DK161821B - Apparat til overfoering af et medium fra en stationaer til en drejeligt bevaegelig konstruktion ved hjaelp af mindst en fleksibel ledning - Google Patents

Description

DK 161821B

Opfindelsen angår et apparat til overføring af et medium mellem en i det mindste delvis cylindrisk, fast konstruktion og en om denne drejelig bevægelig konstruktion under anvendelse af i det mindste én fleksibel ledning, 5 som ved hver ende er forsynet med koblingsorganer, der kan samvirke med tilsvarende koblingsorganer på den faste og ' den bevægelige konstruktion, der begge har oplagringsorganer for de fleksible ledninger.

De fleksible ledninger ifølge opfindelsen kan 10 f.eks. være rørledninger til produktion af kulbrinter, elektriske eller hydrauliske styreledninger til borehulsinstallationer og til kulbrinteproduktion fra undersøiske brønde eller ledninger af typen "kill and choke", hvormed man kan påvirke et brøndhoved fra overfladen.

15 . Den bevægelige konstruktion ifølge opfindelsen kan især være et bore- eller produktionsfartøj forsynet med en brønd af "moon-pool"-typen inden i hvilken, der er anbragt en i det mindste delcylindrisk fast konstruktion, såsom et tårn eller et bord, som med forankringstove er 20 forbundet med havbunden, eller som er ubevægelig under påvirkning af dynamiske positioneringsorganer, der er installerede på den bevægelige konstruktion, idet overføringsledningerne ifølge opfindelsen forbinder den faste cylindriske konstruktion med det eller de under-25 søiske brøndhoveder. Den cylindriske konstruktion har i regelen form som et tårn med en øverste platform, som med en drejemekanisme hviler på fartøjets dæk, der således kan dreje i forhold til tårnet under påvirkning af vind, dønninger og strøm.

30 Overføringsledningen eller -ledningerne for mediet kan være fastgjort med den ene ende til fartøjet, der udgør den bevægelige konstruktion, og med den anden ende til det faste tårn, hvorom fartøjet drejer, hvorved der kan være problemer med under alle forhold at sikre en

o C

pålidelig overføring af mediet, især ved kraftige drejninger, hvor fartøjet kan dreje flere gange i samme ret-

DK 161821 B

2 ning om tårnet.

En løsning på dette problem er at anbringe et drejeled på tårnet, gennem hvilket de overførte medier kan passere. Sådanne konstruktioner er f.eks. kendt fra US-patentskrifter-5 ne nr. 4 436 048 og 3 602 302.

Især i betragtning af de høje tryk, som kan forekomme især ved produktion af kulbrinter, nemlig tryk på normalt 100 bar og mere, har drejeledsforbindelserne vist sig at være mindre pålidelige og at give talrige 10 problemer især med hensyn til tætheden.

Desuden kan den gasholdige, eksplosive atmosfære i drejeledsforbindelsen fremkalde ulykker i forbindelse med strømførende elektriske ledninger.

Man har derfor søgt løsninger, ved hvilke 15 anvendelsen af drejeledsforbindelser er undgået, men i betragtning af de meget store dimensioner af konstruktionerne- og de komplekse bevægelser har det hertil været nødvendigt at anvende meget dyre konstruktioner, som desuden er relativt vanskelige at benytte.

20 Med den foreliggende opfindelse er det tilstræbt at tilvejebringe et apparat, som selvom det er forholdsvis enkelt og billigt gør det muligt på pålidelig måde at overføre fluider uden at benytte mekanismer med drejeleds-forbindelser.

25 Apparatet ifølge opfindelsen er ejendommeligt ved, at en buet støtteflade, er lejret således styret på den faste konstruktion og/eller den bevægelige konstruktion, at den kan forskydes koncentrisk omkring den faste konstruktion i nærheden af dennes sidevæg for at føre ledningen 30 eller hver af ledningerne under deres bevægelse fra det ene oplagringsorgan til det andet.

