NO142232B - Innretning for sammenfoeyning av en undervannsroerledning med et stigeroer paa en fralandsplattform - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en innretning for sammenføyning av en undervannsrørledning med et stigerør på en fralandsplattform, omfattende et skjøtekammer som omslutter et endeparti av en bendseksjon av stigerøret, og som har en adkomstanordning og en portanordning for opptagelse av en rørledningsende for forbindelse med endepartiet, en anordning på plattformen for å trekke den nevnte ende av rørledningen inn i kammeret, og en anordning for understøttelse av stigerøret og kammeret på plattformen. En så-dan innretning er særlig nyttig for sammenføyning av rørledninger med store diametre på havbunnsdyp hvor effektiviteten av dykkere er kraftig begrenset.

US patent 3 599 436 beskriver en fremgangsmåte og en anordning for sammenføyning av en undervannsrørledning med et stigerør, hvor et nedsenkbart arbeidskammer anbringes over tilstø-tende ender av den nedsenkede rørledning og stigerøret. Sjøvann evakueres fra kammeret under høyt trykk og trykket opprettholdes for å tillate dykkere å sveise sammen endene. Denne fremgangsmåte og anordning er åpenbart begrenset til anvendelse på dyp hvor dykkere kan arbeide med brukbar effektivitet. De begrensende dybder er generelt ansett å ligge på ca. 75 - 100 m.

En annen fremgangsmåte og anordning for sammenføyning av en undervannsrørledning og et stigerør er kjent fra US patent 3 707 077. Her blir en del av rørledningen, som opprinnelig er

lagt på sjøbunnen, hevet til overflaten og sammenføyet med en stigerør-bendseksjon. Rørledningen blir deretter nedsenket og samtidig blir ytterligere seksjoner av stigerøret tilføyet til bendseksjonen etterhvert som det fullstendige stigerør installeres på plattformen. Denne teknikk er også begrenset til forholdsvis rolig, grunt vann, med en dybde opp til ca. 45 m, på grunn av den begrensende rørbehandlingsevne for utligger- og davitutstyr på overflaten.

Det er et formål med oppfinnelsen å tilveiebringe en innretning for sammenføyning av en rørledning og et plattform-stigerør som er egnet til å mestre og tåle spesielle driftsfor-hold, såsom varmeutvidelse, feilinnretting og unormal strukturbe-lastning.

Ovennevnte formål oppnås med en innretning av den inn-ledningsvis angitte type som ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet ved at understøttelsesanordningen omfatter en sadeldel og en glideranordning som sørger for i hovedsaken vertikal bevegelse av stigerøret og kammeret som reaksjon på sammenføynings- og drifts-tilstander.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende i forbindelse med et utførelseseksempel under henvisning til tegnin-gene, der fig. 1 er et skjematisk riss som viser det samlede ar-rangement i forbindelse med den foreliggende innretning, omfattende en fralandsplattform, et stigerør, et skjøtekammer, en rørled-ning og en kapsel under nedsenkning til kammeret, fig. 2 er et perspektivriss som viser stigerøret og kammeret installert på en horisontal del av plattformen og en rørledning som trekkes mot kammeret, fig. 3 er et sideriss som viser rørledningen og kapselen forenet med kammeret, fig. 4 er et forstørret snittbilde som viser kammerets portanordning med en plugg installert før inntrekning av rørledningen, og fig. 5 viser også et forstørret snittbilde av kammerets portanordning med en endedel av rørledningen anbragt i portanordningen.

Fig. 1 viser en typisk fralandsplattform 10 anbragt på en sjøbunn 12. Et stigerør 14 er fastgjort til plattformen med klemmer 16. I motstilling til stigerøret er anordnet et skjøte-kammer 18. Stigerøret og skjøtekammeret blir vanligvis montert og fastgjort til plattformen på land. Fig. 1 viser også en rørled-ning 20 som er fastgjort til skjøtekammeret og en kapsel 22 som nedsenkes til kammeret fra et overflatefartøy 24 for fullførelse av sammenføyningen av rørledningen og stigerøret i kammeret. Kapselen 22 er en kuleformet eller pæreformet trykkbeholder med en service- og mannskapsdel 26 og en åpen skjørtdel 28. Fartøyet 24 forsyner kapselen med luft, hydraulisk fluidum, elektriske lednin-ger og kommunikasjonsledninger via en "navlestreng" 30. Nedsenkning av kapselen til kammeret utføres ved inntrekning av en kabel 32 som er festet til kammeret. Etter fullførelse av sammenføy-ningen returneres kapselen til overflatefartøyet ved hjelp av en kabel 34 som er fastgjort til en utligger- og vinsjanordning 36.

