NO324823B1 - Undervannsdokkesystem for elektroniske moduler i undervannsinstallasjoner - Google Patents

Abstract

En undervannsdokkeenhet (2-5) inkludert en elektronisk modul for å være frakoblingsbar koblet til en undervannsdokkestasjon (1) innbefatter en beholder (2) som inneholder elektronikk til å bli koblet til dokkestasjonen, og en selektiv, innkoblingsbar låseanordning for å låse dokkeenheten til dokkestasjonen. Låseanordningen innbefatter en eller flere armstrukturer tilpasset for å være dreibart montert inn i en korresponderende armholdende detalj på nevnte dokkeenhet, og en aktuatoranordning for å bevege nevnte armstruktur i forhold til en eller flere korresponderende armmottaende og holdende detaljer på nevnte dokkestasjon, hvorved en utløsbar låseinnkobling og frakobling av dokkeenheten og dokkestasjonen er oppnådd. Dokkestasjonen innbefatter korresponderende armmottaende og holdende detaljer tilpasset for å motta og holde igjen en dokkeenhet. Dokkeenheten og dokkestasjonen er deler av en multifase-strømningsmåler.

Description

Denne oppfinnelsen er relatert til en undervannsanordning. Mer spesielt, denne oppfinnelsen er relatert til et undervannsdokkesystem som inneholder elektronikk, og hvor dokkeenhetene kan være frakoblingsbart koblet til en undervannsdokkestasjon for å tilveiebringe frakoblingsbar installasjon av elektroniske moduler i en undervannsanordning.

Trykket på utforskning av hydrokarbonressurser ved økte sjødybder og korresponderende tøffe miljøforhold har drevet utstyrsleverandørene til å utvikle løsninger som kan motstå høyere trykk, høyere temperaturer, større havdybder, flere vibrasjoner og sterkere sjokk samtidig som de skal sørge for robusthet i alle aspekter, lav vekt, en enkel konstruksjon og redundans. Derfor er det en kontinuerlig etterspørsel etter økt forbedret utstyr for undervannsmiljøer. En del av denne etterspørselen er innfridd ved å fremskaffe utstyr som er enkelt å installere og også mulig å fjerne eller til og med bytte ut på en enkel måte. 1 kjent teknikk, britisk patentsøknad nr. GB 2 413 639 A beskrives et apparat og en metode som skal brukes til å tillate selektiv installasjon og frakobling av en undervannsdokkeenhet, slik som en som inneholder grensesnittelektronikk til en tilknytningskobling på en hylse, som illustrert i FIG. 1. Undervannsdokkeenheten i GB 2 413 639 A bruker en låsemekanisme lagt på utsiden av en avtakbar dokkeenhet som illustrert i mer detalj i FIG. 2.

Den kjente låsemekanismen inkluderer et håndtak, et koblingspunkt og låsepinner for å sikre undervannsdokkeenheten til en strømningsmåler for multifase. Låsemekanismen kan være selektivt innkoblet eller frakoblet og dermed tillate sikring av den avtakbare undervannsdokkeenheten til strømningsmåleren for multifase.

Selv om prinsippene og detaljert løsning som er lagt fram i GB 2 413 639 A fremskaffer et antall fordeler i en undervannsinstallasjon har det blitt funnet at det er en etterspørsel etter enda grovere og sikrere tilkoblinger av frakoblingsbare elektroniske moduler i slike undervannsanordninger, samtidig som å vedlikeholde fordelen med enkel innkobling og frakobling og fortsatt ha muligheten til å gjenopprette undervannsdokkeenheten inkludert elektronikken.

Derav er det et hovedmål å tilveiebringe en ny og forbedret løsning for montering av en undervannsdokkeenhet inkludert elektronikk til en hovedkropp beregnet for et undervannsmiljø som har en mer ujevn og sikker tilkobling av undervannsdokkeenheten inkludert elektronikken til hovedkroppen, samtidig som å vedlikeholde muligheten for relativ enkel montering og framontering.

Det er et annet mål med denne oppfinnelsen å tilveiebringe en forbedret løsning for montering av en undervannsdokkeenhet inkludert elektronikken til en hovedkropp i et undervannsmiljø i på en måte som er passene for å kunne betjenes ved å bruke en ROV.

Målene som er vist ovenfor er oppnådd ved å tilveiebringe, i et første aspekt av den foreliggende oppfinnelsen, en undervannsdokkeenhet som inkluderer en elektronikkmodul som kan enkelt kobles til og fjernes fra en undervannsdokkestasjon, nevnte dokkestasjon innbefatter en beholder som inneholder elektronikken som skal kobles til dokkestasj onene, og en selektiv, innkoblingsbar låseanordning for å låse dokkeenheten til dokkestasjonen. Dokkeenheten er karateristisk i det at låseanordningen innbefatter en eller flere armstrukturer tilpasset for å kunne bli dreibart montert på en korresponderende armholdende detalj på deokkeenheten, og en aktuatoranordning for å bevege nevnte armstruktur i forhold til en eller flere korresponderende armmottaende og holdende detaljer på nevnte dokkestasjon, hvorved en utløsbar låseinnkobling og frakobling av dokkeenheten og dokkestasjonen er oppnådd. En slik dokkeenhet tilveiebringer simultanbevegelse og låsing av en låsemekanisme som kan produseres i relativt få deler, med lav vekt og som resulterer i en god låsing av en dokkeenhet til en dokkestasjon.

I en foretrukket utførelsesform av dokkeenheten i henhold til oppfinnelsen innbefatter aktuatoranordningen en beinstruktur med et hvilket som helst antall bein, beinstrukturen er ordnet slik at den kan koble inn armstrukturen og dermed forårsake nevnte låseinnkobling og frakobling.

