NO332916B1 - Panel for offshore installasjoner - Google Patents

Abstract

Det er beskrevet paneler for bruk på offshore installasjoner som kan dreies mellom åpen og lukket posisjon. Panelene omfatter en torsjonssvak profil, som ved delvis dreining av panelet, vil forårsake en vridning i overflaten på panelene på en slik måte at is og snø løsner.

Description

Den foreliggende oppfinnelsen vedrører panel av typen aktive trykkavlastningspanel, spesielt til bruk innen offshore-industrien.

Pa installasjoner innen olje- og gassindustrien, spesielt i værharde områder, er det en fordel å beskytte arbeidsområder for vedlikehold og operasjon av utstyr med avskjerming mot vind, kulde, regn og annet vær. Imidlertid vil en når en lukker inne et område, øke risikoen for at det oppstår eksplosjon. Hvis eksplosjon oppstår, kan trykket i et skjermet område bli 3-4 ganger større enn om området hadde vært helt åpent.

Hvis et område lukkes av, vil det også stilles høye krav til ventilering, som tradisjo-nelt oppfylles ved mekanisk ventilering av de avlukkede områdene, noe som er energikrevende.

Imidlertid er det ved vanskelige værforhold viktigere å skjerme arbeidsområdene enn å ha fri tilgang på luft, slik at området uansett må lukkes for god og sikker operasjon og vedlikehold på tross av det økte energiforbruket til ventilering.

En har med andre ord valget mellom hel eller delvis skjerming. Ved hel skjerming får en krav til ventilering av det avskjermede området, samtidig med at den antatte risikoen for eksplosjon blir større grunnet økte muligheter for gassdannelse og - ansamling og for gassblanding.

Delvis skjerming er antatt å minske risikofaktoren for eksplosjon med tre; samtidig vil ikke delvis skjerming gi tilstrekkelig beskyttelse ved ekstremt vær av typen som for eksempel kan oppleves i arktiske strøk.

Det er videre kjent at det å arbeide i kulde i lange perioder er svært krevende. Det har vist seg at folk som jobber under slike forhold etter hvert kan bli sløvet av be-lastningen og miste konsentrasjonen, noe som åpenbart ikke er ønskelig, hverken med tanke på trivsel og arbeidsmiljø for arbeiderne eller med tanke på driftssikker-het.

Det er et behov for en innretning som kan skjerme fullstendig operasjons- og vedlikeholdsområder når været krever dette samtidig som innretningen kan åpnes for ventilering når dette lar seg gjøre. En hensikt med den foreliggende oppfinnelsen er å presentere paneler som lar seg bevege mellom lukket posisjon for avskjerming av et område og åpen posisjon for sikring av lufttilførsel og ventilering til området, når dette lar seg gjøre værmessig.

Det vil imidlertid være vanskelig å anvende denne typen paneler i spesielt værharde områder, slik som arktiske strøk, hvor man har både hard vind, svært lave tem-peraturer og gjerne nedbør. I de kaldeste periodene vil det dannes væris eller arktisk snø på alle værutsatte flater og dermed også på panelene. Denne isen eller snøen kan gjøre at panelene fryser fast og ikke enkelt lar seg bevege mellom lukket og åpen posisjon. Som et eksempel forventer man på Shtokman-feltet opptil 53 mm tykk væris på de mest utsatte områdene.

Ved avskjermede områder slik disse lages nå, må man ha mekanisk ventilering gjennom åpninger i installasjonen for utveksling av luft. Åpningene er gjerne dekket av ventilasjonsrister, og i kalde strøk vil disse ristene være forsynt med varmekabler for avsmelting av is og snø for å sikre konstant tilgang på luft. Imidlertid vil denne løsningen bli ekstremt energikrevende ved arktiske forhold grunnet de lave temperaturene og stor grad av is- og snødannelse.

Det er dermed også en hensikt å presentere et panel for avskjerming med høy driftsikkerhet og stor anvendelighet både i arktiske strøk og andre værutsatte områder hvor en ønsker skjerming av arbeids- og vedlikeholdsområder på en installasjon.

