NO802234L - Innretning for foering av en roerledning forbi en leddforbindelse - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en innretning hvor en rørledning som er festet til to legemer som er forbundet med hverandre med en 1eddforbindel se, kan passere forbi 1eddforbindel sen.

Mange typer maskiner, innretninger og installasjoner omfatter 1eddforbindelser for på en ikke stiv måte å for-binde to hosstående legemer når det er ønskelig eller nød-vendig å ha en eller begge legemer dreibart i forhold til det andre eller til et tredje legeme.

Noen ganger må en rørledning, eksempelvis en væskerørledning, strekke seg fra eller mellom og være festet til to legemer som er forbundet med hverandre ved en leddforbindelse. Da de to legemer dreies i forhold til hverandre i leddforbindelsen, er det vesentlig at rørledningen omfatter et ikke stivt, ettergivende parti i eller nær leddforbindelsen som ikke i vesentlig grad hindrer dreiebevegelsen mellom legemene.

Det foreligger i dag stor interesse for systemer for føring av rørledninger forbi leddforbiiujel ser hos olje-kompanier som er engasjert i offshore undersøkelser, ut-bygging og produksjon. Dette krever på grunn av slike til-tak ofte bruk av en offshore flytesøyle eller tårn for dypt vann som er dreibart festet ved sin nedre ende ved hjelp av en 1eddforbindelse forbundet med en underdel som er forankret, til havbunnen. Olje eller gassledninger eller rør forløper fortrinnsvis langs havbunnen og deretter opp gjennom søylen til søylens topp. Fra søylens topp strekker olje- eller gassledningene seg til et skip'som er fortøyet til søylen. Den mekanisme som benyttes for å fortøye skipet kan omfatte en 1eddforbindel se ved søylens topp slik at skipet fritt kan hive seg og rulle i forhold til søylen. Da en rørledning for væske ofte må strekke seg fra søyletoppen til skipet, er det nødvendig at væsk eledningen omfatter en anordning som gjør det mulig å overføre væske fra en rør-ledning på søylen, etter leddforbindelsen, til en rørledning på en f or tuyni ngsbom eller -gaffel for sk.ip eller til selve skipet.

.UG-PS h 010 500 omtaler bruk av et universal1 edd av ka rdan typ en ved toppen og bunnen av en offshore fortøy-

ningssøyle. Patentet omtaler også væskekopling av et nar fra en side av kardanforbindelsen til den annen side ved å føre den gjennom en lednings- eller røralbu via hule tapper i kardanforbindelsen som er anordnet i 90° vinkel fra hverandre. Lednings- eller rørseksjonene står i forbindelse med hver ende av albuen via egnede væskesvivler slik at dreiebevegelse av søylen i forhold til underdelen, eller av skipsfartøyningsbommen i forhold til søylen, kan foretas uhindret og allikevel oppnå at on væsketett kopling bi-beholdes mellom ledningens seksjoner.

På grunn av 90 ° bendet som albuen må gjøre på innsiden av kardanforbindel sen, slik den er omtalt i US-PS 4 010 500, må forbindelsen dimensjoneres større enn det som er nødvendig for å bære aksial , torsjons-

og skjærbelastninger. Også albuens skarpe kurve på innsiden av kardanleddet begrenser rørieddstørrelsen som kan benyttes og den skarpe kurve kan forhindre passasje av en børste gjennom albuen slik at det blir umulig å rense albuen uten å demontere rørene. Videre er UG-patenletbegrenset til å lede to st ramrii ngsl edninger eller rør fra en side til den annen side av kardanleddet.

Andre pa ten ter omtaler forskjellige typer av anordninger for forbiføring av 1 edd forbindelser , eksempelvis US-PS 4 026 1 1 9 , US-PS 4 029 039, UG?P5 4 1 65, 108,

UG-PS 3 641 602, US-PS 3 984 059- og US-PS 4 142 820.

Ifølge oppfinnelsen er en innretning frembrakt

hvor en rørledning, eksempelvis en rørledning fur væske,

kan føres forbi, en leddforbindeJ.se som forbinder første og andre legemer. Leddforbindel sen omfatter en første dreieanordning for ro tasjonsbevegel se av det første legeme i forhold til det annet legeme og isaer for aksial rotasjon av hvert legeme i forhold til det annet legeme. Den omfatter videre som en del av 1 edd forbindelsen^en annen dreieanordning for vinkelbevegelse av det annet legeme i forhold til det første legeme omkring en akse som er perpendikulær til' den første dreieanordning. En rørledning strekker seg gjennom den første dreieanordning og gjennom i det minste en del av

det første legeme idet rørledningen har en første svivel anordnet for aksial rotasjon av den første dreieanordning.

