NO154812B - Anordning for overvaaking av en marin plattform. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår overvåking av en fast eller flytende marin plattform hvis konstruksjon består av et nettverk av rørformede elementer som er tettende forbundet med hverandre, særlig ved sveising.

Et meget alvorlig problem for sikkerheten av installasjoner til sjøs er det som angår detektering av sprekker som kan danne seg i disse elementer eller i deres forbindelser .

En periodisk visuell inspeksjon kan foretas etter rengjøring av sonene, såsom de sveisede områder som er mest utsatt for risikoen for å gi foranledning til dannelsen av sprekker. Dette medfører imidlertid et meget langvarig og kostbart arbeide som kan gjentas bare mellom lange tidsintervaller.

Det har for de sveisede områder vært foreslått å anordne hulrom som utsettes for undertrykk (US-PS 3 667 862) eller et trykk som i alle fall avviker fra det omgivende trykk (FR-PS 2 384 251) slik at disse hulrom mister dette undertrykk eller avvikende trykk hvis det oppstår nærliggende sprekker. Imidlertid, bortsett fra det faktum at disse hulrom i visse konstruksjoner selv på en farlig måte reduserer den mekaniske styrke av sonen som observeres, er det bare mulig på denne måte å iaktta eller observere meget begrensede områder og der er således ingen beskyttelse mot tilstøtende sprekker som unnslipper detektering.

Et formål ved foreliggende oppfinnelse er å sørge for effektiv overvåking av alle de utsatte soner i en platt-formkonstruksjon ved hjelp av enkle hjelpemidler for derved å kunne oppdage enhver sprekkdannelse i konstruksjonen.

Studier og prøver utført for dette formål har gjort det mulig å bekrefte at det ikke var nødvendig å detektere en sprekk straks den begynner å danne seg, men at det var tilstrekkelig å kunne detektere sprekken etter at den gjennomtrenger hele veggtykkelsen i et rørformet element.

I samsvar med oppfinnelsen er det skaffet til

veie anordning for overvåking av en marin plattform med en konstruksjon som består av et nettverk av rørformede elementer som er tettende forbundet med hverandre, og hvor minst noen av disse rørformede elementer har opptagere innrettet

for å detektere gjennomgangen av et fluidum gjennom en rørformet vegg og gi informasjon om denne gjennomgang, idet en signalresultatenhet innrettet for å ta imot denne informasjon er anbrakt på en ikke neddykket del av plattformen, og hvor anordningen er kjennetegnet ved de trekk som fremgår av den karakteriserende del av det etterfølgende krav 1.

Med "selvstendig energikilde" skal forståes en kilde som er istand til å funksjonere flere år, for eksempel noen tiår, uten utvendig supplering.

Gjennomgangen av fluidum detekteres ikke nødvendig-vis øyeblikkelig. Det er tilstrekkelig for opptageren å måle en parameter som progressivt modifiseres ved slik gjennomgang av fluidum og som utvikler seg tilstrekkelig hurtig til at detektering finner sted før sprekken blir farlig.

Opptageren kan være en trykkmåler som måler trykket inne i et rørformet element. I normal tilstand kan det indre av det rørformede element stå under atmosfæretrykk eller være utsatt for et vakuum, men det foretrekkes å ut-sette det for et trykk som er høyere enn det utvendige hydrostatiske trykk på bruksstedet, slik at gjennomgangen av fluidum bevirket av en eventuell sprekk vil være gjennomgangen av gass, vanligvis luft, fra det indre til det ytre av et rørformet element. En gass vil i virkeligheten gå lettere enn vann gjennom en sprekk, og retningen av gjennomgangen fra innvendig til utvendig eliminerer faren for til-stopping av sprekken ved forurensninger i sjøen eller på utsiden forøvrig. Trykkmåleren detekterer derved et trykkfall hvis det oppstår en sprekk. Hvis det indre av det rørformede element i normal tilstand har et trykk som er lavere enn det hydrostatiske trykk, kan den anvendte opptager være et hygro-meter som detekterer en fuktighetsinntrengning i det rør-formede element i stedet for en trykkmåler som detekterer en trykkøkning.

