NO872606L - Anordning for overfing av fluider mellom innbyrdes roter bare legemer. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår anordninger til overføring av en eller flere fluider i den ene eller annen retning mellom to innbyrdes roterbare legemer, for eksempel mellom et roterbart legeme og et stasjonært legeme. De fluider det gjelder kan være i væskefase, dampfase eller gassfase. Oppfinnelsen kan anvendes på mange områder, men et typisk eksempel vil være anvendelse som anordning for overføring av råolje og en rekke andre fluider mellom en fortøyningsbøye og en lagringsanordning i et flytende oljeproduksjonssystem. Ved denne anvendelse kan bøyen være fortøyet på sjøbunnen ved hjelp av et opplegg av kjettinger eller kabler som hver er rettet nedad i en kjedelinjeform fra undersiden av bøyen til sjøbunnen og hver kjetting eller kabel avsluttes ved enden på sjøbunnen ved hjelp av et passende anker, peler, vekter eller andre forankringsanordninger. Under disse forhold vil bøyen være den ikke roterende del, mens lagr ingsanordningen som omgir bøyen kan tillates å dreie seg under påvirkning av vind, tidevann og strømkrefter, slik at lagringsanordningen inntar den mest fordelaktige stilling overfor kombinasjonen av disse forskjellige påvirkninger. Det vil være klart for fagfolk at denne mest fordelaktige tilstand når det gjelder kombinasjonen av kraftvektorer, vil variere fra årstid til årstid og fra dag til dag, avhengig av forandringer i noen eller alle de parametere som er gjengitt ovenfor. Det skulle være klart at denne tingenes tilstand skaper behov for en anordning, ved hjelp av hvilken et antall fluider kan føres i den ene eller annen retning mellom bøyen og lagringsanordningen, og disse forskjellige fluider kan ha arbeidstrykk som i typiske eksempler ligger mellom 7 kilo pr. cm<2>og 350 kilo pr. cm<2>, men det skal også nevnes at dette område for arbeidstrykk kan variere både over og under disse grenser.

En rekke anordninger ved hjelp av hvilke man kan overføre fluider under rotasjon, er velkjent for fagfolk. Ofte innbefatter slike anordninger fluidumtetninger av forskjellige utførelser, der bruken av disse gjør det mulig for den ene del fritt å dreie seg i forhold til den annen del, kontinuerlig i den ene eller annen retning. Det er imidlertid også kjent at slike systemer som anvender fluidumtetninger med forholdsvis stor diameter, oppviser en rekke praktiske vanskeligheter, særlig i de tilfeller da arbeids-trykket på fluidet ligger på eller over den øvre grense for det typiske område som er angitt. Noen eksempler på vanskeligheter man støter på med typiske høytrykks flerbanesvivler av den type som muliggjør kontinuerlig rotasjon, er disse: a) Metallkomponentene i svivelsystemet må produseres med store krav til nøyaktighet og overflatebehandling hvis utdrivning av tetningsmaterialet mellom den roterende og ikke roterende del skal unngås.

b) Noe av fluidene (særlig råolje) kan være forurenset med sandpartikler eller andre slipende materialer. For å

unngå hurtig nedslitning av de elastomeriske deler i tetningssystemet, blir derfor minst en ytterligere eller "indre" tetning nødvendig, for å beskytte hoved-tetningen eller tegningene mot slipende påvirkning. En slik anordning gjør det hele mer komplisert og skaper vanskeligheter ved fremstillingen.

c) Når man tar hensyn til at den uunngåelige slitasje finner sted i hovedtrykktetningene, er det nødvendig

(eller i det minste meget ønskelig) at utførelsen er slik at en enkel fluidumbane kan tas ut av tjeneste for fornyelse av tetningene mellom for annet vedlikeholds-arbeid, uten forstyrrelse av driften av de øvrige baner.

Dette fører også til at konstruksjonen av anordningen blir komplisert og kostbar.

d) Det er ofte nødvendig at svivelanordninger som er beregnet hovedsaklig for flere baner til overføring av

fluider, også må ha muligheter for overføring av en rekke elektriske kretser. Som eksempel kan disse være

for krafttilførsel, reguleringsformål og for kommuni-kasjon. Det faktum at delene i en slik flerbanesvivel kan dreie seg kontinuerlig i forhold til hverandre, innebærer at slike elektriske kretser må føres gjennom deler som dreier seg i forhold til hverandre ved hjelp av sleperinger og børster av kjent utførelse og konstruksjon. Dette krav, når man står overfor det, vil komplisere konstruksjonen av en flerbane svivelan-ordning betydelig. e) Ofte må ett eller flere av fluidene befordres mens det er varmt. Det er derfor nødvendig å utvise stor

omtanke allerede på konstruksjonstrinnet for å sikre at de varme baner blir stående slik i anordningen at man får minst mulig deformasjon på grunn av temperatur, og det vil da med en gang være klart at dette forhold ikke passer sammen med punkt (a) ovenfor. Dette betyr at meget små klaringer som er knyttet til funksjonelle tetninger med store dimensjoner, har meget liten margin for temperaturdeformasjon av anordningen som et hele.

Det er en hensikt med foreliggende oppfinnelse å overvinne disse vanskeligheter og begrensninger ved å eliminere elastomeriske og/eller andre former for kontinuerlige dynamiske tetninger, og som det trykkopptagende element å gjøre bruk av fleksible slanger av kjent utførelse og kommersielt tilgjengelige.

I henhold til oppfinnelsen omfatter en anordning til overfø-ring av ett eller flere fluider mellom legemer som er dreibare i forhold til hverandre, minst en fleksibel slange som er forbundet mellom respektive rør i de to legemer, oppbevaringsanordninger for en overskytende lengde av slangen, båret av det ene legemet, og hvorfra slangen kan delvis trekkes uten rotasjon, anordninger som bæres av det annet legeme og danner en hovedsaklig hjerteformet omkretsbane rundt hvilken slangen kan legges i den ene eller annen retning fra et punkt på eller nær ved spissen av banen når de to legemer dreier seg i forhold til hverandre, for derved å bevirke at et stykke av slangen trekkes av lagringsanordningen, idet denne innbefatter en anordning for retur av slangen til lagringsanordningen når slangen vikles av den nevnte bane ved innbyrdes dreining av legemene i den motsatte retning.

