NO880215L - Adapterbrakett for aa gjoere en ventil brannsikker. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en adapterbrakett som kan forbindes med en eksisterende, konvensjonell sluseventil for å omforme denne til en brannsikkerhetsventil, for vaieroperasjoner og liknende.

Et brønnhode-ventiltre på en offshore-plattform er utstyrt med en sluseventil i hvilken den stempelliknende ventilaktuator forspenner ventilen til den lukkede stilling ved hjelp av en fjær som virker mot den nedre overflate av aktua-torstempelhodet. Pneumatisk trykk påvirker den motsatte eller øvre overflate av stempelet for å overvinne forspenningsfjaeren og holde ventilen i den åpne stilling. I tilfelle av en brønn-brann avstenges effekt til kompressoren og forspenningsfjæren stenger automatisk ventilen og innskrenker strømmen av brønn-fluida, slik at en ukontrollert, fortsatt strøm av brennstoff til brannen hindres.

På en offshore-plattform er kortvarige "blipp" i

effekten (forbigående mørklegginger) ikke uvanlige. Et sådant blipp, som avstenger kompressoren og automatisk lukker sluseventilen, kan til sine tider være mer enn en plage. Ett sådant tidspunkt er under utførelsen av rutinevedlikehold eller brønn-prøving ved benyttelse av konvensjonelle vaierteknikker. En kortvarig effektutkopling som lukker sluseventilen, fraskiller vaieren, slik at det verktøy som benyttes, sammen med flere hundre meter vaier, slippes ned i borehullet. I tillegg til skaden på verktøyet vil ytterligere utgifter bli forårsaket ved fisking av vaieren og verktøyet opp fra borehullet, slik at både den omkostning som er knyttet til arbeidstimeverkene og den som skriver seg fra timene med tapt brønnproduks j on, stiger etter hvert som tiden går.

For å unngå slike kostbare oppfiskingsekspedisjoner, var det ikke uvanlig praksis å gjøre forspennings fjæren meka-nisk funksjonsudyktig (dvs. å fastkile aktuatoren i åpen tilstand) under vaieroperasjoner for å beskytte seg mot muligheten for en kortvarig effektutkopling. En sådan praksis er åpenbart usikker og representerer et betydelig sjansespill på at en brann ikke vil inntreffe i løpet av den tid da ventilen er fastkilt i åpen tilstand.

Som svar på kundereaksjonser på dette problem begynte ventilfabrikantene å fremstille en "brannsikkerhetsventil" som gjorde det mulig å holde ventilen åpen ved hjelp av en hette over enden av aktuatorstangen. Denne hette hadde et parti som var fremstilt av smeltbart plastmateriale som, i tilfelle av en brann, smeltet og tillot ventilen å lukke. Selv om disse modifiserte ventiler løser problemet for frem-tidige installasjoner, gjenstår problemet med de eksisterende, monterte, konvensjonelle sluseventiler. Mulighetene for erstat-ning av de monterte ventiler (in-place valves) med de mer kostbare brannsikkerhetsventiler, særlig for store produkter med et betydelig antall brønnhoder, er ikke gode, særlig med dagens økonomi. En mindre kostbar anordning for på sikker måte å hindre vaierkutting, er nødvendig.

Den foreliggende oppfinnelse oppfyller dette behov på tilfredsstillende måte. En adapterplate som har en utvendig gjenget sylinder som rager ut fra platens ene side, er utvendig fastspent til aktuatorhuset for en konvensjonell sluseventil. Denne adapter tillater den konvensjonelle sluseventil å omfor-mes til en brannsikkerhetsventil ved befestigelse av den iden-tiske, smeltbare hette som utnyttes i forbindelse med de nylig utviklede brannsikkerhetsventiler. Adapteren ifølge oppfinnelsen krever ikke at noen modifikasjon må utføres på den eksisterende ventilaktuator, men kan fastspennes på utsiden av den eksisterende aktuator og kan, dersom det ønskes, flyttes fra brønnhode til brønnhode etter hvert som hvert brønnhode får en vaieroverhaling, en loggtest, etc., etter behov. Prøver har videre vist at adapterbraketten kan tåle langvarige perio-der hvor den utsettes for trykk så høye som 700 kg/cm 2 uten å svikte.

