NO305002B1 - Undervanns-koplingsinnretning - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en undervanns-koplingsinnretning innbefattende en undervannsmodul, midler for opphenging av modulen på en installasjonsstreng, hvilken modul innbefatter en fiksert vertikalt orientert hovedkonnektor og en bevegbar, vertikalt orientert sidekonnektor, hvilke konnektorer er beregnet for kopling med henholdsvis en hoveddor og en sidedor som er stivt integrert i strukturer på en havbunn, idet sidekonnektoren innbefatter en låse- og tetningsanordning med et hus, en aktuatorring i huset, et konnektorlegeme i huset, låseklør på konnektorlegemet for samvirke med et låsespor på sidedoren, og midler for bevegelse av låseklørne til en låsestilling i samvirke med låsesporet på sidedoren.

Fra NO B 179981 er det kjent en undervanns-koplingsinnretning for installering av en undervannsmodul, som nedsenkes ved hjelp av en rørstreng fra overflaten. Undervannsmodulen (et ventiltre) skal tilkoples to dorer som inngår i en stuktur på havbunnen. Denne kjente undervanns-koplingsinnretning innbefatter en stiv vertikal hovedkonnektor som er forbundet til modulen for forbindelse med et høyttrykkshus, og en aktiv vertikal sidekonnektor som er sideveis forskjøvet i forhold til og forbundet med modulen for forbindelse med strømnings-ledninger. Innretningen innbefatter også midler for gjennom-føring av tilkoplingen.

Fra NO B 165506 er det kjent en undervanns-koplingsinnretning med en vertikal hovedkonnektor og sidekonnektor. Sidekonnektoren innbefatter midler for innretting i vertikal og aksial retning ved dreining og forskyvning av sidekonnektoren i forhold til en koplingssokkel.

Fra US 4.881.850 og US 4.730.853 er det kjent hydrauliske konnektorer med låseklør for bruk under vann. US 4.730.853 viser særlig en konnektor hvor låsepinner går igjennom åpninger i en aktiveringsring og kan forskyves inn i åpninger i et hus for å hindre dreining.

Det er en særlig hensikt med foreliggende oppfinnelse å muliggjøre kompensasjon for lineære forskyvninger og vinkelavvik mellom en hoveddor og en sidedor under en koplingsoperasjon ved hjelp av en undervanns-koplingsinnretning. En særlig hensikt med oppfinnelsen er å gjøre det mulig å ta hensyn til eventuelle stillingsavvik på en slik måte at den ønskede koplingsoperasjon kan gjennomføres på en effektiv og sikker måte.

Med utgangspunkt i den innledningsvis skisserte kjente teknikk foreslås det derfor en undervanns-koplingsinnretning som nevnt innledningsvis, hvilken undervanns-koplingsinnretning er kjennetegnet ved at de nevnte midler for bevegelse av låseklørne innbefatter en sylinderhylse, en stempelhylse i sylinderhylsen og i drivsamvirke med låseklørne, et ringelement anordnet i et ringrom mellom sylinderhylsen og aktuatorringen, hvilket ringelement er svingbart opphengt i aktuatorringen ved hjelp av to diametralt motliggende hosintale første tapper og bærer sylinderhylsen ved hjelp av to diametralt motliggende horisontale andre tapper 90° forskjøvet relativt de første tapper.

Med en slik ny undervanns-koplingsinnretning, nærmere bestemt den nye utforming av midlene for bevegelse av låseklørne i sidekonnektoren, oppnås på en enkel konstruktiv måte at sidekonnektoren kan beveges lineært og også vippes relativt sidedoren og relativt hoveddoren, slik at det derved kan kompenseres for eventuelle lineære avvik og vinkelavvik.

Særlig fordelaktig kan de nevnte første tapper være glidbart anordnet i hull i aktuatorringen.

De nevnte andre tapper kan med fordel være glidbart anordnet i hull i ringelementet.

De nevnte første tapper kan også med fordel være rotasjonsbegrenset anordnet i aktuatorringen. Likeledes kan de nevnte andre tapper være rotasjonsbegrenset anordnet i ringelementet.

Oppfinnelsen skal nå forklares nærmere under henvisning til tegningene, hvor: Fig. 1 viser et sideriss av en undervanns-koplingsinnretning ifølge oppfinnelsen, med en undervannsmodul opphengt i et installa-sj onsverktøy,

fig. 2 viser samme innretning, med undervannsmodulen satt på og låst til en hoveddor, mens den aktive sidekonnektor fremdeles er

utilkoplet,

fig. 3 viser innretningen, med begge konnektorer plassert på plass og låst på den tilhørende

dor,

fig. 4-6 viser forstørrede snitt gjennom den aktive sidekonnektor som benyttes i innretningen ifølge oppfinnelsen, og figurene viser detaljer i forbindelse med koplingen av den aktive sidekonnektor til sidedoren, som er plassert sideveis og noe skråttstilt i

forhold til hoveddoren,

fig. 7 og 8 viser snitt med innbyrdes 90° forskyvning

gjennom den aktive sidekonnektor,

fig. 9 viser en detalj av en rotasjonsbegrens-ningskile i fig. 8,

fig. 10 viser et snitt gjennom den aktive sidekonnektor i en utførelse hvor et ytre element kan beveges opp og ned ved hjelp av

hydrauliske arbeidssylindre,

fig. 11 viser et snitt gjennom den aktive sidekonnektor i en utførelse hvor et ytre element holdes nede ved hjelp av fjærer, og

fig. 12 viser en undervannsmodul forsynt med tilknytningsledninger som har iboende fleksibilitet.

