NO821679L - Plugg for offshore-plattformer og lignende. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en gjentatt anvendbar plugg for avtetting av hule sylindriske legemer, særlig plattformben, pelhylser, peler, rørledninger, eller andre lignende legemer i offshore-konstruksjoner.

Under byggingen av en offshore-plattform er det vanlig å av-tette plattformbenene, pelhylser og rørledninger for å hindre vanninntrekking, for derved å lette slepeoperasjoner og opp-stilling av plattformen. Når plattformbenene er avtettet mot vanninntrenging, kan offshore-plattformen enten slepes rett ut til det ønskede oppstillingssted eller plasseres på lektere og slepes ut til oppstillingsstedet. Etter slepingen eller lekter-tranaporten til oppstillingsstedet, plasseres offshore-plattformen på havbunnen ved hjelp av styrt vannfylling av ett eller flere plattformben.

Noen ganger vil det være ønskelig å på forhånd montere peler som benyttes for forankring av plattformen på havbunnen. Slike peler monteres i plattformbenene før plattformen bringes ut til oppstillingsstedet. Ved en slik flerinnstallas jon av peler i plattformbenene, må også pelene avtettes mot vanninntrenging.

En pluggtype som benyttes for avtetting av plattformben, peler og rørledninger i en offshore-plattform beskrives i US-PS 4.14 2.371. Pluggen innbefatter en stålkopp i et sylindrisk

hus med samme diameter som plattformbenet eller legemet og fastsveiset deri. Stålkoppen holdes i det sylindriske hus ved hjelp av et tilformet elastomert legeme, hvori endel av koppens gjenvinningskabel er spiralviklet. For gjenvinning av koppen fra plattformbenet eller legemet, utøves det en kraft

på kabelens frie ende ved toppen av plattformbenet eller legemet. Derved rives det elastomere legeme istykker og stålkoppen frigjøres slik at den kan beveges opp i plattformbenet eller legemet. Pluggen og huset må imidlertid monteres i plattform-' benet eller legemet under byggingen av plattformen, og etter monteringen av pluggen og huset er det uønsket med endringer

som vil kunne påvirke plattformens vektfordeling, fordi slike endringer vil kreve omplassering av pluggen og huset. Etterat stålkoppen er fjernet fra plattformbenet eller legemet, vil det forbli rester av elastomert materiale i plattformbenet eller legemet, fordi kabelen jo er innleiret i det elastomere materiale og det elastomere materialet rives istykker av kabelen, og slike rester må vanligvis fjernes.

En annen pluggtype som benyttes for avtetting av plattformben eller andre legemet i en offshore-plattform er en oppblåsbar plugg som har flere fangkiler eller gripere som virker mot veggen i plattformbenet eller legemet og forankrer pluggen' under påvirkning av et oppblåsbart legeme som også bevirker avtetting av plattformbenet eller legemet. En slik oppblåsbar plugg har den ulempe at det oppblåsbare legeme kan briste eller miste oppblåsingstrykket, oppblåsingstrykket kan også være for lavt til å bevirke at fangkilene eller griperne får skikkelig fastholdingskontakt med veggen, ekstra utstyr må monteres på plattformen under slepeoperasjoner for å sikre opprettholdelse av oppblåsingstrykket, og plattformbenet eller legemet kan eventuelt ødelegges ved kontakten med fangkilene eller griperne.

En annen pluggtype som benyttes for avtetting av plattformben på en offshore-plattform er beskrevet i US-PS 4.160.612. Dette er en oppblåsbar plugg med innstillbare låseklør som samvirker med en ringspor i en låsring som er montert på innsiden av plattformbenet. En slik oppblåsbar plugg har den ulempe at det kreves en relativ kompleks innstillings-leddmekanisme for låse-klørne, det oppblåsbare legeme kan briste eller miste trykket, 1 det må sørges for ekstra utstyr som sikrer opprettholdelsen

av oppblåsingstrykket i den oppblåsbare pakning, og på innsiden av plattformbenet må det også monteres en låsring, hvilket kan by på vanskeligheter dersom låsringen ikke er konsentrisk med plattformbenet.