En annen svivel er anordnet for aksial rotasjon av den andre dreieanordning og et parti av rørledningen som strekker seg fra den første svivel til den annen svivel. I tillegg strekker et parti av rørledningen seg fra den annen svivel inn i holdeanordninger som er anordnet i det onnet legeme.

Den første svivel befinner seg generelt på innsiden av 1eddforbindel sen. Den annen svivel kan befinne seg på innsiden eller utsiden av leddforbindelsen. Når enden av det annet legeme er utformet som en gaffel, dvs. som to fra hverandre adskilte elementer eller ben, som er roterbart forbundet med .dreietapper som danner del av. den annen dreieanordning, kan den første dreieanordning befinne seg på innsiden av leddforbindelsen og den annen svivelan-ordning kan enten befinne seg på innsiden eller utsiden av leddforbindelsen.

Innretningen for forbi føring av rørledninger ifølge oppfinnelsen er især hensiktsmessig ved offshore konstruk-sjoner hvor det første legeme er en underdel som er festet til en havbunn, det annet legeme er en søyle, den første dreieanordning har en vertikal akse og den annen dreieanordning har en horisontal akse som krysser den vertikale akse.

I en slik innretning .er den annen svivel ubegrenset i forhold til underdelen og beveger seg i overensstemmelse med søylen. 1 tillegg er 1 edningspartiet mellom de to sviv/ler Vanlig-vis utformet slik at det kun kan rotere::- rundt, en vertikal akse sammen med søylen.

Oppfinnelsen omfatter også å ha to eller flere rørledninger som er ført forbi en 1eddforbindei se ved bruk av en svivel med flere åpninger som den første svivel. En annen rørledning er forbundet med svivelen Ved flere åpninger for å kunne strekke seg fra denne til en tredje svivel på utsiden av leddforbindelsen, men anordnet for aksial rotasjon av den annen svivel, idet den annen rørledning strekker seg fra den tredje svivel inn til holdeanordninger på det annet legeme eller søyle. En væskesvivel med flere åpninger som

kan benyttes, er omtalt i US PS 4 052 090.

Om ønsket kan væskesvivi er som kan renses med børster, benyttes, eksempelvis slike som er omtalt i OS-PS 4 183 559 og 4 174 127.

Selv om oppfinnelsen primært er rettet mot føring av en væskerorledning forbi en 1eddforbindelse, er opp-finnelsens prinsipper like brukbare til en elektrisk led-ning eller kabel som skal forbiføres og bruker elektriske kontaktsleperinger istedenfor væskesvivi er.

Fig. 1 viser et sideriss av en fortuyningss.øyle eller -tårn for offshore skip, festet til en underdel på

havbunnen ved hjelp av en leddet forbindelse eller tilkopling og med en rørledning som strekker seg forbi leddforbindelsen, fig. 2 viser et forstørret vertikalsnitt av leddforbindelsen på fig. 1 og viser en første type rørledning forbi leddforbindelsen, fig. 3 viser et ve r ti kal delsnitt av en leddforbindelse som vist på fig. 1 og 2, med en annen type rør-ledning forbi en 1 edd forbindelse, fig. 4 viser et delsnitt langs linjen 4 - 4 på fig. 3, fig. 5 viser et vertikaldel-snitt av en 1eddforbipde1se som vist på fig. 1 og 2, med en tredje type rorledning for forbiføring av en leddforbindelse og fig. 6 viser et de1 ver ti kal snitt langs linjen-6'- 6 på fig. 5.

I den grad det er praktisk, er de samme henvisnings-tall benyttet i de forskjellige figurer på tegningene for å identifisere de samme eller tilsvarende elementer.

Ifølge fig. 1, har offshore søylen 10 (annet legeme) sin nedre ende forbundet med underdelen 14 (første legeme) som hviler på havbunnen 16, via leddforbindelsen 12. Rør-ledningen 18 strekker seg oppad fra under havbunnen 16, gjennom leddforbindelsen 12.

Søylens 10 topp er forbundet med en ende av skips-fortoyningsbornmen 22. Den annen ende av bommen 22 er hensiktsmessig forbundet med skipets 24 baug via løsbare og dreibare anordninger. Stivere 26 s'trekker seg nedad fra bommen 22 til den ballasterte flottør 28 som holder bommen over havnivået når det ikke er fortøyet noe skip til bommen.