Som vist på fig. 2 og 3 har skjøtekammeret 18 et sylindrisk trykkskrog 40 som er lukket av halv-ellipsoideformede eller halvkuleformede ender 42. På skroget er montert en portanordning 44 som er tilpasset til å oppta en rørledning, og en adkomst-

eller inngangsanordning 46, tilpasset for forbindelse med kapse-

len 22. Endepartiet 48 av den J-formede bendseksjon 50 av stigerøret 14 er anordnet overfor portanordningen 44 og trenger gjen-

nom skroget 40. Endepartiet 48 er sveiset på plass. Støttestag 51 kan også være anordnet i skroget 40 for å hjelpe til å motstå eventuelle unormale belastninger under inntrekning av rørlednin-

gen.

Kammeret 18 og stigerøret 14 er fastgjort eller montert

på en horisontal plattformdel 52 ved hjelp av en sadel- eller bæredel 53 som omfatter stigerør-avstivningsplater 54, 55 som er fastsveiset til bendseksjonen 50 og til skroget, og en segmentert kragedel 56 som er anbragt rundt og sveiset til plattformdelen 52. Til platen 54 er festet en glideranordning 57 omfattende en ytre hylse 58 og et konsentrisk indre rør 59 over hvilket hylsen 58

glir. Røret 59 har øvre og nedre festeører 60, 61 for forbindel-

se med kragedelen 56. Hylsen 58 har en langsgående sliss 62 som tilveiebringer klaring for ørene 60, 61 under glidende bevegelse av hylsen 58. En endestopper 63 på hylsen 58 begrenser oppadgå-

ende glidebevegelse.

Glideranordningen 57 er særlig nyttig ved sammenføyning

av rørledninger med stor diameter. Den opptar varmeutvidelse av stigerøret når varme fluida føres gjennom stigerøret. Den sørger også for dimensjonstoleranse når det gjelder kammerets posisjon i forhold til sjøbunnen ved forskjellige operasjonsfaser, deriblant installasjon og rørledningsinnretting. Glideranordningen 57 trenger ikke å benyttes for rør med liten diameter såsom strømnings-lednihger, på grunn av den større fleksibilitet for sådanne rør.

Kammeret 18 er videre avstivet på begge sider av stigerøret med sideplater 64 som ligger an i glidende forbindelse mot

-kontaktdeler 66 på plattformdelen 52. Sideplatene er på sin side avstivet mot bulking. med hjørne- eller vinkelplater 68. som er an-

bragt mellom disse og stigerøret.

Festeørene 60, 61 kan være innsatt mellom dobbelte feste-plater 70, 71 som er fastsveiset på motsatte sider av kragen 56, og kan være festet med sikringsstifter 72. Disse stifter kan være konstruert for å gi etter ved en unormal avrivningsbelast-ning, såsom den som forårsakes ved en tilfeldig fasthengning av et anker på rørledningen. Ved den derav følgende løsgjøring av stigerøret og kammeret unngås eller reduseres skade på plattformkonstruksjonen til et minimum.

Adkomstanordningen 46 omfatter et kjeglestumpformet kam-mer, 74 og en luke- eller døranordning 76 som tilveiebringer inn-gang, til skroget 40. Kammeret 74 har en flenset ende 78 som er innrettet til å passe sammen med skjørtdelen 28 av kapselen.

Denne sammenføyning av skjørtdelen 28 og kammeret 74. danner et sammenkoblende, vanntett innelukke. En stropp 80 i kammeret 74 fastholder kabelen 32 som benyttes til å bringe kapselen ned til skj øtekammeret.

Som klarere vist på fig. 4 og 5, omfatter portanordningen 44 en ringformet sokkeldel82 bestående av en til skrogveggen fastsveiset, indre ring 84 og en segmentert ytre ring 86. Portanordningen 44 omfatter også en trompetformet kuledel 88 som er svingbar i sokkeldelen 82, og en gummitetning 90. Kuledelen 88 har en trompetformet åpning 92, en åpning 94 med konstant diameter og en boring 96 med redusert diameter. Forbindelsen mellom åpnin-gen 94 og boringen 96 danner en skulder eller stopper 98 for en sylindrisk portplugg 100 eller for en rørledningsende eller rør-ledningsavslutning 102. Pluggen 100 og et tilhørende, ringformet tetningselement 106 tjener til å holde sjøvann, sand og marint liv ute av porten, før installasjon av rørledningen.

