NO332390B1

NO332390B1 - Umbilikal-klammer

Info

Publication number: NO332390B1
Application number: NO20101749A
Authority: NO
Inventors: Kent Häll
Original assignee: Aker Subsea As
Priority date: 2010-12-14
Filing date: 2010-12-14
Publication date: 2012-09-10
Also published as: WO2012080242A2; NO20101749A1; WO2012080242A3

Description

Klemme til navlestrengkabel

OPPFINNELSENS FELT

Den foreliggende oppfinnelsen angår generelt en klemme til navlestrengkabel for å klemme en navlestrengkabel til en rørformet struktur slik som men ikke begrenset til et marint stigerør, i offshore-boring eller produksjonssteder. Klemmen muliggjør klemming av navlestrengkabler på en slik måte at den blir støttet langs praktisk talt hele lengden av den rørformede strukturen, med det mulige unntak av over leddene av strukturen der serier av komponentelementer av strukturen er festet. Spesielt tilveiebringer den foreliggende oppfinnelsen en klemme til navlestrengkabel i henhold til ingressen av krav 1.

TEKNISK BAKGRUNN FOR OPPFINNELSEN

I offshore-boreoperasjoner er rørformede strukturer slik som stigerør et svært vanlig innslag.

Stigerør er kjent for å finne sin bruk i offshore-boreoperasjoner for styring av borerør og verktøy til borehullet og for å drenere slam fjernet fra borehullet til overflaten. Stigerør blir også brukt til å koble et overhalingsfartøy til juletreet for å utføre forskjellige overhalings operasjoner i brønnen. Som vist i WO/2009/134986 innbefatter et stigerør typisk en rekkefølge av stigerørstykker, som har tilstøtende ender som blir sammenkoblet og frakoblet på riggen for å heve og senke stigerøret i havet.

Navlestrengkabler er i grunnen rør og kabler, vanligvis brukt til å overføre kraft, signaler og væsker til og fra en undersjøisk installasjon. Slike navlestrengkabler er vanligvis klemt fast til rørformede strukturer slik som, men ikke begrenset til, stigerør på brannområdet. Som vil være klart for personer øvet i faget er navlestrengkabler av enorm viktighet spesielt i offshore-boreoperasjoner ettersom overføring av kraft og væsker i slike boreoperasjoner spiller en vesentlig rolle i den samlede operasjonen. Dermed har betydelig patentaktivitet allerede blitt opplevd i denne konteksten. WO/2010/042873 viser en navlestrengkabel som kan kobles med et tilbakekoblingsverktøy og er forlengbar inne i et borestigerør, der navlestrengkabelen blir brukt til å kommunisere med et undersjøisk produksjonstre og borehullutstyr via tilbakekoblingsverktøykobling med treet for å kontrollere væskestrømningen fra brønnen. WO/1988/003596 viser en undersjøisk navlestrengkabel som har en endeterminering i form av en styremodulpakke for å kontrollere en undersjøisk anordning.

I ingen av de ovennevnte patentpublikasjonene, er det noen vektlegging av noen mekanisme for å klemme navlestrengkabelen til en hvilken som helst struktur for å sikre jevn funksjonalitet. WO/2009/145906 viser at en avhengingsterminering av navlestrengkabelen er posisjonert og konfigurert til å koble navlestrengkabelen til en installasjon, men her er det heller ikke noen vektlegging eller utdyping av klemmekanismen for navlestrengkabelen.

WO/2007/064223 viser et klemverktøy for å forhindre penetrering av vann i kritiske navlestrengkabelfører mellom fortrinnsvis et undervanns produksjons- og prosessanlegg og et kontrollrom på land eller på en plattform sammenkoblet med en undervanns navlestrengkabel. Klemverktøyet er designet som en U-formet klo med et internt flyttbart klemstempel. Stempelet er ment for å påføre kompresjonskraft og flatklemme et rør anordnet på innsiden av kloen mellom ett ben av kloen og klemstempelet. En pulserende bevegelse blir påført det flatklemte området ved hjelp av klemverktøyet hvorved materialflyt og intern mekanisk sammensmelting kaldsveiser og forsegler rørets flatklemte område. Denne ordningen sikrer forhindring av vannpenetrasjon i navlestrengkabelføreren.