I en foretrukket utførelsesform av dokkeenheten i henhold til oppfinnelsen er det tilveiebrakt aktuatoranordninger som innbefatter et sett med bein som strekker seg først utover fra et senterkryss og er hovedsakelig bøyd til å følge en periferisk overflate på nevnte dokkeenhet. En slik form på aktuatoranordningen muliggjør plasseringen av en låsekant fordelt rund en periferisk overflate eller kontur på låsestasjonen, og dermed tilveiebringe en effektiv låsing av dokkeenheten.

I enda en foretrukket utførelsesform av dokkeenheten i henhold til oppfinnelsen innbefatter aktuatoranordningen et sett med bein som strekker seg i en radiell retning utover fra et senterkryss og plassert på en jevn fordelt måte rundt nevnte senterkryss. Et slikt felles senterkryss muliggjør liknende og samtidige bevegelser av alle bein i aktuatoranordningen, noe som betyr at alle låsesteg er utført i hovedsak i en operasjon.

I en videre foretrukket utførelsesform av undervannsdokkestasjonen i henhold til oppfinnelsen innbefatter aktuatoranordningen en tripod og armstrukturen er et sett med tre trearmede strukturer, for å tillate interaksjon av hvert bein på tripoden med minst en arm fra hver trearmede struktur. Bruk av tre låsepunkter har blitt funnet å være et foretrukket kompromiss mellom kostnad, vekt og kompleksitet. Også tre støttepunkter er normalt ikke for komplisert å balansere.

I en fortsatt videre foretrukket utførelsesform av dokkeenheten i henhold til oppfinnelsen, er armstrukturen tilveiebrakt med en utstående detalj for å tilveiebringe en stoppende funksjon når armen er i glidende kontakt med en ekstern overflate som også har et liknende utspring. Å tilveiebringe en stoppende funksjon er viktig for å oppnå en låsing av dokkeenheten til dokkestasjonen.

I enda en videre foretrukket utførelsesform av dokkeenheten i henhold til oppfinnelsen er det tilveiebrakt en låsemekanisme som har en tripod hvis tre bein er utformet til å koble inn og skyve et sett med tre strukturer inn i en låst posisjon i en fordypning eller nisje i nevnte armmottaende og holdende detalj, hvorved nevnte undervannsdokkeenhet er låst til dokkestasjonen.

I en videre fremdeles foretrukket utførelsesform av dokkeenheten i henhold til oppfinnelsen er det tilveiebrakt en kriesutløsermekanisme i form av et sett med stoppende stolper, minst en på hver side av et av tripodbeinene, for å, i normal operasjon begrense en roterende bevegelse av tripoden i forhold til dokkeenheten, de stoppende stolpene er mekanisk utformet og koblet slik at de kan ødelegges og fjernes med en typisk manipulator på et fjernstyrt kjøretøy (ROV), dermed øke området for mulig roterende bevegelse av tripoden. Kriseutløsermekanismen er ønsket for å tillate en alternativ utløsermekanisme ved en hendelse med funksjonsfeil eller skader på låsemekanismen som er normalt er brukt for å utløse dokkeenheten.

I enda en ytterligere og fremdeles foretrukket utførelsesform av dokkeenheten i henhold til oppfinnelsen er det tilveiebrakt strukturer som er ordnet slik at de kan være dreibare i et plan hovedsakelig parallelt med en langsgående akse i en generelt utstrakt dokkeenhet. Å ha dreibarhet i armene i dette planet er enkelt kombinert med en bevegelse av aktuatoranordningen langs en langsgående akse i dokkeenheten og dokkestasjonen, som muliggjør liknende og samtidig låsing av alle armer i en operasjon av aktuatoranordningen.

I en enda fremdeles ytterligere foretrukket utførelsesform av dokkeenheten i henhold til oppfinnelsen er noen utvalgte eller de fleste av de eksterne overflatene, fortrinnsvis de for friksjonskontakt med en dokkestasjon bekledd med Xylan®.

Målene som er vist ovenfor er oppnådd ved å tilveiebringe, i et andre aspekt av den foreliggende oppfinneslen, en undervannsdokkestasjon for låsbar innkobling og frakobling av en dokkeenhet, dokkestasjonen innbefatter en hovedkropp som definerer et i hovedsak internt volum for å huse en dokkeenhet, nevnte hovedkropp inkluderer en elektromekanisk kobling for kobling til en korresponderende kobling på en dokkeenhet. Dokkestasjonen er karakteristisk i en armmottaende og holdende detalj i en form av en nisje eller fordypning. Nisjen eller fordypningen definerer en åpning mot et indre volum, og åpningen har en minste bredde som er noe mindre enn den bredeste bredden i det indre volumet definert av nevnte nisje eller fordypning. Ved korrekt dimensjonering av detaljene til de korresponderende låsedetaljene på en dokkeenhet, er dokkestasjonen i stand til å allokere og låse en låseenhet til låsestasjonen.

I en foretrukket utførelsesform av en dokkestasjon i henhold til oppfinnelsen er et sett med armmottaende og holdende detaljer jevnt fordelt rundt en periferisk overflate eller kontur av nevnte dokkestasjon.

I enda en foretrukket utførelsesform av en dokkestasjon i henhold til oppfinnelsen er et sett med armmottaende og holdende detaljer ordnet jevnt fordelt langs en periferi i dokkestasjonen som sett fra en langsgående senterakse av nevnte dokkestasjon. I en ytterligere foretrukket utførelsesform av dokkestasjonen i henhold til oppfinnelsen er armmottaende og holdende detaljer en integrert del av en låsekant i låsestasjonen. Typisk er en låsekant krevd for å lukke en åpning i den åpne gitterliknende rammen til dokkestasjonen for å gi god støtte for den armmottaende og holdende detaljen.

