NO317145B1 - Koplingsanordning - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en koplingsanordning for anvendelse til undervanns distribusjon av elektrisk kraft i henhold til ingressen til krav 1, samt en fremgangsmåte ifølge krav 16 for å kople en første strøm-kanal til en andre strømkanal ved hjelp av en koplingsanordning.

Utvikling innenfor offshore leting etter olje og gass har i de senere år vært rettet mot undervannsanlegg for bearbeiding og transport av olje og gass. Disse undervannsanleggene erstatter de tradisjonelle plattformene, der olje og gass blir transportert opp til plattformen for videreforedling og transport. Denne utviklingen av undervanns produksjons-, bearbeidings- og transportsystemer har resultert i et økt behov for undervanns forsyning av store mengder elektrisk kraft. Saltvannsmiljøet gjør undervanns kopling av elektriske høyspenningskabler, for eksempel sammenkopling av to elektriske høyspenningskabler eller kopling av en elektrisk høyspenningskabel til elektrisk utstyr anordnet på havbunnen, og vedlikehold av koplingsan-ordningene meget vanskelig og krevende.

Én type koplingsanordning for anvendelse til undervanns distribusjon av elektrisk strøm er tidligere kjent fra US 5,834,721 A. Denne koplingsanordningen omfatter to kontakthus anordnet med en innbyrdes avstand i en ramme langs en felles senterlinje. Et mellomstykke kan bli løsbart anordnet i et rom mellom de to kontakthusene. Minst ett av kontakthusene kan beveges langs senterlinjen mot meilomstykket for å feste mellomstykket på en fluidtett måte til kontakthusene. Mellomstykket er tilveiebragt med to flyttbare kontaktelementer, som hvert kan beveges mot og til elektrisk kontakt med en kontaktstmktur for ett av kontakthusene når mellomstykket befinner seg i den festede posisjonen. Et spylesystem er innrettet for å fjerne sjø-vann fra de interne rommene mellom mellomstykket og kontakthusene og fylle nevnte rom med dielektrisk fluid før nevnte bevegelse av kontaktele-mentene. På denne måten trenger ikke den elektriske kontakten mellom kontaktstmkturene å bli etablert før de forskjellige delene av koplingsanordningen har blitt posisjonert og sikret i forhold til hverandre, og med det minimaliseres risikoen for å skade kontaktstrukturene under operasjonen

med å kople dem sammen. Videre bedres de dielektriske forholdene rundt kontaktstmkturene av spyleoperasjonen før etablering av den elektriske forbindelsen mellom kontaktstmkturene.

En koplingsanordning i henhold til ingressen til krav 1 er tidligere kjent fra GB 2 104 305 A. I koplingsanordningen ifølge GB 2 104 305 A befinner de to kontakthusene seg innledningsvis i en første posisjon i forhold til hverandre. I denne første posisjonen er det en klaring mellom kontaktstmkturene i kontakthusene, og en spyleoperasjon blir utført for å fjerne sjøvann fra rommet mellom kontaktstmkturene og erstatte det med en elektrisk isolerende væske. Deretter blir kontakthusene og kontaktstmkturene beveget i forhold til hverandre på en slik måte at kontaktstmkturene stilles i elektrisk forbindelse.

En koplingsanordning i henhold til ingressen til krav 1 er tidligere kjent også fra US 4 073 562 A. I koplingsanordningen ifølge US 4 073 562 A bringes kontaktstmkturene til de to koplingsdelene i kontakt med hverandre i et første trinn, hvorpå kontaktstrukturen til én av koplingsdelene hydraulisk blir drevet vekk fra kontaktstrukturen til den andre koplingsdelen for spyling av rommet mellom kontaktstmkturene fritt for sjøvann. Når spyleoperasjonen er ferdig, blir den førstnevnte kontaktstrukturen beveget til-bake til kontakt med den andre kontaktstrukturen for å reetablere den elektriske forbindelsen mellom kontaktstmkturene.

Målet for foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en forbedret koplingsanordning for anvendelse i innretninger for undervanns distribusjon av elektrisk kraft.

I henhold til oppfinnelsen oppnås dette målet med en koplingsanordning med særtrekkene ifølge krav 1. Den oppfunnede koplingsanordningen omfatter to hoveddeler, nemlig en første koplingsdel og en andre koplingsdel. En kontaktstmktur anordnet i et kontakthus av den første koplingsdelen kan bli koplet til en kontaktstmktur anordnet i et kontakthus av den andre koplingsdelen ved hjelp av et flyttbart kontaktelement anordnet i én av koplingsdelene. Følgelig er det ikke nødvendig å sette inn et mellomstykke mellom de to kontakthudene for å etablere elektrisk forbindelse mellom de to kontaktstmkturene. Videre blir den elektriske forbindelsen mellom de to kontaktstmkturene etablert ved flytting av kun ett flyttbart kontaktelement, i motsetning til koplingsanordningen ifølge US 5,834,721 A hvor det er nødvendig å flytte to flyttbare kontaktelementer. Følgelig forstår man at foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en koplingsanordning som har en enklere oppbygning og som er enklere å betjene i forhold til koplingsanordningen tidligere kjent fra US 5,834,721 A.

