NO339451B1

NO339451B1 - Tetningsholder

Info

Publication number: NO339451B1
Application number: NO20120972A
Authority: NO
Inventors: Anders Billington
Original assignee: Aker Solutions As
Priority date: 2012-08-29
Filing date: 2012-08-29
Publication date: 2016-12-12
Also published as: NO20120972A1; WO2014035255A1

Description

1

Tetningsholderinnretning

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en tetningsholderinnretning tilrettelagt for å bli opptatt i en boring i en konstruksjonsdel designet for å bli neddykket i vann, der tetningsholderinnretning omfatter en låsestift innrettet til å være bevegelig mellom en inntrukket og utkjørt stilling i boringen.

Selv om den foreliggende tetningsholderinnretning er utviklet i forbindelse med en koplingsenhet tilrettelagt for oppkopling av to sirkulære eller rørformede elementer, der koplingen oppviser en forutbestemt forspenning, er andre anvendelser tenkelige. I dette bestemte eksempel er koplingsenheten en nødfrakoplingspakke (EDP-Emergency Disconnection Package) som ligger mellom komponenter i forbindelse med en undervannsbrønn, slik som mellom en nedre del av et stigerør og en øvre del av en nedre stigerørspakke (LPR-Lower Riser Package). Det gis henvisning til NO 2011 0380 (PCT/EP/2012/001045) for en slik EDP og LRP.

Det er også kjent et mer generelt låse-system av liknende type i US 2012/0000664. Ytterligere eksempler på kjent teknikk er vist i US 4589689A.

Problemet som den foreliggende oppfinnelse søker å løse er hvordan fastholde en tetning i posisjon på en neddykket første konstruksjonsdel når en slik første konstruksjonsdel er adskilt fra en andre neddykket hoveddel, og så være i stand til å skifte ut en slik tetning ved hjelp av en dykker eller en ROV når hoveddelene blir adskilt, og så være i stand til igjen å entre og innrette de to hoveddeler til tettende inngrep med den nye tetningen mellom seg.

Dette blir løst i samsvar med den foreliggende oppfinnelse med en tetningsholderinnretning av den innledningsvis nevnte art, der innretningen er kjennetegnet ved at låsestiften omfatter en passasje gjennom seg som tilveiebringer vannkommunikasjon mellom bunnen i boringen og det omgivende vann, hvilken låsestift er presset ved fjærende eller elastiske innretninger inn i nevnte utkjørte stilling og er aktiviserbar inn i nevnte inntrukne stilling, ved hjelp av hydraulisk trykk levert til boringen, når selve tetningen skal bli frigjort.

I en utførelse omfatter stiften et ringformet stempel som har en første og en andre endeflate, der den første endeflate virker mot en avsatsflate anordnet på stiften, den andre overflate blir virket på av det hydrauliske trykk som gjør det mulig for stiften å trekke seg tilbake inn i boringen mot kraften i den fjærende innretning.

I en foretrukket utførelse er den elastiske innretning en fjær, men enhver tenkelig fjærvirkende innretning kunne eventuelt virke.

Med fordel er en ytre tetning anordnet mellom boringsveggen og det ringformede stempel, og en indre tetning er anordnet mellom den indre overflate av det ringformede stempel og stiften.

I en utførelse er tetningsholderinnretningen festet til konstruksjonsdelen ved hjelp av en holdende og stiftførende innretning skrudd inn i konstruksjonsdelen.

Med fordel er en andre, ytre tetning anordnet mellom den holdende og stiftførende innretning og boringsveggen, og en andre, indre tetning er arrangert mellom den holdende og stiftførende innretning og stiften.

I nok en utførelse innbefatter konstruksjonsdelen en passasje som fører inn i boringen for å levere hydraulisk trykk mot nevnte avsats på stiften, der passasjen ender i en skråflate ved boringen.

I nok en foretrukket utførelse er holderstiften satt i stand til å utføre en sneppende virkning når en konstruksjonsdel som innbefatter i det minste en undervanns tetningsholderinnretning blir senket ned mot en andre konstruksjonsdel som bærer en tetning som skal holdes fast.

Med fordel forløper holderstiften i en skrånende retning i forhold til flatene som definerer grensesnittet mellom hoveddelene.