En plugg som benyttes for avtetting av plattformben på en off-shoreplattform er også beskrevet i US-PS 4.215.951. Denne pluggtype benytter enten et kompresjon-pakningsélement eller et begerformet tetningselement og holdes i kontakt med det indre av et rørlegeme ved hjelp av låseklør som samvirker med låsringen på innsiden av røret. Denne pluggtype har den ulempe at det benyttes en flat sirkulær plugg for avtetting, hvilket medfører at pluggen blir meget tung når den er tenkt anvendt for større trykk og dimensjoner, og det forefinnes også en låshylse som kan sette seg fast under gjenvinningsoperasjonen dersom pluggen ikke er fremstilt nøyaktig nok.

Nok en pluggtype, beregnet for en rørledning, er beskrevet i US-PS 4.184.515. Denne pluggtype er oppbygget med et sentralt legeme med en elastomer tetningsanordning og en trykkutligningsanordning og den er montert i et sylindrisk hus som er festet til en rørledning. Pluggens sentrale legeme holdes i det sylindriske hus ved hjelp av flere skjærpinner. Denne pluggtype har en enkel oppbygging og er også enkel i bruk. For plattformer beregnet for større vanndyp kreves det imidlertid kraft-ige skjærpinner for holding av det sentrale legeme i det sylindriske hus, og dette medfører at det er nødvendig med svært tykke kabler for løsriving av pluggen fra rørledningen. "

En annen rørplugg er beskrevet i US-PS 4.178.96 7. Denne pluggtype har også et sentralt legeme med en elastomer tetningsanordning og en trykkutligningsanordning, og har også en frigjørings-anordning. Det hele er montert i et sylindrisk hus som er

festet til rørledningen. Pluggens sentrale legeme holdes i det sylindriske hus ved at frigjøringsanordningen har inngrep

i et ringspor i det sylindriske hus. En slik plugg har en enkel oppbygging og er enkel i bruk, men fordi frigjøringsan-ordningen innbefatter flere stanglignende organer som hvert med sin ytterende har inngrep i ringsporet i det sylindriske hus, vil de krefter som virker på pluggen på større vanndyp kunne bevirke at stangendene gir lokale deformasjoner av ringsporet, hvilket vil gjøre det vanskelig å frigjøre pluggen ved

gjenvinningen.

En rørledningsplugg er også beskrevet i US-PS 4.262.702.

Denne pluggtype innbefatter et plugghus og et plugglegeme

med en tetningskjerne som enten kan inneholde et kompresjon-pakningslegeme, et tetningslegeme av begertypen, eller et tetningslegeme av den oppblåsbare type, med låseklør, låshylse og et trykkutligningsorgan som ligger an mot låshylsen og holder låshylseklørne i anlegg mot huset.

Andre plugger for rørledninger, plattformben eller pelhylser finnes beskrevet i US-patentsøknadene, serialnummer 19 4.185

og 194.336, 6.oktober 1980. De plugger som beskrives der har enten en låshylseanordning for klørne, spesielt profil-ering på utsiden, eller fremspring som skal eliminere fast-setting og fastklemming av låshylsen under bruk. Disse plugger med lengdeøkninger av plugglegemene er imidlertid dyrere enn tidligere kjente plugger og har også større vekt.

En annen pluggtype er beskrevet i US-PS 2.776.015. Denne plugg benyttes for plugging av en rørstreng i en olje- eller gass-brønn. Et plugglegeme holdes i et rørstykke som er innsatt i en rørstreng. Pluggen holdes på plass i rørstykket ved~hjelp av flere kuler som samvirker med en ringutsparing i rør-i stykket. Ved høye trykk vil kulene kunne deformeres i ringutsparingen i rørstykket og dette vil kunne gjøre det vanskelig eller umulig å fjerne pluggen fra rørstykket. Pluggen mangler dessuten en anordning som kan indikere at den er åpen for gjennomstrømning eller er frigjort fra rørstykket, og dette i vanskeliggjør bruk av pluggen.

Fra US-PS 3.577.737 er det kjent en plugg for benyttelse i offshore-plattformer. Denne plugg innbefatter et komprimer-bart gummilegeme som holdes mellom to skiver. En sentral i stang går gjennom denne anordning, og er opptatt glidbart i en øvre blokk hvor det er flere forskyvbare tapper som tjener til å holde pluggen i det sylindriske legeme. Denne pluggty<p>e har ingen trykkutligningsanordning og krever en relativ stor mengde elastomert materiale i det komprimerbare legeme.