Den oppfunnede koplingsanordningen kan anvendes for å kople sammen to strømkanaler i form av strømkabler. Den oppfunnede koplingsanordningen kan imidlertid også anvendes for å kople sammen en første strømkanal i form av en strømkabel og en andre strømkanal som utgjøres av en annen type strømkanal enn en strømkabel, eller for å kople sammen to strømkanaler som utgjøres av andre typer strømkanaler enn strømkab-ler. Én av nevnte strømkanaler kan for eksempel være en inngangsterminal eller en utgangsterminal i en elektrisk anordning.

Ifølge en foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen, er den andre koplingsdelen innrettet for å bli koplet til den første koplingsdelen ved å bli senket ned vertikalt til inngrep med den første koplingsdelen, og for å bli koplet fra den første koplingsdelen ved å bli løftet vertikalt ut av inngrep med denne. På denne måten kan de to koplingsdelene koples til og frigjø-res fra hverandre på en meget enkel måte.

Ifølge en ytterligere foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen, kan den andre koplingsdelen stilles i en mellomposisjon i kontakt med den første koplingsdelen ved å bli senket vertikalt ned til inngrep med denne, idet det andre kontakthuset kan beveges i forhold til det første kontakthuset når den andre koplingsdelen befinner seg i nevnte mellomposisjon for å feste det andre kontakthuset på en fluidtett måte til det første kontakthuset. Følgelig blir koplingsdelene koplet til hverandre i en første operasjon og kontakthusene festet til hverandre i en etterfølgende operasjon. På denne måten posisjoneres kontakthusene i forhold til hverandre før de blir beveget i forhold til hverandre og festet sammen, og med dette minimaliseres risikoen for å skade kontakthusene under operasjonen med å feste dem til hverandre.

Ifølge en ytterligere foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen, omfatter koplingsanordningen et monteringsverktøy som kan bringes i løsbart inngrep med den andre koplingsdelen, idet nevnte monteringsverktøy er innrettet for å aktivere bevegelsen av det andre kontakthuset i forhold til det første kontakthuset for å feste det andre kontakthuset på en fluidtett måte til det første kontakthuset. Følgelig er midlene for å utføre operasjonen med å feste kontakthusene til hverandre i hvert fall delvis anordnet i monteringsverktøyet separat fra de to koplingsdelene, og med det mulig-gjøres en enklere, mer kompakt og mer holdbar konstruksjon av nevnte koplingsdeler sammenliknet med en utførelsesform der nevnte midler er tilveiebragt i koplingsdelene.

Ifølge en ytterligere foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen, er en vanntett metalltetning anordnet mellom kontakthusene for å tette av rommet mellom kontakthusene fra sjøvannet rundt når kontakthusene er festet til hverandre. En forstår at nevnte metalltetning bør være tilvirket av et kor-rosjonsbestandig metallmateriale. Med dette oppnås en mer pålitelig sperre for det omkringliggende sjøvannet sammenliknet med anvendelse av kon-vensjonelle elastomere tetninger. Erfaring har vist at elastomere tetninger forringes med tiden som følge av elde, noe som vil kunne resultere i tap av fleksibilitet og forårsake inntrengning av vann, hvorav sistnevnte kan være ødeleggende for de dielektriske egenskapene til de interne konnektorkom-ponentene. Dette problemet elimineres med bruk av metalltetninger.

Ifølge en ytterligere foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen, er koplingsanordningen tilveiebragt med et spylesystem for å fjerne sjøvann fra rommet mellom det første kontakthuset og det andre kontakthuset samt å fylle nevnte rom med dielektrisk fluid når kontakthusene har blitt festet til hverandre på en fluid tett måte. Med dette bedres de dielektriske forholdene rundt kontaktstmkturene før etablering av den elektriske forbindelsen mellom kontaktstmkturene.

Ifølge en ytterligere foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen, er en spyleanordning, omfattet i spylesystemet og innrettet for å aktivere utskylling av sjøvann og fylling med dielektrisk fluid, anordnet i et separat mon-teringsverktøy. Følgelig er midlene for å aktivere spyleoperasjonen tilveiebragt i monteringsverktøyet atskilt fra de to koplingsdelene, hvilket mulig-gjør en enklere, mer kompakt og mer holdbar konstruksjon av nevnte koplingsdeler sammenliknet med en utførelsesform hvor nevnte midler er ti I— veiebragt i koplingsdelene.

Ifølge en ytterligere foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen, for-syner monteringsverktøyet det dielektriske fluidet som skal anvendes for nevnte fylling. Som følge av dette er det ikke nødvendig å gi plass til å lagre det dielektriske fluidet før utførelse av spyleoperasjonen i koplingsdelene, hvilket muliggjør en enklere og mer kompakt konstruksjon av nevnte koplingsdeler sammenliknet med en utførelsesform der et slikt lag-ringsrom er tilveiebragt i koplingsdelene.

Ifølge en ytterligere foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen, er kontakthuset som huser kontaktelementet tilveiebragt med et kammer, idet kontaktelementet understøttes av et stempel som er anordnet i nevnte kammer og som er innrettet for å bli hydraulisk aktivert for å utføre nevnte flytting av kontaktelementet. Med dette oppnås flyttingen av kontaktelementet på en enkel og pålitelig måte.

Ifølge en ytterligere foretrukket utførelsesform av den oppfunnede koplingsanordningen, er nevnte spylesystem innrettet for å styre kondisjoneringen av de dielektriske egenskapene i rommet med det dielektriske fluidet mellom det første kontakthuset og det andre kontakthuset. Det resulterende dielektriske nivået etter nevnte kondisjonering kan fortrinnsvis verifiseres ved målinger av isolasjonsmotstanden, idet dette må ligge innenfor minimumskravene før iverksettelse av den faktiske koplingen av kontaktstrukturene.

