NO300583B1 - Medbringersystem for dreiing av svivel - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører et system for dreiing av en svivel, eller svivler ombord i et produksjonsfartøy e.l. for utvinning av olje- eller gassprodukter til havs, hvilken svivel omfatter en stasjonær del som er forbundet med et dreietårn e.l. opplagret i fartøyet og en eller flere i forhold til den stasjonære delen anordnet dreibare deler som er forbundet med fartøyet, idet svivelens dreibare del eller deler via rørforbindelser for transport av olje- eller gassproduktene er forbundet med en rammestruktur som er festet til en stiv overliggende ramme som strekker seg over dreietårnet og er festet til fartøyet,

Systemer for dreiing av en slik svivel ombord i produksjonsfartøy for oljeutvinning til havs er kjent, men det dreier seg om forholdsvis små dimensjoner og vekter og lave operasjonstrykk. De konvensjonelle systemene er utstyrt med en enkel medbringerarm festet til den nederste sviveldel og som styrer dreiebevegelsen mellom den stasjonære og den dreibare, nedre sviveldelen, samt overfører bevegelsene til de andre sviveldelene ved hjelp av skjæreplater.

Systemene virker bra for relativt lavt produksjonstrykk og fluidvolum, smule farvann og små og mellomstore havdyp, men har ulemper under høyt produksjonstrykk, stort fluidvolum og turbulente farvann. Under slike forhold kan svivelvekten være 100-150 tonn og kravene til operasjonsmessig sikkerhet er meget store. For disse tunge og store svivelsystemene er ikke konvensjonelle dreiesystemer godt egnet fordi dimensjonene på medbringerarm og skjæreplater blir meget store slik at de kommer i veien for annet utstyr på dreietårnet.

Det har vært et formål med foreliggende oppfinnelse å frembringe et system for dreiing av tunge svivler ombord i fartøy for oljeutvinning til havs slik at selv under høyt produksjonstrykk i turbulente farvann vil håndteringsfaren ved skifting av en slik svivel bli betydelig redusert. Det har videre vært et formål å fremskaffe en stiv og direkte overføring av fartøyets dreiebevegelser (gire-bevegelser) til de enkelte sviveldelene i en slik svivel for å redusere belastningen i stive rørforbindelser mellom sviveldelene og rammen, men som likevel samtidig har fleksibilitet mot relativbevegelser i x- og y-retningen. Ytterligere har det vært et formål å fremskaffe en medbringerløsning som tillater sideveis utskifting av en svivel uten at det går ut over dreiestivheten under normal drift.

I henhold til oppfinnelsen er det fremskaffet en løsning som er karakterisert ved at hver av svivelens dreibare del eller deler er ytterligere forbundet med rammestrukturen via en separat anordnet medbringermekanisme (60, 61, 62, 63, 64).

De uselvstendige kravene 2-7 definerer fordelaktige trekk ved oppfinnelsen.

I det følgende beskrives oppfinnelsen ved hjelp av et eksempel og under henvisning til tegningene der: Fig. 1 viser en del av et skip med et dreietårn med overliggende ramme og

rammestruktur i henhold til oppfinnelsen.

Fig. 2 viser prinsippet for arrangementet av rammestrukturen i forhold til arrangementet

av de enkelte sviveldelene i en svivel.

Fig. 3 viser i perspektiv rammestrukturens oppbygning med svivelens plassering inne i

denne.

Fig. 4 viser plan av rammestrukturen i underkant av den overliggende rammen.

Fig. 5 viser utsnitt av en port i rammestrukturen i lukket tilstand.

Fig. 6 viser detaljer av en forbindelse (hengsel og lås) mellom porten og

rammestrukturen.

Fig. 7 viser i lengdesnitt arrangementet av en svivelløfte-anordning.

Fig. 8 viser en medbringermekanisme med forbindelse mellom svivelens ytre, dreibare

del og rammestrukturen.

Fig. 1 viser et dreietårn 3 opplagret i skroget 17 i et produksjonsfartøy, samt en løfteanordning 12 for å hente ut en svivel 1 som normalt står på fundamentet 6 på dreietårnet, eller sette inn en reservesvivel 13 på fundamentet 6.

Svivelens løfteanordning 12 går på skinner 10 som er montert på undersiden av en overliggende ramme 7, slik at svivelløfteanordningen 12 kan bevege seg mellom en første posisjon; dreietårnets 3 senter, og en andre posisjon; reservesvivelen 13, som står opplagret på et fundament 2 utenfor dreiebordet. Denne løsningen er nærmere vist og beskrevet i søkerens norske patentsøknad nr. 921102 og skal ikke nærmere omtales her.