Man vil se at ved hensiktsmessig forming av omkretsbanen for vikleanordningen, vil innbyrdes dreining av legemene i den ene eller annen retning kunne foregå i en utstrekning som avhenger av den overskytende lengde av slangen, mens man bibeholder en tillatelig bøyeradius for denne.

Selv om man ved en slik anordning ikke har muligheter til kontinuerlig rotasjon av de to legemer i forhold til hverandre, vil man ved riktig valg av slange og oppsamlingsanordning, kunne ha en innbyrdes dreining som overstiger ± en fullstendig omdreining, noe som oppnås på en enkel måte, og undersøkelser har vist at en slik innbyrdes rotasjonsmulighet som totalt overstiger to omdreininger, er tilfredsstillende i de aller fleste forhold der utstyr av denne art anvendes. Mot denne begrensning må man så betrakte det faktum at denne grad av rotasjonsfrihet oppnås uten at det er nødvendig å benytte noen former for dynamiske, elastomeriske pakninger eller lignende anordning når det gjelder hovedkretsbanene. I henhold til foreliggende oppfinnelse vil i virkeligheten en enkel fluidumbane hovedsaklig bli dannet av stive rør og fleksible rør som begge er kjente og veletablerte konstruksjoner, sammen med statiske tetninger og forskjellige rørarmaturer, ventiler, flenser etc, som alle er av kjente og etablerte typer. Et ytterligere trekk i hovedelementene i denne oppfinnelse er det faktum at elektriske kretser, om de ønskes, kan håndteres på nøyaktig samme måte som de man har tatt i bruk for f luidumbanene. Det betyr at fleksible elektriske kabler i disse tilfeller erstatter fleksible rør. Det er fordelaktig at det første legeme bærer hensiktsmessig buede styredeler, rundt hvilke overskytende lengde av slangen kan styres, idet den trekkes fra lagringsanordningen og legges i den ene eller annen retning rundt omkretsbanen for omlegningsanordningen. Slike styringer kan for eksempel bestå av en flerhet av hensiktsmessig dimensjonerte og anbragte ruller med spor, fortrinnsvis av diaboloform.

Den overskytende lengde av slange i lagringsanordningen løper fortrinnsvis over ruller, hvorav i det minst en er strammet for å medvirke til at slangen trekkes inn i lagringsanaord-ningen når den innbyrdes dreining av legemene er slik at slangen vikles av omviklingsanordningen.

Omkretsbanen som slangen er beregnet på å ligge rundt, kan være i form av et spor i en hovedsaklig hjerteformet flate på et passende formet, forholdsvis stivt legeme, eller den kan som et alternativ dannes av en rekke ruller med spor som er anbragt i bestemte stillinger rundt omviklingsanordningen.

Som forklart tidligere, er et ønskelig og kanskje nødvendig trekk ved flerbane høytrykks fluidumsvivelsystemer, at det skal være mulig å ta en bane ut av tjeneste og omlede strømmen fra denne via en midlertidig bane, mens den normale bane blir reparert eller vedlikeholdt. I praksis kan det være fordelaktig under noen omstendigheter å ha mer enn en midlertidig bane eller omledningsbane.

I en overføringsanordning i henhold til oppfinnelsen kan denne midlertidige fluidumbane eller omledningsbane utformes på en rekke forskjellige måter. Noen fremgangsmåter til anordning av den midlertidige bane eller flere midlertidige baner, vil nu bli beskrevet som eksempler. Som et første eksempel kunne omledningsbanen bygges opp ved hjelp av en mekanisk svivel av kjent utførelse og konstruksjon. Denne ville bli plassert på den vertikale senterlinje for anordningen og ha dimensjoner og trykkapasitet slik at den kan håndtere både maksimumsstrømning og maksimalt trykk som man støter på i en eller annen av fluidumbanene som fører gjennom anordningen. Denne omledningsbane tas i bruk ved hjelp av ventiler for de mer viktige strømmer og eventuelt ved hjelp av løse ledninger for mindre viktige.

I et annet eksempel kan det anvendes en konsentrisk svivel med to baner (igjen av kjent utførelse). I dette tilfelle kan de to baner som fremkommer, anvendes på forskjellige måter. For eksempel kunne en bane være satt av til en bestemt tjeneste. Dette kan kreve en spesielt stor kapasitet og evne til å tåle trykk eller temperatur, og dermed ville det ikke være noe behov for å føre dette spesielle fluidum gjennom en bane som består delvis av en fleksibel slange. Som et alternativ kan de to baner som dannes av den konsen-triske svivel, være i bruk som reserveføring eller til omledning, og allikevel kunne en være satt av som en rute for elektrisk kobling mellom bøye-og lagringsanordning, slik at den annen bane blir tilbake og danner en enkel omledningsbane .

Som et tredje eksmpel kan en omledningsbane fremkomme ved bruk av den samme oppbygning som er beskrevet for de øvrige baner. Det vil si at banen kunne bestå av rør, fleksible slanger etc. som beskrevet ovenfor. I dette tilfelle ville imidlertid den fleksible slange ikke normalt stå under trykk, og man måtte da stole på at den var tilgjengelig og i en god tilstand når som helst det var behov for den under nødsfor-hold. Det skal påpekes at med en midlertidig bane eller høyst to midlertidige baner som kan benyttes for en hvilken som helst av fluidumstrømmene i den ene eller annen retning, er det nødvendig under konstruksjonen å ta hensyn til behovet for å sikre at den eller de midlertidige baner kan tappes tomme og, om det er behov for det, blåses rene før veksling av det fluidum som håndteres av disse.

Det skal også påpekes at 1 en typisk anvendelse 1 oljeindu-strien vil det være fordelaktig å sikre at hovedproduksjonen av råolje kunne fortsette så langt som mulig, uten avbrytelse .