Utførelseseksempel

Mens ulike sider ved den foreliggende oppfinnelse har blitt beskrevet i generelle termer ovenfor, vil et mer detaljert og ikke-begrensende eksempel på en utførelse bli beskrevet i det etterfølgende med henvisning til tegningene, hvor: Fig. 1 viser et skjematisk riss av en undervanns konnektorenhet, inn i hvilken en tetningsholderinnretning i samsvar med den foreliggende oppfinnelse kan bli installert; Fig. 2 viser et tverrsnittsriss av en øvre del av konnektorenheten; Fig. 3 viser et forstørret tverrsnittsriss av en del av en slik konnektor; Fig. 4 viser et tverrsnittsriss av konnektoren nedsatt på en rørstuss; Fig. 5 viser en konnektor i likhet med konnektoren ifølge fig. 4, og med tetningsholderinnretningen i samsvar med den foreliggende oppfinnelse installert og vist; Fig. 6 viser et lengdesnitt gjennom tetningsholderinnretningen i samsvar med den foreliggende oppfinnelse i inngrepsposisjon; Fig. 7A og 7B viser lengdesnitt av tetningsholderinnretningen i samsvar med den foreliggende oppfinnelse i frakoplet posisjon.

En mulig anvendelse av tetningsholderinnretningen i samsvar med den foreliggende oppfinnelse er, som nevnt, på en undervannskonnektor, som er beskrevet her som et eksempel på en type anvendelse av tetningsholderinnretningen ifølge oppfinnelsen. Med slik anvendelse, ville med fordel to tetningsholderinnretninger ha blitt installert motstående til hverandre, dvs diametralt til hverandre i forhold til selve tetningen.

En slik undervannskonnektor kan være i form av en nødfrakoplingspakke (EDP) anordnet på den nedre enden av et stigerør og som foretar forbindelse mellom stigerøret og en nedre stigerørspakke (LRP). Fig. 1 viser et skjematisk riss av et slikt oppsett. Et brønnhode 3A forløper opp fra sjøbunnen 1A og er forbundet til et ventiltre 5A. På toppen av ventiltreet 5A er det anordnet en nedre stigerørspakke 7A og til den nedre stigerørspakke 7A er det forbundet et stigerør 9A som forløper opp til et overflatefartøy (ikke vist). En EDP 11A foretar oppkopling mellom stigerøret 9A og den nedre stigerørspakke 7A (LRP).

I oppsettet i figur 1 er kun en blant et antall mulige anvendelser av en tetningsholderinnretning ifølge oppfinnelsen vist. Dermed kan en slik tetningsholder benyttes til å fastholde en tetning i mange forskjellige komponenter, som vil fremstå for fagmannen.

Fig. 2 viser en konnektor 100. Konnektoren 100 kunne for eksempel bli brukt som EDP 11A vist med henvisning til fig. 1. Uansett hva dens bestemte anvendelse måtte være, vil funksjonen og komponentene til konnektoren 100 bli beskrevet i det etterfølgende. Konnektoren 100 har en hoveddel 101 som i sin øvre ende er tilrettelagt for å bli koplet til en nedre ende av en stigerørseksjon (ikke vist), eller annet utstyr, ved hjelp av et antall bolter 103. I det nedre parti av hoveddelen 101 forløper et spor 105 omkring dens periferi. Sporet 105 er tilpasset til å motta de øvre deler av et antall kravefingre 107. I denne utførelsen er det anordnet 12 kravefingre 107 omkring den nedre omkrets av hoveddelen 101. Kravefingrene 107 oppviser et låseprofil 109 i deres nedre del. Låseprofilene 109 vender radialt innad og er tilpasset til å gripe med en motvendende profil på en rørstuss til hvilken konnektoren 100 vil forbinde. Dette vil bli beskrevet videre nedenfor.

Mellom kravefingrene 107 er føringsplater 111 anordnet, hvilke plater 111 bidrar til å holde kravefingrene 107 på plass og lede dem når de beveger seg radialt. Som det vil fremgå av beskrivelsen lenger ned, er kravefingrene 107 arrangert til å svinge omkring deres inngrepseksjon med sporet 105 i hoveddelen101. I fig. 2 er kravefingrene 107 vist i en posisjon hvor deres nedre del er svingt radialt utad.

For å svinge kravefingrene 107 radialt innad og utad er det anordnet en aktiviseringshylse 113. Aktiviseringshylsen 113 er tilpasset til å bli beveget oppad og nedad som derved svinger kravefingrene 107, særlig låseprofilet 109 på kravefingrene 107, utover og innover.

I fig. 2 og fig. 3 er aktiviseringshylsen 113 vist i en øvre stilling. I denne posisjon kontakter en opplåsningsskulder 113a (Fig. 3) en opplåsningsskulder 107a på kravefingeren 107, som derved tilveiebringer en utad svingende bevegelse av kravefingeren 107, omkring dens inngrep med sporet 105 i hoveddelen 101.

