NO312386B1

NO312386B1 - Arrangement og fremgangsmate for a installere en transformator pa sjobunnen

Info

Publication number: NO312386B1
Application number: NO20003793A
Authority: NO
Inventors: Gunnar Hafskjold; Nils Arne Soelvik
Original assignee: Abb Offshore Systems As
Priority date: 2000-07-24
Filing date: 2000-07-24
Publication date: 2002-04-29
Also published as: US20040090297A1; AU2001274425A1; GB2381667A8; NO20003793L; GB2381667A; NO20003793D0; WO2002009130A1; US6985061B2; GB0301564D0; GB2381667B

Description

Oppfinnelsens område

Den foreliggende oppfinnelse vedrører offshoreinstallasjoner, og spesielt et arrangement og en fremgangsmåte til bruk i installasjonsprosedyrer for undersjøiske transformatorer .

Oppfinnelsens bakgrunn

Dagens offshoreindustri krever en god del undersjøiske in-stallasjoner. Spesielt innbefatter undersjøiske effektdistribusjonssystemer til og mellom oljeplattformer eller andre effektforbrukere offshore mange store og tunge komponenter, slik som transformatorer.

Installasjonsprosessen for disse komponentene kan være både kompliserte og krevende pga. de sterke og uforutsigbare om-givelsene installatørene står ovenfor. I tillegg har in-stallatørene mindre kontroll over komponentene fordi installasjonen ofte må fjernstyres, for eksempel fra en båt. I løpet av prosessen er det derfor en stor risiko for å skade komponentene, og hvis installasjonen mislykkes, er det ofte begrensede muligheter for korreksjon.

Installasjon av transformatorer som benyttes i undersjøiske effektdistribusjonssystemer er et eksempel på en slik risi-kofylt installasjonsprosess. En vanlig teknikk som benyttes for å installere undersjøiske transformatorer er å langsomt senke transformatoren fra for eksempel en båt, mot et fundament plassert på et ønsket sted på sjøbunnen. Vanligvis er transformatorer rektangulærformet, og riktig plassering sikres ved hjelp av to eller fire styrepinner plassert på fundamentets kanter. Styrepinnene er laget for å kunne pas-se inn i rør ved transformatorens kanter, slik at når styrepinnene er ført inn i alle rørene, er transformatoren plassert og sikret i riktig posisjon og orientering.

Den største ulempen med installasjonsprosessen som er nevnt ovenfor, er at store objekter, spesielt rektangulære, er svært utsatt for undervannsstrømninger når de senkes. Erfa-ring har vist at de har en tendens til å vri seg rundt, spesielt i dyp hvor styrevaiere ikke benyttes. Dette gjør det vanskelig å plassere transformatoren slik at alle styrepinnene treffer alle rørene riktig på en gang.

Videre, selv om dette likevel lykkes, kan orienteringen av transformatoren avvike med 90 eller 180° i forhold til den riktige orientering, hvis styrepinnene er satt inn i feil rør.

En ytterligere ulempe er at transformatoren risikerer å

sette seg fast mellom styrepinnene hvis installasjonen mislykkes. Dette kan forårsake skade, eller til og med tap av transformatoren som skal installeres. Videre kan styrepinnene risikere å velte transformatoren når transformatoren siktes inn, og dette kan også forårsake skade eller tap.

Sammenfatning av oppfinnelsen

Formålet med den foreliggende oppfinnelse er å tilveie-bringe en anordning og en fremgangsmåte som eliminerer ulempene beskrevet ovenfor.

Nærmere bestemt er hovedformålet med den foreliggende oppfinnelse å utvikle en anordning som kan være integrert med undersjøiske komponenter for å sikre å forenkle installasjon sprosessen.

Formålet ovenfor oppnås ved hjelp av en anordning karakterisert ved trekkene definert av de vedlagte krav.