Den overliggende rammen 7 er tredimensjonal og utgjøres av en i hovedsak horisontal fagverkramme som står stivt fundamentert på fartøyets skrog og spenner over hele dreietårnets 3 diameter.

Denne overliggende rammen 7 og en rammestruktur 8 som er festet til rammen 7 utgjør oppfinnelsens medbringerstruktur.

Rammestrukturen 8 er vertikal, og er bygget med en vesentlig styrke og torsjonstivhet slik at den kan overføre torsjonskrefter uten vinkeletterslep mellom rørkoblingen 1 og den horisontale rammen 7.

Fig. 2 viser i større målestokk rammestrukturen 8 og hvordan de enkelte sviveldelene (41', 41''—) er plassert.

Videre viser Fig. 3 rammestrukturen 8 i perspektiv. Den har fire "vegger" 20,21,22,23 og bunn 34 og er ved dens øvre parti stivt forbundet til rammen 7. Den omgir svivelen 1 og strekker seg mot fundamentet 6 på dreietårnet 3.

Tre av veggene er bygget som todimensjonale fagverk og består av korder 41,42,43,44 horisontale stag, 51,52.53 osv. og diagonalstag 55,56 osv.

Bunnen 33 består av en ramme 34 med en åpning 35 for svivelen 1 som er montert på fundamentet 6 i senter av dette. Bunnen 33 har klaring til svivelfundamentet 6 og svivelen 1 slik at medbringerstrukturen kan dreie fritt i forhold til svivel-fundamentet.

Den fjerde veggen (20 i Fig. 4) består av porten 20' som er bygget som en plan ramme, og med hengsler og låser som forbinder viktige strukturelementer i porten 20' og rammen 8. Fig. 4 viser et plansnitt (snitt C-C i Fig. 7) av rammen 8 ved undersiden av den overliggende rammen 7. Her vises kranbanen med skinnene 10 for svivelløfteanordningen 12 som går inn til senteret for svivelen 1 slik at denne kan bringes ut av og inn i rammen 8 gjennom porten 20'. Fig. 5 viser et utsnitt av porten 20' som utgjør en selvstendig planramme med horisontale stag 26, vertikale stag 27 og diagonale stag 28.

Porten 20' utgjør en side i rammen 8 når den er lukket under drift, og kan svinges ut til siden (Fig. 4 og 7) for å skaffe fri vei for svivelløfteanordningen 12 inn til svivelen 1.

Porten 20' er opphengt i kordene 42 med hengsler 25, og låser 30 mot korden 45. Disse kan lett åpnes slik at porten 20' kan svinges ut til siden og enkelt lukkes for å oppnå strukturell kontinuitet.

Den strukturelle kontinuiteten mellom fagverket i porten 20' og i de andre veggene 21 og 23 i rammen 8, er oppnådd ved at:

- Hengslene er montert i hovedsak i nivå med både horinsontalstagene 50,51,52,53 osv.

i rammen 8 og horisontalstagene 26 i porten 20'.

- Hengslene og låsene er sterke og stive ved at de i prinsippet er bygget på samme måte som et vanlig rørknutepunkt.

Rørene 81 og 83 utgjør en del av hengslene 25 og lukkemekanismen 30 og er festet direkte på horisontalstagene 26 i porten 20' på tilsvarende måte som et stag er festet i et rørknutepunkt. Hengslene 25 vist i Fig. 6 består av solide rørstykker 81 som er dreibart anordnet om korden 80, og virker dermed samtidig som en forsterkning av rørknutepunktet.

Hengslet 25 og låsen 30 er holdt aksielt på plass ved at rørdelene 81,84 flukter med røret 45,42 slik at de har en vesentlig styrke mot aksielle krefter.

Fordelen med låsen 30 og hengslet 25 er således at de også fungerer som strukturelle elementer, og at de i hovedsak er formet som standard rørknutepunkter med kjente styrkeegenskaper.

Svivelløfteanordningen 12 vist i Fig. 7 angir hvordan svivelen 1 bringes over bunnrammen 34 i rammestrukturen 8.

Fig. 8 viser medbringermekanismen 60 som består av:

- Fire hydrauliske sylindere 61,62,63,64 som er festet i tapper 40 på svivelens ytre ring 46 eller hver av sviveldelenes ytre ringer der hvor svivelen består av flere sviveldeler, henholdsvis i medbringerrammen 8.