Ifølge en ytterligere foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen, er en anordning, innrettet for å styre hydraulikktrykket i nevnte kammer for å styre nevnte forflytning av kontaktelementet, anordnet i et separat monter-ingsverktøy. Følgelig er midler for å styre forflytningen av kontaktelementet anordnet i monteringsverktøyet atskilt fra de to koplingsdelene, og mulig-gjør med det en enklere, mer kompakt og mer holdbar konstruksjon av nevnte koplingsdeler sammenliknet med en utførelsesform der koplingsdelene er forhåndsfylt med dielektrisk fluid, idet kontaminering av sistnevnte under kopling kan fikses ved utskiftning av det dielektriske fluidet.

Ifølge en ytterligere foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen, er monteringsverktøyet innrettet f or.å bli koplet til den andre koplingsdelen ved å bli senket vertikalt ned til inngrep med denne, og for å bli koplet fra den andre koplingsdelen ved å bli løftet vertikalt ut av inngrep med denne. På denne måten kan monteringsverktøyet koples til og løsgjøres fra den andre koplingsdelen på en meget enkel måte.

Ytterligere fordeler så vel som nyttige trekk ved den oppfunnede koplingsanordningen vil fremkomme fra den følgende beskrivelsen og de av-hengige kravene.

Oppfinnelsen vedrører også fremgangsmåte ifølge krav 16 for å kople en første strømkanal til en andre strømkanal ved hjelp av den oppfunnede koplingsanordningen.

Med henvisning til de vedlagte figurer, følger nedenfor en spesifikk beskrivelse av foretrukne utførelsesformer av oppfinnelsen, gitt som eksempler. Figur 1 er en skjematisk illustrasjon av en koplingsanordning ifølge en ut-førelsesform av foreliggende oppfinnelse, med de to koplingsdelene av koplingsanordningen ute av inngrep med hverandre, Figur 2 er en skjematisk illustrasjon av koplingsanordningen i figur 1, med den andre koplingsdelen i kontakt med den første koplingsdelen under senkning av førstnevnte inn i sistnevnte, Figur 3 er en skjematisk illustrasjon av koplingsanordningen i figurene 1 og

2, med et monteringsverktøy i inngrep med den andre koplingsdelen,

Figur 4 er et skjematisk delsnitt av koplingsanordningen i figurene 1-3, og

illustrerer de to kontakthusene festet til hverandre,

Figur 5 er et skjematisk tverrsnitt som illustrerer en koplingsanordning ifølge en foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen, med den andre koplingsdelen stående i en mellomposisjon i kontakt med den første koplingsdelen, Figur 6 er et skjematisk tverrsnitt som illustrerer koplingsanordningen i

figur 5, med de to kontakthusene festet til hverandre, og

Figur 7 er et skjematisk delsnitt som illustrerer koplingsanordningen i figurene 5 og 6 etter etablering av elektrisk forbindelse mellom kontaktstrukturene av de to koplingsdelene. Figurene 1-4 illustrerer en koplingsanordning 1 ifølge en utførelses-form av foreliggende oppfinnelse. Denne koplingsanordningen 1 er konstru-ert for anvendelse til undervanns distribusjon av elektrisk kraft, og omfatter en første koplingsdel 1a og en andre koplingsdel 1b som på en løsbar måte kan festes til hverandre. En første strømkanal 7a er koplet til den første

koplingsdelen 1a og en andre strømkanal 7b er koplet til den andre koplingsdelen 1b. De to strømkanalene 7a, 7b kan være koplet til hverandre ved hjelp av koplingsanordningen 1. Den respektive strømkanal 7a, 7b ut-gjøres her av en strømkabel.

Hver koplingsdel 1a, 1b omfatter et kontakthus 2a, 2b som huser en respektiv kontaktstmktur, ikke vist i figurene 1-4. Koplingsdelene 1a, 1b er utformet på en slik måte at det eksisterer et gap mellom kontaktstrukturen til den første koplingsdelen 1a og kontaktstrukturen til den andre koplingsdelen 1b når kontakthusene 2a, 2b er festet til hverandre. Et kontaktelement, ikke vist i figurene 1-4, er flyttbart anordnet i kontakthuset 2a, 2b til én av koplingsdelene 1a, 1b på en slik måte at det, når kontakthusene 2a, 2b er festet til hverandre, kan bli beveget mot kontaktstrukturen til den andre koplingsdelen fra en første posisjon, hvor ingen elektrisk forbindelse mellom kontaktstrukturen til den første koplingsdelen 1a og kontaktstrukturen til den andre koplingsdelen 1b er etablert av kontaktelementet, til en andre posisjon hvor kontaktelementet etablerer elektrisk forbindelse mellom nevnte kontaktstrukturer. Flyttingen av kontaktelementet er fortrinnsvis hydraulisk aktivert. En foretrukket utførelsesform av kontaktstmkturene og kontaktelementet og deres innbyrdes samvirke vil bli beskrevet mer utførlig nedenfor med henvisning til figurene 5-7.