Selv om oppfinnelsene vist i patent publikasjonene som anerkjent i det foregående avsnittet i det vesentligste fokuserer på klem/festemekanisme av en navlestrengkabel, finnes det ingen vektlegging eller tydelig lære for kontinuerlig klemming av en navlestrengkabel langs en rørformet struktur i et boreoperasjonsområde offshore, slik at navlestrengkabelen blir støttet kontinuerlig langs praktisk talt hele dens lengde. Det finnes heller ingen lære i slike dokumenter for å sikre enkel festing og frakobling av navlestrengkabler til og fra de rørformede strukturene slik som, men ikke begrenset til, stigerør som slike navlestrengkabler blir klemt fast til. Generelt innbefatter moderne klemmemekanismer for å klemme navlestrengkabler til rørformede strukturer navlestrengkabler klemt til strukturen slik som et stigerør ved å bruke separate klemmer ved intervaller langs stigerøret, for eksempel som vist i WO/2009/134986.

Dermed har det lenge vært et behov for å designe en klemme til navlestrengkabel for å klemme navlestrengkabler langs en rørformet struktur slik som, men ikke begrenset til, stigerør slik at navlestrengkabelen blir støttet kontinuerlig langs praktisk talt hele dens lengde. Navlestrengkabelklemmen i henhold til den foreliggende oppfinnelsen møter dette lengefølte behovet og andre behov assosiert dertil og designen av navlestrengkabelklemmen som vist i det følgende er betydningsfull for den foreliggende oppfinnelsen.

OPPFINNELSENS FORMÅL

Den foreliggende oppfinnelsen søker å møte det ovenfornevnte behovet som hittil ikke er i den tidligere kjente teknikkens lære ved å tilveiebringe en spesielt designet navlestrengkabelklemme for å klemme en navlestrengkabel langs en rørformet struktur, der klemmen i kraft av dens spesielt konfigurerte design sikrer at navlestrengkabelen blir støttet langs praktisk talt hele dens lengde.

Et annet formål med den foreliggende oppfinnelsen er å tilveiebringe en klemme til navlestrengkabel som i det vesentligste forhindrer vridning av navlestrengkabelen langs en rørformet struktur.

Det er et annet formål med den foreliggende oppfinnelsen å tilveiebringe en klemme til navlestrengkabel som i det vesentligste beskytter navlestrengkabelen fra slag.

Et annet formål med den foreliggende oppfinnelsen er å tilveiebringe en klemme til navlestrengkabel som sikrer enkel festing og frakobling av navlestrengkabelen til og fra den rørformede strukturen, som navlestrengkabelen er klemt fast langs.

Et videre formål med den foreliggende oppfinnelsen er å tilveiebringe en klemme til navlestrengkabel for å klemme en navlestrengkabel langs et stigerør i en offshore boreoperasjon, der klemmen i kraft av sin spesielt konfigurerte konstruksjon sikrer at navlestrengkabelen blir støttet langs praktisk talt hele dens lengde.

Et annet formål med den foreliggende oppfinnelsen er å tilveiebringe en rørformet struktur/stigerør som har i det minste én navlestrengkabel klemt på en praktisk talt kontinuerlig måte langs dens lengde ved hjelp av en spesielt konfigurert klemmemekanisme.

I tillegg fremviser den foreliggende oppfinnelsen noen fordelaktige egenskaper som fortsatt ikke er vist i tidligere kjent teknikk.

Gjennom hele spesifikasjonen inkludert kravene, skal ordene "rørformet struktur", "stigerør", "navlestrengkabel", "klemme", "hjul", "spor", "gummilist", "bånd" og "perforeringer/fordypninger" tolkes i den bredeste forstand av de respektive begrepene og inkluderer alle tilsvarende elementer i feltet kjent under andre begreper, som kan være klart for personer øvet i faget. Restriksjoner / begrensninger, hvis noen, henvist til i beskrivelsen er kun som eksempler og for forståelse av den foreliggende oppfinnelsen. Videre bør det forstås av personer øvet i faget at navlestrengkabelklemmen i henhold til den foreliggende oppfinnelsen er tilpasset til å bli festet to en hvilken som helst type av rørformede strukturer som brukt i offshore boreområder og som kjent for personer øvet i faget. Klemmemekanismen har blitt forklart i den foreliggende spesifikasjonen, med henvisning kun til stigerør for det formål å forstå oppfinnelsen og den foreliggende oppfinnelsen er ikke begrenset til kun slike stigerør.

OPPSUMMERING AV OPPFINNELSEN

I henhold til et første aspekt av den foreliggende oppfinnelsen er det tilveiebragt en klemme til navlestrengkabel for å koble i det minste én navlestrengkabel langs en rørformet struktur, der klemmen innbefatter et første element og i det minste ett andre element Nevnte første element er en forlenget enhet utstyrt med i det minste ett spor for å huse nevnte navlestrengkabel fast deri og nevnte første element er tilpasset til å bli festet langs nevnte rørformede struktur av i det minste ett nevnte andre element, og derved danne en kontinuerlig klemmeanordning for nevnte navlestrengkabel, langs nevnte rørformede struktur.