Andre særtrekk, fordeler og egenskaper ved oppfinnelsen vil fremgå av den etterfølgende, nærmere beskrivelse under henvisning til tegningene, der fig. 1 viser et utspilt, isomet-risk riss av adapteren ifølge oppfinnelsen sammen med den ventil og den ventilaktuatormontasje med hvilken den benyttes, fig. 2 viser et sideriss av den monterte adapterbrakett, fig.

3 viser et delvis gjennomskåret sideriss av ventilen og ventilaktuatoren med adapteren montert til denne, og med hetten som danner inngrep med aktuatorstangens ende og derved holder ventilen i dens åpne stilling, og fig. 4 viser et liknende, delvis gjennomskåret sideriss som på fig. 3, med den smeltbare del av hetten bortsmeltet slik at ventilen tillates å bevege seg til sin lukkede stilling.

Adapterbraketten ifølge oppfinnelsen er generelt vist ved 10 på fig. 1 og 2. Braketten 10 omfatter en adapterplate 12 som er i hovedsaken flat på en første side 14 og har en åpning 16 som strekker seg gjennom platens sentrum. En utvendig gjenget, sylindrisk forlengelse 20 rager ut fra den andre side 18, idet dens innvendige diameter 22 er lik og danner en forlengelse av åpningen 16. En oval åpning 24 er dannet ved hver ende av platen 12. Stenger 26 har kroker 28 dannet på en første ende og er gjenget ved 30 på sin andre ende for å oppta festemuttere 32.

Slik som best vist på fig. 3 og 4, er adapterbraketten 10 utformet for å benyttes på en ventilaktuator 11 som manøvre-rer en konvensjonell sluseventil (gate valve) 13. Den spesielle aktuator som er vist på tegningen, er en Axelson AM aktuator som fremstilles av Axelson, Inc., et datterselskap av U.S. Industries, Inc. Adapterbraketten ifølge oppfinnelsen kan imidlertid like gjerne benyttes sammen med andre ventilaktua-torer.

Aktuatoren 11 omfatter et hus 15 med en aktuatorstang 17 som delvis er opptatt i huset og delvis strekker se^forbi dettes ene ende. Stangen 17 er gjengeforbundet med sluseventilen 19 som har en strømningsport 21 dannet nær sin ene ende. Et stempel 23 er festet til stangen 17 nær den motsatte ende, og en fjær 25 danner inngrep med stempelets 23 ene overflate og forspenner stangen 17 i retning mot høyre på fig. 3 og 4. Dette beveger strømningsporten 21 ut av innretting med en strømningskanal 27 som er dannet i ventilen 13, dvs. fjæren 25 forspenner ventilen 13 til dens lukkede stilling. Fluidumtrykk (vanligvis pneumatisk) tilføres via en port 29 for å overvinne fjærens 25 forspenning for å bevege strømningsporten 21 til innretting med strømningskanalen 27 og således åpne vent ilen.

Krokene 28 på stengene 26 danner inngrep i et ringfor-met spor 31 som er dannet på aktuatorens 11 bakside. Åpningen 16 og den sylindriske forlengelse 20 opptar enden 33 av aktuatorstangen 17 uten å kontakte denne (dvs. relativ bevegelse mellom stangen 17 og platen 12 er tillatt). De avlange åpninger 24 tillater at stillingen av adapterplaten 12 og krokene 28 kan justeres svakt for å ta hensyn til dimensjonstoleranser for aktuatoren 13. Festemutrene 32 fastspenner på solid måte adapterbrakettmontasjen 10 til aktuatorhuset 15.