Fra GB 2388616 A er det kjent en panelanordning so angitt i den innledende del av krav 1. Denne anordning har en horisontal dreieakse og bevegelsesorganer som er anbrakt på panelanordningens utside, hvor den vil være utsatt for funksjonsforstyr-relser i tilfelle av is og snø. Her er videre paneldelene hule for å kunne gjennom-strømmes av varmluft for å hindre at snø og is skal kunne feste seg på disse. Varmluften strømmer uhindret ut på paneldelens utside og representerer dermed et stort energitap. Svikter lufttilførselen, vil panelet kunne fryse fast og ikke lenger være tjenlig som eksplosjonsavlastning. Under alle omstendigheter vil en eksplosjon føre til at panelet ødelegges og må erstattes med et nytt.

Det er en hensikt med den foreliggende oppfinnelsen å presentere en enkel og sikker måte å få fjernet is og snø fra slike paneler.

Oppfinnelsen tar sikete på å tilveiebringe såkalte aktive paneler, det vil si roterbare paneler som dreies om en vertikal akse, hvor panelene kan roteres mellom lukket posisjon og åpen posisjon. Hvis det er ønskelig med trykkavlastning fra begge si-der, skal panelflatene kunne tilpasses deretter. Når panelene er i lukket posisjon, skal de åpne ved en ESD- (emergency shut down) situasjon eller nødstenging av prosessen ombord. Hvis det oppstår en eksplosjon uten forvarsel, skal panelet fungere som et passivt trykkavlastningspanel. Dette oppnås ifølge oppfinnelsen ved en anordning som angitt i krav 1. Oppfinnelsen omfatter også en vegg som angitt i krav 9 og en anvendelse som angitt i krav 10.

Videre skal panelene kunne opereres under forhold med væris og arktisk snø. Det er i slike situasjoner et behov for å løsne isen fra panelene på en enkel måte. Isen løsnes fra panelene ved at den nedre del av panelet kan dreies, samtidig med at øvre del av panelet fastholdes, slik at panelet får en vridning i panelflaten. Denne vridningen i panelflaten vil tvinge isen til å løsne fra panelet. Paneldelene kan være krumme for ensidig trykkavlastning eller plane ved tosidig trykkavlastning.

Panel i henhold til oppfinnelsen vil ved bruk ha et antall funksjoner. De skal blant annet fungere som et passivt trykkavlastningspanel ved en uventet eksplosjon.

Videre, når det oppdages en gass inne i modulen, gis det signal til en styringsenhet (ESD = emergency shut down eller nødstenging). Da skal panelet åpnes på kort tid, slik at gassen kan ventileres ut ved hjelp av naturlig ventilasjon.

Når værforholdene tillater dette, skal panelene åpnes/vris, slik at man oppnår naturlig ventilasjon hovedsakelig tilsvarende det man får i en åpen modul.

Under spesielle værforhold vil det oppstå væris og/eller arktisk snø som kan hindre panelene i å fungere som forutsatt.

Oppfinnelsen vil nå bli nærmere beskrevet ved hjelp av et utførelseseksempel i de vedlagte tegninger hvor: Fig. la viser et perspektivriss av en del av en vegg med et panel sett fra en første side, fortrinnsvis fremsiden, i henhold til oppfinnelsen, i lukket posisjon. Fig. lb viser et perspektivriss av en del av en vegg med et panel sett fra en første side, fortrinnsvis fremsiden, i henhold til oppfinnelsen, i åpen posisjon. Fig. 2a viser et perspektivriss av en del av en vegg med et panel sett fra en andre side, fortrinnsvis baksiden, i henhold til oppfinnelsen, i lukket posisjon. Fig. 2b viser et perspektivriss av en del av en vegg med et panel sett fra en andre

side, fortrinnsvis baksiden, i henhold til oppfinnelsen, i åpen posisjon.

Fig. 3 viser et sideriss av en del av en vegg med paneler i henhold til oppfinnelsen.

Fig. 4 viser et tverrsnitt av delen av vegg i snittet A-A i fig. 3.

Fig. 5 viser et tverrsnitt av delen av vegg i snittet B-B i fig. 3.

Fig. 6 viser et tverrsnitt av delen av vegg i snittet C-C i fig. 3.