Fortrinnsvis innbefatter nevnte første element en forlenget elastisk list, f. eks. gummi, som har et spor for å motta navlestrengkabelen. Dette tilveiebringer et fast og beskyttende grep på navlestrengkabelen.

I én utførelsesform innbefatter nevnte andre element i det minste ett bånd tilpasset til å strekke seg rundt nevnte rørformede struktur. Dette er en lett og enkel måte å feste listen på.

Fortrinnsvis er nevnte elastiske list avtagbart festet på nevnte rørformede struktur av i det minste to nevnte bånd. Dette sikrer at listen blir forhindret fra vridning.

Fortrinnsvis har hver nevnte gummilist i det minste to tverrgående kanaler for å motta to nevnte bånd. Dette sikrer et fast grep mellom båndene og listen.

I en alternativ utførelsesform innbefatter nevnte andre element en hylse som er formet i ett med nevnte elastiske list. Dette skaper et ypperlig grep mellom listen og det rørformede.

I en foretrukket anvendelse av klemmen er den rørformede strukturen en del av et stigerør som har suksessivt koblede stigerørsledd, og nevnte klemme danner en kontinuerlig klemmeanordning for nevnte navlestrengkabel langs hele lengden av nevnte stigerørsledd, mellom endebeslag av nevnte stigerørsledd.

I én utførelsesform har den elastiske listen flate kanter på begge sider av nevnte spor for å motta navlestrengkabelen og dette nevnte sporet er videre nær i det minste én ende av nevnte elastiske list. Dette forenkler innsettingen og fjerningen av navlestrengkabelen.

I en alternativ utførelsesform er den forlengede gummilisten utstyrt med fingre ved siden av nevnte spor for å motta navlestrengkabelen. Dette sikrer et fast grep på navlestrengkabelen mens det også forenkler innsettingen og fjerningen av navlestrengkabelen.

Oppfinnelsen innbefatter også et verktøy for å sette en navlestrengkabel inn i og fjerne navlestrengkabelen fra navlestrengkabelklemmen, som innbefatter et hjul med en fordypning tilpasset til å motta navlestrengkabelen og at hjulet er tilpasset til å presse mot nevnte elastiske list for å styre navlestrengkabelen inn i og ut av sporet i den elastiske listen. Ved hjelp av dette verktøyet blir belastning på navlestrengkabelen sterkt redusert, og innsettingen og fjerningen av navlestrengkabelen kan bli automatisert.

KORTFATTET BESKRIVELSE AV FIGURENE

Nå som hovedegenskapene til oppfinnelsen har blitt beskrevet ovenfor, vil en mer detaljert og ikke-begrensende beskrivelse av noen eksempeltj enende utførelsesformer bli gitt i det følgende med henvisning til tegningene, hvori Figur 1 er et forstørret bilde av navlestrengkabelklemmen i henhold til en foretrukket utførelsesform av den foreliggende oppfinnelsen. Figur 2a og Fig 2b illustrerer to forskjellige profilbilder av en foretrukket utførelsesform som illustrerer et hjul for festing og frakobling av navlestrengkabelen. Figur 3a, Fig. 3b, Figur 3c og Fig. 3d illustrerer alternative utførelsesformer av det første elementet av klemmen i henhold til den foreliggende oppfinnelsen. Figur 4a og 5b illustrerer en videre alternativ utførelsesform av den foreliggende oppfinnelsen, hvori klemmen er formstøpt rundt røret.

DETALJERT BESKRIVELSE AV OPPFINNELSEN

Som fremlagt i det foregående er det vesentligste formålet med den foreliggende oppfinnelsen å tilveiebringe en klemmemekanisme for å klemme en navlestrengkabel langs en rørformet struktur i et offshore boreområde, slik at navlestrengkabelen blir støttet langs praktisk talt hele dens lengde langs den rørformede strukturen.