I en fortsatt ytterligere foretrukket utførelsesform av dokkestasjonen som har en låsende kant er den armmottaende og holdende detaljen lokalisert nær en kantdel av nevnte låsekant, og låsekantene er i hovedsak tilpasset langs en periferisk overflatekontur i dokkestasjonen.

I enda en ytterligere foretrukket utførelsesform av dokkestasjonen i henhold til det andre aspektet av oppfinnelsen innbefatter den armmottaende og holdende detaljen en nisje eller fordypning som har et internt utspring på en innsideoverflate for å stoppe mot en korresponderende utspringende detalj på en arm i en trearmet struktur i en undervannsdokkeenhet for å forebygge eller begrense en glidende handling av nevnte trearmede struktur mot en overflate i den armmottaende og holdende detaljen når dokkeenheten er låst til dokkestasjonen. En slik form på en armmottaende og holdende detalj tilveiebringer dokkestasjonen med en enkel anordning for låsing av dokkeenheten til dokkestasjonen, forutsatt at den armmottaende og holdende detaljen er dimensjonert til å allokere korresponderende deler i en låsemekanisme på dokkeenheten.

I enda en fortsatt ytterligere foretrukket utførelsesform av dokkestasjonen i henhold til oppfinnelsen er noen utvalgte eller de fleste av de eksterne overflatene, fortrinnsvis de for friksjonskontakt med en dokkeenhet, bekledd med Xylan®.

I et tredje aspekt av oppfinnelsen er dokkestasjonen og dokkeenheten i henhold til oppfinnelsen, kombinert i en undervannsstrømningsmåler for multifase. Strømningsmåleren innbefatter en traktformet undervannsdokkestasjon, en avtakbar undervannsdokkeenhet, tilpasset til å være frakoblingsbart tilkoblet til undervannsdokkestasjonen, en selektiv innkoblingsbar låsemekanisme for å låse undervannsdokkeenheten til nevnte undervannsdokkestasjon. Strømningsmåleren er karakteristisk i det at nevnte låsemekanisme innbefatter en eller flere armstrukturer tilpasset for å være dreibart montert i en korresponderende armholdende detalj på nevnte undervannsdokkeenhet, og en aktuatoranordning plassert på nevnte dokkeenhet for å bevege nevnte armstruktur i forhold til en eller flere korresponderende armmottaende og holdende detaljer på nevnte dokkestasjon, hvorved en utløsbar låseinnkobling og frakobling av dokkeenheten og dokkestasjonen er oppnådd.

Oppfinnelsen vil bli videre beskrevet i mer detalj i den følgende detaljerte beskrivelse med referanse til de vedlagte figurene der

FIG. 1 illustrerer et eksempel på kjent teknikk som omfatter en avtakbar

elektronisk undervannsdokkeenhet montert i en traktformet hovedkropp.

FIG. 2 illustrerer i mer detalj låsemekanismen for låsing av den avtakbare undervannsdokkeenheten til en hovedkropp i løsningen fra den kjente teknikken lagt fram i FIG. 1. FIG. 3 er et perspektivbilde av et eksempel på en utførelsesform av en dokkeenhet i henhold til oppfinnelsen koblet til en dokkestasjon i henhold til oppfinnelsen som illustrerer noen av hoveddelene til låsesystemet. FIG. 4 er et mer detaljert perspektivbilde av låsedetaljene til dokkeenheten som er koblet til korresponderende låsedetaljer på dokkestasjonen i henhold til oppfinnelsen. FIG. 5 er et enda mer detaljert perspektivbilde av låsedetaljene i dokkeenheten som er koblet til korresponderende låsedetaljer i dokkestasjonen i henhold til oppfinnelsen. FIG. 6 er et bilde sett ovenfra av dokkeenheten i henhold til oppfinnelsen som plassert i dokkestasjonen i henhold til oppfinnelsen som illustrerer arrangementet av tripoden hvis bein inkluderer en del av en ende av undervannsdokkeenheten i FIG. 3. FIG. 7 illustrerer en tripod som er en del av låsemekanismen i

undervannsdokkeenheten i henhold til oppfinnelsen.

FIG. 8 illustrerer den tre armete strukturen som er en del av låsemekanismen til

undervannsdokkeenheten i henhold til oppfinnelsen.

FIG. 9 er et detaljert perspektivbilde av tripodens roterende stang eller aksel-koblet til dokkeenheten og for å senke eller løfte tripoden hvorved låsing eller åpning, henholdsvis, av dokkeenheten er oppnådd. FIG. 10-13 illustrerer i mer detalj interaksjonen til tripoden med den trearmede strukturen og undervannsdokkeenheten i de to ytterste posisjonene og i to mellomposisjoner, som illustrerer den typiske normale monterings og frigjøringsoperasjonen til undervannsdokkeenheten. FIG. 14-16 illustrerer en foretrukket utførelsesform og eksempel på operasjon av en

krisefrigjøirngsmekanisme i dokkeenheten i henhold til oppfinnelsen.

Refererer først til FIG. 1 der det er vist en kjent løsning hvor en elektronisk undervannsdokkeenhet 30 er frakoblingsbar sikret til en multifase strømningsmåler 10 på en ellers kjent måte. Strømningsmåleren innbefatter et rørformet hus 20 og justeringsledere 40. FIG. 2 illustrerer låsedetaljene 34, 35, 36,37 til undervannsdokkeenheten 30 illustrert i FIG. 1.