Opptagerne kan være innrettet for å overføre akustiske signaler bare i tilfellet av detekteringen av en fluidumgjennomgang gjennom et rørformet elements vegg.

For større sikkerhet foretrekkes enten å "avlytte" opptagerne periodisk fra overflaten eller å anordne automatisk utsendelse av et akustisk signal med på forhånd fastlagte tidsintervaller, hvor signalet gir opplysning om en parameter (for eksempel trykk eller fuktighet) følsom for gjennomgangen av et fluidum gjennom veggen av et rørformet element. Denne opplysning kan være en måling eller enda enklere en indikasjon om at en målt parameter er under eller over en viss terskelverdi. De akustiske signaler kan for visse opptagere også overføres gjennom det materiale,vanligvis stål, som danner plattformkonstruksjonen, ved at opptagerne da er anordnet og anbrakt for å sende ut akustiske signaler som overføres til signalresultatenheten gjennom plattformens konstruksjon . En hybrid løsning kan benyttes, hvorved selv-forsynte opptagere plasseres i den permanent neddykkede sone og opptagere tilkoblet ledninger plasseres i tidevannssonen (det vil si den sone som av og til er i luften og av og til i vannet) eller i den sone som er ute av vannet - denne siste sone inkluderer blant annet plattformdekkskonstruksjoner.

Ytterligere trekk ved oppfinnelsen vil fremgå av følgende beskrivelse av en utførelse som er gitt som et rent eksempel og med henvisning til tegningene, hvor fig. 1 er et perspektivriss av en fullstendig plattform utstyrt med et system for detektering av sprekker i samsvar med oppfinnelsen, fig. 2 viser i snitt og i større målestokk en opptager montert på et rørformet element, og fig. 3 viser i snitt en skjøt mellom rørformede elementer.

Fig. 1 viser en marin plattform 1 understøttet

på havbunnen 2 ved hjelp av en konstruksjon 3 av rørformede elementer som er sveiset til hverandre. Disse rørformede elementer er sammensatt av fire oppover rettede ben, hvorav tre 4, 5, 6 er synlige på figuren, og av et utstyr av forbindende elementer som strekker seg for det første i flater dannet mellom de suksessive ben og for det annet fra en flate til en annen i horisontale plan hvor de danner rek-tangler (de blir heretter betegnet horisontale avstivere).

De forbindende elementer som befinner seg i en flate, omfatter horisontale gurtelementer og skråttstilte avstivere. De forbindende elementer har fått henvisningstall som omfatter et tresifret tall, hvor det første siffer er henvisningstallet 4, 5, 6 (benet som skulle ha henvisningstallet 7 er ikke vist på tegningen) for det ben som sees av en iakttager som står inne i konstruksjonen 3, vendende mot det angjeldende element når sistnevnte er en horisontal avstiver eller på høyre side av den flate som elementet hører til hvis elementet er et element med en flate, det annet siffer tilsvarer høyden 0, 1, 2, 3, 4, 5 for det horisontale element - det horisontale gurtelement eller angjeldende horisontale avstiverne - eller for gurtelemen-tet, over hvilket den angjeldende skråavstiver stiger opp, mens det tredje siffer er 0 i tilfellet av et gurtelement, 1 eller 2 i tilfellet av en avstiver som står skrått i den ene eller den annen retning, 3 i tilfellet av en vertikal avstiver og 4 i tilfellet av en horisontal avstiver.

Det kunne være anordnet en opptager på hvert rør-formet element, men det synes foretrukket å gruppere sammen et antall rørformede elementer for å danne et felles innvendig rom som overvåkes av én og samme opptager.