I fig. 1 er det vist en undervannsmodul 20 som skal install-eres ved hjelp av et verktøy 21 som bæres av et fartøy ved hjelp av en streng 22. Undervannsmodulen 20 har en hovedkonnektor 23 og en sidekonnektor 24. Disse skal låses til henholdsvis en hoveddor 25 og en sidedor 26. Begge disse er stivt integrert i en respektiv struktur 27,28 på havbunnen. Sammenkoplingen skal nå beskrives mer detaljert under henvisning til fig. 1-6.

Under nedsenkingen av undervannsmodulen 20 holdes den aktive (mobile) sidekonnektor 24 i en tilbaketrukket og ulåst tilstand ved hjelp av hydraulisk trykk fra verktøyet 21. Undervannsmodulen 2 settes på hoveddoren 25 og hovedkonnektoren 23 låses (fig. 2). I denne fase har sidekonnektoren 24 ennå ikke kontakt med sidedoren 26. Sidekonnektoren 24 beveges nå ved hjelp av hydraulisk trykk fra verktøyet 21. Sidekonnektoren forlenges nedover slik at dens koniske innstyring 29 får kontakt med sidedoren 26. Da sidekonnektoren har de nødvendige frihetsgrader for opptak av lineære forskyvninger og vinkelforskyvninger, vil den innstille seg i forhold til sidedoren 26. For at slik stillingsinnstilling av den aktive sidekonnektor 24 skal være mulig, må rørledningen til undervannsmodulen 20 være fleksibel. Slik fleksibilitet kan man oppnå ved hjelp av en leddet rørledning 30, som vist i fig. 1-6, eller ved at rørene 31 i seg selv er fleksible, slik det er vist i fig. 12.

Etter at den aktive sidekonnektor 24 har fått kontakt med sidedoren 26, låses den på plass med et hydraulisk trykk fra verktøyet 21. Så snart koplingen er fullført løsgjøres verktøyet 21 fra undervannsmodulen 20 og tas opp igjen til overflaten. Undervannsmodulen vil nå være installert og tilknyttet dorene 25 og 26, slik at man har oppnådd en strukturell og fluidumstrøm-kontinultet mellom strukturene 27 og 28.

Ifølge oppfinnelsen innbefatter den aktive sidekonnektor 24 (se fig. 7 og 8) en låse- og tetningsanordning som utad begrenses av et hus (52). I dette hus 52 er det glidbart anordnet en aktuatorring 47. Aktuatorringen 47 kan beveges opp og ned i huset 52 ved tilføring av hydraulisk trykk gjennom henholdsvis inntaket 50 og 51 i huset 52. Aktuatorringen 47 hindres i å dreie seg ved at den er forsynt med to styretapper 57 som går med en viss klaring i åpninger i en anti-rotasjonsplate 58 som er boltet til huset 52.

Et ringelement 41 er vippbart opplagret i aktuatorringen 47 ved hjelp av to diametralt motliggende tapper 45, se fig. 8.

I dette ringelement 41 er det vippbart opplagret en sylinderhylse 35, ved hjelp av diametralt motliggende tapper 39, som er orientert 90° forskjøvet relativt de tapper 45 hvormed ringelementet 41 er opplagret i aktuatorringen 47.

I sylinderhylsen 35 er det anordnet en stempelhylse 34. Denne stempelhylse 34 kan beveges opp og ned i sylinderhylsen 35 ved å tilføre et hydraulisk medium under trykk gjennom henholdsvis inntaket 55 og inntaket 54 i sylinderhylsen 35.

Et konnektorlegeme 32 er anordnet i sylinderhylsen 35, og danner et ringformet sylinderrom for stempelhylsen 34 sammen med den omgivende sylinderhylse 35. Konnektorlegemet 32 er forbundet med sylinderhylsen 35 ved hjelp av et deksel 36. Konnektorlegemet 32 bærer låseklør 33 som er beregnet for samvirke med et låsespor på sidedoren 26. Når stempelhylsen 34 går ned vil den påvirke låseklørne 33, slik at de svinger innover og går til låsesamvirke med låsesporet på sidedoren 26. En slik innsvingt stilling for låseklørne er vist i fig. 8.