Det på fig. 4 og 5 viste kuleleddarrangement, som kan svinges ca. 10° fra senterlinjen, er særlig nyttig for innretting av rørledninger med stor diameter, i området fra 3 0 - 122 cm, som har begrenset fleksibilitet. Elastomere, fleksible skjøter kan også benyttes. For rørledninger med mindre diameter, eller en bunt med strømningsledninger, kan en trompetformet, sylindrisk åpning i ett stykke med skroget være fyldestgjørende.

Som vist på fig. 5, er rørledningsavslutningen 102 sveiset til rørledningen 20 og er lukket av en avrundet del 108 som har en låseanordning 110 for en inntrekningskabel 112. Avrundin-gen 108 kan være fastsveiset til eller gjenget inn i avslutningen 102. Sistnevnte har også en ring eller krage 114 tilpasset til å støte mot skulderen 98 for å stoppe ytterligere bevegelse av rør-ledningen i kuledelen. Et ringformet tetningselement 116 sørger for tetningsvirkning etter at rørledningen er anbragt i kuledelen.

For befestigelse av rørledningen til kammeret før fjer-ning av kabelen 112 er det sørget for en sneppring 118 som passer inn i et ringformet spor 120 i avslutningen 102 og ligger an mot en flens 122 på kuledelen 88. Ringen 118 holdes på plass av en ringformet holdedel 123 som på passende måte er festet til flensen 122.

For å hindre tilfeldig inntrengning av sjøvann i kammeret, er avslutningen 102 forsynt med en pluggdel 124 med skåltet-ninger 126. Pluggdelen 124 holdes på plass av en utløseranordning 128 som fastholdes i et ringformet spor 130 i avslutningen 102. Utløseranordningen 128 er forsynt med passende leddkoplinger 132 som vil frigjøre den fra sin fastholdte stilling når en trekk-kraft anvendes på den. Pluggdelen 124 kan være passende festet til utløseranordningen 128 slik at den kan fjernes fra avslutningen 102 samtidig med utløseranordningen.

Under installasjon og montering av stigerøret og skjøtekammeret til plattformkonstruksjonen blir en til inntrekningskabelen 112 fastgjort styreline 140 ført gjennom stigerøret 14 og forbundet med et feste 142 på portpluggen 100. En fortsettelses-del av styrelinen 140 er forbundet med et feste 144 på pluggen 100, og dens frie ende fastholdes på overflaten. Den ene ende av kabe-lens nedtrekningskabel 32 blir også fastholdt ved vannets overfla-te for senere forbindelse med kapselen.

For illustrasjonsformål skal virkemåten for den foreliggende innretning beskrives i forbindelse med en fralegningsprosedyre hvor rørledningslegningen startes i en avstand fra plattformen og fortsettes mens man beveger seg bort fra plattformen. Det vil være klart for fagfolk på området at den foreliggende innretning også kan benyttes for en tillegnings- eller landings-prose-dyre hvor mesteparten av rørledningen er blitt lagt på forhånd på sjøbunnen, mens det fremdeles er nødvendig å forbinde avslutningen med stigerøret.

Kammeret 18 blir i begynnelsen oversvømmet gjennom stigerøret 14 for å utjevne trykk på portpluggen 100, slik at denne kan trekkes ut av kuledelen 88 ved hjelp av styrelinen. 140

og fjernes ved overflaten. Ved trekkingen i styrelinen 140 trekkes også den fastgjorte kabel 112 gjennom stigerøret, kammeret og portanordningen. Kabelen blir til slutt tatt opp igjen på en legningslekter (ikke vist) i en avstand fra plattformen.

På legningslekteren blir rørledningsavslutningen 102 og avrundingsdelen 108 forbundet med det første segment av rørlednin-gen 20, og kabelen 112 festes til avrundingsdelen 108. For rør med stor diameter kan en stiv bøye 150 med en overflatemerkebøye (ikke vist) også være festet til det første segment av rørlednin-gen 20 for å bistå ved løfting og innretting av rørledningsénden med kammerets portanordning.

Etter at tilstrekkelig rørledning er blitt lagt til å berøre bunnen over en viss lengde, stoppes ytterligere legning,

men strekk opprettholdes på rørledningen. Plattformens vinsjanordning 152, som er festet til kabelen 112, begynner nå å trekke rørledningen mot kammerporten. For å redusere friksjonstap eller skade på stigerøret, kan en beskyttende hylse 154 være anordnet for kabelen 112 i stigerørets bendseksjon 50. "Den nedadrettede helling av portanordningen, kulearrangementet, trompetåpningen og den stive bøye på rørledningsavslutningen bidrar alle til en jevn innføring av rørledningen til kammeret. Trekningen av rørlednin-gen stanses når avslutningskragen 114 bunner mot skulderen 98 på kuledelen 88. Under det avsluttende trinn av inntrekningen nedsenkes en liten nedsenkbar pumpe (ikke vist) i stigerøret for å pumpe ut sjøvann fra dette. Tetningsvirkningen av tetningene 116 forsterkes på grunn av forskjellen i hydrostatisk trykk som frem-bringes ved utpumpingen av sjøvannet.