I slike tilfeller ville da råoljebanene være de som var konstruert for omledning til den eller de midlertidige baner ved hjelp av ventiler, slik at selv om en feil utviklet seg temmelig hurtig i en produksjonsbane, kunne dens oljestrøm avledes gjennom den midlertidige bane uten avbrytelse. I et mer velutviklet system som det tas sikte på, kunne disse omledningsventiler være kraftdrevne og fjernstyrte. Under slike omstendigheter kunne produksjonsstrømmen avledes gjennom den midlertidige bane til og med uten at personalet behøver besøke svivelanlegget. Man vil imidlertid se at i alle tilfeller det anvendes løse slanger, må man ha et eller annet midlertidig opplegg som må utføres, og dette arbeid innbefatter ikke bare sammensetning av de løse slanger, men også utkobling av den tilhørende samleanordning. Dette trekk ved oppfinnelsen er beskrevet mer i detalj i det følgende.

Oppfinnelsen er kjennetegnet ved de i kravene gjengitte trekk og vil i det følgende bli beskrevet nærmere under henvisning til tegningene der: Figur 1 viser en fortøyet bøye med flytende råoljeproduse-rende lagringsanordning, sett fra siden og gjengitt skjematisk, der man har roterende flerbane fluidumoverføringssystem utført i henhold til oppfinnelsen,

figurene 2 til 5 representerer en serie skjematiske gjengi-velser av de prinsipielle trekk ved oppfinnelsen,

figurene 6 og 7 viser, sett ovenfra, et snitt gjennom et typisk bøyeanlegg, omgitt av et roterende flerbanefluidum-overføringssystem i henhold til en utførelsesform for oppf innelsen,

figurene 8 og 9 viser ytterligere snitt gjennom deler av bøyeanlegget,

figur 10 viser en utførelsesform for en typisk "hjerte" formet samleanordning med delene trukket fra hverandre, slik den anvendes ved anlegget på figurene 6 og 7,

figur 11 viser en del av en alternativ form for "hjerte" enheten,

figurene 12 og 13 viser enhetene på figurene 10 og 11 mer i detalj,

figur 14 viser en fremgangsmåte til innstallering av en fleksibel slange,

figur 15 viser en alternativ fremgangsmåte for anvendelse med en annen form for "hjerte" enhet,

figurene 16 og 17 viser alternative utførelsesformer for oppf innelsen,

figur 18 viser et skjematisk røropplegg med ventiler utført i henhold til oppfinnelsen og med systemet i normal drift,

figur 19 viser skjematisk røropplegget og ventilen utført i henhold til oppfinnelsen og med systemet i drift med en viktig strøm omledet med ventiler gjennom en roterbar svivel til faststående rør og

figur 20 viser skjematisk et røropplegg med ventiler utført i henhold til oppfinnelsen og med systemet i drift med en omledet strøm ved hjelp av løse slager som er tilkoblet røropplegget.

Det skal først vises til figurene 1 til 5, der figur 1 skjematisk gjengir en lageranordning utstyrt med en roterbar fluidumoverføringsanordning i henhold til oppfinnelsen. Det hele består av en bøye 1 som er montert mot den forreste ende av en flytende produksjons/lagringsanordning 2. Bøyen og dermed lagringsanordningen er fortøyd til havbunnen ved hjelp av et opplegg av fortøyningskjettinger eller kabler 3. Disse kjettinger eller kabler henger i kjedelinjeform og er avsluttet ved sjøbunnen. Fluider som skal føres fra eller til lagringsanordningen blir ført fra eller til sjøbunnen eller et annet mellomliggende nivå ved hjelp av en rekke stigeledninger 4. Den roterende fluidumoverføringdsanordning 5 i henhold til oppfinnelsen er anbragt som vist på toppen av bøyen 1 og er omgitt av en rørbro 6. Man vil da se at med den viste anordning er bøyen 1 ikke roterende i forhold til sjøbunnen, mens anordningen 2 fritt kan dreie seg eller dreie seg ved servostyring under påvirkning av de forskjellige parametere som er omhandlet tidligere. Hovedformålet med oppfinnelsen er å få til en innretning ved hjelp av hvilken de forskjellige fluider kan bli ført fra eller til lageranordningen til eller fra bøyen, mens den innbyrdes dreiebevegelse kan finne sted. Det skal påpekes at rørbroen 6 er forbundet med lagringsanordningen i høyde med nivået for hoveddekket 7 og dermed klart utgjør en del av den roterbare anordning.

Det skal påpekes at ved den typiske anvendelse som er vist, vil hovedfluidet som skal føres fra sjøbunnen til lageranordningen 2 være råolje, men på den annen side kan det ved et oljefeltanlegg være nødvendig å transportere andre fluider fra lagringsanordningen til sjøbunnen. I typiske tilfeller kan disse "motstrømmende" fluider være innsprøytning av vann, innsprøytning av gass, løftegass, drepefluidum eller for dosering av kjemikalier. Alle disse fluider, såvel som råolje, må kunne håndteres innenfor et bredt område av strømningshastigheter, trykk og temperaturer. For å klar- gjøre dette punkt videre, skal det her gjengis en liste over typiske strømningsbanediametere og trykk:

Som forklart tidligere vil skroget for lagringsanordningen 2 dreie seg om bøyen 1 på grunn av vind og bølgekrefter som forklart tidligere og figurene 2 til 5 viser resultatene av denne innbyrdes dreining. På figur 2 kan man si at lagringsanordningen er i sin utgangsstilling eller nøytral-stilling. Dette vil sannsynligvis i praksis være den stilling som svarer til den fremherskende vindretning, noe som er blitt bestemt på forhånd for det område det gjelder. Det skal påpekes at under disse forhold er "hjerte" ende-punktet 34 av en fleksibel slange 9, hvis hoveddel befinner seg i skroget for lagringsanordningen 2, rettet opp i flukt med den forreste ende 13 av rørbroen 6. Fra denne stilling vil innbyrdes dreining av lagringsanordningen 2 i forhold til bøyen 1 føre til at slangen legger seg rundt den karakteristiske "hjerteformede" omlegningsdel 8. Den ekstra slange tas fra en slangesamler eller lageranordning 120 etter behov. Figur 3 viser denne prosess etter 120° dreining, figur 4 etter 270° og figur 5 etter omtrent 415°, noe som er maksimum for den konstruksjonen som er vist. Dette ser man er tilfelle på figur 5, der "hjerte" enheten nesten har opptatt all den slange den kan lagre. I den rekkefølge av diagrammer 2, 3, 4 og 5 der rotasjonen er vist for lagringsanordningen, er denne dreiet i urviseretningen. Man ser imidlertid klart at dreining av lagringsanordningen også kunne finne sted i motsatt retning. Den totale dreiemulighet for systemet som er vist, er dermed tilnærmet ± 415°. Figurene 6 og 7 viser konstruksjonen av bøyeinstallasjonen mer i detalj. Bøyen 1 og rørbroen 6 er vist og den sistnevnte er understøttet på hoveddekket 7 på lagringsanordningen 2 som beskrevet tidligere. Den dreibare overførings-anordning 5 for fluider sees å bestå av en stabel av karakteristisk formede "hjertelignende" ikke dreibare elementer 8, rundt hvilke det er lagt fleksible ledninger 9 eller elektriske kabler 10. Slangene og kablene er understøttet på hver side av "hjerte" stabelen av systemer med tett sammenstående "diabolo" formede støtteruller, 11 og like ved siden av overføringsanordningen 5 for fluidene er slangene og kablene holdt på plass i plan av ytterligere grupper av holderuller 12 med vertikale akser. Disse grupper av understøttelser og holderuller sitter på en bærekonstruksjon av stål, som på sin side er festet til rørbroen 6. I et typisk tilfelle vil hvert påfølgende lag i "hjerte" stabelen være innrettet slik at den tilhørende slange kan overføres langs dens rullebane til henholdsvis den forreste ende 13 eller den aktre ende 14 av rørbroen. Ser man på et typisk eksempel, vil man se at slangen 15 som er tilknyttet "hjerte" enheten 16, i dette tilfelle passerer over den horisontale del av rørbroen i retning forover og der den når frem til det forreste vertikale ben av rørbroen, passerer den over en fast rulle 17 og deretter nedad til en vertikalt bevegelig rulle 18, som holdes av styringer 19 og strammes med en hydraulisk sylinder 20 ved hjelp av et passende system av liner og blokker 21, mens slangen til slutt ender i et punkt 21A. Dette sistnevnte som omfatter delene 17 til 21A, utgjør en oppsamlingsanordning for slangen 15, idet den vikles på eller av "hjerte" enheten 16, noe som er resultatet av dreiningen av skipet 2 i forhold til bøyen 1.

Sett ovenfra (figur 6) finner man at hver bane på samme måte er forsynt med en kombinasjon av deler som utgjør en oppsam-1ingsanordning, idet plasseringen av de enkelte oppsamlings-anordninger 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28 og 29 er slik at de på en enkel måte kan få plass i den forreste 13 og aktre 14 vertikale del av rørbroen 6. For dette formål er opplegget av de forskjellige løp av systemet av bæreruller, sett ovenfra, hvorav 11 er et eksempel anordnet slik at de retter slangene eller de elektriske kabler som de understøtter i en passende retning for å gjøre det mulig for dem å bli ombøyet over omtrent 90° til en vertikal tilstand over deres tilhør-ende faste avbøyningsruller, hvorav 17 er et eksempel. Denne anordning av løp med tett sammenstående støtteruller som er vinkelstilt i retning mot den tilhørende faste avbøynings-rulle, er vist ved 30 og 31. Man vil forstå at hvert lag har tilsvarende utstyr med holderuller 12 anbragt på samme måte, der formålet med disse er å sikre at hver av slangene eller kablene holdes riktig, slik at de legger seg mot eller vikler seg fra den tilhørende "hjerte" enhet 8, 16 etc.

Ved punktet 32, der det hele er sett ovenfra på figur 6, har man et typisk tilfelle der en slange eller en kabel 33 er blitt avsluttet omtrent i midtpunktet ved hjerteenheten 34, og der 180° innbyrdes bevegelse mellom lageranordningen og bøyen har funnet sted. I dette tilfelle er slangen 33 understøttet og holdt på plass med de tilhørende systemer av tett sammenstående støtte-og holderuller på sin vei mot den faste trinse 27 ved den aktre ende 14 av rørbroen 6.

I den viste utførelsesform er det plass for tilsammen ni normale baner for fluider eller elektrisitet. Imidlertid kan man, som et alternativ, sørge for plass til et hvilket som helst fornuftig antall baner for fluider og/eller elektriske kretser. Man vil se at i visse tilfeller er den karakteristiske buede "hjerte" form som er vist ved 5 på figur 6, dannet av en ytterligere rekke tett sammenstående "diabolo" formede ruller 35 (figur 7), mens "hjertet" som for eksempel ved 37, har en konstruksjon med glatte, flate sider. Disse to konstruksjoner av "hjerte" anordningen kan velges for å passe til bøyningen og friksjonsegenskapene for de forskjellige slanger som håndteres av systemet. "Hjertet" 35 av rulletypen velges i de tilfeller stivheten og friksjonsegenskapene for slangen er slik at det er utelukket å sette på plass en ny slange straks slangens endepunkt 34 har beveget seg ut av direkte flukt med den tilhørende oppsamlingsenhet, for eksempel 27. Denne situasjon er vist på figur 6, bortsett fra at det i det spesielle tilfelle er vist en hel glatt "hjerte" anordning i stedet for en "hjerte" anordning med ruller. Man vil se at nødvendigheten av å bytte ut en fleksibel slange eller kabel vil oppstå hvis ett av disse elementer i arbeidssystemet svikter. Det vil si at behovet for å bytte ut en slange kan skyldes en svikt som fører til en lekkasje, mens det for eksempel er nødvendig å bytte ut en flerleders elektrisk kabel og sette på plass en ny, hvis for eksempel en leder svikter. Videre skal det påpekes at nødvendigheten av å foreta en utskiftning kunne oppstå på et hvilket som helst tidspunkt, idet man ikke har noen garanti for at rotasjonsforhold som eksisterer på dette tidspunkt, mellom den ikke dreibare del og oppsamlingsanordningen i den roterende rørbro, er den mest hensiktsmessige for installasjon av den nye slange eller kabel. Figur 6 viser ved 39 en koblingsenhet som i dette tilfelle er beregnet på en fler-lederkabel. En tilsvarende anordning med tilsvarende oppbygning er imidlertid også tatt i bruk for koblinger av fluidbaner. Man vil se at koblingene, etterat de er gjort ved punktet 34, kommer ut igjen i form av en fast elektrisk leder eller kabel 40, som så passerer til innsiden av en av etpar søyledeler 41, 42 med stor diameter og sirkulært tverrsnitt. Fra deres innføringspunkt gjennom veggen av de rørformede deler som for eksempel 43, løper de elektriske koblinger eller fluidumkoblingene nedad på deres vei mot det indre av bøyeanordndingen 1, og deretter løper de til deres respektive og riktige grenventiler, elektriske fordelings-bokser etc. etc.