Refererer så til FIG. 3 der det er vist en elektronisk undervannsdokkeenhet 2-5 i henhold til oppfinnelsen som er montert i en traktformet undervannsdokkestasjon 1. Undervannsdokkeenheten 2-5 er i en ende forsynt med en kobling 8 for mekanisk og elektronisk kobling til undervannsdokkeenheten 2-5 i en ende til undervannsdokkestasjonen 1 og assosierte eksterne komponenter, for eksempel for å tilveiebringe en komplett kontroll eller måleanordning, slik som for eksempel en strømningsmåler for multifase.

Den foreliggende oppfinnelsen skiller seg betydelig fra den kjente løsningen i hvordan undervannsdokkeenheten er låst til undervannsdokkestasjonen 1 og den assosierte låseanordningen 3-6 som vil bli beskrevet i mer detalj nedenfor.

Undervannsdokkeenheten 2 som typisk inneholder elektronikk for en kontroll eller måleanordning og muligens også for kommunikasjon, er fortrinnsvis utformet til å ha en i hovedsak sylindrisk form som har en sfærisk første ende 13 for å optimere vekt-styrke forholdet og for å tillate en glatt inngang av undervannsdokkeenheten inn i den traktformede undervannsdokkestasjonen 1 og for å redusere potensiell skade på bekledningen til beholderen B.

På en side av undervannsdokkeenheten 2-5 er det en roterende orienteringsdetalj 101, fortrinnsvis en orienteirngsleder for interaksjon med en korresponderende spalte 102, fortrinnsvis med Y-form, dermed tillater korrekt orientering av undervannsdokkeenhet 2-5 når den går inn i undervannsdokkestasjon 1, liknende som den kjente teknikken med dokkestasjonene i FIG. 1. Undervannsdokkestasjonen 1 er fordelaktig utformet som et åpent gitter for å tillate spyling av rester, og forbedre synligheten for inspeksjon, på en liknende måte som løsningen i kjent teknikk illustrert i FIG. 1. Fjærelementene 7 er montert på innsiden i undervannsdokkestasjonen for å tilpasse undervannsdokkeenhetens langsgående akse med undervannsdokkestasjonens 1 langsgående akse. Når undervannsdokkeenheten 2-5 er orientert av den roterende orienteringsdetaljen 101 og fjærelementene 7, vil undervannsdokkeenheten 2-5 og undervannsdokkestasjonen 1 generelt være korrekt tilpasset for passe den elektriske/mekaniske kobleren 8 i den første enden 13 i undervannsdokkeenheten 2-5 i bunnen av undervannsdokkestasjonen 1 (som sett gjennom åpningen 16 i undervannsdokkestasjonen). Fortrinnsvis er undervannsdokkestasjonen montert med åpningen 16 normalt vendende oppover mot havoverflaten, hvorved undervannsdokkeenheten trykker nedover på kobleren 8 med sin egen vekt i vann, forutsatt at dens vekt/volum-forhold er tilstrekkelig stort.

I den andre enden 14 i undervannsdokkeenheten 2-5, typisk på toppen av undervannsdokkeenheten når den er montert i en undervannsdokkestasjon i sin normale posisjon, er det tilveiebrakt en låsemekanisme 3-5 for undervannsdokkeenhet som innbefatter bevegelige deler som muliggjør låsing av undervannsdokkeenhet 2 på innsiden av undervannsdokkestasjonen 1. Låsemekanismen 3-5 til undervannsdokkeenheten 2 innbefatter bevegelige deler som er utformet til å låses inn i en korresponderende låsekant 6 i undervannsdokkestasjon. Låsemekanismen 3-5 til undervannsdokkeenheten 2-5 innbefatter et sett med armstrukturer 5, et eksempel på en utførelsesform på dette er illustrert i FIG. 8, hver armstruktur er fortrinnsvis en trearmet struktur 4, der hver armstruktur har tre armer. En arm i hver trearmet struktur er dreielig koblet til andre (topp) ende 14 av undervannsdokkeenhet 2-5 og kan beveges dreibart i et plan parallelt med en langsgående akse i den generelt sylinderformede undervannsdokkeenheten 2-5 til å koble en andre arm i en trearmet struktur med en låsekant 6 i undervannsdokkestasjonen 2-5, som illustrert i FIG. 4 og FIG. 5.

En tredje arm i armstrukturen kan være orientert slik at den kan stoppe mot en del av beholderen når armstrukturen er i eller nære den ytterste posisjonen som tillater beholderen å bli løftet ut av dokkestasjonen 1. Denne stoppefunksjonen begrenser dreiebevegelsen til den trearmede strukturen. Når den er stoppet på denne måten, er den trearmede strukturen i en av sine ytterste posisjoner.

Armstrukturene 4 kan bli aktivert og beveget mellom to ytterposisjoner, en første låst posisjon og en andre ulåst posisjon. Armstrukturene 4 kan bli låst og åpnet ved å bruke en aktuatoranordning 3,4 der et eksempel på en utførelsesform er illustrert i FIG.

7 til FIG. 9, som illustrerer en beinstruktur 4 som har et antall bein, hvert bein er innrettet til å koble inn en arm til en korresponderende armstruktur, og en stang eller aksel eller stangliknende struktur 3,10,12 er koblet med en senterdel i beinstrukturen 4, stangen 3 er plassert i hovedsak parallelt med en akse i beinstrukturen 4. Beinstrukturen 4 er i en foretrukket utførelsesform laget på en form som en tripod som har tre bein, for å tillate at hver av de tre beina koples med en korresponderende arm i en av de nevnte armstrukturene 5. Selv om en beinstruktur av typen tripod er foretrukket, kan beinstrukturen 4 i prinsipp ha hvilket som helst antall bein, og et antall armstrukturer 5 korresponderende til antallet bein i beinstrukturen 4 er normalt tilveiebrakt, imidlertid kan det være flere armstrukturer 5 enn det er bein på beinstrukturen 4.