Den buede understøtningsflade eller hver understøtningsflade kan ifølge opfindelsen være en rullebane eller en buet gliderende eller være en perifer rille i et hjul, 35 der har mindst én rille, og hvor hjulaksen fortrinsvis er anbragt radialt i forhold til den faste konstruktion og

DK 161821B

3 vinkelret på dennes akse.

I den udførelsesform hvor den buede støtteflade er tilvejebragt på et hjul/ er dette fortrinsvis frit drejeligt lejret, men det kan også være forsynet med 5 drivorganer til at drive det i rotation. Desuden er den buede støtteflade forbundet med drivorganer, der virker på den under dens cirkulære forskydning omkring den faste konstruktion, hvilke drivorganer virker i en sådan retning, at der udøves et træk i ledningen, som 10 ligger over den pågældende buede støtteflade.

I en første udførelsesform kan den buede støtteflade være monteret i et bevægeligt stel, som fortrinsvis ved sin nederste del bæres og styres af en skinne på den bevægelige konstruktion, og som ved sin øverste del styres 15 af en skinne på den øverste del af den faste konstruktion.

I en anden udførelsesform kan den buede støtteflade være styret i en perifer glideskinne i sidevæggen af den faste konstruktion.

Oplagringsorganerne for den eller de fleksible led-20 ninger er anbragt på den bevægelige og den faste konstruktion.

Oplagringsorganerne på den bevægelige konstruktion kan hensigtsmæssigt være udformet som en ringformet fordybning, i hvilke vindingerne på den fleksible ledning 25 eller ledningerne kan lægge sig ovenpå hinanden.

Denne udformning er den mest fordelagtige, men konstruktionen kan naturligvis også være udformet således at vindingerne successivt kan lejre sig horisontalt ved siden af hinanden på en flade på den bevægelige konstruktion.

30 Oplagringsorganerne på den faste konstruktion består i en første udførelsesform af i det mindste én rille, der er åben radialt udad i den faste konstruktions sidevæg i nærheden af dennes Øverste del, således at vindingerne kan lægge sig horisontalt ved siden af hin-35 anden i rillen eller rillerne.

DK 161821 B

O

4 X en varierende udførelsesform ken oplagrings— organerne på den faste konstruktion bestå af en rundt- gående rille i nærheden af konstruktionens periferi, i hvilken rille vindingerne successivt kan lægge sig 5 vertikalt ovenpå hinanden.

Føringsorganerne for de fleksible ledninger kan fortrinsvis være tilvejebragt ved den buede støtteflade, og føringsorganer kan ligeledes findes på den faste og/eller bevægelige konstruktion for at lette tilførslen 10 eller bortledningen af ledningen eller ledningerne.

Ifølge opfindelsen kan der findes en buet støtte- .flade for hver ledning eller som variation en samling støtteflader, især udformet som et enkelt hjul med flere perifere riller for samlingen af ledninger, der er 15 anbragt i et bundt.

Hvor der er tale om produktionsledninger kan der for at muliggøre et større antal efter hinanden følgende drejninger af den bevægelige konstruktion i samme retning i forhold til den faste konstruktion være tilvejebragt 20 to ledninger,- som hver er tilknyttet en buet støtteflade, og som er forbundet permanent med den faste eller den bevægelige konstruktion, hvilke konstruktioner hver har koblingselementer til forbindelse med koblingselementerne på ledningerne, hvorhos længden af hver ledning er lig 25 med eller lidt større end det halve af omkredsen af den faste konstruktion.

Yderligere fordele og karakteristiske træk ved apparatet ifølge opfindelsen vil fremgå af den efter-følgende beskrivelse i forbindelse med tegningen, hvor fig. 1 viser et produktionsfartøj under anvendelse af apparatet ifølge opfindelsen, fig. 2 skematisk et snit gennem en udførelsesform for apparatet ifølge opfindelsen, 35 fig. 2a en variation af oplagringsorganerne i apparatet i fig. 2,

DK 161821 B

O

5 fig. 3 apparatet i fig. 2 vist skematisk og set ovenfra, fig. 4a til 4d principskitser, der viser de forskellige stillinger af komponenterne i apparatet 5 under arbejdet, og fig. 5a til 5i principskitser, der viser forskellige stillinger af en anden udførelsesform for apparatet ifølge opfindelsen under arbejdet.