Oppfinnelsen vedrører en plugg innbefattende et plugglegeme

med en ny pakningskjerne og en ny låsklohylse-utrustning.

Tegningen viser et snitt gjennom en plugg ifølge o<p>pfinnelsen, montert i en sylindrisk legeme, idet en pakning av kompresjons-typen er vist i ubelastet tilstand.

Den viste plugg 10 er montert i et sylindrisk legeme 2, som

kan være et offshore-plattformben, en pelhylse, en rørledning etc, og det sylindriske legeme er forsynt med en øvre pluggholdering 4 og en nedre pluggholdering 6.

Pluggen 10 innbefatter en pakningskjerne 12, en pakning 14,

en pakningsinntillingshylse 16, en låsklohylse 18 og en trykk-utligningskropp 19.

Pakningskjernen 12 innbefatter en nedre sylindrisk del 20,

en øvre sylindrisk del 22, låsklør 24, braketter 26 for lås-klørne, en tallerkenformet plate 28 med en fanghylse 30, en nedre avstivningsring 32, holdeblokker 34 og en pakningsholdeanordning 36.

Den nedre sylindriske del 20 har flere avlange åpninger 38.

På utsiden er den øvre pakningsholdeanordning 36 festet, og på innsiden er platen 28 og den nedre avstivningsring 32 innfestet. Den øvre pakningsholdeanordning 36 kan ha en hvilket som helst egnet utforming, for fastholding av den ene enden av pakningen 14, slik at pakningen hindres i å bevege seg på pakningskjernen 12. Fanghylsen 30 innbefatter et sylindrisk rør med en innvendig ringutsparing og med ringspor 4 4 med innlagte pakninger 46 av egnet type., skjærpinner 50 er satt inn i åpninger 48. Platen 28 kan ha en hvilket som helst egnet sfærisk eller elipsoid form. Ved bruk av en hvelvet plate 38 istedenfor en plan plate kan platen 28 utføres av et tynnere materiale, hvilket bidrar til å redusere vekten og derved også kostnad-ene for pluggen 10. Den øvre sylindriske del 22 har flere avlange åpninger 40. På utsiden er det festet braketter 26

for låsklørne, og på innsiden er det anordnet holdeblokker 34.

Låsklørne 24 er dreibart montert på tapper 52 som strekker

seg mellom hosliggende braketter 26. Låsklørne kan svinge inn gjennom åpningene 40. Hver låsklo 24 har en innoverrettet skråflate 25 som avsluttes med en vertikal flate 128. Denne vertikale flate samvirker som vist med en låsring 114 .for klørne. Hver låsklo 24 har dessuten ytre skråflater 130 og 132 tilpasset øvre henholdsvis nedre pluggholdering 4 og 6.

Pakningen 14 er utformet som et egnet kompresjon-pakningsele-ment av et elastomert materiale.

Pakningsinnstillingshylsen 16 innbefatter en pakningsinnstil-lingsstang 54 med en fangdel 55 i dén ene enden. Videre er stangen forsynt med et gjengeparti 56 og er påskrudd en mutter 58. Pakningsinnstillingshylsen innbefatter videre en nav-hylse 60, flere radielle eker 6 2 og en krans 64 med flere hull 66. I disse hullene er det innsatt tapper som går ut gjennom åpningene 38 i den nedre sylindriske del 22. Selve pakningsinnstillingshylsen er betegnet med 68. Denne komponent har åpninger 70 som hver opptar en tapp 66. På den sylindriske hylse 68 er det plassert en nedre pakningsholder 72. Videre forefinnes en innstillingsbøssing 74. Den nedre pakningsholder 72 kan ha en hvilket som helst egnet form, tjenlig for fastholding av den ene enden av pakningen 14.

Bøssingen 74 har en konisk boring 76 beregnet for anlegg mot mutteren 58 som er skrudd på stangen 54. Fangdelen 55 er et sylindrisk legeme hvis ene ende er festet til stangen 54, mens den andre enden er utformet med fangfingre 80 med hoder 78 som holdes på plass i ringutsparingen 4 2 inne i fanghylsen 30 .