Klemmemekanismen har blitt forklart i det følgende, med henvisning kun til stigerør for det formål å forstå oppfinnelsen og den foreliggende oppfinnelsen er ikke begrenset til kun slike stigerør. Den kan være anvendelig på andre rørformede strukturer. Videre er beskrivelse av det første elementet og andre elementet av klemmekanismen som tilveiebragt i det følgende bare for det formål å forstå den foreliggende oppfinnelsen og ikke som en hvilken som helst form for begrensning. Det bør forstås av personer øvet i faget at det kan være andre første elementer og andre elementer for å sikre kontinuerlig støtte for navlestrengkabelen langs hele dens lengde og den foreliggende oppfinnelsen omslutter alle slike alternativer.

Som illustrert i den medfølgende figur 1 innbefatter klemmekanismen et første element i form av en gummiklemme 3 og et andre element i form av et rustfritt stålbånd 2. Navlestrengkabelen 1 løper langs hele lengden av stigerøret 8. Navlestrengkabelklemmen som innbefatter gummiklemmen 3 og båndet 2 sikrer at navlestrengkabelen 1 blir støttet kontinuerlig langs hele dens lengde. For dette formålet, som det vil forstås av personer øvet i faget, bør det være et mangfold av gummiklemmer 3 festet på overflaten av stigerøret 8 av i det minste ett bånd 2, der hver gummiklemme 3 har i det minste ett bånd 2, men fortrinnsvis et mangfold av bånd, for å sikre tilstrekkelig festing av gummiklemmen 3 til stigerøret 8. Fortrinnsvis, er det i det minste to slike bånd. Dette er videre illustrert i den medfølgende figur 2a og figur 2b. Gummiklemmene 3 er fortrinnsvis utstyrt med tverrgående kanaler 2\ som illustrert i medfølgende figur 3a og figur 3b for at båndene 2 skal kunne passere gjennom og tilveiebringe grepet rundt stigerøret 8. Hvordan båndene 2 tilveiebringer grepet rundt stigerøret 8 vil spesielt være svært klart fra de medfølgende figurene 2a og 2b. Navlestrengkabelen er dermed tilveiebragt kontinuerlig støtte langs praktisk talt hele dens lengde der det eneste unntaket er over leddene av stigerøret. Som fremlagt i det foregående avsnittet, kan båndene også være plastikkbånd. Antallet av bånd kan variere avhengig av styrken på båndet. Generelt reduserer et stort antall bånd, og dermed kort avstand mellom båndene, kravet til styrke av hvert bånd. Gummilisten 3 er fortrinnsvis laget ved ekstrudering mye på same måten som båtfendere blir laget.

Den medfølgende figur 3c som er et forstørret bilde av gummiklemmen 3 illustrerer at hver gummiklemme er en forlenget rørformet kapsling som har et kontinuerlig spor 7 med flate kanter langs aksen av den rørformede kapslingen, en furet indre vegg T og innsnevret midtdel 7". Figur 3c viser et bilde der et forstørret bilde av kun én ende er vist, mens den andre enden ikke er vist. Figur 3d viser et fullt bilde av gummilisten 3 som viser begge endene. De medfølgende figurene 3 a og 3b illustrerer en annen utførelsesform av den forlengede gummilist 2 der etterfølgende fingre 6 er tilveiebragt på toppoverflaten derav for å sikre fast grep om navlestrengkabelen. Denne utførelsesformen gjør det enklere å presse navlestrengkabelen inn i fordypningen 7 og å fjerne den igjen. Figur 4a og 4b viser en alternativ utførelsesform av klemmen i henhold til den foreliggende oppfinnelsen. I stedet for å feste gummilisten 3a med separate bånd til stigerøret har gummilisten 3 a en hylse 9 laget i ett med gummilisten 3 a. Hylsen 9 er fortrinnsvis formstøpt rundt stigerørstykket 8 mellom endebeslagene / leddene av stigerøret.

Mellom hylsen 9 og listen 3a er det formet fordypninger 10. Fordypningene 10 tilveiebringer rom for at listen kan bøyes når en navlestrengkabel blir presset inn i fordypningen 7a.

Klemmemekanismen som beskrevet i det foregående sikrer kontinuerlig klemming av navlestrengkabelen langs hele dens lengde ved hjelp av kontinuerlig støtte. Dette har hittil ikke blitt imøtesett eller oppnådd. Denne ordningen sikrer dermed at navlestrengkabelen vil bli støttet praktisk talt langs hele dens lengde. Som følge av dette vil det bli forhindret fra vridning som er kjent for å skje på anvendelsesområder av nåværende navlestrengkabelklemmer. Klemmemekanismen i henhold til den foreliggende oppfinnelsen sikrer også bedre beskyttelse mot slag.