Figur 8 som er et snitt etter linjen "C" "C" på figur 7 viser dette prinsipp tydligere. De rørformede vertikale søyledeler 42, 44 er igjen vist sammen med de nedadrettede vertikale stive fluidumrørledninger som for eksempel 44 og 45. Dette snitt viser også svivelenheten 46 som benyttes til dannelse av forbiledningsbanen eller banene. I det eksempel som er vist, er svivelenheten 46 av typen med en enkel bane. Banen gjennom svivelen er ved den øvre ende forbundet med et stivt rør 47 som er festet til et rør, båret på tvers av rørbroen 6 og dermed er et dreibart element. Dette rør 47 danner en bane som løper vertikalt gjennom svivelen 46 og ender i en flens 47a på siden av anordningen. Ved dette punkt kan rørstykker, ventiler etc. som ikke er roterbare kobles til for å gjøre det mulig å omlede strømmer som løper inn i systemet eller forlater dette. Slike ventiler er vist ved 49 og 50. Det er også truffet foranstaltninger for å håndtere forbilednding av andre mindre viktige strømmer ved hjelp av løse ledninger som kan kobles til ved 53.

Hvis det antas at det er råoljestrømmene som er de viktigste i systemet, blir disse tilkoblet forbiledndingsbanen med faste rør og ventiler for eksempel 49 og 50. Under normale forhold løper disse strømmer oppad inne I søylene 41 og 42 og ved de riktige nivåer ombøyes de 90° og passerer gjennom veggen av søylen, for til slutt å bli tilkoblet koblings-kasser som for eksempel 39. Hvis det på den annen side er ønskelig å forbikoble en eller flere av disse viktige strømmer, er de koblet med ventiler ved den nedre ende til deres vertikale koblingsanordninger så som 45 og 48. Disse er på sin side via andre ventiler 49 eller 50 forbundet med den ytre del av svivelen 46, og løper deretter på tvers av rørbroen via den stive rørforbindelse 47. På den annen side kunne det være ønskelig midlertidig å forbikoble en hvilken som helst av de øvrige strømmer, noe som gjøres ved å ombøye forbindelsen som omfatter bruddet til en riktig en av et antall vertikale stive rørforbindelser som passerer nedad gjennom søylekonstruksjonene 41 eller 42, og som normalt begynnner i en ventil og en dekkplate i punkter som for eksempel 51 eller 52. Banene for de respektive strømmer omledes fra den stive rørforbindelse på tvers av rørbroen 6 ved hjelp av en løs slange 53 som midlertidig kan kobles til en hvilken som helst av flensene og ventilkombinasjonene som finnes ved punktene som for eksempel 51 eller 52.

Figur 9 viser et snitt etter linjen "D" "D" på figur 7 og gjengir en anordning som kan være utført for midlertidig omledning av en flerleder elektrisk kabel. I dette tilfelle er de elektriske forbindelser omledet til pluggkoblinger ved punkter så som 54 og 55, og deretter til elektriske kabler 56, 57, som er lagt i sløyfe og er understøttet av en flat sirkulær plate 58. Denne anordning tillater innbyrdes dreining mellom platen 58 som er festet til og utgjør en del av den sentrale anordning og som derfor er ikke dreibar, og rørbroen som bærer de midlertidige elektriske kabler 56 og 57. På denne måte er det mulig å sørge for midlertidige flerleder kabelforbindelser, uten at det er nødvendig å innføre sleperinger på noe punkt I det elektriske undersystem i anordningen som et hele.

Figur 10 viser, mer i detalj, en form for "hjerte" del. Denne består av en flat sirkulær underdel 59, hvortil det er festet et karakteristisk formet vertikalt anslag 60, som understøtter slangen eller kabelen når den vikles rundt "hjerte" delen som et resultat av dreining av lagringsanordningen i forhold til bøyen. Man vil se at radius for hver av de to karakteristiske sløyfer av "hjerte" delen slik den er representert ved 61 og 62, har fått den minste tillatelige bøyningsradius for slangen i den spesielle bane når den er under belastet tilstand. Likeledes, når det gjelder en elektrisk kabel, er radiene 61 og 62 valgt slik at de får den minste tillatte verdi som passer for den kabel det gjelder. Som man vil se, er "hjerte" enheter med glatte sider som vist, egnet i de tilfeller der slangen eller kabelen skal legges rundt "hjerte" enheten, idet den begynner i en eller annen på forhånd bestemt vinkel mellom det faste og det roterende legeme. Formålet er å bringe slangen eller kabelen rundt til det punkt, for eksempel 63, der koblingsanordningen er låst fast på den tilhørende mottager ved hjelp av en sonde som er festet til enden av den koblingsanordning det gjelder.