Sum vist på fig. 2, har underdalen 14 en konisk oppadstående støtte 30 om hvilken topp en lagerhylse 32 er anordnet med trang pasning. Lagerhylsen 32 holdes på plass av en holder 36. Aksialt anordnede horisontale dreietapper 38 har indre ender med redusert diameter som passer nøyaktig inn i hullene i ringen 34.

To identiske ben 40 og 42 i et adskilt gaffel-liknende arrangement, strekker seg nedad ved søylens 10 nedre ende. Hvert ben 40 og 42 har et hull i enden med en lagerhylse 44 som holdes på plass av en rund skive 46. Tappene 38 forblir stasjonære på ringen 34 når søylen 10 dreies omkring tappenes horisontale akser.

Underdelen 14 har hull 41 gjennom hvilket rør-ledningen 18 strekker seg. Svivelen 43 i rørledningen 18 tillater rø riedningspa r tiet 45, som er laget av tre 90° albuer, i rørledningen 18, å rotere når søylen 10 roterer 360° omkring en vertikal akse. Rø riedningspartiet 45 strekker seg til den horisontalt anordnede svivel 48 som flukter aksialt med tappene 38. Albuen 50 står i forbindelse med svivelen 48 og røret 52 som strekker seg oppad i søylen 10, gjennom bommen 22 til skipet 24. Når søylen 10 dreies på tappene 38, svinger albuen 50 i svivelen 48 slik at det forhindres at det påføres et glidningsmoment på rørledningen 18.

Fig. 3 og 4.viser en annen utførelse av oppfinnelsen, hvor leddforbindelsen 12 er lik den som er vist på fig. 2 hvorfor leddforbindelsen ikke. beskrives om igjen.

Den 90° albu 54 strekker seg oppad fra svivelen 43 og er montert for å kunne rotere fritt i svivelen. Albuen 54 er forbundet ved sin øvre ende med horisontalt anordnede T-rør 56. 90° reduksjonsalbuer 58 er forbundet med hver ende av T-rwret 56. Albuen 58 er igjen forbundet med albuen 6 2 som står i forbindelse med svi vi er 64. Svi vi ene 64 flukter aksialt med dreietappene 38. 135 albu er 66 står

i forbindelse med svivlene 64 og med rørledningene 68 som strekker seg oppad og er festet til innsiden eller utsiden av søylen 10.

Når søylen 10 i utførelsen som er vist på fig. 3 og 4, roterer omkring en vertikal akse, dreier albuen 54

i svivelen 43 og bærer med seg all rørledning derfra og opp til og med rørledningene 68 uten å påføre noen vridnings-spenn.inger som ellers ville ødelegge rørledningene. Når imidlertid søylen 10 dreies om tappene 38, beveger rørled-ningene 68 seg ved søylen og bringer rørledningene 66 til å dreie i svivelen 64 uten å brekke eller ødelegge noen av albuene eller andre partier av rørledningen. Dette oppnås ved aksial fluktasjon av svivlene 64 med tappene 38.

Det forstås lett i forbindelse med utførelsen

vist på fig. 3 og 4, at det kun er nødvendig at en albu 58 står i forbindelse med T-røret 56 og at den annen.ende av T-rø ret kan være. lukket.

En tredje utførelse av oppfinnelsen- er vist på

fig. 5 og 5. Leddforbindelsen 12 i innretningen vist på disse figurer er i det vesentlige lik den til svarende på fig. 2-4 slik at den ikke beskrives om igjen.

Ifølge fig. 5 og 6 står rørledningen 18 i forbindelse med albuen 70 som igjen står i forbindelse rned den vertikale rørledning 72. Rørledningen 72 har svivelen 74 festet til sin topp. 90° albuen 76 strekker seg fra svivelen 7.4 hvortil den er roterbart montert, til en 90° albu 78 som står i forbindelse me d 90 albuen 80. Rørledn ingspårtiet 82 strekker seg fra albuen 80 til 90° albuen 84 som er forbundet med svivelen 86. Svivelen 86 og tappene 38 flukter aksialt med hverandre. Rørledningen 88 er roterbart forbundet med svivelen 06. Den strekker seg oppad gjennom innsiden eller på utsiden av søylen 10 til hvilken den er festet for støtte.

En annen rørledning 60 står i forbindelse med det nedre parti 102 av vansk es vi vel en 100 som er anordnet aksialt omkring rørledningen 72 og i avstand fra denne. Det nedre parti 102 av væsk es vi vel en 100 er stasjona?rt, mens det øvre parti 1U4 fritt kan rotere omkring tetningen 11.15.