Låse-åpen-anordningen eller aktuator-stangpåvirknings-hetten er vist generelt ved 35 på fig. 3 og 4. Som et eksempel var den anordning som ble benyttet ved prøving av den foreliggende adapter, Axelsons låse-åpen-hette (lock open cap) med delnummer 43114-0009. Et første, innvendig gjenget parti 37 danner inngrep med gjengene på den sylindriske forlengelse 20. Et andre, innvendig gjenget parti 39 opptar i gjengeinngrep en stangpåvirkende plugg 41. Et parti 43 av pluggen 41 er dannet av smeltbart materiale. Partiet 43 har i det minste aktuatorstangens 17 diameter og utgjør det eneste parti av låsehetten 35 som danner inngrep med stangen 17. Det gjengede parti 39 gjør det mulig å innstille pluggens 41 stilling for å justere for variasjoner i lengde av aktuatorstenger 17 eller andre sådanne forskjeller i ventil/aktuatormontasjer. Dersom en plattformbrann skulle inntreffe, ville det smeltbare materiale som pluggen 41 består av, gjennomgå en vesentlig sammen-trekning i tillegg til flyting, slik at forspenningsfjæren 25 tillates å bevege ventilen 19 til dens lukkede stilling.

Under drift er adapterbraketten 10 fastspent på aktuatoren 11 over enden av aktuatorstangen 17. Befestigelsen av braketten 10 til aktuatoren 11 krever ingen festeanordning som trenger gjennom aktuatorhuset, og den krever heller ikke noen annen modifikasjon av aktuatoren.

Så snart braketten 10 er på plass, kan ventilaktuatoren 11 settes under trykk for å åpne ventilen 19. Låse-åpen-hetten 35 kan deretter påskrues på den sylindriske forlengelse 20, idet pluggens 41 stilling justeres etter behov ved å prøve seg frem for å oppnå riktig inngrep mellom de respektive ele-menter for å låse sluseventilen 13 i åpen tilstand. Med ventilen 13 låst på sikker måte i åpen tilstand kan vaieroperasjoner eller liknende utføres uten fare for vaieravkutting, og heller ikke for en hasardiøs, ukontrollert brann som forsynes med brensel fra brønnreservoaret i tilfelle av en plattformbrann.

Adapterbraketten 10 ifølge oppfinnelsen ble anbrakt i en prøvefastspenning med den utforming som er vist på fig. 3. Trykket i ventilaktuatoren 11 ble hevet inkrementalt med 2 2

intervaller på 70 kg/cm til 700 kg/cm . Trykket ble deretter opprettholdt på denne verdi i 30 minutter, og ble deretter redusert til 350 kg/cm 2 og kjørt i sykluser mellom 350 og 525 kg/cm 2 med 5 minutters intervaller i 50 sykluser. Trykket ble holdt på 350 kg/cm 2 natten over, og ble deretter hevet pa nytt til 700 kg/cm 2 og opprettholdt i 3,5 timer. Ikke ved noe tidspunkt i løpet av prøven viste braketten noen tegn til mulig svikt eller lekkasje. Denne adapter synes å være i stand til å tåle de strenge forhold ved plattformutnyttelse. Den letthet med hvilken den kan monteres og fjernes, tillater videre braketten å flyttes fra brønnhode til brønnhode slik det kreves av vaieroperasjoner, selv om selve braketten er så billig at de arbeidsomkostninger som er knyttet til sådan flytting, muligens ikke er berettiget.

Forskjellige endringer, alternativer og modifikasjoner vil bli åpenbare etter en lesing av den foregående beskrivelse. Selv om adapteren bare er blitt vist og beskrevet i forbindelse med vaieroperasjoner, vil det for eksempel være åpenbart at en rekke andre anvendelser, såsom borerør-nedtruing, arbeid med oppviklede rørledninger (coiled tubing work) eller liknende, vil være fordelaktige for den foreliggende oppfinnelse.