Låsklohylsen 18 har en stasjonærdel 82 og en bevegbar del 84.

Den stasjonære del 82 er bygget opp med en sylindrisk hylse 86 hvis ene ende er festet til platen 28. I hylsen 86 er det flere åpninger 88 med innsatte styringer 90. Styringene er som vist avstøttet med braketter 92. I styringene er det lagt inn respektive styretapper 94.

Styretappehe 94 er todelte og består av et papplegeme 96 med

en i den ene enden innskrudd skrue 100.

Den bevegbare del 84 er bygget opp med en ringdel 10 2 som har et innvendig løp 104 som først er sylindrisk, deretter konisk og så sylindrisk igjen. Fra yttersiden av ringen 102 går det ut radielle bærere 106. Hver av disse bærere har som vist en åpning 108 og et spor 110 i ytterenden. En avstivningsring 112 er lagt inn i sporene 110, og en klo-låsring 114 er festet til enden av de respektive radielle bærere 106 og til forsterknings-ringen 112.

Trykkutligningsproppen 19 er utformet som et avlangt sylindrisk propplegeme med et første avsnitt 116 utformet med et hull 118 for opptak av en øyebolt 120, et andre avsnitt 12 2 med redusert diameter og utformet med et ringspor 124 som samvirker med skjærpinnene 50 når proppen 90 er satt inn i fanghylsen 30. Videre har proppen et tredje avsnitt 126 med ytterligere redusert diameter. Dette avsnitt ligger an mot innérsidene til fangfingerhodene 78 og holder fangfingerhodene 78 inne i ringutsparingen 72 i fanghylsen 30 når proppen 19 er satt på plass som vist.

Før pluggen 10 settes på-plåssri det sylindriske legeme 2 forsynes det sylindriske legeme med de viste øvre og nedre holdere 4 og 6. Deretter settes ;pluggen 10 på plass i det sylindriske legeme 2, med låsklørne 24 mellom holderne 4 og 6. For å sikre pluggen 10 i denne stilling plasseres låshylsen

18 i den øvre sylindriske del 22 i pakningskjernen 12, med låsringen 114 i anlegg mot de innvendige flater 128 på de respektive låsklør 24. Styretappene 94 beveges utover helt til deres ender får anlegg mot veggen i det øvre sylindriske parti av løpet 104 i ringen 10 2, trykkutligningsproppen 19 settes ned i fanghylsen 30, hvorved proppens tidligere omtalte tredje avsnitt 126 påvirker fangfingerne 80 slik at deres hoder 78 går inn i ringutsparingen 4 2 i fanghylsen 30, mens det andre avsnitt 122 legger seg tettende an mot pakningene 4 6 i fanghylsen. Skjærpinnene 50 settes på plass i tilhørende åpninger 49 i fanghylsen 30. Hver slik skjærhylse rager inn i ringsporet 124 i proppen 19 og holder således proppen fast på en løsbrytbar måte i fanghylsen 30. Pluggen 10 vil nå være hindret i å legge seg aksialt i det sylindriske legeme 2, idet pluggholderne 4 og 6 samvirker med låsklørne 124 på pluggen 10. Låsklørne 24 kan .ikke bevege seg fordi de er låst ved hjelp

av låshylsen 18, og låshylsen 18 hindres i å bevege seg under påvirkning av styretappene 94. Som vist ligger den ene enden av hver styretapp an mot trykkutligningsproppen 19, mens den andre styretappenden ligger an mot innsiden av ringen 102

og hindres i å bevege seg innover, langs det koniske parti av løpet 104, som følge av anleggssamvirket med proppen 19.