Beinstrukturen 4 har fortrinnsvis en beinutstående detalj 31 ved eller nære en ytterende i et eller flere bein 32 i beinstrukturen som illustrert i FIG. 7. Den beinutstående detaljen 31 utfører en tosidig funksjon, først har den funksjonen som tvinger en arm i en armstruktur 5 mot en indre overflate i en fordypning eller nisje 18 i en låsekant 6 når arm og beinstrukturene 4, 5 er låst inn i nevnte låsekant 6 i dokkestasjonen 1 som illustrert i FIG. 13, del I, dvs. den beinutstående detaljen 31 assisterer i låsefunksjonen i oppfinnelsen. For det andre, en beinutstående detalj 31 i et bein 32 i en beinstruktur 4 kan utformes til å assistere i å dreie en korresponderende armstruktur 5 om dreieaksen 19 når den løser ut en dokkeenhet 2 fra en dokkestasjon 1 som kan forstås fra del I av FIG. 10, hvor den utstående detaljen 31 i et bein 32 er i kontakt med en andre utstående armdetalj 33.

I sentrum av beinstrukturen 4 er det arrangert en gjenget stang, aksel eller stangliknende struktur 3. Stangen 3 er muligens delt av et fleksibelt ledd 12 som ellers er kjent i seg selv, typisk med en innkapsling av et fleksibelt materiale slik som for eksempel gummi, og stangen 3 er fortrinnsvis utstyrt med et første padlehåndtak 10 i en ende, og er frakoblingsbart tilkoblet til undervannsdokkeenhet 1 i den andre enden. Tripoden 4 kan derfor bli aktivert ved å rotere stangen 3. Stangen 3 innbefatter et gjenget arrangement, fortrinnsvis trapesgjengearrangement, for å kople inn et korresponderende gjengearrangement på et senterhull definert av et senter av beinstrukturen 4. En beinstruktur 4 på formen som en tripod kan derfor være roterbart montert, tilpasset med en langsgående senterakse i undervannsdokkeenheten, men kan fritt rotere rundt denne aksen og bevege seg langs denne aksen innenfor grensene gitt av den gjengede akselen eller stangen. Ved å rotere akselen eller stangen 3 er tripoden beveget mot eller fra undervannsdokkeenheten. Dette fører til at en arm i den trearmede strukturen blir presset mot senteraksen i undervannsdokkeenheten og tar tak i låsekanten 6.

FIG. 6 illustrerer hvordan en tripod som har tre bein, illustrert i FIG. 9, kan ordnes sammen med nevnte gjengede aksel eller stang 3 som har et håndtak 10, for å opptre som en aktuatoranordning som kan være operert av en manipulator på en ROV (ikke illustrert) eller en annen type undervannsmanipulator som ellers er kjent, til å trykke på armen i hver trearmede struktur inn i en låst posisjon på innsiden av låsekanten 6, ved å bevege tripoden 4 mot den andre enden 14 i beholderen B.

Fortrinnsvis har tripoden 4 bein som er jevnt plassert rundt en senterakse, nevnte tripodsenterakse er parallell med en langsgående senterakse i beholderen 2 og dokkestasjonen 1 når de er montert i sine låste posisjoner. Med en jevn fordeling av beinene i tripoden rundt en akse er en jevn fordeling av lastkreftene rundt periferien til dokkestasjonen 1 forsikret, som er fordelaktig fra med hensyn på stabilitet og en robusthet i dokkeenheten 2-5 og dokkestasjonen 1, og også med hensyn på låsemekanismen i seg selv.

Videre fortrinnsvis innbefatter aktuatoranordningen en trebeinet struktur slik som en tripod, imidlertid andre tilsvarende symmetrisk utformede aktuatoranordninger kan brukes, for eksempel en fire eller fembeinet struktur, forutsatt at beinene er plassert slik at hvert kan trykke eller trekke en korresponderende arm i en trearmet struktur inn i en korresponderende låsekant 6.

Operasjonen med å montere undervannsdokkeenheten 2-5 til undervannsdokkestasjonen 1 er illustrert i mer detalj i figursekvensen med FIG. 10-13. Kort fortalt illustrerer FIG. 10 situasjonen der dokkeenheten 2-5 med en beholder 2 henger fritt med fullt oppreist aktuatoranordning (tripod 3-5) og åpnede armstrukturer 5. FIG. 11 illustrerer situasjonen når dokkeenhetene 2-5 står oppreist i dokkestasjonen 1, fortsatt med fult oppreist aktuatoranordning (tripod) og åpne armstrukturer 5. Fig. 12 illustrerer situasjonen når aktuatoranordningen 3-5 er aktiv (tripoden er senket) og armstrukturene 4 begynner å få kontakt med låsekanten 6. FIG. 13 illustrerer situasjonen når dokkeenheten 2-5 med beholderen 2 inkludert elektronikken er låst til låsekanten 6 på dokkestasjonen 1 med helt senket aktuatoranordning 3-5 og lukkede armstrukturer 5. FIG. 10 illustrerer en initial ytterposisjon der alle hovedkreftene som virker mellom undervannsdokkeenheten 2-5 og undervannsdokkestasjonen 1 i x-, y-, og z-aksene vil bli overført gjennom den trearmede strukturen 4 og inn i tripoden D. Ved å utforme låsekanten 6 på undervannsdokkestasjonen 1 i en hovedsakelig U-formet nisje eller fordypning, kan tripoden 4 utføre en andre funksjon. En arm i den trearmede strukturen 4 vil bli skjøvet inn i den U-formede fordypningen av et bein i tripoden D. Da vil beinet til tripoden 4 og den trearmede strukturen 4 i hovedsak fylle fordypningen, hvorved undervannsdokkeenheten er i en låst posisjon så lenge tripodens 4 låseoperasjon ikke er reversert. I den låste posisjonen vil alle hovedkrefter som virker mellom undervannsdokkeenheten 2-5 og undervannsdokkestasjonen 1 i linje med x-, y- og z-aksene bli overført direkte til de trearmede strukturene og U-formede nisje eller fordypning i undervannsdokkestasjonskanten 6, og forlate tripoden 4 med funksjonen å holde en arm i hver trearmede struktur i egnet posisjon på innsiden av den U-formede nisjen eller fordypningen. Derav kan tripoden 4 være et relativt lettvektelement siden de ikke normalt overfører særlig store krefter.

