler ifølge ethvert av de foregående krav, hvori i bruk foreligger det en positiv trykkforskjell mellom trykket i huset og atmosfæretrykket på utsiden av huset.

17. Fremgangsmåte for oppbygging av en innretning for overføring av elektrisk kraft og/eller signaler som angitt i ethvert av de foregående krav 1 til 16,karakterisert vedat den innbefatter en installering av et bærerspor om bord på fartøyet og overføring av den enkelte underenhet til bærersporet for dannelse av det fullstendige glideringarrangementet.