Kontakthuset 2a av den første koplingsdelen 1a er fortrinnsvis anordnet med sin senterakse stående vertikalt, som illustrert i figur 1. Den første koplingsdelen 1a, som her utgjøres av en nedre koplingsdel, er f.eks. festet til en fundamentstruktur, ikke vist, som er festet til en struktur anordnet på havbunnen. Den andre koplingsdelen 1b, som her utgjøres av en øvre koplingsdel, er typisk en del av en elektrisk drivmodul. Den andre koplingsdelen 1b er i dette tilfellet innrettet for å bli koplet til den første koplingsdelen 1a ved å bli senket vertikalt ned til inngrep med den første koplingsdelen 1a, og for å bli koplet fra den første koplingsdelen 1a ved å bli løftet vertikalt ut av inngrep med denne. Senke- og løfteoperasjonene kan f.eks. bli utført ved hjelp av en vinsjeanordning som er anordnet på et skip eller på en plattform og koplet til den elektriske drivmodulen, som omfatter den andre koplingsdelen 1b, ved anvendelse av et tau eller en vaier.

I den utførelsesformen som er vist i figurene 1-4, har kontakthuset 2a til den første koplingsdelen 1a et hulrom 6 for mottak av en endedel 8 av det andre kontakthuset 2b. Følgelig er kontakthuset 2a utformet som en hunn-type struktur og det andre kontakthuset 2b som en hann-type struktur. Det er selvfølgelig også mulig å utforme kontakthuset 2a til den første koplingsdelen 1a som en hann-type struktur og det andre kontakthuset 2b som en hunn-type struktur, dersom dette er ønsket.

Ifølge den illustrerte utførelsesformen kan den andre koplingsdelen 1b bli plassert i en mellomposisjon i kontakt med den første koplingsdelen 1a ved å bli senket vertikalt ned til inngrep med denne, idet kontakthuset 2b til den andre koplingsdelen 1b er bevegelig i forhold til kontakthuset 2a til den første koplingsdelen 1a når den andre koplingsdelen 1b befinner seg i nevnte mellomposisjon for å feste kontakthusene 2a, 2b på en fluidtett måte til hverandre. For dette formål er koplingsdelene 1a, 1b tilveiebragt med en låseanordning 40, som er innrettet for å støtte den andre koplingsdelen 1b i forhold til den første koplingsdelen 1a i nevnte mellomposisjon og for å tillate den andre koplingsdelen 1b å bevege seg nedover i forhold til den første koplingsdelen 1a fra nevnte mellomposisjon. Som følge av dette blir kontakthuset 2b til den andre koplingsdelen 1b forårsa-ket å bevege seg nedover i forhold til kontakthuset 2a til den første koplingsdelen 1a. Låseanordningen 40 er også innrettet for å feste kontakthusene 2a, 2b til hverandre når den andre koplingsdelen 1b har beveget seg nedover fra mellomposisjonen. Låseanordningen er fortrinnsvis hydraulisk aktivert. I den illustrerte utførelsesformen omfatter låseanordningen 40 et antall dreibare låsestrukturer 41 anordnet rundt endedelen 8 av kontakthuset 2b til den andre koplingsdelen 1b, som er innrettet for å samvirke med tilhørende låsestrukturer i form av låseflater 43 og spor 42 tilveiebragt i hulrommet 6 i den første koplingsdelen 1a. Koplingsanordningen 1 kan også være tilveiebragt med passende dempningsanordninger for å dempe sammenstøtene mellom koplingsdelene når den andre koplingsdelen 1b beveger seg nedover i forhold til den første koplingsdelen 1a.

I figur 2 er koplingsanordningen 1 illustrert med den andre koplingsdelen 1b stående i mellomposisjonen i kontakt med den første koplingsdelen 1a. I denne posisjonen støttes den andre koplingsdelen 1b i en høy, mellomliggende parkeringsposisjon av virkningen til en mekanisk sperre-innretning, ikke vist, gjennom ovennevnte låseanordning 40. I figur 4 er koplingsanordningen 1 illustrert med de to kontakthusene 2a, 2b festet til hverandre på en fluidtett måte, dvs. etter at den andre koplingsdelen 1b har blitt beveget nedover i forhold til den første koplingsdelen 1a fra mellomposisjonen.

Koplingsanordningen omfatter fortrinnsvis et monteringsverktøy 30, som kan bringes i løsbart inngrep med den andre koplingsdelen 1b, idet nevnte monteringsverktøy 30 er innrettet for å aktivere låseanordningen 40 for å tillate den andre koplingsdelen 1b å bevege seg nedover i forhold til den første koplingsdelen 1a som angitt ovenfor.

Monteringsverktøyet 30 er innrettet for å bli koplet til den andre koplingsdelen 1b ved å bli senket vertikalt ned til inngrep med denne, og for å bli frigjort fra den andre koplingsdelen 1b ved å bli løftet vertikalt ut av inngrep med denne. Senke- og løfteoperasjonene kan f.eks. bli utført ved hjelp av en vinsjeanordning som er anordnet på et skip eller på en plattform og koplet til monteringsverktøyet 30 ved hjelp av et tau eller en vaier. Figur 3 viser koplingsanordningen 1 med monteringsverktøyet 30 i inngrep oppå den andre koplingsdelen 1b. Monteringsverktøyet 30 er hydraulisk koplet til den andre koplingsdelen 1b ved hjelp av en hydraulisk kopling 50 for å muliggjøre hydraulisk aktivering av et antall operasjoner på den andre koplingsdelen 1b med monteringsverktøyet 30. Den hydrauliske koplingen 50 omfatter en koplingsdel 51 tilknyttet monteringsverktøyet 30 og en til-hørende koplingsdel 52 tilknyttet den andre koplingsdelen 1b.