Som uttrykt ovenfor, er tripoden 4 normalt innrettet til å rotere fritt. Ved rotasjon av den gjengede stangen, vil de normalt være tilstrekkelig friksjon mellom stangen og tripoden til å skape en slik rotasjon. For å unngå slik rotasjon er det arrangert et par metallstolper, en første stolpe på en side av minst et tripodbein og en andre stolpe på motsatt side av nevnte ene tripodbein for å lage en hindring for slik rotasjon. Fortrinnsvis er paret av metallstolper montert på en ekstern overflate i undervannsdokkeenheten, ved siden av en del av tripodbeinet som er rettet radielt utover fra et felles senterkryss i tripodbeinene. Den gjengede akselen eller stangen 3 går igjennom et senterhull i dette tripodkrysset. Eter plassering og låsing av undervannsdokkeenheten i posisjonen i undervannsdokkestasjonen 1 er paret av metallstolper fortrinnsvis koblet til en ved montering av et andre padlehåndtak 9.

Et godt utformingsprinsipp og ofte et krav til slikt utstyr er at det skal være utstyrt med en overskyggende utløsermekanisme eller, med andre ord en kriseutløsermekanisme. Denne mekanismen skal brukes når det er bevegelige deler eller systemer som ikke vil operere som de er utformet og gir en høyt ønsket redundans for deler som kan forventes å stå på sjøbunnen i et typisk utformingsliv på 30 år. Nøkkelkravet er å kunne låse opp undervannsdokkeenheten ved å bruke en alternativ måte uten å forårsake skade på de stasjonære delene.

Paret med metallstolper 23,24 som hindrer rotasjon av tripoden, og det assosierte andre padlehåndtaket 9 kan ordnes slik at det kan muliggjøre en ny type kriseutløsermekanisme i denne oppfinnelsen, som også er illustrert i mer detalj i sekvensen FIG. 14-16. Kort beskrevet, Fig. 14 illustrerer i del I hvordan en ROV i et første steg i en kriseutløseroperasjon kan påtrykke en kraft i en første retning, indikert av pilen 25 på det andre padlehåndtaket 9 for å forårsake ødeleggelse av stolpene 23,24 ved respektive svekkede seksjoner 26,27 i stolpene. De svekkede seksjonene 26,27 er illustrert i mer detalj i del II i FIG. 14, og i enda mer detalj i del III i FIG. 14. Del IV i FIG. 14 illustrerer et toppbilde av applikasjonen av en kraft i nevnte første retning 25 på det andre padlehåndtaket 9. FIG. 15 illustrerer i del II hvordan en ROV i et andre steg i en kriseutløseroperasjon kan påtrykke en kraft i en andre retning 28 på tripoden 4 for å tvinge den til å rotere rundt sin senterakse. Kraften er påtrykt i den andre retningen 28 på et av beinene til tripoden, dermed løse ut armstrukturen 5 som låser beholderen B til låsestasjonen 1. FIG. 16 illustrerer i delene I - II hvordan tripoden 4 har blitt rotert til en ytterposisjon der dens bein ikke kopler inn armstrukturene 5, dermed tillater armstrukturene 5 å bli koblet fra den låste posisjonen i nisjen eller fordypningen 18 på låsekanten 6 i dokkestasjonen 1, som vist i del III i FIG. 16 og i et forstørret bilde i del IV i FIG. 16. På denne måten er en separasjon av dokkeenheten 2 fra dokkestasjonen 1 mulig, som vist i del V i FIG. 16.

Den trearmede strukturen og tripodbeinene er ikke laget spesielt vide, for å optimere vekt og kostnad av undervannsdokkeenheten. Sektoren som tripoden kan roteres fritt innenfor, uavhengig av det andre padlehåndtaket 9, er typisk rundt 30 grader. Ved å rotere tripoden 4 på en noe mer begrenset måte, for eksempel rundt 10 grader i begge retningene, dette vil medføre at tripodbeinene glir av armene til den trearmede strukturen og dermed frigjør de låste armene i de trearmede strukturene fra den låste posisjonen der de er holdt på plass. Ved å muliggjøre en slik rotasjon av tripoden vil undervannsdokkeenheten 2-5 være fri til å bli gjenopprettet uten å måtte rotere det første padlehåndtaket. For å muliggjøre en slik funksjon er det andre padlehåndtaket 9 utformet il å kunne bli brukket av undervannsdokkeenheten. Ved en manipulasjonsanordning på en ROV, kan den for eksempel være utformet til å brekke av ved bruk av 80 % av kapasiteten til en ROV manipulatorarm. Derfor kan en ROV brekke av det andre padlehåndtaket 9, operere manipulatorarmen på første padlehåndtak til å forårsake en rotasjon av tripoden, dermed frigjøre undervannsdokkeenheten fra sin låste posisjon.