Fig. 7 viser et tverrsnitt av delen av vegg i snittet H-H i fig. 3.

Fig. 8 viser et detaljriss av snitt D i fig. 6.

Fig. 9 viser et detaljriss av snitt L i fig. 6.

Fig. 10 viser et detaljriss av snitt K i fig. 6.

Fig. 11 viser et tverrsnitt i N-N i fig. 7.

Fig. 12a-d viser panelet i henhold til oppfinnelsen i perspektivriss og i utsnitt.

Fig. la og lb viser et perspektivriss av en del av en vegg med et aktivt panel i en ramme 20 i henhold til oppfinnelsen sett fra den ene siden, mens fig. 2a og 2b viser et perspektivriss av delen av veggen med aktivt panel i henhold til oppfinnelsen sett fra den andre siden. Panelet omfatter et vertikalt torsjonssvakt midtre profil 1 (sees best på fig. 2a) som er festet til en topplate 2 og en bunnplate 3 (sees best

på fig. lb). Et torsjonsrør 8 passerer gjennom det torsjonssvake profilet 1. Pa hver side av profil 1 er det montert et vertikalt sideprofil 4 som er festet til topplate 2 og bunnplate 3. Et buet plateelement 5 er festet til profil 1 og ligger i et spor 6 (se fig.

8) i sideprofil 4.

Plateelementene 5 vil vanligvis bue utover fra de skjermede områdene. De vil ved gitt overtrykk fra innersiden bli ytterligere deformert og åpnes ved en innvendig eksplosjon. Dette kalles gjerne passiv eksplosjonsbeskyttelse.

En hydraulisk sylinder 9 under panelet 1-5 er montert til torsjonsrøret 8 ved en sylinderbrakett 10, se fig. 2a og 2b, slik at nedre del av torsjonsrøret 8 kan dreies ved å skyve sylinderbraketten 10 frem og tilbake ved hjelp av den hydrauliske sy-linderen 9.

I profil 4 kan det være tilveiebrakt hull 7 igjennom hele profilet for plassering av varmekabel (ikke vist). Varmekabler kan legges inn som en sikkerhet ved ekstreme forhold med væris og arktisk snø.

Panelet åpnes med en hydraulisk sylinder 9 ved å dreie torsjonsrøret 8, som har fast forbindelse til bunnplate 3. I toppen av torsjonsrøret 8 er det et lager 12 i rammen 20, se fig. 9, som torsjonsrøret 8 roterer i. Topplaten 2 er forbundet til røret 8 med en gjennomgående bolt 13, som kan overføre dreiemoment fra tor-sjonsrøret 8 til profil 1.

Ved å utforme hullet i profil 1 for den gjennomgående bolten 13 ovalt, vil røret 8 vris et gitt antall grader før topplaten må følge med. En vil dermed oppnå en vridning i det vertikale torsjonssvake profilet 1 som forplanter seg over i de buede plateelementene 5, slik at flaten som er dekket av is vris ut av kontakt med isen. Fig. 4-11 viser forskjellige detaljutsnitt av panelet i henhold til oppfinnelsen. Sylinderbraketten 10 er festet til torsjonsrøret 8 ved hjelp av bolt 11, se fig. 5. Fig. 12a-d viser panelet i henhold til oppfinnelsen i perspektivriss og i utsnitt. Tor-sjonsrøret 8 er festet til det vertikale profilet 1 ved en eller flere gjennomgående bolter 13. Disse er anbrakt i ovale slissespor 15 ved topplaten 2, mens boltene ved bunnplaten 3 er anbrakt i tilpassede bolthull (ikke vist), slik at nedre del av tor-sjonsrøret umiddelbart følger bevegelsen til sylinderbraketten, se fig 5.

Hvis det er ønskelig, er det åpenbart at en kan legge ovale slissespor ved bunnplaten 2 og tilpassede bolthull ved topplaten 3 og/eller anbringe styringsenheten for rotasjon av torsjonsrøret i overkant av panelet isteden for i underkant av dette.

Videre kan en se for seg at en sylinder kan drive bevegelsen av flere enn ett panel ved at et antall sylinderbraketter er forbundet med den hydrauliske sylinderarmen. Om ønskelig kan også andre midler for dreining av torsjonsrøret anvendes, slik som kjedeinnretninger, drivremmer, tannstang eller annet.