Koplingsdelen 51 tilknyttet monteringsverktøyet 30 er fortrinnsvis bevegelig i forhold til resten av monteringsverktøyet og innrettet for å bli koplet til den andre koplingsdelen 52 ved å bli senket vertikalt ned til inngrep med denne etter at monteringsverktøyet 30 har blitt bragt til inngrep med den andre koplingsdelen 1b.

En koplingsanordning 1 ifølge en foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen vil nå bli beskrevet i mer detalj med henvisning til figurene 5-7.

Figur 5 viser den andre koplingsdelen 1b stående i mellomposisjonen, fra hvilken delen 1b blir senket vertikalt ned til kontakt med den første koplingsdelen 1a. Figur 6 viser koplingsanordningen etter aktivering av låseanordningen 40, dvs. etter at kontakthuset 2b til den andre koplingsdelen 1b har blitt beveget i forhold til kontakthuset 2a til den første koplingsdelen 1a for å feste de to kontakthusene 2a, 2b til hverandre på en fluidtett måte. I den posisjonen som er vist i figur 6, er kontaktelementet 10 i den tidligere nevnte første posisjonen, hvor ingen elektrisk forbindelse mellom kontaktstrukturen 3a til den første koplingsdelen 1a og kontaktstrukturen 3b tii den andre koplingsdelen 1b er etablert av kontaktelementet. Figur 7 viser kontaktelementet 10 stående i den tidligere nevnte andre posisjonen, hvor kontaktelementet etablerer elektrisk forbindelse mellom nevnte kontaktstrukturer 3a, 3b.

I det følgende vil kontakthuset 2a av den første koplingsdelen 1a bli betegnet det første kontakthuset og kontakthuset 2b av den andre koplingsdelen 1b vil bli betegnet det andre kontakthuset. På samme måte vil kontaktstrukturen 3a til den første koplingsdelen 1a bli betegnet den første kontaktstrukturen og kontaktstrukturen 3b til den andre koplingsdelen 1b vil bli betegnet den andre kontaktstrukturen.

Den første koplingsdelen 1a er tilveiebragt med en festeinnretning 4a for den første strømkanalen 7a, og den andre koplingsdelen 1b er tilveiebragt med en festeinnretning 4b for den andre strømkanalen 7b. Kontaktstmkturene 3a, 3b er anordnet i de respektive kontakthusene 2a, 2b, delvis omgitt av et kammer 5a, 5b fylt med dielektrisk fluid. Kompensatorer, ikke vist, er passende innrettet i nevnte kammere 5a, 5b for å utlikne det hydro-statiske trykket og for å besørge volumetrisk kompensasjon i forbindelse med ekspansjon/kontraksjon av det dielektriske fluidet. Kompensatorene omfatter fortrinnsvis metallbelger, men kan også være tilvirket av elastomere materialer.

I den utførelsesformen som er illustrert i figurene 5-7, omfatter de respektive kontaktstmkturene 3a, 3b tre kontaktpinner 13a, 13b. Kontaktelementet 10 omfatter her tre kontaktmuffer 11, som hver kan anordnes rundt og i elektrisk kontakt med to motstående kontaktpinner 13a, 13b på de to kontaktstmkturene 3a, 3b. Kontaktmuffene 11 er fortrinnsvis integrert i én enkelt enhet, som illustrert i figurene 5-7. Kontaktelementet 10 er her anordnet i det andre kontakthuset 2b. Kontaktelementet 10 er støttet av et stempel 24 som er flyttbart anordnet i et kammer 22 tilveiebragt i det andre kontakthuset 2b. Nevnte kammer 22 er fortrinnsvis fylt med dielektrisk fluid. Stempelet 24 er innrettet for å bli hydraulisk aktivert for å besørge bevegelse av kontaktelementet 10 mellom de ovennevnte første og andre posisjoner. Det ovennevnte monteringsverktøyet 30 omfatter fortrinnsvis en anordning innrettet for å styre hydraulikktrykket i nevnte kammer 22 for å styre bevegelsen av kontaktelementet 10. Kammeret 22 er forbundet med monteringsverktøyet 30 via hydraulikkanaler 54 tilveiebragt i den andre koplingsdelen 1b og via den hydrauliske koplingen 50. Figur 7 viser kontaktelementet 10 mens det befinner seg i nevnte andre posisjon, dvs. der det etablerer elektrisk forbindelse mellom den første kontaktstrukturen 3a og den andre kontaktstrukturen 3b.