For trykking av pakningen 14 til tetningsanlegg mot det sylindriske legemet 2 benyttes en hydraulisk jekk eller en annen egnet innretning som er festet til den gjengede enden 56 av pakningsinnstillingsstangen 54, idet det utøves en tilstrekkelig kraft via bøssingen 74 for komprimering eller sammentrykking av pakningen 14 slik at den bringes til å tette ringrommet mellom pluggen 10 og det sylindriske legeme 2. Under denne innstillingen av pakningen vil pakningen 14 klemmes mellom øvre pakningsholder 36 og nedre pakningsholder 72. Da pakningen 14 er komprimert og tetter ringrommet mellom plugg og sylinderlegeme, skrus mutteren 58 etter, til anlegg mot den koniske boring 76 i bøssingen 74, og jekken eller den andre kraftinnretning som er benyttet, kan så fjernes. Pakningsinnstillingsstangen 54 hindres i aksialt bevegelse ved at dens øvre ende er sperret ved hjelp av fangfingerhodene 78, som ligger inne i ringutsparingen 4 2 i fanghylsen 30, og holdes på plass av proppen 19, det vil si dennes tidligere omtalte tredje avsnitt 126.

En kraftpåvirkning nedenfra på pluggen 10 vil bevirke en ytterligere komprimering av pakningen 14 i ringrommet mellom pluggen 10 og det sylindriske legeme 2. Aksialbelastningen på pluggen 10 opptas av pluggholderne 4 og 6, og- fluidum som eventuelt trenger inn i fanghylsen 30 hindres i å passere som følge av det tettende samvirke mellom proppen 19 og fanghylsen 30.

For å fjerne pluggen 10 fra det sylindriske legeme 2 etter at pakningen 14 er sammentrykket og satt på plass i ringrommet mellom pluggen og det sylindriske legeme, utøves først en kraft på pluggen ved hjelp av en vaier 200 som er festet til øyebolten 120. Denne øyebolten er på sin side festet til trykkutligningsproppen 19. Ved en slik kraftutøvelse vil skjærpinnene 15 brytes over og proppen .19 kan da trekkes ut fra fanghylsen 30. Fangsylinderen 55 frigjøres da og som følge herav kan pakningen 14 gå tilbake til uspent tilstand. Ringrommet frigjøres og fluidum kan strømme gjennom fanghylsen 30 og forbi pakningen 14, slik at trykkdifferensialet over pluggen 10 utlignes. Selv om trykkutligningsproppen 19 er fjernet fra fanghylsen 30 vil fremdeles låshylsen 18 forbli på plass og fastholde låsklørne 24. Grunnen til dette er at vaieren 200 er kortere enn de viste vaiere 20 2. Etter trykkutligning over pluggen 10 og etter at pakningen 14 har fått tilstrekkelig tid til å gå tilbake til uspent tilstand, slik at pluggen kan trekkes opp forbi pluggholderne 4 og 6, utøves en andre kraft på vaierne 20 2, som er forbundet med ringen 204 i vaier-trekket, og derved kan man bevege låshylsen 18 i forhold til den øvre sylindriske del 22 i pakningskjernen 12. LåshyIsens 18 bevegelse stoppes av holdeblokkene 24. Nå vil låsklørne 24 være frie og kan svinge om sine svingetapper 52, idet låsklørne, som tidligere nevnt, kan svinge inn gjennom åpningene 40 og frigjøre seg fra pluggholderne 4 og 6. Pluggen 10 kan nå beveges opp gjennom det sylindriske legeme 2 og.fjernes.

Det skal her fremheves at derved at hver låsklo 24 er utformet med en innoverrettet skråflate 25, som avsluttes med en vertikal flate 128, elimineres fastklemmingsproblemer for låshylsen 18 i pakningskjernen 12, som følge av eventuell ujevn trekk-kraftutøvelse på låshylsen 18. Ved at låsringen 14 bare ligger an mot en vertikal flate 128 på hver låsklo 24, og ved at hver låsklo 24 har en innoverrettet skråflate 25, tilveiebringes det en klaring mellom låshylsen 18 og innerveggen i pakningskjernen 12, hvilken klaring muliggjør en bevegelse mellom kom-ponentene uten at det er nødvéndig å benytte en låshylse med stor lengde eller en låshylse med spesielle styringer. Pluggen 10 kan således bygges med en relativ kort lengde, gis mindre vekt og fremstilles billigere enn sammenlignbare, tidligere kjente plugger.