Underdelen 59 for "hjerte" enheten er beregnet på å bli understøttet av en bærekonstruksjon 59A. Denne bærer en koblingsanordning 65 som er beregnet på å motta sonden ved enden av ledningen eller kabelen. En boks 66 inneholder de låser som vil holde proben eller sonden I stilling når den hales på plass ved hjelp av en lett line 67, som ombøyes mot senterlinjen for den innkommende slange 68. Anordningen 65, 66 er understøttet av en tverrdel 69 som, på sin side, bæres av en anordning av vertikale søyledeler som 71 og 73 og som stikker vertikalt oppad gjennom de vertikale konstruksjonsrør som er vist ved 41 og 42 på figur 8. De vertikale konstruk-sjonsrør er skåret bort lokalt foran "hjerte" delene, slik at mottagerens tverrdel 69 kan passere mellom parene av indre vertikale søyledeler 71 og 73. Likeledes kan de vertikale søyledeler 70 og 72 understøtte tverrdelen som svarer til 69, og "hjerte" laget over eller under det som er vist.

Figur 11 viser en "hjerte" enhet i overensstemmelse med en alternativ utførelse, der den karakteristiske form er definert med en rekke diabolo formede ruller med vertikal akse så som 64. Plasseringen av rullene i slike tilfeller er anordnet for å gi den minste belastede bøyningsradius for slangen det er tale om. Det vil fremgå at med en slik anordning vil det være forholdsvis enkelt å trekke inn en erstatningsslange i stilling fra en hvilken som helst utgangsvinkel.

Når det gjelder "hjertene" som blir begrenset av oppstil-lingen av diaboloformede ruller som på figur 11, skal det pekes på at det konstruksjonsmessig er nødvendig å sørge for flenser som for eksempel flensen 74 for vertikal understøt-telse av rullenes spindler, for eksempel spindlene 64. For å sikre en jevn glidende passasje for en erstatningsslange som innføres rundt satsen av ruller, er det nødvendig at slangen over alt hindres i å gli ned på oveflaten av konstruksjons-platen 71 for en "hjerte" enhet av denne type. For dette formål er det anordnet en falsk gulvplate 76 med passende form. Dette er vist på figur 11, der platen hviler på overflaten av et "hjerte" av rulletypen. Anvendelse av denne plate har den virkning at den hindrer slangen på ethvert trinn ved utskriftningen av denne fra å falle ned og ligge direkte an mot oversiden 75 av den sirkulære grunnplate for "hjerte" av rulletypen som er vist på figur 11. På denne måte blir friksjonskontakt mellom slange og flens 74 unngått. Platen 76 har også den virkning at man under normale drifts- betingelser får en jevn overgang for slangen, idet den passerer mellom en sløyfe av "hjerte" og den andre når fartøyet dreier seg. Figur 12 viser en komplett oppbygning av et "hjerte" av rulletypen med en slange 77 lagt rundt dette ved en rotasjon av fartøyet i forhold til bøyen på 180°. Rekken av vertikale diabolo formede ruller med spindel, så som 64, er vist med den minste belastede bøyningsradius for slangen det er tale om, definert som radius 78. Denne gjengivelse viser tydelig anordningen av låsekassen 66, den lette innhalingsline 67 og ombøyningsrullene så som 79 og 80. Slike anordninger av ruller finnes ved hvert nivå og i hvert tilfelle blir innhalingslinen 67 avbøyet til en vertikal bane med en rulle så som rullen 80, og ført til en liten vinsj anordnet ved den nedre ende av den vertikale rørkonstruksjon 41 eller 42 (ikke vist). Denne figur viser også systemet av holderuller 12 som har til oppgave å sikre at slangen 77 rettes mot senterlinjen 80A for anordningen, idet den legger seg på eller forlater "hjerte" enheten. Når det gjelder et fluidum som strømmer i samme retning, som for eksempel råoljen som er angitt med pilen 81, går strømmen vertikalt oppad gjennom røret 82 rundt det krumme rør 83 og inn i ringen 84 som omgir probe enheten 85. Deretter passerer fluidet innad gjennom en rekke dyser som for eksempel 86 og inn i slangen 77. Figur 13 viser samme opplegg for "hjerte" som det som er vist på figur 12. Forskjellen er at "hjertet" har glatte sider som vist på figur 10. I dette tilfelle er den fleksible del 87 en elektrisk kabel. Denne er avsluttet ved 88 med en passende pluggkobling, der stikkerdelen er vist ved 89. Den større fleksibilitet man har i den elektriske kabel, sammen-lignet med en høytrykksslange, gjør det mulig å føre en ny kabel fra en hvilken som helst vinkelposisjon uten behov for at "hjerte" formen skal være begrenset av et system av ruller som vist på figur 12. Innhal Ingsanordningen for den nye elektriske kabel tilsvarer den som er vist på figur 12 for en fleksibel slange. Det vil si at innhal ingskabelen 67 og ombøyningsrullene 79 og 80 igjen er innrettet til å samvirke med en liten vinsj som er montert ved den nedre ende av rørkonstruksjonen 43. Anordningen ved sentreringsruller 12 og bæreruller 30 er tatt i bruk på tilsvarende måte.

Den samlede stabel kan med fordel og i typiske eksempler bestå av ni lag av slanger eller kabler.