I en foretrukket utførelse av oppfinnelsen, oppnås formålet ved å introdusere et sentrert, (gjennomgående eller ikke) rør (fra nå av referert til som en mottagende kanal) i innkapslingen som omslutter transformatoren som skal installeres. Transformatorens kjerneelementer er ordnet symmetrisk rundt den mottagende kanal, og utgjør fortrinnsvis et triangel eller et delta. I installasjonsprosessen vil en enkelt styrepinne montert på fundamentet som er plassert på sjøbunnen entre røret, og innkapslingen vil gli ned på styrepinnen. Røret er avsluttet med en traktformet åpning, for dermed å gjøre det lettere for styrepinnen å treffe røret.

Kort beskrivelse av tegningene

For å gjøre oppfinnelsen lettere å forstå, vil eksempelut-førelser av den foreliggende oppfinnelse i det følgende bli beskrevet med henvisning til de vedlagte tegninger. Figur 1 viser et 3D-bilde av en undersjøisk transformator som innbefatter en mottagende kanal i henhold til en første foretrukket utførelse av den foreliggende oppfinnelse, Figur 2 viser et langsgående snitt av undervannstransformatoren i figur 1, Figur 3 viser et tverrsnitt av undervannstransformatoren i figur 1, Figur 4 viser et langsgående snitt av styrepinnen i henhold til en første utførelse av den foreliggende oppfinnelse, og Figur 5 viser en indikasjon på hvordan en andre utførelse av den foreliggende oppfinnelse kan se ut.

Detaljert beskrivelse

Med henvisning til de ovenfor nevnte figurer vil det i det følgende bli beskrevet tre eksempelutførelser av den foreliggende oppfinnelse.

Figur 1 viser en sylindrisk undersjøisk transformator ink-ludert den mottagende kanal 1 i henhold til den foreliggende oppfinnelse. I denne utførelsen går den mottagende kanal 1 gjennom transformatoren fra toppen helt ned til bunnen. Kanalen trenger ikke nødvendigvis være gjennomgående. Den må imidlertid være plassert i sentrum av den sylinderformede transformatorkroppen.

Dette illustreres enda bedre i figur 2 som viser et langsgående tverrsnitt av transformatoren. Den mottagende kanal 1 er plassert nøyaktig i sentrum av den sylinderformede transformatorkroppen for å gjøre det mulig å kunne bruke én styrepinne 4 i installasjonsprosessen. Videre gjør sentre-ringen transformatoren mer stabil og lettere å behandle i løpet av installasjonen.

Det er også vist at den mottagende kanal 1 avsluttes i bunnen med en traktformet åpning 2. Dette gjøres for å "utvi-de" den mottagende kanals 1 åpning, for dermed å gjøre det lettere å sikte den inn på styrepinnen 4 plassert på fundamentet. Når toppen av styrepinnen 4 har funnet veien til et eller annet sted innenfor den traktformede åpning 2, vil den traktformede åpning 2 sentrere den mottagende kanal 1 i forhold til styrepinnen 4, noe som gjør det mulig at transformatorkroppen kan senkes riktig over styrepinnen 4.

I tillegg inneholder den nedre del av den mottagende kanal 1 orienteringsnøkler. Disse orienteringsnøkler bør være plassert på en slik måte at de orienterer trans formator-kroppen til en ønsket, forhåndsbestemt horisontal orientering i forhold til fundamentet.

Figur 3 er et tverrsnitt av undervannstransformatoren, og illustrerer hvordan kjerneelementene 3 er plassert rundt

den sentrerte mottagende kanal 1. I denne utførelsen består transformatorkjernen av tre elementer. Elementene er plassert symmetrisk rundt den mottagende kanal 1 og utgjør fortrinnsvis et triangel eller et delta. Dette impliserer at tilstøtende elementer har samme avstand fra hverandre, og alle elementene har samme avstand til sentrum av den

mottagende kanal 1. Dette gjør det mulig at transformatorkroppen kan være sylindrisk eller, alternativt, oval eller flerkantet.

Figur 4 viser en styrepinne 4 montert på et fundament. Styrepinnen 4 har omtrent den samme lengden som transformatorens sentrerte mottagende kanal 1. Videre må styrepinnens 4 diameter ikke overskride den indre diameter til den sentrerte mottagende kanal 1, men bør være dimensjonert slik at den lett kan gli inn i den mottagende kanal 1. Dermed unn-gås ristinger og skjelvinger når transformatoren senkes over styrepinnen 4.