I fig. 1 ses et produktionsfartøj 1, der er 10 forsynet med en brønd kaldet en "moon pool" 2, i hvilket er anbragt en tromle, sædvanligvis kaldet "tårnet" 3 med en cylindrisk form og på sin Øverste del udformet med en platform eller et bord 4, som hviler på en rullebane 5 på en skibsbro.

15 Tårnet 3 er fastholdt eller i alt væsentligt fikseret, idet det er forankret til havbunden med ankerkæder 6.

Henvisningstallet 7 betegner et antal fleksible ledninger til optagelse af kulbrinteprodukter fra under-20 søiske brønde og fjernstyringsledninger. Sådanne fleksible ledninger fremstilles og forhandles i stor udstrækning af ansøgerne. For at forenkle beskrivelsen benævnes en sådan samling ledninger her blot med betegnelsen den fleksible ledning.

25 Den fleksible ledning 7 strækker sig hele vejen op gennem tårnet 3 og det ovenpå dette anbragte bord 4 og bærer ved sin øverste ende et koblingselement 8, der kan forbindes med et tilsvarende koblingselement 9 på en rørledning 10, som ved sin anden ende har et koblings-30 element 11, der kan forbindes med et koblingselement 12 på en ledning 13.

Koblingselementerne 8 og 9, henholdsvis 11 og 12, er af den type som hurtigt kan sammenkobles og adskilles, og som sædvanligvis benyttes i olieindustrien.

35 Kulbrinterne der føres op gennem den fleksible ledning 7 passerer således gennem ledningen 10 og ind i

DK 161821 B

O

6 ledningen 13 til fyldning af skibets til dette formål indrettede tanke.

Fig. 2 og 3 viser en udførelsesform for apparatet ifølge opfindelsen.

5 Apparatet har et hjul 14 med en rundtgående rille 15, og hjulet er med horisontal akse lejret i nærheden af sidevæggen 4a i bordet 4 ovenpå tårnet 3. Hjulet er monteret på et stel, der forneden har ruller, som kan løbe på en skinne 17 på broen 18, og 10 som foroven haf ruller, der kan løbe på en skinne 19 på bordet 4.

Ikke viste drivorganer er indrettet til at bevæge stellet 16 rundt om bordet 4 sammen med det på stellet lejrede hjul 14. På stellet 16 er endvidere an-15 bragt ikke viste føringsorganer for ledningen.

Til optagning af ledningen 10 på tårnet, er der i den øverste del af dettes bord 4 udformet en perifer rille- 2-0-, som er åben ved sin radialt yderste side i ! bordets sidevæg 4a, således at ledningen kan indføres 20 i horisontal retning.

I den i fig. 2a viste udførelsesform er rillen 20 ers'tattet af en rille 211, som forløber rundt langs omkredsen i oversiden af bordet 4, således at ledningen 10 kan indføres i vertikal retning.

25 På skibsbroen er tilvejebragt en ringformet for dybning 21 til vertikal oplagring af den fleksible ledning.

I det følgende refereres til fig. 4a til 4d, som meget skematisk viser forskellige stillinger af apparatet ifølge opfindelsen i forbindelse med forskellige relative 30 stillinger af fartøjet 1, som danner dén bevægelige konstruktion, og den faste konstruktion, som skematisk er vist som bordet 4 øverst på tårnet. Pillerne A, B, S^, S2 angiver de relative bevægelser, således som de ses fra en iagttager, der befinder sig på skibet.

35 I stillingen i fig. 4a er den fleksible ledning 10 helt oplagret i fartøjet.

O

7

DK 161821B

Fig. 4b viser en mellemstilling/ i hvilken ledningen 10 er ved at forlade den bevægelige konstruktion for at blive optaget på den faste konstruktion under en relativ drejning af den bevægelige konstruktion i forhold 5 til den faste konstruktion i den med pilen SI viste retning .