De elektriske kabler 87 og forholdsvis små fleksible slanger kan hensiktsmessig understøttes av glattsidede "hjerter", mens fleksible slanger med større diameter understøttes av "hjerter" hvis buede form er dannet av en flerhet av diabolo formede ruller som forklaret tidligere. Figur 14 viser, sett ovenfra, et "hjerte" av typen med ruller°g gjengir en spesiell teknikk som kan benyttes under installasjonen av en ny fleksibel slange under omstendigheter der senterpunktet for "hjerte" enheten 95 er ute av innretning med den tilsvarende rulleanordning på rørbroen, en tilstand som kan ha oppstått på grunn av innbyrdes dreining mellom lageranordningen og bøyen. Monteringsteknikken innebærer først anbringelse av den nye slange i stilling på de faste bæreruller 30 på tvers av rørbroen. Innhalingslinen 67 blir så festet til proben 85 på enden av slangen og ført rundt den buede form av "hjerte" rullene og deretter over en rulle 96 og til slutt ned mot innhal ingsvins jen. Ved oppstarting av vinsjen vil probe/koblingsenheten og dermed slangen bli trukket rundt buen Inntil proben fanges opp ved punktet 97, ved hjelp av klemmeanordningen 98. Denne enhet er svingbar ved punktet 99. Når proben er fanget opp i den første stilling 98, kan klemmeenheten dreies for hånd eller med kraft til en andre stilling 100, som fører proben direkte i flukt med sentrumspunktet 95 for "hjerte", og ved å løse ut klemenheten, kan proben sluttelig trekkes til sin koblings-stilling. Figur 15 viser en ytterligere teknikk i henhold til oppfinnelsen, som kan benyttes for installasjon av en forholdsvis tung slange eller fleksibel kabel uten at det er nødvendig å ta i bruk et "hjerte" med mange ruller som vist på figur 12. Om det er behov for det, kan man, for å lette friksjonsbe-lastningen mellom slangen og "hjertet", anvende en rekke fritt bevegelige meieanordninger 103 mellom "hjertet" og slangen ved punkter som for eksempel 104, og meiene kan fjernes igjen ved punkter så som 105. Denne operasjon finner sted jevnt og rolig når den nye slange hales i stilling med innhalingslinen 67. Figurene 16 og 17 viser forskjellige former for en annen utførelse av oppfinnelsen. Man vil se på figur 16 at "hjerte" anordningen er erstattet av en gruppe rullehjul med stor diameter, som for eksempel 106. Radius for disse rullehjul er basert på den minste belastede bøyeradius som tillates for slangen eller kabelen.

Formålet er å skape en "inntrekning" metode med lav friksjon for en ny slange eller kabel som for eksempel 108, og man vil se at Innbyrdes dreining mellom bøyen og lagringsanordningen skaper en omlegning som svarer til det man oppnår ved bruk av den karakteristiske "hjerte" form fra de tidligere utførel-ser. I dette tilfelle er probemottageren 66 og proben 85 i prinsippet identisk med de som er beskrevet i forbindelse med tidligere utførelser.

Figur 17 viser en utformning svarende til figur 16, bortsett fra at gruppen av rullehjul 106 i den sistnevnte er redusert til en gruppe på tre rullehjul 107. På alle andre måter er anordningene på figurene 16 og 17 like.

Man vil at på figur 17 er et andre lag av ruller med stor diameter antydet med stiplede linjer ved 108. Denne anordning angir forholdet mellom på hverandre følgende lag av "hjerte" anordninger, slik at hvis for eksempel slangen 110 betraktes som om den beveger seg over rørbroen i retning forover, vil slangen 111 i det tilstøtende neste nedre lag, bevege seg over broen i retning akterover.

I hver av utførelsesformene som er vist på figurene 16 og 17, er gulvplaten 76 montert på en sylindrisk søyle og bærer et gjennomløp 137 med en karakteristisk form som er utført for å gi vertikal passasje for de stigende løp av den innvendige fordeling av rørene. Konstruksjonsmessig er hver rulle understøttet av etpar brakettdeler, for eksempel 139, som er sveiset til utsiden av løpet 137. Hvert lag av ruller som danner en "hjerte" anordning som på figur 17, er fortrinnsvis bøyet inn for å danne et enkelt nivå i stabelanordningen og mellom trinsene er det truffet foranstaltninger for å understøtte fortykkelsesplatene (ikke vist), som har til formål å hindre slangen i å miste kontakt med den eller de tilhørende ruller hvis slangen av en eller annen grunn midlertidig skulle miste spenningen som normalt opprettholdes ved hjelp av den tilhørende samleanordning.

Bæresøylen som danner det sylindriske hus, er innrettet til å gi plass for mange av de ventiler som er tilknyttet den midlertidige bane eller omledningsbanene og de vertikale rør i gjennomløpet og innbefatter de normale forbindelser til sentrumspunktet i hver av "hjertene", såvel som forbindelsene til omledningssvivelen i tilfeller der denne del benyttes som en komponent i omledningsbanen.

Figur 8 viser skjematisk den slangebaserte dreieforbindelse i henhold til oppfinnelsen. Ved denne anordning kan man se to strømningsbaner som ligger mellom bøyen 112 og lageranordningen 113. Når det gjelder den første strømningsbane 114, 124, er ventilanordningen 115 åpen, mens ventilanordningen 116 er lukket. Dermed vil fluidum komme frem til sentrumspunktet for "hjerte" enheten 117 ved punktet 118. Ved dette punkt går rørledningen over til en fleksibel slange 119, og går over broen som understøttes og holdes av diaboloformede ruller som beskrevet tidligere, for så å ende ved oppsam-1ingsanordningen 120, der slangen ender til slutt i et fast røropplegg ved punktet 121. Ved dette punkt er det instal-lert en ytterligere ventilgruppe 112, og når denne ventilgruppe er åpen, slik tilfellet er på tegningen, kan fluidum-strømmen fortsette ut gjennom forbindelsen 123, og til slutt gå over i skipets røropplegg ved punktet 124. Under forut-setning av at ventilgruppen 125 er lukket, utgjør denne anordning en enkel strømningsbane fra punktet 114 til punktet 124, mellom hvilke strømmen har passert på tvers over rørbroen og er blitt koblet til den normale fordelingsrør-system i skipet. Man vil se at en andre strømningsbane også er vist på denne figur, men den begynner denne gang ved bøyen 112 ved punktet 126, og avsluttes ved foten av den vertikale del av rørbroen ved punktet 127. En viktig forskjell mellom de to strømningsbaner, er at den første bane som starter ved punktet 114, er forsynt med en omledning som begynner ved punktet 138 og kan settes i virksomhet ved bare å åpne ventilgruppene 116 og 125, mens ventilgruppene 115 og 122 lukkes. Når denne endring er gjort, fører fluidumstrømmen gjennom ventilgruppen 116 til svivelen 127A og kan deretter passere langs den faste rørledning 128A til den åpne ventilgruppe 125, og til slutt frem til punktet 124.

Når det på den annen side i dette eksempel gjelder den annen krets, det vil si kretsen som starter ved 126, må det treffes foranstaltninger for en koblingsslange som skal kobles mellom punktene 129 og 130, før strømmen i dette eksempel kan forbiledes til kretsen 127A, 128A. For disse formål er det klart nødvendig å åpne ventilgruppene 129 og 130. På samme måte skal den tilsvarende koblingssslange også settes opp mellom punktene 133 og 134. Når disse ventilgrupper åpnes sammen med 129 og 130 og ventilgruppen 131 og 135 samtidig stenges, er det klart for strømning i omledningsruten og den opprinnelige rute som starter ved punktet 136 er helt isolert.

