NO169376B - Verktoeybaererenhet for forskjellige arbeidsoperasjoner vedubemannet undervannsarbeid - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en verktøybærerenhet for forskjellige arbeidsoperasjoner ved ubemannet undervannsarbeid.

Ved utvinning av olje og gass til havs fra brønner på havbunnen vil utvinningen med økende vanndybde bli utført fra installasjoner som er plassert på bunnen. Alternativt kan det være økonomisk fordelaktig at man med bunnplasserte, såkalte satellittinstallasjoner forbinder perifere forekomster med en eksisterende plattform. Med bunnplasserte installasjoner ville det i mange henseender være fordelaktig å benytte ubemannet utrustning for både installasjon og vedlikehold av installasjo-nene. På store dyp ville det være helt nødvendig å benytte ubemannet utrustning for installasjon og vedlikehold av de bunnplasserte installasjoner for utvinning av olje og gass.

Fra NO-patentskrift 163 890 er det kjent en innretning for fjerning av en komponent fra, eller anbringelse av en komponent på, en undervannsinstallasjon. Innretningen omfatter et stativ som er forbundet med en heiseanordning, en på stativet anordnet dokkingsanordning for sammenkopling av dette med en bunndel som er beliggende på eller nær undervannsinstallasjonen, og en anordning for griping av komponenten som skal fjernes eller anbringes. Gripeanordningen er festet til en ramme som er glidbart anordnet på stativet, og den av rammen og stativet dannede konstruksjon er forsynt med en anordning for forskyvning av rammen i forhold til stativet. Dokkingsanordningen består av fire dokkingstapper for inngrep i fire tilsvarende, sammenpassende trakter på bunndelen. Dette innebærer at innretningen kan benyttes bare for utskifting av ventiler og liknende med en fast, gitt innbyrdes avstand mellom de fire sammenpassende trakter. Innretningens gripeanordning kan forflyttes i vertikal retning, men bare innenfor stativanordningens vertikale lengde.

US-patentskrift 4 010 619 viser et fjernstyrt, ubemannet arbeidssystem for utførelse av arbeidsoperasjoner på havbunnen. Arbeidssystemet omfatter en heisenhet til hvilken det er løsbart tilkoplet et flyttbart arbeidskjøretøy. Arbeidskjøre-tøyet er forsynt med en fremdriftsanordning for bevegelse av kjøretøyet i et forutbestemt område, og det er elektrisk forbundet med heisenheten for å motta elektrisk energi fra dette. Kjøretøyet er blant annet forsynt med en mekanisk manipulatoran-ordning som også er koplet til heisenheten for å motta styresignaler fra en overflatestasjon via heisenheten.

Formålet med oppfinnelsen er å tilveiebringe en fleksibel verktøybærerenhet som er egnet for utførelse av flere forskjellige, fjernstyrte, ubemannede arbeidsoperasjoner til havs ved bunnplasserte installasjoner for olje- og gassutvinning, hvor verktøybærerenheten kan benyttes for inspeksjon, installasjon, reparasjon, komponentutskifting, kontroll og vedlikehold m.m. av sådanne installasjoner.

Ovennevnte formål oppnås ved hjelp av en verktøybærer-enhet for det angitte formål som ifølge oppfinnelsen er kjenne-tegnet ved at den består av en rammeliknende stativdel med ben som er forsynt med styreholdere for styreliner, manøvrerings- og kraftforsyningssystemer, og et feste, en gripeanordning eller liknende for verktøytilkopling, og med midler for dens overvåkning og manøvrering, og at en styreledning forbinder et overflateanlegg eller liknende med verktøybærerenheten for manøvre-ring og kraftforsyning av denne.

Den rammeliknende stativdel med benene skal ha et stort, åpent areal fremover og nedover, for at forskjellige arbeidsoperasjoner med verktøybæreren på plass skal kunne utføres innenfor et stort arbeidsområde. Stativdel med ben skal være dimensjonert for stor bæreevne og slik anordnet at de tillater fleksibel plassering av verktøy og disses styre- og forsynings-systemer.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende under henvisning til tegningene, der fig. 1 viser en verktøy-bærerenhet, fig. 2 viser en verktøybærerenhet med verktøy sett fra siden og inndokket mot et ventiltre, fig. 3 viser en verktøybærerenhet med verktøy for horisontal håndtering av en horisontalt plassert ventil, fig. 4 viser en verktøybærerenhet med verktøy for vertikal håndtering av en vertikalt plassert ventil, fig. 5 viser en verktøybærerenhet med verktøy for innføring av et renselegeme, fig. 6 viser en verktøybærerenhet med verktøy for fjerning av betong rundt rør, og fig. 7 viser et gripeorgan for en verktøybærerenhet.