Med den foreliggende oppfinnelsen blir det også muliggjort enkel festing og frakobling av navlestrengkabelen til stigerøret, og for dette formålet kan et drevet eller ikke-drevet hjul 5 bli plassert ved siden av gummilisten 3, som illustrert i de medfølgende figurene 2a og 2b. Hjulet er roterbart hengt opp på en arm (ikke vist) som presser hjulet mot gummilisten. Som følge av dette vil navlestrengkabelen bli presset inn i det langsgående sporet til gummilisten av hjulet 5. Hjulet vil også forenkle fjerning av navlestrengkabelen fra gummilisten. Hjulet reduserer bøyingen og belastningen på navlestrengkabelen, og dermed kan både innsetting og fjerning av navlestrengkabelen finne sted med liten sjanse for skade på navlestrengkabelen.

Det vil forstås av personer øvet i faget at i et brønnområde kan atskillige slike navlestrengkabler bli festet til én eller flere rørformede strukturer/stigerør og for enkelhets skyld er kun én navlestrengkabel illustrert i de medfølgende figurene.

Den foreliggende oppfinnelsen omslutter også en rørformet struktur/stigerør som har i det minste én navlestrengkabel klemt på en kontinuerlig måte langs hele dens lengde ved hjelp av klemmekanismen som beskrevet i det foregående.

Den foreliggende opprinnelsen har blitt beskrevet med henvisning til noen foretrukne utførelsesformer og noen tegninger kun for forståelsesformål og det bør være klart for personer øvet i faget at den foreliggende oppfinnelsen inkluderer alle legitime modifikasjoner innenfor omfanget av det som har blitt beskrevet i det foregående og som kreves i de vedlagte kravene.

Claims

1.

1. En navlestrengkabelklemme for å koble i det minste én navlestrengkabel langs en rørformet struktur, der klemmen innbefatter et første element og i det minste ett andre element,karakterisert vedat nevnte første element er en forlenget enhet utstyrt med i det minste ett spor for å huse nevnte navlestrengkabel fast deri og nevnte første element er tilpasset til å bli festet langs nevnte rørformede struktur av i det minste ett nevnte andre element, som derved danner en kontinuerlig klemmeanordning for nevnte navlestrengkabel langs nevnte rørformede struktur.

2. Navlestrengkabelklemmen i henhold til krav 1,karakterisert vedat nevnte første element innbefatter en forlenget elastisk list, f. eks. gummi, som har et spor for å motta navlestrengkabelen.

3. Navlestrengkabelklemmen i henhold til krav 1 eller 2,karakterisert vedat nevnte andre element innbefatter i det minste ett bånd tilpasset til å strekke seg rundt nevnte rørformede struktur.

4. Navlestrengkabelklemmen i henhold til krav 3,karakterisert vedat nevnte elastiske list er avtagbart festet på nevnte rørformede struktur av i det minste to nevnte bånd.

5. Navlestrengkabelklemmen i henhold til krav 4,karakterisert vedat hver nevnte gummilist har i det minste to tverrgående kanaler for å motta to nevnte bånd.

6. Navlestrengkabelklemmen i henhold til krav 1 eller 2,karakterisert vedat nevnte andre element innbefatter en hylse som er formet i ett med nevnte elastiske list.

7. Navlestrengkabelklemmen i henhold til et hvilket som helst av de foregående kravene,karakterisert vedat nevnte rørformede struktur er en del av et stigerør som har suksessivt koblede stigerørsledd og nevnte klemme danner en kontinuerlig klemmeanordning for nevnte navlestrengkabel langs hele lengden av nevnte stigerørsledd mellom endebeslag av nevnte stigerørsledd.

8. Navlestrengkabelklemmen i henhold til et hvilket som helst av de foregående kravene 2-7,karakterisert vedat nevnte elastiske list har flate kanter på begge sider av nevnte spor for å motta navlestrengkabelen og dette nevnte sporet er videre nær i det minste én ende av nevnte elastiske list.

9. Navlestrengkabelklemmen i henhold til et hvilket som helst av de foregående kravene 2-6,karakterisert vedat nevnte forlengede gummilist er utstyrt med fingre ved siden av nevnte spor for å motta navlestrengkabelen.

10. Et verktøy for å sette en navlestrengkabel inn i og fjerne navlestrengkabelen fra navlestrengkabelklemmen i henhold til et hvilket som helst av de foregående kravene 2 til 9,karakterisert vedat det innbefatter et hjul med en fordypning tilpasset til å motta navlestrengkabelen og at hjulet er tilpasset til å presse mot nevnte elastiske list for å styre navlestrengkabelen inn i og ut av sporet i den elastiske listen.