Figur 19 viser opplegget av kretsen som oppstår når det treffes foranstaltninger for omledning av den krets som begynner ved punktet 114, det vil si at ventilgruppen 115 nu stenges sammen med ventilgruppen 122. På den annen side er ventilgruppen 116 nu blitt åpnet, noe som også gjelder ventilgruppen 125. På denne måte vil strømmen som begynner ved punktet 114 bli omledet fra sin normale bane og kommer frem ved punktet 124, bare som et resultat av disse ventil-betjeninger.

På samme måte viser figur 20 kretsopplegget som er resultatet når det treffes foranstaltninger for omledning av strøm-ningsbanen som begynner ved punktet 126. I dette tilfelle er en koblingsslange 132 satt opp mellom ventilgruppene 129 og 130, og disse to ventilgrupper er nu åpne. Ventilgruppen 131 blir så lukket for å omlede strømmen over rørbroen gjennom koblingsslangen 136 og den faste rørledning 128A. Ved enden av rørbroen er en andre koblingsslange 136 stilt opp og ventilgruppene 133 og 134 er åpnet. På denne måte vil strømmen avledes fra rørledningen 128A til punktet 127. Det skal påpekes at ventilgruppen 135 er lukket for å gjøre denne omledning mulig.

Claims (15)

1. Anordninger til overføring av ett eller flere fluider mellom to legemer som kan dreie seg i forhold til hverandre, karakterisert ved at den omfatter minst en fleksibel slange som er koblet mellom respektive rør på de to legemer, med lagringsanordning for en overskytende lengde av slangen, båret på det ene legemet, og hvorfra slangen delvis kan trekkes ut uten rotasjon, anordninger som bæres av det annet legeme og danner en stort sett hjerteformet omkretsbane rundt hvilken slangen kan legges i den ene eller annen retning fra et punkt på eller nær ved spissene av banen, når de to legemer dreies i forhold til hverandre, for dermed å resultere I at en seksjon av slangen trekkes fra lagringsanordningen, som dessuten har Innretninger for retur av slangen til lagringsanordningen når slangen vikles av den nevnte bane ved innbyrdes bevegelse av legemene i den motsatte retning.

2. Overføringsanordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at det første legeme har en buet styreanord-ning rundt hvilken den overskytende lengde av slangen styres når den trekkes fra lagringsanordningen og legges i den ene eller annen retning rundt omkretsbanen for vikleanordningen.

3. Overføringsanordning som angitt i krav 2, karakterisert ved at styreanordningene omfatter en flerhet av skiver eller ruller med spor.

4. Overføringsanordning som angitt 1 krav 1, 2 eller 3, karakterisert ved at den overskytende lengde av slangen løper over skiver, hvorav minst en står under strekk for å trekke slangen tilbake i lagringsanord ningen når den innbyrdes dreiebevegelse mellom legemene er slik at slangen vikles av vikleanordningen.

5 . Overføringsanordning som angitt i et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at omkretsbanen rundt hvilken slangen skal legges, har form av et spor i en hovedsaklig hjerteformet flate på et enkelt forholdsvis stivt legeme.

6. Overføringsanordning som angitt i et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at omkretsbanen rundt hvilken slangen er beregnet på å bli lagt, er dannet av en rekke ruller med spor.

7 . Overføringsanordning som angitt i et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at omkretsbanen rundt hvilken slangen er beregnet på å bli lagt, er dannet av en rekke ruller med spor som er anbragt rundt vikleanordningen.

8. Overføringsanordning som angitt i krav 7, karakterisert ved at rullene har diaboloform.

9. Overføringsanordning som angitt i et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at den innbefatter en omledningsbane og en ventilanordning som setter fluidum som normalt føres av den fleksible slange, istand til å bli omledet gjennom omledningsbanen.

10. Overføringsanordning som angitt i krav 9, karakterisert ved at omledningsbanen innbefatter et mekanisk svivelledd som er anbragt på den felles rotasjonsakse for de to Innbyrdes dreibare legemer.

11. Overføringsanordning som angitt i krav 9, karakterisert ved at omledningsbanen omfatter en ytterligere fleksibel slange.

12. Overføringsanordning som angitt i et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at den omfatter en flerhet av fleksible slanger og at vikleanordningen omfatter en tilsvarende flerhet av hovedsaklig hjerteformede omløpende baner, rundt hvilke de respektive slanger er innrettet til å bli lagt når de trekkes fra de tilhørende lagringsanordninger ved rotasjon av legemene i forhold til hverandre.

13. Overføringsanordning som angitt i et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at den omfatter minst en fleksibel elektrisk kabel og lagringsanordning for en overskytende lengde av kabelen, båret av det nevnte ene legeme, og at vikleanordningen omfatter en tilhørende hjerteformet omløpende bane, rundt hvilken kabelen er beregnet på å bli lagt i den ene eller annen retning ved rotasjon av legemene i forhold til hverandre, hvorved den overskytende lengde av kabelen trekkes fra lagringsanordningen, idet det finnes innretninger for retur av kabelen til lagringsanordningen når kabelen vikles av den nevnte bane ved bevegelse av de to legemer i forhold til hverandre i den motsatte retning.

14 . Overføringsanordning som angitt i kravene 1 til 12, karakterisert ved at den innbefatter sleperinganordninger for komplettering av de elektriske forbindelser mellom innbyrdes dreibare legemer, hvilke sleperinger er anbragt på den felles rotasjonsakse for de innbyrdes dreibare legemer.

15 . Flytende oljeproduksjonsfartøy innbefattende en bøye som bæres av fartøyet, men er dreibart i forhold til fartøyets skrog rundt den vertikale akse, og anordninger i overensstemmelse med et hvilket som helst av de foregående krav for overføring av ett eller flere fluider mellom bøyen og fartøyets skrog.