Verktøybærerenheten ifølge oppfinnelsen består av en rammeliknende stativdel med tilsluttende ben. Stativdelen understøtter en manøverenhet og en kraftforsyningsenhet. Styrelineholdere er løsbart forbundet med stativdelen eller alternativt med benene. Manipulatorarmer kan være knyttet til benene. I stativdelens senterdel er det anordnet midler for verktøyforbindelse og tilkoplingsorganer for signal- og kraft-overføring til verktøyene. Benene er slik anordnet at verktøy kan fastsettes og ekstra støtteben kan tilføyes.

Med verktøybærerenheten sammen med forskjellige verktøy kan flere arbeidsoperasjoner utføres, f.eks. montering og demontering av horisontalt og vertikalt anordnede ventiler, montering og demontering av kontrollenheter, inspeksjon, trykkprøving, maskinbearbeidelse, sammenkopling av rør, kapping av rør, vinsjing, fjerning av sement rundt rør og diverse håndtering av forskjellige detaljer, eksempelvis for ventiltreet. Verktøybærerenheten er slik anordnet og slik dimensjonert at den sammen med de forskjellige verktøy kan løfte og håndtere enheter innenfor et stort vektområde.

På overflatefartøyet eller plattformen forsynes verktøybærerenheten med et verktøy som passer for den tilsiktede arbeidsoppgave. Deretter sendes verktøybærerenheten sammen med verktøyet ned til installasjonen på bunnen. Med en manøverut-rustning på overflatefartøyet eller plattformen styres og overvåkes arbeidsforløpet nede på bunnen med den til verktøy-bærerenheten tilkoplede styre- og forbindelsesledning. Etter avsluttet arbeid tilbakeføres verktøybærerenheten med styre- og forbindelsesledningen til overflatefartøyet eller plattformen.

Fig. 1 viser hvordan en verktøybærerenhet består av en stativdel 1 med ben 2. Benene 2 kan være justerbart tilknyttet til stativdelen 1. Styrelineholdere 3 er forbundet med stativdelen 1. Styreliner 4 forbinder overflatefartøyet med den bunnplasserte installasjon. Med styrelineholderne 3 rundt styrelinene 4 kan verktøyholderenheten 1, 2 enkelt føres ned mot den bunnplasserte installasjon uten behov for ekstra falltyngder, og siden tas opp med den til stativdelen knyttede styreledning uten behov for ekstra flytelegemer.

Eventuell sjøhevning av det til styrelinene knyttede overflatefartøy kan innenfor vide grenser kompenseres med på overflatefartøyet eksisterende manøversystemer. Med denne type av verktøybærerenhet kan denne - med styrelinene forbundet med den bunnplasserte installasjon - gis en nøyaktig posisjonering 1 forhold til installasjonen for utførelse av en arbeidsopera-sjon. En fritt bevegelig verktøybærerenhet har store begrensnin-ger når det gjelder manøvrerbarhet, beroende på undervannsstrøm-mer på tross av anordningen av driv- og navigasjonspropeller. Løfteevnene er også sterkt begrenset da det kreves godt tiltatte flytelegemer for store løft. Med styreliner blir en verktøy-bærerenhet lett-manøvrerbar innenfor området og kan ha stor løfteevne.

Til verktøybærerenhetens stativdel er det tilknyttet en manøverenhet 5 og en kraftforsyningsenhet 6, hvilke enheter er innrettet til sammen med de forskjellige verktøy å kunne styre og regulere arbeidsforløpene. En styre- og forbindelsesledning 7 er forbundet med stativdelen for overføring av styresignaler til manøverenheten og for transport av verktøybærerenheten med verktøy og eventuelt borttatt del. Beroende på arbeidsmoment kan benenes føtter utformes på en måte som passer for dette. Til benene kan det også tilknyttes manipulatorarmer 8 når visse arbeidsoperasjoner skal utføres alene eller sammen med tilknyttet arbeidsverktøy. For overvåkning av arbeidsoperasjonene forsynes verktøybærerenheten med ett eller flere TV-kameraer og belysning og eventuelt annet overvåkningssystem, eksempelvis et ultralyd-overvåkningssystem for stillingsbestemmelse av forskjellige detaljer innenfor området for arbeidsoperasjonen.