Fig. 4 viser et tverrsnittsriss av konnektoren 100, langs et annet plan enn vist i fig. 2 og fig. 3. I denne tegning er konnektoren 100 vist nedsatt på en landingsflate 203 på en koplingsdel, imidlertid fortsatt ikke koplet til den. Her er koplingsdelen i form av en rørstuss (hub) 201. Her kan man se hvordan aktiviseringshylsen 113 har svingt ut kravefingrene 107. Man kan også se hele tverrsnittsprofilet til kravefingrene 107, uten ledeplatene 111 i forkant. Rørstussen 201 omfatter låseprofiler 209 som forløper omkring dens øvre periferi, tilpasset til å gripe med låseprofilene 109 på kravefingrene 107.

Aktiviseringshylsen 113 omfatter en skrå aktiviseringsflate 113b som er tilpasset til å skli mot en motvendende og skrå aktiviseringsflate 107b på kravefingeren 107. Disse skråflater 113b, 107b tilveiebringer den innad svingende bevegelse av kravefingeren 107 når aktiviseringshylsen 113 beveges nedover. Kravefingeren 107 og aktiviseringshylsen 113 har også vertikale flater som vender mot hverandre når de er i en låst stilling.

I fig. 4 er det også indikert en tetning 5 ved grensesnittet mellom de to forbindende deler, hoveddelen 101 og rørstussen 201. Tetningen 5 skal bli holdt fast av en tetningsholderinnretning (ikke vist i fig. 4) i samsvar med den forliggende oppfinnelse. Tetningsholderinnretningen blir beskrevet nedenfor med henvisning til fig. 5, 6 og 7.

Fig. 5 viser i hovedsak det samme som fig. 4, men nå er

tetningsholderinnretningen 10 installert. Tetningsholderinnretningen 10 er installert i en boring 6 boret inn i hoveddelen 101 av konnektoren 100. Hovedkonstruksjonsdelen 101 innbefatter en passasje 9 som fører inn i boringen 6 for å kunne levere hydraulisk trykk inn i boringen 6. Dette vil bli beskrevet i nærmere detalj med henvisning til fig. 6 og 7.

Som nevnt er tetningsholderinnretningen 10 tilpasset for opptak i en boring 6 i hoveddelen 101 som er konstruert for nedsenking i vann.

Tetningsholderinnretningen 10 er designet for å gripe og holde tetningen 5, eller tetningsenheten, anordnet til hoveddelen 101, lik EDP koplingsdelen 101 ovenfor.

Som vist i nærmere detalj i fig. 6, omfatter tetningsholderinnretningen 10 en låsepinne 1, eller låsestift, som er innrettet til å være bevegelig mellom en tilbaketrukket og utkjørt stilling i boringen 6 i konstruksjonsdelen 101. Låsestiften 1 er presset av en fjær 4 inn i den utkjørte stilling og er aktiviserbar inn i den tilbaketrukne stilling når tetningen 5 skal frigjøres. I den viste utførelsen forløper boringen 6 og stiften 1 i en skrå retning i forhold til overflatene som definerer grenseflaten mellom hoveddelen 101 og rørstussen 201.

Som vist i figur 6, 7A og 7B, har låsepinnen en aksial passasje 7 gjennom hele sin forlengelse. Denne passasje 7 tilveiebringer vannkommunikasjon mellom bunnen 6a av boringen 6 og det omgivende vann.

I den illustrerte utførelsen er pinnen 1 aktiviserbar ved hjelp av hydraulisk trykk levert til boringen 6. Det er imidlertid også tenkelig at pinnen 1 kan bli aktivisert manuelt av en dykker, kanskje med hjelp av et verktøy.

I den illustrerte utførelsen innbefatter pinnen 1 et ringformet stempel 3 som har en første og en andre endeflate 3a, 3b. Den første endeflate 3a virker mot en avsats 8 sin flate 8a anordnet på pinnen 1. Den andre flate 3b kan bli virket på av hydraulisk trykk som muliggjør at pinnen 1 kan trekke seg tilbake inn i boringen 6 mot kraften i fjæren 4. Imidlertid, enhver tenkelig fjærvirkende innretning kunne virke eller funksjonere. Dette er illustrert i fig. 7B.

Videre er en ytre tetning 3c anordnet mellom boringsveggen 6b og det ringformede stempel 3, og en indre tetning 3d er anordnet mellom den indre overflate av det ringformede stempel 3 og pinnen 1. 1 den illustrerte utførelsen er tetningsholderinnretningen 10 festet til konstruksjonsdelen 101 ved hjelp av en fastholdende og stiftførende innretning

2 skrudd inn i konstruksjonsdelen 101 via inngripende gjenger 2a.

En andre ytre tetning 2b er anordnet mellom den fastholdende og stiftførende innretning 2 og boringsveggen 6b, og en andre indre tetning 2c er anordnet mellom den fastholdende og stiftførende innretning 2 og stiften 1.