Når den andre koplingsdelen 1b befinner seg i mellomposisjonen i kontakt med den første koplingsdelen 1a, er førstnevnte linjeført med og korrekt indeksert i forhold til senterlinjen til delen 1a og mønsteret av kontaktpinner 13a. Etter ytterligere senkning, besørget av monteringsverk-tøyet, og når delen 1b er bragt i fullstendig inngrep med delen 1a, er en sikringsstruktur 44 innrettet for å sikre låsestrukturene 41 i posisjonen angitt i figur 6 og figur 7. En sikringsstruktur 44 er innrettet for å sikre låsestrukturene 41 i posisjonen angitt i figur 5. Sikringsstrukturen 44 er bevegelig anordnet i den andre koplingsdelen 1b, og bevegelsen av denne akti-veres hydraulisk ved hjelp av monteringsverktøyet 30. Låsestrukturene 41 er dreibart anordnet på den andre koplingsdelen 1b. Når sikringsstrukturen 44 beveges nedover i forhold til den andre koplingsdelen 1b, kan låsestrukturene 41 dreie fritt, slik at den andre koplingsdelen 1b, og dermed det andre kontakthuset 2b, kan bevege seg nedover inn hulrommet 6 i den første koplingsdelen 1a inntil en ringformet metalltetning 12 på ett av kontakthusene står i anlegg mot en tilhørende tetningsflate 15 på det andre av kontakthusene. I den viste utførelsesformen er metalltetningen 12 anordnet på det andre kontakthuset 2b, og det første kontakthuset 2a er gitt en ut-sparing 15 for å motta metalltetningen. Metalltetningen 12 tetter av rommet 14 mellom kontakthusene 2a, 2b fra sjøvannet rundt når kontakthusene 2a, 2b er festet til hverandre. Kontakthusene 2a, 2b festes til hverandre ved hjelp av låseanordningen 40 ved at sikringsstrukturen 44 blir beveget opp-over i forhold til den andre koplingsdelen 1b for å sikre låsestrukturene 41 i et spor 42 tilveiebragt i hulrommet 6.

Som kan sees i figur 6, er det en klaring 20 mellom den første kontaktstrukturen 3a og den andre kontaktstrukturen 3b når kontakthusene 2a, 2b er festet til hverandre. Denne klaringen 20 og det andre rommet 14 mellom kontakthusene 2a, 2b er innledningsvis fylt med sjøvann. Koplingsanordningen 1 er tilveiebragt med et spylesystem for å skylle ut sjøvann fra rommet 14 mellom kontakthusene 2a, 2b og fylle rommet 14 med dielektrisk fluid når kontakthusene 2a, 2b har blitt festet til hverandre på en fluidtett måte. Fortrinnsvis blir det ovennevnte monteringsverktøyet 30 anvendt for å utføre disse utskyllings- og fylleoperasjonene. I så fall omfatter mon-teringsverktøyet 30 en spyleanordning omfattet i spylesystemet. Spylesystemet er innrettet for å erstatte sjøvannet med et dielektrisk fluid i en ut-skyllingssekvens som omfatter et skjema med sekvensiell spyling med skyllefluider via hydraulikkanalene 55 angitt som CA (spyling), CB og CC (utskylling) i figur 5. Nevnte spylesystem er også innrettet for å kondisjo-nere de dielektriske egenskapene eller nivået av dielektrisk fluid i rommet 14, dvs. i volumet mellom det første kontakthuset 2a og det andre kontakthuset 2b. Kondisjoneringen av de dielektriske egenskapene er fortrinnsvis aktivt styrt av målinger ved hjelp av spylesystemet. Monteringsverktøyet 30 tilveiebringer det dielektriske fluidet som skal anvendes for nevnte fylling. Rommet 14 står i forbindelse med monteringsverktøyet 30 via hydraulikkanaler 55 tilveiebragt i den andre koplingsdelen 1b og via den hydrauliske koplingen 50.

Fortrinnsvis blir de dielektriske egenskapene inne i kontakthusene 2a, 2b bestemt ved målinger utført etter nevnte fylling med dielektrisk fluid og før nevnte flytting av kontaktelementet 10. De dielektriske egenskapene inne i kontakthusene 2a, 2b blir for eksempel bestemt basert på målinger av isolasjonsmotstanden mellom den respektive elektriske fasen og jordfa-sen. Det resulterende dielektriske nivået etter nevnte kondisjonering kan bli verifisert ved hjelp av målinger av isolasjonsmotstanden, idet aksep-tansterskelen for sistnevnte bør være innenfor minimumskravene for å etablere et ikke-konduktivt miljø i rommet 14 for å påbegynne den faktiske sammenkoplingen av kontaktstrukturene 3a, 3b. På denne måten kan de dielektriske egenskapene eller det dielektriske nivået rundt kontaktstrukturene 3a, 3b bli bestemt og lagret eller dokumentert, i motsetning til tidligere teknikks utførelser som ikke har noen mekanisme eller metode for å tilveiebringe slik dokumentasjon før anvendelse av driftsspenning og strøm. Nevnte målinger blir fortrinnsvis utført med hjelp av monterings-verktøyet 30.

Etter etablering av den elektriske forbindelsen mellom kontaktstmkturene 3a, 3b, blir monteringsverktøyet 30 høvelig fjernet fra den andre koplingsdelen 1b.

Ved hjelp av den oppfunnede koplingsanordningen 1 er det også mulig elektrisk å kople de to strømkanalene 7a, 7b fra hverandre uten noen form for innbyrdes separasjon av kontakthusene 2a, 2b. Dette oppnås ved en enkel flytting av kontaktelementet 10 fra den ovennevnte andre posisjonen til den ovennevnte første posisjonen. Denne flyttingen av kontaktelementet 10 kan være fjernstyrt ved hjelp av en elektro-hydraulisk styreinn-retning koplet til den andre koplingsdelen via koplingsdelen 52. Styreinn-retningen koples til den andre koplingsdelen 1b etter fjerning av monter-ingsverktøyet 30 fra denne.

Det ovennevnte dielektriske fluidet er sluttproduktet etter den ovennevnte skyllesekvensen, som typisk kan omfatte følgende tre fluider, der

det ene erstatter det andre: sjøvann erstattet av avsaltet vann (fluid nr. 1), som blir erstattet av etanol (fluid nr. 2), som endelig blir erstattet av den elektrisk isolerende oljen (fluid nr. 3).