På den flate som har fått henvisningstallet for benet 5, er det her anordnet fordeling av de rørformede elementer på følgende måte: - Gruppen av elementer 500 - 501 - 502 - 503 - 504 med en opptager 505; - Gruppen av elementer 510 - 511 - 512 - 514 med en opptager 515; - Gruppen av elementer 520 - 521 - 522 - 524 med en opptager 525; - Gruppen av elementer 530 - 531 - 532 - 534 med en opptager 535; - Gruppen av elementer 540 - 541 - 542 - 550 med en opptager 545 .

De andre flater kan ha tilsvarende grupperinger. For eksempel vil det på den flate som har fått henvisningstallet for benet 4, være grupper såsom gruppen av elementer 420 - 421 - 422 - 424 med en opptager 425 og på den flate som har fått henvisningstallet for benet 6, vil det være grupper såsom gruppen av elementer 630 - 631 - 632 (ikke vist) - 634 med en opptager 635.

Denne gruppering utgjør selvsagt bare et eksempel blant mange andre muligheter.

Havflaten er vist ved 8. Opptageren 545 er vanligvis ute av vannet og er ved hjelp av en kabel 9 forbundet med en resultatenhet 10 anbragt på plattformen. Opptagerne 505, 515, 525 og 535 er til stadighet neddykket og de er innrettet for å overføre et akustisk signal som går gjennom vannet til et neddykket mellomliggende overføringsorgan 11 som omdanner de mottatte akustiske signaler til elektriske signaler og som med en kabel 30 er forbundet med resultatenheten 10.

Opptagerne er her manometriske opptagere som over-våker opprettholdelsen av det lufttrykk som til å begynne med er opprettet inne i de rørformede elementer. Hvis plattformkonstruksjonen hviler på havbunnen i en dybde av 90 meter, er det hydrostatiske trykk utenfor de rørformede elementer maksimalt på omkring 10 bar, og det vil for eksempel være mulig å fylle de rørformede elementer med trykkluft ved 20 bar.

For å unngå temperaturpåvirkning kan opptagerne være forsynt med et kompenseringssystem for temperatur-variasjoner som modifiserer den målte trykkverdi som en funksjon av temperaturen. Det er også mulig å måle en trykkdifferanse mellom trykket inne i et rørformet element og trykket i et hjelpekammer innleiret i opptageren og som til å begynne med innstilles på samme trykk som det rør-formede element.

Fig. 2 viser en opptager som er beregnet på an-bringelse på et rørformet element i en foreliggende platt-formkonstruksjon. Denne opptager omfatter et hus 13 forsynt med en plugg 14 som er skrudd inn i veggen 15 av et rørformet element. I huset 13 er anordnet en kanal 16 som står i forbindelse med rommet 17 inne i det rørformede element og som er forbundet med utsiden gjennom en ventil

18 og en kobling 19 som tillater innføring av trykkluft.

En annen kanal 20 inne i huset 13 og i forbindelse med rommet 17 og tilkoblet utsiden ved hjelp av en kobling 21 gjør det mulig å tømme ut vannet som trenger inn i det rørformede element under montering av opptageren. Koblingen 21 er lukket med en plugg (ikke vist) etter avtapningsprosessen.

I en ny plattform installeres opptagerne fortrinnsvis før neddykking og det er ikke påkrevet med noen avtapning ved hjelp av elementene 20 og 21.

Kanalen 16 er ved hjelp av en liten kanal 22 forbundet både med et hjelpekammer 23 og ved en ventil 24 og med en trykkmåler 25, idet sistnevnte også er forbundet direkte med kammeret 23 gjennom en kanal 26. Når det opprettes et trykk i rommet 17, åpnes ventilen 24 og det samme trykk opprettes i kammeret 23 som i rommet 17. Ventilen 24 stenges deretter, kammeret 23 blir således isolert fra kanalen 22 og trykkmåleren 25 utsettes for trykkdifferansen som foreligger mellom rommet 17 og hjelpekammeret 23, idet denne trykkdifferanse forblir null så lenge der ikke unnslipper noe luft fra veggen 15 i det rørformede element.