- Hydrauliske rør 65 som kobler sylinderene 61 og 64 sammen i ett system.

- Hydrauliske rør 66 som kobler sammen sylinderne 62 og 63 i et system.

- Påfyllingsventiler 69,72 som sitter i hver av rørene 65 og 66.

- Akkumulatorflasker 67,68 som er koblet opp mot hvert sitt par av hydrauliske systemer 65,66.

Medbringersystemet er utformet slik at det overfører dreiebevegelser av rammen 8 til svivelens ytterring 46, men som samtidig tillater endringer i lateralposisjonen av svivelen 1 i forhold til rammestrukturen 8.

Nærmere bestemt vil hydraulikksystemets respons på relativbevegelser mellom rammen 8 og svivelen 1 bli som følger: En bevegelse av svivelen i x-retning fører til at hydraulisk væske i sylinderene 64 respektive 62 trykkes ut i rørsystemet 65 respektive 66. Samtidig vil hydraulisk væske suges inn på motsatt side i sylinderene 61 respektive 63 i like store mengder, og det vil derfor ikke oppstå noe motstand mot denne bevegelsen.

Ved en vridning av medbringerrammen 8 når fartøyet dreier seg, vil det derimot oppstå

motstand fordi hydraulikkvæske fra sylinderene 62 respektive 63 vil bli presset via rørsystemet 66 respektive 65 mot tilsvarende trykk i sylinderene 63 respektive 61.

I førstnevnte tilfelle, ved bevegelsen i x- eller y-retning, vil således de to parvis anordnete sylinderanordningene være i fase (trykk mot sug) slik at det ikke oppstår motstand mot bevegelse, mens i det andre tilfelle, ved dreining, vil de to sylinderene være i motfase (trykk mot trykk) og det vil ikke oppstå noen relativbevegelse mellom strukturrammen 8 og svivelen.

Det skal i denne forbindelse bemerkes at oppfinnelsen ikke er begrenset til det eksempel som her er nevnt. Således vil det istedenfor stempel-/sylinderanordninger kunne benyttes støtdemper/fjæranordninger. I så tilfelle vil det imidlertid oppstå en viss vinkelbevegelse mellom rammen 8 og svivelen 1 ved dreiing av denne.

Claims (1)

1. System for dreiing av en svivel (1), eller svivler ombord i et produksjonsfartøy e.l. for utvinning av olje- eller gassprodukter til havs, hvilken svivel (1) omfatter en stasjonær del (39) som er forbundet med et dreietårn e.l. opplagret i fartøyet og en eller flere i forhold til den stasjonære delen anordnet dreibare deler (46) som er forbundet med fartøyet, idet svivelens dreibare del eller deler (46) via rørforbindelser for transport av olje- eller gassproduktene er forbundet med en rammestruktur (8) som er festet til en stiv overliggende ramme (7) som strekker seg over dreietårnet og er festet til fartøyet,karakterisert ved at hver av svivelens dreibare del eller deler er ytterligere forbundet med rammestrukturen via en separat anordnet medbringermekanisme (60, 61,62,63,64). System iflg. krav 1,karakterisert ved at medbringermekanismen består av hydrauliske stempel-/sylinderanordninger (61,62,63,64), som ved sine ene ender er festet til rammestrukturen (8) og ved sine andre ender er festet til svivelens dreibare deler (46). System iflg. krav 1 og 2,karakterisert ved at medbringermekanismen utgjøres av minst to par stempel-/sylinderanordninger der hvert par er koplet i parallell slik at hydraulikkfluid transporteres via rør (65,66) til motsatt side av svivelens eller svivlenes trykkretning, og at akkumulatorflasker (67,68), samt ventiler (69,72) er innrettet for fluidutjevning. System iflg. krav 1,karakterisert ved at medbringermekanismen (60) utgjøres av fjær/støtdemperanordninger som ved sine ene ender er festet til rammestrukturen (8) og ved sine andre ender er festet til svivelens dreibare deler (46). System iflg. krav 1-4,karakterisert ved at rammestruktur (8) er utformet som et fagverk med fire sider og bunn som omgir svivelen med åpning og klaring til det stasjonære svivelfundamentet. System iflg. krav 5,karakterisert ved at den ene siden utgjøres av en port (20) som kan åpnes for ut- eller innføring av en svivel eller deler av denne og lukkes slik at rammen får en fasthet og stivhet som er tilnærmet en sveiset kontinuering ramme.