Et typisk bruksområde for foreliggende oppfinnelse er et undervannsanlegg for separasjon av vann fra råolje, der forsyning av hydraulisk eller elektrisk kraft er nødvendig for å lette tilbakepumping av separert vann med bruk av injeksjonspumper. Elektrisk kraft må i et slikt tilfelle bli forsynt ved hjelp av et elektrisk system som letter høyspentoverføring fra overfla-ten til undervannsanlegget.

Claims (25)

1. Koplingsanordning for anvendelse til undervanns distribusjon av elektrisk kraft, omfattende en første koplingsdel (1a), som er tilveiebragt med en første kontaktstmktur (3a) anordnet i et første kontakthus (2a) og en festeinnretning (4a) for en første strømkanal, samt en andre koplingsdel (1b), som er tilveiebragt med en andre kontaktstmktur (3b) anordnet i et andre kontakthus (2b) og en festeinnretning (4b) for en andre strømkanal som skal koples til den første strømkanalen ved hjelp av koplingsanordningen, karakterisert ved at det andre kontakthuset (2b) kan bli løsbart festet til det første kontakthuset (2a), idet en klaring (20) eksisterer mellom den første kontaktstrukturen (3a) og den andre kontaktstrukturen (3b) når kontakthusene (2a, 2b) er festet til hverandre, og ved at et kontaktelement (10) er flyttbart anordnet i kontakthuset (2b) av én av koplingsdelene (1b) på en slik måte at det, når kontakthusene (2a, 2b) er festet til hverandre, kan bli beveget i forhold til kontaktstrukturen (3b) til den assosierte koplingsdelen (1b) mot kontaktstrukturen (3a) av den andre koplingsdelen (1a) fra en første posisjon hvor ingen elektrisk forbindelse mellom den første kontaktstrukturen (3a) og den andre kontaktstrukturen (3b) er etablert av kontaktelementet (10), til en andre posisjon hvor kontaktelementet (10) etablerer elektrisk forbindelse mellom den første kontaktstrukturen (3a) og den andre kontaktstrukturen (3b).

2. Koplingsanordning ifølge krav 1, karakterisert ved at den andre koplingsdelen (1b) er innrettet for å bli koplet til den første koplingsdelen (1a) ved å bli senket vertikalt ned til inngrep med den første koplingsdelen (1a), og for å bli frigjort fra den første koplingsdelen (1a) ved å bli løftet vertikalt ut av inngrep med denne.

3. Koplingsanordning ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at det første kontakthuset (2a) har et hulrom (6) for å motta en endedel (8) av det andre kontakthuset (2b).

4. Koplingsanordning ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at den andre koplingsdelen (1b) kan bli satt i en mellomposisjon i kontakt med den første koplingsdelen (1a) ved å bli senket vertikalt ned til inngrep med denne, idet det andre kontakthuset (2b) er bevegelig i forhold til det første kontakthuset (2a) når den andre koplingsdelen (1b) befinner seg i nevnte mellomposisjon for å feste det andre kontakthuset (2b) på en fluidtett måte til det første kontakthuset (2a).

5. Koplingsanordning ifølge krav 4, karakterisert ved at koplingsanordningen omfatter et monter-ingsverktøy (30) som kan bli bragt til løsbart inngrep med den andre koplingsdelen (1b), der nevnte monteringsverktøy (30) er innrettet for å aktivere bevegelsen av det andre kontakthuset (2b) i forhold til det første kontakthuset (2a) for å feste det andre kontakthuset (2b) på en fluidtett måte til det første kontakthuset (2a).

6. Koplingsanordning ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at en vanntett metalltetning (12) er anordnet mellom kontakthusene (2a, 2b) for å tette av rommet (14) mellom kontakthusene (2a, 2b) fra det omkringliggende sjøvannet når kontakthusene (2a, 2b) er festet til hverandre.

7. Koplingsanordning ifølge et hvilket som helst av kravene 4-6, karakterisert ved at koplingsanordningen er tilveiebragt med et spylesystem for å fjerne sjøvann fra rommet (14) mellom det første kontakthuset (2a) og det andre kontakthuset (2b) og fylle nevnte rom (14) med dielektrisk fluid når kontakthusene (2a, 2b) er festet til hverandre på en fluidtett måte.

8. Koplingsanordning ifølge krav 7, karakterisert ved at den omfatter et monteringsverktøy (30) som kan bli bragt i løsbart inngrep med den andre koplingsdelen (1b), der nevnte monteringsverktøy (30) omfatter en spyleanordning omfattet i spylesystemet, og at spyleanordningen er innrettet for å aktivere utskyllingen av sjøvann og fyllingen med dielektrisk fluid.

9. Koplingsanordning ifølge krav 8, karakterisert ved at monteringsverktøyet (30) tilveiebringer det dielektriske fluidet som skal anvendes for nevnte fylling.

10. Koplingsanordning ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at kontaktelementet (10) er hydraulisk aktivert.

11. Koplingsanordning ifølge krav 10, karakterisert ved at kontakthuset (2b) som inneholder kontaktelementet (10), er tilveiebragt med et kammer (22), idet kontaktelementet (10) er støttet av et stempel (24) anordnet i nevnte kammer (22), og at stempelet (24) er innrettet for å bli hydraulisk aktivert til å besørge nevnte flytting av kontaktelementet (10).