Fig. 2 viser fra siden hvordan en verktøybærerenhet 1, 2 er inndokket mot et ventiltre 9 i et undervannsanlegg. Verktøybærerenheten er utformet for å virke sammen med eksisterende, såkalte ledesøyler/styredeler 11. Arbeidsverktøyet 10 for eksempelvis en ventilutskifting kan plasseres i forskjellige stillinger. Det er videre mulig at inndokkingen av verktøybærer-enheten alternativt kan gjøres horisontalt og vertikalt.

På fig. 3 er det vist forfra hvordan en verktøybæreren-het 1, 2 er forsynt med midler 12 for tilknytning til et verktøy for horisontal håndtering og utskifting av en horisontalt plassert ventil.

På fig. 4 er det vist forfra hvordan verktøybæreren-heten 1, 2 er forsynt med et verktøy 13 for et vertikalt ventilløft. En manipulatorarm 14 er forbundet med det ene ben. Alternativt kan verktøyet 13 forsynes med en enhet 15 for rørsammenkopling. For å kunne klare eventuell frigjøring fra styrelinene er verktøybærerenheten forsynt med til benene tilknyttede driv- og navigeringspropeller 16. Fig. 5 viser hvordan en verktøybærerenhet 1, 2 med et verktøy 19 for innføring av et renselegeme har nådd frem til sin nederste stilling med styrehylsene 17 innstyrt mot undervannsan-legget. I stativdelens øvre hjørne finnes styrehylser 18 for styrelinene 4. For å sørge for at avstanden mellom de rørformede styrehylser 17 er den riktige, beskyttes styrehylsene 17 av støtdempende anordninger. Fjærer og dempere er valgt slik at en myk innbremsing av bevegelsen skal kunne oppnås. Fig. 6 viser hvordan en verkøtybærerenhet 1, 2 er tilpasset for fjerning av betong fra et rør 20. Et verktøy 21 for betongfjerning er forbundet med verktøybærerenhetens stativdel 1. I dette tilfelle er også verktøybærerenheten forsynt med fire regulerbare støtteben 22. En navigasjonsenhet med en driv- og navigasjonspropell 16 er anordnet ved hvert ben 2 for at verktøybærerenheten skal kunne manøvreres etter en frigjøring uten styreliner.

På fig. 7 er det vist hvordan en verktøybærerenhet kan forsynes med et drivorgan 23 for bare løfting av en anordning eller fastholdelse av forskjellige verktøy, der hver anordning og hvert verktøy er forsynt med en til gripeorganet tilpasset koplingsdel 24. I det tilfelle da anordningen eller verktøyet også krever kraftforsyning, forsynes verktøybærerenheten med et kraftuttak der da tilsvarende anordning eller verktøy har en tilsvarende tilkoplingsdel.

Claims (6)

1. Vektøybærerenhet for forskjellige arbeidsoperasjoner ved ubemannet undervannsarbeid, KARAKTERISERT VED at den består av en rammeliknende stativdel (1) med ben (2) som er forsynt med styreholdere (3) for styreliner (4), manøvrerings- og kraftforsyningssystemer (5, 6), og et feste, en gripeanordning (12) eller liknende for verktøytilkopling, og med midler for dens overvåkning og manøvrering, og at en styreledning (7) forbinder et overflateanlegg eller liknende med verktøybærerenheten for manøvrering og kraftforsyning av denne.

2. Verktøybærerenhet ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at én eller flere manipulatorarmer (8) er regulerbart forbundet med verktøybærerenheten (1, 2), eksempelvis for håndtering av verktøy eller en dertil anordnet del, idet manipulatorarmene (8) er styrt og energiforsynt med manøvrerings- og kraftforsyningssysternene (5, 6).

3. Verktøybærerenhet ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at styreholderne (3) for styrelinene (4) er anordnet fleksibelt forbundet med verktøybærerenheten (1, 2).

4. Verktøybærerenhet ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at regulerbart anordnede støtteben (22) er forbundet med stativdelens (1) ben (2).

5. Verktøybærerenhet ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at det på denne er anordnet én eller flere driv- og styrepropeller (16) som er styrt og energiforsynt med manøvrerings- og kraftfor-syningssystemene (5, 6).

6. Verktøybærerenhet ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at den er forsynt med et gripeorgan (23) eller liknende som er tilpasset til forskjellige enheters felles utformede koplingsdel (24).