Ved å fremstille de ulike delene i låsemekanismene med tette toleranser er det muliggjort at undervannsdokkeenheten kan tvinges og presses inn i undervannsdokkestasjonen med en konstant kraft når låsemekanismen er låst. Dette kan oppnås med et underkutt av toleransene til låsemekanismen. På denne måten kan kraften som er generert av låsemekanismen utformes til å være større enn de resulterende kreftene av de typiske G-kreftene eller vibrasjoner som kan forventes. Som et resultat av kreftene som virker og egenskapene (elastisitetsmoduler), vil en arm i den trearmede strukturen alltid være i kontakt med kanten 6 i undervannsdokkestasjonen 1, og dermed forsikre at koblingen 8 er helt innkoblet og unngår hamring av materialene i noen av sjokklastene eller vibrasjonsscenarioene som kan forventes.

Fortrinnsvis kan delene av låsemekanismen, kroppen til undervannsdokkeenheten og undervannsdokkestasjonen som kan, med sjokk, vibrasjon og utmattingsanalsye, forventes å utsettes for høyt stress, være laget av grad 5 titanium, eller materialer med lignende styrke/vekt-forholdnivå. De gjenværende delene er fortrinnsvis laget av grad 2 titanium, eller et materiale med tilsvarende egenskaper, dermed oppnå en redusert totalvekt av totalstrukturen.

Kriseutløsermekanismen, toleransekravene og operasjonen av systemet krever lavfriksjonsoverflater. Etter nøye analyse av et antall mulige materialer, ble det funnet at friksjonsoverflater med kontakt mellom låseenheten og låsestasjonen er fortrinnsvis bekledd med Xylan®. Xylan® har et antall ønskelige egenskaper. Den har en bekledning med veldig lite variasjon i tykkelse når den er brukt, den har en ekstremt lav friksjon og er godkjent som korrosjonsbeskytter for brønnhodelokk av karbonstål. Den har også veldig god kompatibilitet med titanium og kan brukes uten å skade oksydlaget, derfor gi titanium med den spesielle korrosjonsmotstandsegnskapen. Derav, ved å bruke Xylan®-bekledninger på valgte eller de fleste overflatene til komponentene, dvs. dokkeenheten eller dokkestasjonen i den foreliggende oppfinnelsen, er det mulig å oppnå lav friksjon ved innsetting av undervannsdokkeenheten i trakten, når låsemekanismen opereres og når kriseutløsermekanismen brukes.

En feltkvalifikasjonstest av en prototyp på et eksempel på en utførelsesform av den foreliggende oppfinnelsen har gitt svært suksessfulle resultater. Operatører av ROVer har bekreftet at den foreliggende oppfinnelsen gir enkle operasjoner og har en veldig robust utforming. Ingen muligheter for feilinstallasjoner av undervannsdokkeenheter har vært erfart så langt.

Selv om oppfinnelsen er primært rettet mot applikasjoner der en dokkestasjon er fastmontert som en del av en undervannsinstallasjon, kan dokkestasjonen like godt være en del av en mobil undervannsenhet og fortsatt kunne samhandle med en dokkeenhet i henhold til oppfinnelsen som har de samme fordelene som beskrevet ovenfor.

Oppsummert, tilveiebringer den foreliggende oppfinnelsen en dokkeenhet og en assosiert dokkestasjon for å allokere nevnte dokkeenhet som muliggjør plassering av frakoblingsbar elektronikk som del av en undervannsinstallasjon på en måte som kan motstå flere alvorlige sjokk og sterkere vibrasjoner under operasjon enn de nåværende løsninger. Videre oppnås dette resultatet med en løsning som muliggjør rask, enkel reproduserbar montering og frakobling av en dokkeenhet inkludert elektronikk for en undervannsinstallasjon.

Typiske applikasjoner inkluderer alle typer kontroll og måleinstrumenteringsmoduler, for eksempel en undervannsmontert multifase strømningsmåleanordning, imidlertid vil en fagperson sette pris på at den foreliggende oppfinnelsen kan være anvendbar i andre typer undervannsinstallasjoner som krever frakoblingsbar elektronikk.

Claims (18)

1. Undervannsdokkeenhet 2 inkluderende en elektronisk modul som skal være frakoblingsbar koblet til en undervannsdokkestasjon 1, nevnte dokkeenhet 2 innbefatter - en beholder som inneholder elektronikken som skal kobles til en undervannsdokkestasjon 1, og - en selektiv, innkoblingsbar låseanordning 3 for låsing av dokkeenheten 2 til undervannsdokkestasjonen 1, karakterisert vedat låseanordningen 3 innbefatter - en eller flere armstrukturer 5 tilpasset for å være dreibart montert i en korresponderende armholdende detalj på nevnte undervannsdokkeenhet 2, og - en aktuatoranordning 3,4 for å bevege nevnte armstruktur 5 i forhold til en eller flere korresponderende armmottaende og holdende detaljer 18 på nevnte dokkeenhet 2, hvorved en utløsbar låsende innkoblings- og frakoblingsdetalj på dokkeenheten 2 og dokkestasjonen 1 er oppnådd.

2. Undervannsdokkeenhet 2 som angitt i krav 1, hvori aktuatoranordningene 3,4 innbefatter en beinstruktur 4 som har et hvilket som helst antall bein, beinstrukturen 4 er ordnet til å kunne koble inn nevnte armstruktur 5, dermed forårsake nevnte låsende innkobling og frakobling.

3. Undervannsdokkeenhet 2 som angitt i krav 1, hvori aktuatoranordningene 3,4 innbefatter et sett med bein som strekker seg først utover fra et senterkryss og i hovedsak bøyd til å følge en periferisk overflate av nevnte dokkeenhet 2.