Trykkmåleren 25 er vist som om det var et instru-ment for direkte avlesning ganske enkelt beskyttet av et avtagbart deksel 27, men i realiteten er det et apparat som overfører akustiske signaler og utstyrt med sin egen energikilde, såsom en elektrisk akkumulator eller et lithium-batteri, for eksempel, idet differensialtrykket utløser et akustisk signal, for eksempel ved hjelp av et konvensjonelt piezoelektrisk system. Opptagerne 505, 515, 525, 535, 425, 635 er av sistnevnte type. I opptageren 545 er trykkmåleren 25 erstattet av et apparat som sender ut elektriske signaler. Opptagerne kan være ikke bare sendere, men også mottagere, og de kan "utspørres" av resultatenheten 10. En koding av de akustiske sender- og mottager—opptagere, særlig i avhengighet av den akustiske frekvens, gjør det mulig å adressere de meldinger som sendes av resultatenheten 10 og blir sendt videre av det mellomliggende element 11 og derved fastslå posisjonen av opptageren som har sendt ut et signal ved hjelp av dennes adresse.

En melding i akustisk form overføres av hver neddykket opptager med på forhånd bestemte tidsintervaller, for eksempel hver uke. I tillegg til tidssynkronisering og formatsignaler, inneholder denne melding et adressesignal,

et målesignal for differensialtrykket og et alarmsignal.

Det søkes fortrinnsvis opprettet redundans ved overføringen av informasjon, idet to trykkopptagere er montert på det samme rørformede element eller på samme gruppe av rør-formed elementer som skal overvåkes og hvor begge har en terskelkomparator som utløser en alarmoverføring forbundet med ett og samme apparat. Dette apparat virker også fordel-aktigst på lengden av tidsintervallene mellom to suksessive sendinger av akustiske signaler foretatt av denne gruppe på to opptagere, ved som "alarm" å frembringe en meget hurtigere senderrytme.

Meldingen som overføres av opptagerne, er fortrinnsvis i form av akustiske signaler som er kodet i binært sprog ved hjelp av to frekvenser som definerer de to mulige tilstander av et informasjonssignal.

Faren for feilmelding på grunn av eventuelle ekko av akustiske bølger unngås ved å la det stå igjen mellom slutten av et foregående signal og begynnelsen av det etter-følgende signal et tilstrekkelig tidsintervall for dempning av alle bølger som på grunn av overføringen av det foregående signal kunne virke på signalresultatenheten 10 ved ekko eller refleksjoner. Et signal overføres for eksempel hvert sekund i en tiendedel av et sekund. Det har vist seg at det er å foretrekke å velge de akustiske frekvenser i området fra 40 til 80 kHz.

Når det gjelder en foreliggende installasjon, vil én opptager vanligvis plasseres på hvert rørformet element selv om det også er mulig å forbinde det indre av et antall rørformede elementer ved hjelp av en liten rørledning og således redusere antallet anvendte opptagere.

Ved et nytt anlegg vil det foretrekkes å koble sammen de indre rom av et flertall rørformede elementer som anordnet i utførelsen vist på fig. 1.

Fig. 3 viser hvordan det under konstruksjonen av plattformen er mulig å opprette forbindelser mellom et flertall rørformede elementer. Knutepunktet hvor elementet 500, den vertikale avstiver 503 og de horisontale elementer 504 og 604 møtes, er vist som et eksempel. Det indre av elementet 604 er ikke i forbindelse med det indre av elementet 500.

På den annen side er det laget et hull 28 i den del av veggen i elementet 500 som er omgitt av skjøten for avstiv-eren 503 med elementet 500, og et hull 29 er laget i den del av veggen i elementet 500 som er omgitt av skjøten for elementet 504 med elementet 500. Forbindelser av denne art kan foretas i alle knutepunkter hvor det er ønskelig å gjøre dette, uavhengig av antallet rørformede elementer som møtes der.