12. Koplingsanordning ifølge krav 11, karakterisert ved at kammeret (22) er fylt med dielektrisk hyd-raulikkfluid.

13. Koplingsanordning ifølge et hvilket som helst av kravene 7-12, karakterisert ved at nevnte spylesystem er innrettet for å styre kondisjoneringen av det dielektriske nivået i rommet (14) med det dielektriske fluidet mellom det første kontakthuset (2a) og det andre kontakthuset (2b)..

14. Koplingsanordning ifølge et hvilket som helst av kravene 11-13, karakterisert ved at koplingsanordningen omfatter et monter-ingsverktøy (30) som kan bli bragt i løsbart inngrep med den andre koplingsdelen (1b), idet nevnte monteringsverktøy (30) omfatter en anordning innrettet for å styre hydraulikktrykket i nevnte kammer (22) for å styre nevnte flytting av kontaktelementet (10).

15. Koplingsanordning ifølge krav 5, 8 eller 14, karakterisert ved at monteringsverktøyet (30) er innrettet for å bli bragt i inngrep med den andre koplingsdelen (1b) ved å bli senket vertikalt ned til inngrep med denne, og for å bli frigjort fra den andre koplingsdelen (1b) ved å bli løftet vertikalt ut av inngrep med denne.

16. Koplingsanordning ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at de respektive kontaktstrukturene (3a, 3b) omfatter én eller flere kontaktpinner (13a, 13b), idet kontaktelementet (10) omfatter én eller flere kontaktmuffer (11) der hver kontaktmuffe kan bli anordnet rundt og i elektrisk kontakt med to motstående kontaktpinner (13a, 13b) på de to kontaktstrukturene (3a, 3b).

17. Fremgangsmåte for å kople en første strømkanal (7a) til en andre strømkanal (7b) ved hjelp av en koplingsanordning (1) som omfatter en første koplingsdel (1a) som er tilveiebragt med en første kontaktstmktur (3a) anordnet i et første kontakthus (2a) og en festeinnretning (4a) for den første strømkanalen (7a), samt en andre koplingsdel (1b) som er tilveiebragt med en andre kontaktstmktur (3b) anordnet i et andre kontakthus (2b) og en festeinnretning (4b) for den andre strømkanalen (7b), karakterisert ved at fremgangsmåten omfatter de trinn å: - plassere den andre koplingsdelen (1b) i en mellomposisjon i kontakt med den første koplingsdelen (1a) ved å senke den andre koplingsdelen (1b) vertikalt ned til inngrep med den første koplingsdelen (1a), - bevege det andre kontakthuset (2b) i forhold til det første kontakthuset (2a) for å feste det andre kontakthuset (2b) på en fluidtett måte til det første kontakthuset (2a), og - flytte et kontaktelement (10) anordnet i kontakthuset (2b) av én av koplingsdelene (1b) i forhold til kontaktstrukturen (3b) til den assosierte koplingsdelen (1b) mot kontaktstrukturen (3a) av den andre koplingsdelen (1a) fra en første posisjon, hvor ingen elektrisk forbindelse mellom den første kontaktstrukturen (3a) og den andre kontaktstrukturen (3b) etableres av kontaktelementet (10), til en andre posisjon hvor kontaktelementet (10) etablerer elektrisk forbindelse mellom den første kontaktstrukturen (3a) og den andre kontaktstrukturen (3b).

18. Fremgangsmåte ifølge krav 17, karakterisert ved at bevegelsen av det andre kontakthuset (2b) i forhold til den første kontakthuset (2a) for å feste det andre kontakthuset (2b) på en fluidtett måte til det første kontakthuset (2a) utføres med hjelp av et monteringsverktøy (30) som bringes i løsbart inngrep med den andre koplingsdelen (1b).

19. Fremgangsmåte ifølge krav 18, karakterisert ved at flyttingen av kontaktstrukturen (10) utføres med hjelp av monteringsverktøyet (30).

20. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 17-19, karakterisert ved at rommet mellom det første kontakthuset (2a) og det andre kontakthuset (2b) spyles fritt for sjøvann og fylles med dielektrisk fluid etter festingen av kontakthusene (2a, 2b) på en fluidtett måte til hverandre og før nevnte flytting av kontaktstrukturen (10).

21. Fremgangsmåte ifølge krav 20, karakterisert ved at nevnte spyling og fylling utføres ved hjelp av monteringsverktøyet (30).

22. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 20 eller 21, karakterisert ved at kondisjoneringen av det dielektriske nivået i et rom (14) med det dielektriske fluidet mellom det første kontakthuset (2a) og det andre kontakthuset (2b) styres av målinger ved hjelp av et spylesystem.

23. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 20-22, karakterisert ved at det dielektriske nivået inne i kontakthusene (2a, 2b) bestemmes av målinger som utføres etter nevnte fylling med dielektrisk fluid og før nevnte flytting av kontaktelementet (10).

24. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 22 eller 23, karakterisert ved at nevnte målinger utføres med hjelp av mon-teringsverktøyet (30).

25. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 17-24, karakterisert ved at monteringsverktøyet (30) koples til den andre koplingsdelen (1b) ved at det senkes vertikalt ned til inngrep med den andre koplingsdelen (1b) etter plassering av den andre koplingsdelen (1b) i mellomposisjonen i kontakt med den første koplingsdelen (1a).