Bruken av en låshylse 18 med en stasjonær del 82 som er festet til en hvelvet plate 28 i pakningskjernen 12, og en bevegbar del 84, reduserer fremstillingsomkostningene for låshylsen 18. Fremstillingsomkostningene for låshylsen reduseres sammenlignet med tidligere kjente plugger fordi man kan benytte kortere styretapper 94 og et sylindrisk-konisk-sylindrisk løp 124 med mindre diameter enn ved tidligere kjente utførelser, hvilket 1 reduserer maskineringsomkostningene.

Claims (5)

1. Fjernbar plugg for temporær avtetting av det indre av et rørlegeme for å hindre en fluidumstrømning gjennom legemet, hvilken fjernbare plugg er karakterisert ved: en pakningskjerne (12) med flere åpninger (40) og med en stengedel (28) som hindrer en fluidumstrøm gjennom pakningskjernen, en hylseanordning (18) i pluggen, en pakning (14) plassert på pakningskjernen (12) for tettende samvirke med innerveggen i rørlegemet (2) , en pakningsinnstillingshylse (15) på pakningskjernen (12) for sammentrykking av pakningen til tettende samvirke med innerveggen i rørlegemet (2), en låskloanordning på pakningskjernen for holding av pluggen mot aksialbevegelse i rørlegemet, hvilken lås- . kloanordning innbefatter flere elementer (24) som er svingbart montert på pakningskjernen (12), idet hvert element (24) har en del ragende ut fra pakningskjernen og beregnet for samvirke med et parti av rørlegemet (2) når pluggen er montert i rørlegemet, og har en del som rager inn i pakningskjernen, hvilken del er utformet med en innoverrettet skråflate (25) som går over i en vertikal flate (128), idet hvert element (24) kan svinge gjennom en respektiv av de nevnte åpninger (40) i pakningskjernen, en trykkutligningsanordning (19) som er løsbart festet i pakningskjernens hylseanordning (18), for å mulig- gjøre en fluidumstrøm gjennom pluggen og derved muliggjør en trykkutligning i rørlegemet (2) over pluggen (10) før pluggen fjernes fra rørlegemet, og en klo-låshylseutrustning som er glidbart montert i pakningskjernen (12), mellom en første stilling hvor låsklørne (24) ligger an mot én ytterflate av låshylseutrustningen, og derved hindrer en svingbevegelse av låsklørne gjennom åpningene (40) i pakningskjernen (12), og en andre stilling i hvilken låsklørne er frie til å kunne svinge gjennom åpningene i pakningskjernen og derved frigjøres fra samvirket med innerveggen i rør-legemet for således å muliggjøre et uttak av pluggen fra rørlegemet, idet låshylseutstyret innbefatter en stasjonær del (82) som er forbundet med den nevnte stengedel (28) i pakningskjernen (12) og har bevegbare tapper (9 4) hvis respektive ene ende -jer beregnet for anlegg mot yttersiden av trykkutligningsproppen (19) når trykkutligningsproppen er montert i pakningskjernens (12) hylseanordning (18), og en bevegbar del (84) som innbefatter et ring-legeme (102) med et løp (104) hvis vegg er beregnet for samvirke med den andre enden av de respektive bevegbare tapper (94) i den stasjonære del (82), radielle bærere (106) hvis ene ende er festet til ringlegemet (10 2) og hvis andre ende er festet til en klo-låsring (114) hvis utside er beregnet for anleggssamvirke med den nevnte vertikale flate (128) på de respektive låsklør (24) når låshylseutrust-ningene er i en første stilling i pakningskjernen (12), og for frigjøring av låsklørne i en andre stilling i pakningskjernen, slik at derved låsklørne kan svinge inn i åpningene (40) i pakningskjernen (12) .

2. Plugg ifølge krav 1, karakterisert ved at den nevnte stengedel er utformet som en hvelvet plate (28).

3. Plugg ifølge krav 2, karakterisert ved at den hvelvede plate (28) har halvsfærisk tverrsnittsform.

4. Plugg ifølge krav 2, karakterisert ved at den hvelvede plate (28) har eliptisk tverrsnittsform.

5. Plugg ifølge et av kravene 1-4, karakterisert ved at den bevegelige del (82) av klo-låshylseutrustningen innbefatter en forsterkningsring (112) som er festet til klo-låsringen (114) og til de radielle bærere (106) i den bevegbare del (84) .