Prosessen for å installere transformatoren som beskrevet

ovenfor starter med å senke transformatorkroppen mot styrepinnen 4, til den befinner seg rett over styrepinnen 4, og slik at den traktformede åpning 2 omslutter toppen av styrepinnen 4. Transformatoren senkes så ned, slik at den traktformede åpning 2 "leder" den mottagende kanals åpning mot toppen av styrepinnen 4. Når denne nås, vil den mottagende kanal senkes over styrepinnen 4 og transformatorkroppen vil gli jevnt ned mot fundamentet. Til slutt orien-teres transformatorkroppen horisontalt til orienteringsnøk-lene har plassert den mottagende kanal i forhold til styrepinnen 4, slik at transformatorkroppen befinner seg i en

forhåndsdefinert, ønsket horisontal orientering i forhold til fundamentet.

En annen utførelse av den foreliggende oppfinnelse er indi-kert i figur 5. Dette er en "invertert" versjon av den før-ste utførelsen beskrevet ovenfor. Her er styrepinnen 5 og den mottagende kanal (ikke vist) byttet om, det vil si at styrepinnen 5 er montert aksialt på bunnen av innkapslingen og en mottagende kanal er montert i et sjøbunnfundament (ikke vist). Transformatorens kjerneelementer 3 må fortsatt være montert symmetrisk rundt sentralaksen som går parallelt med kjerneelementene, som tilfellet er i den første utførelse. Den traktformede åpning terminerer nå den motta-mottagende kanal ved toppinngangen. Fremgangsmåten for å installere transformatoren i den andre utførelse skiller seg fra fremgangsmåten for den første utførelse ved at det er styrepinnen 5 som ledes til og senkes ned i den mottagende kanal.

En tredje utførelse av oppfinnelsen er at transformatorkroppen fungerer som en styrepinne i seg selv. Som i den andre utførelsen, monteres den mottagende kanal i fundamentet på sjøbunnen, men den er nå tilpasset til å motta og omslutte hele transformatorkroppen. Denne fremgangsmåte for å installere transformatoren i den tredje utførelse skiller seg fra fremgangsmåten i henhold til den andre utførelse ved at det nå er hele kroppen som senkes inn i den mottagende kanal.

De ovenfor beskrevne utførelser for å installere en under-sjøisk transformator på et fundament på sjøbunnen har flere fordeler. For det første gjør den foreliggende oppfinnelse det mulig at transformatoren kan utformes sylindrisk, ovalt eller flerkantet. Det er generelt mye enklere å håndtere og plassere objekter under vann som er utformet på en slik måte, i motsetning til rektangulære objekter, slik som kon-vensjonelle undersjøiske transformatorer. Avrundede inn-kapslinger er for eksempel ikke så utsatte for undervanns-strømmer som de rektangulære, og dette er spesielt viktig i havdyp hvor styrevaiere ikke kan benyttes.

I den foreliggende oppfinnelse er det videre kun én åpning som må treffe én enkelt styrepinne i løpet av installasjonsprosessen, noe som åpenbart er mye enklere å utføre enn når flere styrepinner og mottagende kanaler er invol-vert .

Videre eliminerer den foreliggende oppfinnelse muligheten for at transformatoren setter seg fast mellom styrepinnene, siden bare én enkelt styrepinne benyttes. Derfor reduseres risikoen for tap eller skade på komponentene.

Videre, på grunn av den symmetriske utformingen og det fak-tum at bare en enkelt styrepinne benyttes, og på grunn av orienteringsnøklene, sikrer den foreliggende oppfinnelse at den horisontale orientering tas hånd om på en bedre måte.

Claims

1. Arrangement for å installere en undersjøisk transformator, hvor nevnte arrangement innbefatter et koblingsmiddel for sammenkobling med et korresponderende styremiddel montert på et sjøbunnsfundament, karakterisert ved at nevnte koblingsmiddel omfatter én enkelt mottagende kanal (1), nevnte styremiddel omfatter én enkelt styrepinne (4), nevnte transformator innbefatter et antall kjerneelementer (3) som symmetrisk omslutter nevnte mottagende kanal (1) slik at nevnte mottagende kanal (1) utgjør en langsgående sentralakse parallelt med nevnte kjerneelementer, og nevnte mottagende kanal (1) er tilpasset til å kunne motta nevnte styrepinne (4) .