Kapselen 22 som bærer personell og utrustning fra over-flatefartøyet 24, fires deretter ned til skjøtekammeret hvor skjørtdelen 28 passer i tettende forbindelse med kammerets adkbmst-anordning 46, slik som vist på fig. 3. Sjøvann pumpes ut fra skjørtdelen 28, kammeret 74 og skroget 40 av pumper (ikke vist) på kapselen. Skroget 40 og forbindelsespassasjene til kapselens mannskapsdel holdes på stort sett atmosfæriske trykkforhold for den påfølgende skjøteoperasjon.

Personell stiger ned i skroget via lukeanordningen 76 og fastgjør rørledningen til kammeret ved bruk av sneppringen 118 og holdedelen 123. Strekk på inntrekningskabelen 112 slakkes og kabelen fjernes fra avrundingsdelen. En lett kabel 156 festes til kabelen 112 før kabelen 112, hylsen 154 og kabelen 156 trekkes opp stigerøret ved hjelp av plattformens vinsjanordning for opptagelse ved overflaten. Den frie ende av kabelen 156 fastholdes i skroget før senere bruk ved frigjøring av pluggdelen 124.

Avrundingsdelen 108 fjernes fra avslutningen for å av-dekke pluggdelen 124. Den frie ende av kabelen 156 føres deretter gjennom et rørlednings-forbindelsesledd eller en spole 125 og festes til utløseranordningen 128. Forbindelsesleddet sveises deretter på plass i mellomrommet mellom stigerørets endeparti 48 og rørledningsavslutningen 102. Radiografisk og annen inspeksjon av sveisen kan utføres for å sikre skjøtens integritet. Leddet og tilhørende deler belegges for korrosjonsbeskyttelse. Kabelen 156 trekkes deretter ved overflaten for å frigjøre pluggen 124 fra rørledningsavslutningen for opptagelse ved overflaten.

Etter fullførelse av sammenføyningsoperasjonen returne-rer personellet til kapselen med sveise- og inspeksjonsutstyret, og kapselen hales opp til overflaten med kabelen 34.

Det vil innses at den endelige sammenføyning av rørled-ningen og stigerøret er uavhengig av legningsoperasjonen og kan utfares ved hvilket som helst tidspunkt, f.eks. når været er gun-stig. Ved en fralegningsprosedyre kan legningslekteren fortsette med rørledningslegningen umiddelbart etter at inntrekningen er blitt fullført. For en tillegnings- eller landingsprosedyre kan legningslekteren frigjøres for annet arbeide. Det eksisterer ikke noe standby-krav i noe tilfelle mens rørledningen forbindes med stigerøret. Besparelsene med hensyn til personell- og utstyrs-omkostninger er således vesentlige.

Claims (3)

1. Innretning for sammenføyning av en undervannsrørledning (20) med et stigerør (14) på en fralandsplattform, omfattende et skjøtekammer (18) som omslutter et endeparti (48) av en bendseksjon (50) av stigerøret (14), og som har en adkomstanordning (46) og en portanordning (44) for opptagelse av en rørledningsende (102) for forbindelse med endepartiet (48), en anordning (152, 112) på plattformen for å trekke den nevnte ende (102) av rørled-ningen (20) inn i kammeret (18) , og en anordning for understøttel-se av stigerøret (14) og kammeret (18) på plattformen, karakterisert ved at understøttelsesanordningen omfatter en sadeldel (53) og en glideranordning (57) som sørger for i hovedsaken vertikal bevegelse av stigerøret (14) og kammeret (18) som reaksjon på sammenføynings- og driftstilstarider.

2. Innretning ifølge krav 1, karakterisert ved at sadeldelen (53) omfatter avstivningsplater (54, 55) på bendseksjonen (50) og en kragedel (56) som omslutter en tilstøten-de plattformdel (52), og at glideranordningen (57) omfatter en hylse (58) som er festet til avstivningsplatene (54, 55), og et i hylsen konsentrisk anordnet, indre rør (59) som er festet til kragedelen (56).

3. Innretning ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at glideranordningen (57) omfatter sikringsstiftan-ordninger (72) for frigjøring av stigerøret (14) og kammeret (18) fra plattformdelen (52) ved en forutbestemt belastning.