Hjulet bevæges i dette tilfælde i den med pilen A viste retning i forhold til den faste konstruktion 4/ og de til stellet 16 knyttede drivorganer på-10 virker hjulet 14 i retning af pilen F for at give ledningen 10 voksende understøtning i den rundtgående rille i hjulet 14.

Fig. 4c viser den endelige stilling, i hvilken ledningen 10 er helt optaget på den faste konstruktion 4.

15 <Fig. 4d viser en mellemstilling i forbindelse med rotation af den bevægelige konstruktion i retningen S2 i forhold til den faste konstruktion ud fra stillingen i fig. 4c, idet ledningen 10 er ved at blive afgivet fra den faste konstruktion og blive optaget på den 2o bevægelige konstruktion.

Hjulet forskydes i retning af pilen B rundt om den faste konstruktion.

Det vil forstås at længden af ledningen 10 er fastsat i afhængighed af det antal omdrejninger, som man 25 vil tillade den bevægelige konstruktion at foretage i forhold til den faste konstruktion, uden at det er nødvendigt at udføre sammenkoblings- og frakoblingsoperationer med koblingsorganerne 8, 9 hhv. 11, 12.

I det følgende refereres til fig. 5a til 5i, 30 som viser en udførelsesform, som med ringe længde af de korte fleksible ledninger tillader et hvilket som helst antal omdrejninger i samme retning af den bevægelige konstruktion i forhold til den faste konstruktion under opretholdelse af en stadig over-35 føring af fluid mellem den faste og den bevægelige konstruktion.

DK 161821 B

O

8 I denne udførelsesform findes der to fleksible rørledninger 10a og 10b, som hver ved enderne har koblingsorganer 9a, 11a hhv. 9b, 11b, af hvilke koblingsorganerne 9a og 9b er permanent forbundne med 5 de tilsvarende, ikke viste koblingsorganer på den faste konstruktion 4.

I denne udførelsesform findes et hjul 14a, 14b i for hver af ledningerne 10a og 10b.

Ved begyndelsen af den bevægelige konstruktions 10 drejning i forhold til den faste konstruktion (fig. 5a) er det ledningen 10a, som etablerer forbindelsen, idet dens koblingsorgan 11a er forbundet med koblingsorganet 12, der er fast anbragt på fartøjet eller den bevægelige konstruktion. I de følgende faser af rotationen, som er vist 15 i fig. 5b til 5e, drejer hjulene 14a og 14b under henholdsvis på- og afrulning af rørlængderne, indtil den i fig. 5e viste stilling, hvor hjulet 14b, der bærer ledningen 10 er ført tæt hen til koblingsorganet 12 på den bevægelige konstruktion ved- den ende af ledningen 10b, som er for-20 synet med koblingsorganet 11b tæt ved koblingsorganet 12.

I dette øjeblik forbindes koblingsorganet 11b med koblingsorganet 12 ved hjælp af ikke viste organer, idet koblingsorganet 12 hertil har to tilslutninger. Under starten af rotationsfasen efter denne koblingsoperation bringes 25 overføringen af fluidet, som før strømmede gennem ledningen 10a, til at foregå gennem ledningen 10b. Man afbryder altså forbindelsen .mellem koblingselementet 11a og koblingselementet 12. Under de senere faser af rotationen, hvor hjulene 14a og 14b fortsat drejer, 30 kommer man til den i fig. 5i viste stilling, hvori forbindelsen mellem koblingselementet 11a på ledningen 10a og koblingselementet 12 etableres, og forbindelsen med koblingselementet 11b på ledningen 10b afbrydes under opretholdelse af kontinuerlig overføring af fluidum, 35 som foran beskrevet.

DK 161821B

O

9

Herefter er man kommet tilbage til den i fig. 5a viste stilling. Som en variation kan ledningerne være permanent fastgjorte til den mobile konstruktion, og til- og frakoblingsoperationerne under kontinuerlig over-5 føring af fluidet kan foregå på den faste konstruktion.