2. Arrangement som angitt i krav 1, karakterisert ved at nevnte kjerneelementer (3) er plassert i en deltaform rundt nevnte mottagende kanal (1).

3. Arrangement som angitt i ett av de foregående krav, karakterisert ved at nevnte undersjøiske transformator er innkapslet av en sylindrisk, oval eller flerkantet kapsel.

4. Arrangement som angitt i ett av de foregående krav, karakterisert ved at nevnte mottagende kanal (1) har en traktformet åpning (2) ved inngangsenden.

5. Arrangement som angitt i ett av de foregående krav, karakterisert ved at nevnte mottagende kanal (4) har orienteringsnøkler for å tilpasse nevnte transformator til en ønsket, forhåndsdefinert, horisontal orientering i forhold til nevnte fundament.

6. Fremgangsmåte for å installere en undersjøisk transformator, hvor nevnte fremgangsmåte involverer et koblings middel for sammenkobling med et korresponderende styremiddel montert på et sjøbunnsfundament, karakterisert ved at nevnte koblingsmiddel omfatter én enkelt mottagende kanal (1), nevnte styremiddel omfatter én enkelt styrepinne (4), nevnte transformator innbefatter et antall kjerneelementer (3) som symmetrisk omslutter nevnte mottagende kanal (1) slik at nevnte mottagende kanal (1) utgjør en langsgående sentralakse parallelt med nevnte kjerneelementer, idet nevnte mottagende kanal (1) tilpasses til å kunne motta nevnte styrepinne (4) , og ved installasjon senkes nevnte mottagende kanal (1) over nevnte styrepinne (4).

7. Arrangement for å installere en undersjøisk transformator, hvor nevnte arrangement omfatter et styremiddel for sammenkobling med et korresponderende koblingsmiddel montert i et sjøbunnsfundament, karakterisert ved at nevnte koblingsmiddel omfatter én enkelt mottagende kanal, nevnte styremiddel omfatter én enkelt styrepinne (5) som er montert aksialt på undersiden av nevnte transformator, nevnte transformator innbefatter et antall kjerneelementer som symmetrisk omslutter en sentralakse som er parallell med nevnte kjerneelementer, og nevnte mottagende kanal er tilpasset for å motta nevnte styrepinne.

8. Arrangement som angitt i krav 7, karakterisert ved at nevnte undersjøiske transformator er innkapslet av en sylindrisk, oval eller flerkantet kapsel.

9. Arrangement som angitt i krav 7 eller 8, karakterisert ved at nevnte styrepinne (5) er selve transformatorkroppen.

10. Arrangement som angitt i ett av kravene 7-9, karakterisert ved at nevnte kjerneelementer er plassert i en deltaformasjon.

11. Arrangement som angitt i ett av kravene 7-10, karakterisert ved at nevnte mottagende kanal har en traktformet åpning ved inngangsenden.

12. Arrangement som angitt i ett av kravene 7-11, karakterisert ved at nevnte mottagende kanal inneholder orienteringsnøkler for å tilpasse nevnte transformator til en ønsket, forhåndsbestemt horisontal orientering i forhold til nevnte fundament.

13. Fremgangsmåte for å installere en undersjøisk transformator, hvor nevnte fremgangsmåte involverer et styremiddel for sammenkobling med et korresponderende koblingsmiddel montert i et sjøbunnsfundament, karakterisert ved at nevnte koblingsmiddel omfatter én enkelt mottagende kanal, nevnte styremiddel omfatter én enkelt styrepinne som er montert aksialt på undersiden av nevnte transformator, nevnte transformator innbefatter et antall kjerneelementer som symmetrisk omslutter en sentralakse som løper parallelt med nevnte kjerneelementer, idet nevnte mottagende kanal tilpasses til å motta nevnte styrepinne, og ved installasjon senkes nevnte styrepinne (5) ned i nevnte mottagende kanal.