Bunnplaten 3 og topplaten 2 vil ved motstand fra is kunne gis en innbyrdes vridning som vil fjerne is som følge av deformasjoner i panelstrukturen.

Om ønskelig kan tetningsinnretninger tilveiebringes langs en eller flere av kantene på panelet 1-5, for å isolere ytterligere når panelet er i lukket posisjon. For eksempel kan en tetningsinnretning i form at et skjørt monteres til underkanten av bunnplaten 3.

En fordel med den foreliggende oppfinnelsen er den enkle og kostnadseffektive må-ten for å fjerne is og snø fra panelene. Isen/snøen fjernes ved kontrollert deformasjon mellom topp og bunn av panelet. Deformasjon som oppstår ved motstand fra isen, vil få isen til å løsne.

Ved at panelet står vertikalt, vil det tåle høye belastninger fra is og snø som ikke er til hinder for sikker operasjon. Lasten fra is og snø som legger seg på de vertikale flatene vil ikke belaste overflaten av panelet i nevneverdig grad.

Panelet kan dreie slik at man kan føre luft inn i arbeidsområdet uavhengig av vind-retningen. Samtidig fungerer det som passivt trykkavlastningspanel. Det er dermed også fordelaktig ved den foreliggende oppfinnelsen at man oppnår en kombinasjon av et passivt trykkavlastningspanel og et aktivt panel.

Panelet kan ventilere eksplosjon begge veier, samtidig som løsningen har et lavt energibehov og lite behov for såkalt heat tracing. Bruk og operasjon av systemet oppnås ved hjelp av hydraulikk, ESD signalsystem og strøm, hvilket gjør det kost-nadseffektivt og relativt enkelt å montere og drifte systemet.

Claims (10)

1. Anordning for avskjerming og trykkavlastning av drifts- og vedlikeholdsområder, omfattende en ramme (20) for innfesting i en veggstruktur og et i rammen dreibart understøttet panel (2-5), hvilket panel omfatter to hovedsakelig platefor-mede paneldeler (5) festet til et felles sentralt profil (1), samt en anordning for å dreie panelet (1-5) mellom en åpen og en lukket stilling, karakterisert vedat panelet videre omfatter en topplate (2) og en bunnplate (3), mellom hvilke det sentrale profil (1) og to sideprofiler (4) strekker seg, at de to paneldeler (5) er frigjørbart innfestet i hvert sitt av sideprofilene (4), og at topplaten (2) og bunnplaten (3) er begrenset dreibare i forhold til hverandre om en stort sett vertikal akse i området for det sentrale profil (1), hvilken akse også stort sett sammenfaller med panelets (1-5) dreieakse i rammen (20).

2. Anordning ifølge krav 1, hvor det sentrale profil (1) er tilstrekkelig torsjonssvakt til å tillate nevnte begren-sede dreibarhet mellom topplaten (2) og bunnplaten (3).

3. Anordning ifølge krav 1 eller 2, hvor paneldelene (5) hver utgjøres hovedsakelig av en krummet plate.

4. Anordning ifølge krav 3, hvor en sidekant av den krummede plate (5) er opptatt i en lomme (6) i det respektive sideprofil (4).

5. Anordning ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, hvor anord-ningene for rotasjon av panelet (1-5) omfatter en sylinderbrakett (10) montert til torsjonsrøret (8) og til en hydraulisk sylinder (9), slik at sylinderbraketten (10) roterer torsjonsrøret (8) når den forflyttes av den hydrauliske sylinder (9).

6. Anordning ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, hvor panelet (1-5) er forsynt med varmekabel.

7. Anordning ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, hvor tetningsinnretninger er tilveiebrakt langs en eller flere av endeflatene av panelet (1-5).

8. Anordning ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, hvor sideprofilene (4) omfatter to deler som er boltet sammen.

9. Vegg omfattende en eller flere anordninger i henhold til et av kravene 1-8.

10. Anvendelse av en eller flere anordninger ifølge et av kravene 1-8 i en be-skyttelsesvegg på en offshore-installasjon.