Claims (5)

1. Innretning for omforming av en/konvensjonell sluseventil til en brannsikkerhetsventil, hvilken sluseventil omfatter en sluse som manøvreres av en aktuator som overvinner en forspenningsfjær og opprettholder ventilen i en åpen stilling ved hjelp av fluidumtrykk og en ende av en aktuators tang som rager forbi en første overflate av et aktuatorhus, KARAKTERISERT VED at den omfatter en adapterplate, idet platen har en første, flat side, idet en sylindrisk forlengelse rager ut fra en andre, motsatt side av adapterplaten, idet den sylindriske forlengelse har en innerdiameter som er tilstrekkelig stor til på ikke-kontaktende måte å oppta aktuatorstangen, idet utsiden av den sylindriske forlengelse er gjenget, og en anordning for fastgjøring av adapterplaten til det ytre av aktuatorhuset med den første flate side vendt mot aktuatorhuset, idet den sylindriske forlengelse er innrettet til å danne gjengeinngrep med en aktuatorstang-kontaktende hette, idet i det minste en del av den aktuatorstangkontaktende hette er dannet av et smeltbart materiale, idet hettedelen av smeltbart materiale danner inngrep med aktuatorstangens ende, slik at den stangkontaktende hette kontakter enden av aktuatoren eller stangen og holder ventilen i sin åpne stilling på tross av tapet av fluidumtrykk med mindre og inntil det smeltbare materiale utsettes for tilstrekkelig varme til å smelte materialet, hvorved det smeltbare materiale vil trekke seg vesentlig sammen og sette ventilen i stand til å lukkes under virkning av den nevnte forspenningsfjær ved fravær av fluidumtrykk.

2. Innretning ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at anordningen for fastgjøring av adapterplaten til aktuatorhuset omfatter en fastspenningsanordning som kan festes til aktuatorhuset uten å trenge gjennom eller på annen måte modifisere huset.

3. Innretning ifølge krav 2, KARAKTERISERT VED at fast-spenningsanordningen omfatter to krokforsynte stenger, idet et krokforsynt parti av hver stang danner inngrep med en andre overflate av aktuatorhuset, idet den andre overflate ligger i hovedsaken motsatt av den første overflate.

4. Adapterbrakett for en sluseventil som er beliggende i et brønnventiltre eller liknende, idet sluseventilen ved hjelp av fluidumtrykk holdes i den åpne stilling mot en kraft som forspenner den til lukket stilling, hvilken adapter tillater ventilen å holdes på sikker måte i en åpen stilling under vaieroperasjoner eller liknende, slik at faren for at sluseventilen avkutter vaieren ved tap av fluidumtrykk til sluseventilen elimineres, idet sluseventilen har en aktuator og et hus som inneholder aktuatoren, idet et parti av en aktuatorstang strekker seg forbi huset, KARAKTERISERT VED at den omfatter en adapterplate som har en første flat side som danner kontakt med huset, og en andre, motstående side med en utrag-ende, sylindrisk forlengelse, idet den sylindriske forlengelse har en innvendig diameter som er tilstrekkelig til på ikke-kontaktende måte å omgi det parti av aktuatorstangen som strek-i ker seg forbi huset, idet den sylindriske forlengelse har en yttergjenge som er tilpasset for påskruing av en hettedel som har et smeltbart parti, idet hettedelen danner inngrep med den ende av aktuatorstangen som holder sluseventilen i en åpen stilling, og hindrer bevegelse av aktuatorstangen og sluseventilen med mindre og inntil det smeltbare parti utsettes for tilstrekkelig varme til å smelte dette, slik at aktuatorstangen og sluseventilen tillates å bevege seg til en andre, lukket stilling under virkning av den nevnte forspenningskraft ved opphør av fluidumtrykket, og en anordning i for fastspenning av adapterplaten til aktuatorhuset.

5. Adapter ifølge krav 4, KARAKTERISERT VED at fastspen-ningsanordningen fastgjør adapterplaten til aktuatorhuset på en måte som ikke krever noen modifikasjon av det eksisterende hus .