Det vil forstå at opfindelsen, som er beskrevet i forbindelse med en bestemt udformning og fremgangsmåde ikke er begrænset hertil, men at der indenfor opfindelsens rammer kan udføres forskellige modifikationer.

10 15 20 25 1 35

Claims (12)

1. Apparat til overføring af et medium mellem en i det mindste delvis cylindrisk, fast konstruktion (3,4) og en om denne drejelig bevægelig konstruktion (1) under anven- 5 delse af i det mindste én fleksibel ledning (10), som ved hver ende er forsynet med koblingsorganer, der kan samvirke med tilsvarende koblingsorganer på den faste og den bevægelige konstruktion, der begge har oplagringsorganer (20,21';21) for de fleksible ledninger, kendeteg-10 net ved, at en buet støtteflade (15), er lejret således styret på den faste konstruktion (3,4) og/eller den bevægelige konstruktion (1), at den kan forskydes koncentrisk omkring den faste konstruktion i nærheden af dennes sidevæg (4a) for at føre ledningen eller hver af ledningerne 15 (10,10a,10b) under deres bevægelse fra det ene oplagrings organ til det andet.

2. Apparat ifølge krav l, kendetegnet ved, at den buede støtteflade udgøres af en rille (15) i et hjul (14,14a,14b), der har mindst én perifer rille (15).

3. Apparat ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den buede støtteflade udgøres af en rullebane.

4. Apparat ifølge krav 2, kendetegnet ved, at hjulet eller hjulene er lejret frit drejelige.

5. Apparat ifølge krav 2-3, kendetegnet 25 ved, at der til den buede støtteflade er knyttet drivorganer, som er indretttede til at påvirke støttefladen i den cirkulære bevægelse omkring den faste konstruktion, idet de påvirker støttefladen i en retning, som gør det muligt at udøve et træk i den ledning, som lægges over den pågældende støtte-30 flade.

6. Apparat ifølge ethvert af kravene 2-5, kendetegnet ved, at den buede støtteflade er monteret i et stel (16), som er bevægeligt omkring den faste konstruktion.

7. Apparat ifølge krav 6, kendetegnet ved, at stellet (16) ved sin nederste del er båret og styret DK 161821 B af en skinne (17) på den bevægelige konstruktion og ved sin øverste del er styret af en skinne (19), som bæres af den øverste del af den faste konstruktion.

8. Apparat ifølge ethvert af de foregående krav, 5 kendetegnet ved, at oplagringsorganerne på den bevægelige konstruktion udgøres af en ringformet fordybning (21) i hvilken de efter hinanden følgende vindinger af ledningen eller ledningerne kan lægge sig ovenpå hinanden.

9. Apparat ifølge krav 1-8, kendetegnet 10 ved, at oplagringsorganerne på den faste konstruktion indbefatter i det mindste én rille (20), der er åben radialt udad fra den faste konstruktions sidevæg i nærheden af dennes øverste ende, således at vindingerne af den fleksible ledning kan lægge sig ved siden af hinanden i rillen.

10. Apparat ifølge krav 1-8, kendetegnet ved, at oplagringsorganerne på den faste konstruktion indbefatter en rundtgående rille (21') i nærheden af omkredsen af konstruktionen, i hvilken rille de efter hinanden følgende vindinger kan lægge sig ovenpå hinanden.

11. Apparat ifølge ethvert af de foregående krav, kendetegnet ved, at det har føringsorganer for de fleksible ledninger på den eller de buede støtteflader og eventuelt på den faste og/eller bevægelige konstruktion.

12. Apparat ifølge ethvert af de foregående krav, 25 kendetegnet ved, at det indbefatter to ledninger (10a,10b), der hver er tilknyttet en buet understøtningsflade (14a,14b), hvilke ledninger er i permanent forbindelse med hhv. den faste og de bevægelige konstruktion, hvorhos hver konstruktion har koblingselementer til forbindelse med kob-30 lingselementerne (9a,9b,11a,11b) på ledningerne (10a, 10b), og længden af hver ledning er lig med eller lidt større end det halve af omkredslængden af den faste konstruktion.