En 9U° al'bu 106 står i forbindelse rned det øvre parti 104 av svivelen og med 90° albuen 108. 90° albuen

110 er forbundet med albuen 100 og svivelen 112. En rør-

ledning 114 som er forbundet med svivelen 112, er rettet oppad på innsiden eller utsiden av søylen 10. Rørledning 114 er festet til søylen for på denne måte å holde den på plass.

Den beskrevne innretning i forbindelse med fig. 5 og 6 frembringer en anordning for to væskerørforbindelser eller ledninger for forbiføring av en 1eddforbinde1 se 12. Rotasjon av søylen 10 omkring en vertikal akse vri-r ikke rørledningene fordi svivlene 74 og 100 opptar slik rotasjon. Når søylen 10 videre dreier på tappene 38, tillater svivlene 86 og 112 en slik bevegelse og ingen tverrgående torsjons-kraft eller vridning påføres komponentene som utgjør rør-1edningsi nn retningen for føring forbi en leddforbindelse.

Selv om fig. 5 og 6 viser to væskeledninger for forbiføring, kan ytterligere ledninger føres forbi leddforbindelsen ved bruk av en hensiktsmessig væskesvivel med flere åpninger.

Selv orn tegningene viser oppfinnelsen slik den benyttes for å føre.en rørledning forbi en leddforbindelse ved underdelen av en offshore søyle, er det underforstått at oppfinnelsen ikke er begrenset til en slik bruk. For eksempel kan innretninger ifølge oppfinnelsen like.enkelt benyttes ved toppen av en søyle eller i utstyr som er helt forskjellig fra det som vedrører offshore installasjoner.

Den foregående detaljerte beskrivelse er kun gitt for å lette forståelsen og det skal derav ikke trekkes noen unødvendige begrensninger, idet modifikasjoner vil synes naturlige for fagfolk.

Claims (10)

1. Innretning, karakterisert ved at den omfatter et første legeme og et annet legeme som er forbundet med. hverandre ved en leddforbindelse, idet leddforbindelsen omfatter en første dreieanordning for rotasjonsbevegelse av det første legeme i forhold til det annet legeme og en annen dreieanordning for vinkelbevegelse au det annet legeme i forhold til det første legeme omkring en akse som står perpendikulært til den første dreieanordning, en rørledning som strekker seg gjennom den første dreiean-ordh ing og gjennom i det minste en del av det første legeme, idet rørledningen har en første svivel anordnet for aksial rotasjon av den første dreieanordning, en annen svivel som er anordnet for aksial rotasjon av den annen dreieanordning, et parti av[ rørledningen som strekker seg fro den furs te svivel til den annen svivel og et parti av rørledningen som strekker seg fra den annen svivel inn i ho1deanordninger i det annet legeme.

2 . Innretning ifølge krav 1, karakterisert ved at den første svivel befinner seg i leddforbindelsen s innside.

3. Innretning ifølge krav 1, karakterisert ved at den annen svivel befinner seg mellom adskilte ro tasjon sel emen te r i den annen dreieanordning.

4. 1 nn retning i følge kra v 1 , karakterisert ved at dun annen svivel befinner seg på teddfor-ta i n d r 1 s e n s utside.

5. ] nnr n f ning i f ø 1 ge krav 1 , k a r a l< t e r i - s e i f ved at dun annen svi vei befinner seg i 1 edd lor-b i n d e 1 s e n s i n d r e.

6. Innretning ifølge krav 1, karakterisert ved at det første legeme er en underdel som er festet til en havbunn, det annet legeme er en søyle, den første dreieanordning har en vertikal okse og den annen dreieanordning har en horisontal akse som krysser den vertikale akse.

7. Innretning ifølge krav 6, karakterisert ved at den annen dreieanordning omfatter adskilte dreietapner og at adskilte, nedad rettede ben ved søylens underdel er roterbart forbundet med dreietapp ene .

0. Innretning ifølge krav 6, karakterisert ved at den annen svivel er uavhengig av underdelen og beveges med søylen.

9. Innretning ifølge krav 6, karakterisert ved at rørledningsparti et mellom de to svivler kun. kan rotere omkring en vertikal akse i samme grad som søylen.

10. Innretning ifølge krav 4, karakterisert ved at den første svivel er en svivel med flere åpninger med hvilken en annen rørledning er forbundet, at den annen rørledning strekker seg herfra til en tredje svivel på utsiden av leddforbindelsen, men er anordnet for aksial rotasjon i. den annen svivel og at den annen rørledning strekker seg fra den tredje svivel inn til støtteanordninger på det annet legeme.