4. Undervannsdokkeenhet 2 som angitt i krav 1, hvori aktuatoranordningene 3,4 innbefatter et sett med bein som strekker seg i en radiell retning utover fra et senterkryss og ordnet på en jevnt fordelt måte rundt nevnte senterkryss.

5. Undervannsdokkeenhet 2 som angitt i krav 1, hvori de nevnte armstrukturene 5 er ordnet slik at de kan være dreibare i et plan i hovedsak parallell med en langsgående akse i en generelt utstrakt dokkeenhet 2.

6. Undervannsdokkeenhet 2 som angitt i krav 1, hvori nevnte aktuatoranordning 3,4 er en tripod og nevnte armstruktur 5 innbefatter et sett med tre trearmede strukturer for å tillate interaksjon av hvert bein i tripoden med minst en arm av hver trearmede struktur.

7. Undervannsdokkeenhet 2 som angitt i krav 1, hvori armstrukturen 5 er utstyrt med en utstående detalj for å tilveiebringe en stoppende funksjon når armen er i glidende kontakt med en ekstern overflate som også har et utspring.

8. Undervannsdokkeenhet 2 som angitt i krav 1, innbefattende en låsemekanisme 3 som har en tripod hvis bein er utformet til å kople inn og skyve et sett med tre strukturer inn i en låst posisjon i en fordypning eller nisje 18 på nevnte armholdende detalj, hvorved nevnte undervannsdokkeenhet 2 er låst til dokkestasjonen 1.

9. Undervannsdokkeenhet 2 om angitt i krav 1, innbefattende en kriseutløsermekanisme på formen som et sett med stolper 23,24, minst en første stolpe 23 på en første side av en av tripodbeinene og en andre stolpe 24 på motsatt side av det samme tripodbeinet, for å normalt forhindre en roterende bevegelse på tripoden i forhold til dokkeenheten 2, de stoppende stolpene er mekanisk utformet og koblet slik at de kan ødelegges og kobles fra av en typisk manipulator til et fjernstyrt kjøretøy (ROV).

10. Undervannsdokkeenhet 2 som angitt i krav 1, hvori noen utvalgte eller de fleste av de eksterne overflatene, fortrinnsvis de for friksjonskontakt med en dokkestasjon 1 er bekledd med et korrosjonshindrende og friksjonsreduserende belegg.

11. En undervannsdokkestasjon 1 for å låsende koble inn og frigjøre en dokkeenhet 2, nevnte dokkeenhet 2 innbefatter - en hovedkropp som definerer et i hovedsak internt volum for å huse en dokkeenhet 2, - nevnte hovedkropp inkluderer en elektromekanisk kobling for kobling til en korresponderende kobling på en dokkeenhet 2, karakterisert vedat en armmottaende og holdende detalj 18 på formen av en nisje eller fordypning definerer en åpning mot et indre volum, nevnte åpning har en minste bredde som er noe mindre enn den bredeste bredden av et indre volum definert av nevnte nisje eller fordypning.

12. En undervannsdokkestasjon 1 som angitt i krav 11, innbefattende et sett med armmottaende og holdende detaljer 18 jevnt fordelt rundt en periferisk overflate eller kontur av nevnte dokkestasjon 1.

13. En undervannsdokkestasjon 1 som angitt i krav 11, innbefattende et sett med mottaende og holdende detaljer 18 jevnt fordelt langs en periferi til dokkestasjonene 1 som sett fra en langsgående senterakse i nevnte dokkestasjon 1.

14. En undervannsdokkestasjon 1 som angitt i krav 11, hvori nevnte armmottaende og holdende detalj 18 er en integrert del av en låsekant 6 i dokkestasjonen 1.

15. En undervannsdokkestasjon 1 som angitt i krav 14, hvori nevnte armmottaende og holdende detalj 18 er plassert nær en kantdel av nevnte låsekant 6, og nevnte låsekant 6 er tilpasset i hovedsak langs en periferisk overflatekontur av dokkestasjonen 1.

16. En undervannsdokkestasjon 1 som angitt i krav 10, hvori nevnte armmottaende og holdende detalj 18 innbefatter en nisje eller fordypning som har et indre utspring 20 på innsiden av overflaten for å stanse en korresponderende utstående armdetalj 22 på en armstruktur 4 i undervannsdokkeenheten 2 for å forhindre eller begrense en glidende handling fra nevnte trearmede struktur 4 mot en overflate på den armmottaende og holdende detaljen 18 når dokkeenheten 2 er låst til dokkestasjonen 1.

17. Undervannsdokkestasjon 1 som angitt i krav 11, hvori noen utvalgte eller de flest av de eksterne overflatene, fortrinnsvis de for friksjonskontakt med en dokkeenhet 2 er bekledd med et korrosjonshindrende og friksjonsreduserende belegg.

18. En undervannsstrømningsmåler for multifase inkluderende en dokkeenhet 2 som angitt i krav 1, innbefattende en traktformet dokkestasjon 1, nevnte dokkeenhet 2 er tilpasset til å kunne avtakbart festes til dokkestasjonen 1 og er selektivt innkoblende låsemekanisme 3 for å låse nevnte dokkeenhet 2 til nevnte dokkestasjon 1, hvori nevnte låsemekanisme 3 innbefatter en aktuatoranordning plassert på nevnte dokkeenhet 2 or å bevege nevnte armstruktur i forhold til en eller flere korresponderende armmottaende og holdende detaljer 18 på nevnte dokkestasjon 2, hvorved frigjørbar låseinnkobling og frakobling av dokkeenheten 2 og dokkesituasjonen 1 er oppnådd.