Med fordel innbefatter konstruksjonsdelen 101 en passasje 9 som fører inn i boringen 6 for å levere hydraulisk trykk mot avsatsen 8 på stiften 1. Som vist i fig. 5 ender denne passasjen 9 i en skråflate 9a ved boringen 6.

Det skal forstås at holdestiften 1 er satt i stand til å utføre en sneppvirkning når en konstruksjonsdel 101 som innbefatter i det minste undervanns tetningsholderinnretning 10 blir senket mot en andre konstruksjonsdel 201 som bærer en tetning 5 som skal fastholdes. Dette er illustrert i fig. 7A. Alternativt kan tetningen 5 bli hevet inn i konstruksjonsdelen 101, enten manuelt, med verktøy eller med en ROV.

Således vil denne fjærbelastede, hydraulisk betjente tetningsholderstift 1 automatisk kontakte og holde på tetninger/tetningsenheter 5 når utstyret i hvilket de blir installert senkes ned på dem, eller bringes inn i dem som ovenfor indikert. Stiften 1 blir frakoplet ved å aktivisere den hydrauliske linje, som tillater tetninger å bli frigjort. En stempelhylse sikrer at mekanismen er trykkbalansert og hindrer stiften i å bli skjøvet i noen retning ved ytre (omgivende) trykk. Fjæren utøver nok kraft på stiften til å hindre den i å bli skjøvet tilbake av søylen med hydraulisk fluid i den hydrauliske ledning som forløper over sjøens overflate.

Claims

1. Undervanns tetningsholderinnretning (10) innrettet for å bli opptatt i en boring (6) i en konstruksjonshoveddel (101) konstruert for å bli neddykket i vann, hvilken tetningsholderinnretning (10) omfatter en låsestift (1) innrettet til å være bevegelig mellom en inntrukket og utkjørt stilling i boringen (6),karakterisertved at låsestiften (1) omfatter en passasje (7) gjennom seg som tilveiebringer vannkommunikasjon mellom bunnen (6a) i boringen (6) og det omgivende vann, hvilken låsestift (1) er presset ved fjærende eller elastiske innretninger inn i nevnte utkjørte stilling og er aktiviserbar inn i nevnte inntrukne stilling, ved hjelp av hydraulisk trykk levert til boringen (6), når selve tetningen (5) skal bli frigjort.

2. Undervanns tetningsholderinnretning som angitt i krav 1,karakterisert vedat stiften (1) innbefatter et ringformet stempel (3) som har en første og en andre endeflate (3a, 3b), der den første endeflate (3a) virker mot en avsatsflate (8a) anordnet på stiften (1), den andre overflate (3b) blir virket på av det hydrauliske trykk som gjør det mulig for stiften (1) å trekke seg tilbake inn i boringen (6) mot kraften i den fjærende innretning.

3. Undervanns tetningsholderinnretning som angitt i krav 1 eller 2,karakterisertved at den elastiske innretning er en fjær (4).

4. Undervanns tetningsholderinnretning som angitt i krav 2 eller 3,karakterisertved at en ytre tetning (3c) er anordnet mellom boringsveggen (6b) og det ringformede stempel (3), og en indre tetning (3d) er anordnet virkende mellom den indre overflate av det ringformede stempel (3) og stiften (1).

5. Undervanns tetningsholderinnretning som angitt i ett av kravene 1 -4,karakterisert vedat tetningsholderinnretningen (10) er festet til konstruksjonsdelen (101) ved hjelp av en holdende og stiftførende innretning (2) skrudd inn i konstruksjonsdelen (101).

6. Undervanns tetningsholderinnretning som angitt i krav 5,karakterisert vedat en ytre tetning (2b) er anordnet mellom den holdende og stiftførende innretning (2) og boringsveggen (6b), og en andre, indre tetning (2c) er arrangert mellom den holdende og stiftførende innretning (2) og stiften (1).

7. Undervanns tetningsholderinnretning som angitt i ett av kravene 1 -6,karakterisert vedat konstruksjonsdelen (101) innbefatter en passasje (9) som fører inn i boringen (6) for å levere hydraulisk trykk mot nevnte avsats (8) på stiften (1), der passasjen (9) ender i en skråflate (9a) ved boringen (6).

8. Undervanns tetningsholderinnretning som angitt i ett av kravene 1 -7,karakterisert vedat stiften (1) er satt i stand til å utføre en sneppende virkning når en konstruksjonsdel (101) som innbefatter i det minste en undervanns tetningsholderinnretning (10) blir senket ned mot en andre konstruksjonsdel (201) som bærer en tetning (5) som skal holdes fast.

9. Undervanns tetningsholderinnretning som angitt i ett av kravene 1 -8,karakterisert vedat stiften (1) forløper i en skrånende retning i forhold til flatene som definerer grensesnittet mellom hoveddelene (101) og (201).