Claims (1)

1. Anordning for overvåking av en marin plattform (1) med en konstruksjon (3) som består av et nettverk av rør-formede elementer som er tettende forbundet med hverandre og hvor minst noen (500, 510, 520, 530, 420, 630...) av disse rørformede elementer har opptagere (505, 515, 525, 535, 425, 635....) innrettet for å detektere gjennomgangen av et fluidum gjennom en rørformet vegg og gi informasjon om denne gjennomgang, idet en signalresultatenhet (10) innrettet for å ta imot denne informasjon er anbragt på en ikke neddykket del av plattformen (1), karakterisert ved at minst nevnte opptagere (505, 515, 525, 425, 635...) som er kontinu-erlig neddykket, omfatter selvstendige energikilder og er utstyrt og anbragt for å sende ut akustiske signaler som overføres gjennom vannet, og at et neddykket mellomliggende overføringsorgan (11) innrettet for å ta imot disse utsendte akustiske signaler, er forbundet med signalresultatenheten (10) via kabelorganer (12).

2. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at et antall av de øvrige av opptagerne (505, 515, 525, 535, 425, 635...) er anordnet og anbragt for å sende ut akustiske signaler som overføres til signalresultatenheten (10) gjennom plattformens (1) konstruksjon (3).

3. Anordning ifølge ett av de foregående krav, karakterisert ved at opptagerne (505, 515, 525, 535, 425, 635) er innrettet for å sende ut de nevnte akustiske signaler ved frekvenser mellom 40 og 80 kHz.

4. Anordning ifølge ett av de foregående krav, karakterisert ved at opptagerne (505, 515, 525, 535, 425, 635...) innrettet for å sende ut de nevnte akustiske signaler, er anordnet for å gi informasjon vedrørende hver respektive opptagers tilordnede identifikasjonsadresse og data detektert av denne opptager i binærkodet form.

5. Anordning ifølge ett av de foregående krav, karakterisert ved at opptagerne (505, 515, 525, 535, 425, 635...) er innrettet for å sende ut de nevnte akustiske signaler ved hjelp av to frekvenser som definerer de to mulige tilstander av signalet.

6. Anordning ifølge krav 5, karakterisert ved at opptagerne (505, 515, 525, 535, 425, 635...) er innrettet for å sende ut suksessive signaler med interval-ler slik at det mellom slutten av et foregående signal og begynnelsen av det etterfølgende signal er et tilstrekkelig tidsintervall til dempning av alle de bølger som på grunn av overføringen av foregående signal kunne virke på signalresultatenheten (10) gjennom ekkoer eller refleksjoner.

7. Anordning ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at opptagerne (505, 515, 525, 535, 425, 635...) er innrettet for automatisk å sende ut et akustisk signal med på forhånd fastlagte tidsintervaller.

8. Anordning ifølge krav 7, karakterisert ved at opptagerne (505, 515, 525, 535, 425, 635...) er innrettet for automatisk å sende ut et akustisk signal med kortere tidsintervaller straks de detekterer gjennomgangen av et fluidum gjennom veggen i det rørformede element.

9. Anordning ifølge ett av de foregående krav, karakterisert ved at opptagerne (505, 515, 525, 535, 425, 635...) er innrettet for å detektere et trykkfall inne i nevnte rørformede elementer (500, 510, 520, 530, 420,

630) som til å begynne med er fylt med en gass under trykk, idet hver av de nevnte opptagere sender ut akustiske signaler i avhengighet av et måleinstrument (25) for differensial-trykk og som er utsatt for det indre trykk i en kanal (22) i nevnte rørformede elementer og for det indre trykk i en kanal (26) i et hjelpekammer (23) anbragt i opptageren og som til å begynne med er innstilt på det samme trykk som det i de rørformede elementer.