Tappene 45 går som vist i fig. 8 i åpninger 46 i aktuatorringen 47 og kan forskyve seg relativt fritt i disse åpningene, under utnyttelse av klaringen 48. Tappene 45 kan også dreie seg i åpningene 46, men det er anordnet en dreiebegrensning i form av en kile 49 som går i et tilordnet, noe større kilespor, se også fig. 9.

Tappene 39 går inn i åpninger 40 i ringelementet 41 og kan bevege seg relativt fritt aksialt i åpningene 40, under utnyttelse av klaringen 42 (fig. 7). Tappene 39 kan også dreie seg i åpningene 40, dog med en dreiebegrensning i form av en kile 43 som går i et skilespor 44, se fig. 9.

I en første utførelsesform, se fig. 7 og 8, kan aktuatorringen 47 som nevnt beveges opp og ned ved hjelp av hydraulisk trykk som tilføres gjennom trykkinntakene 50 og 51. På den måten kan aktuatorringen og resten av de innvendige deler i låse-tetningsanordningen beveges opp og ned i huset 52. Aktuatorringen 47 dannes således et ringstempel i et trykk-kammer dannet av det omgivende hus 52 og en stopphylse 53 (fig. 7). Låsing oppnås ved å sette et hydraulisk trykk på trykkinntaket 54. Da vil stempelhylsen 34 senkes og den vil da bevege låseklørne 33 innover til låsestilling, som vist i fig. 8. Løskopling skjer ved å sette hydraulisk trykk på trykkinntaket 55. Da beveges stempelhylsen 34 oppover og frigjør låseklørne 33.

Huset 52 er stivt festet til undervannsmodulen 20 ved hjelp av en bjelke 56, slik at det derved ikke er noen mulighet for relativ bevegelse mellom huset 52 og hovedkonnektoren 23.

I en andre utførelsesform av sidekonnektoren 24, se fig. 10, kan aktuatorringen 59 beveges opp og ned i huset 63 (som tilsvarer huset 52 i fig. 7) ved hjelp av hydrualisk trykk som legges på inntakene 60 og 61 i de hydrauliske arbeidssylindre 62. Disse arbeidssylinderne er boltet til toppen av huset 63.

I en tredje utførelsesform av sidekonnektoren 24, se fig. 11, holdes aktuatorringen 59 i en nedre stilling under konstant påvirkning av fjærer 64 som ligger i fjærhus 65. Fjærene virker på stenger 66 som er tilknyttet aktuatorringen 59.

I en slik utførelse vil sidekonnektoren 24 alltid være forspent til en "utskjøvet" stilling. Når undervannsmodulen senkes ned på hoveddoren 25 vil den koniske føringen 29, som går mot sidedoren 26, bevirke at sidekonnektoren 24 inntar samme stilling som sidedoren 26. Slik innstillingsmulighet foreligger på grunn av den bevegelsesfrihet som sidekonnektoren 24 har, og fordi rørene 30 eller 31 har den nødvendige fleksibilitet. Fjærene 64 presser låse- og tetningsanordningen nedover, mot den øvre flaten på sidedoren 26, slik at sidekonnektoren 24 kan låses til sidedoren 26 ved hjelp av låseklørne 33.

Claims (3)

1. Undervanns-koplingsinnretning innbefattende en undervannsmodul (20), midler for opphenging av modulen (20) på en installasjonsstreng (22), hvilken modul (20) innbefatter en fiksert vertikalt orientert hovedkonnektor (23) og en bevegbar, vertikalt orientert sidekonnektor (24), hvilke konnektorer (23 og 24) er beregnet for kopling med henholdsvis en hoveddor (25) og en sidedor (26) som er stivt integrert i strukturer (27,28) på en havbunn, idet sidekonnektoren (24) innbefatter en låse- og tetningsanordning med et hus (52;63), en aktuatorring (47;59) i huset, et konnektorlegeme (32) i huset (52;63), låseklør (33) på konnektorlegemet (32) for samvirke med et låsespor på sidedoren (26), og midler (34,35) for bevegelse av låseklørne (33) til en låsestilling i samvirke med låsesporet på sidedoren (26),karakterisert vedat de nevnte midler for bevegelse av låseklørne (33) innbefatter en sylinderhylse (35), en stempelhylse (34) i sylinderhylsen (35) og i drivsamvirke med låseklørne (33), et ringelement (41) anordnet i et ringrom mellom sylinderhylsen (35) og aktuatorringen (47;59), hvilket ringelement (41) er svingbart opphengt i aktuatorringen (47;59) ved hjelp av to diametralt motliggende horisontale første tapper (45) og bærer sylinderhylsen (35) ved hjelp av to diametralt motliggende horisontale andre tapper (39) 90° forskjøvet relativt de første tapper (45).
2. 2. Undervanns-koplingsinnretning ifølge krav 1,karakterisert vedat de nevnte første tapper (45) er glidbart anordnet i hull (46) i aktuatorringen (47;59).
3. 3. Undervanns-koplingsinnretning ifølge krav 1 eller 2,karakterisert vedat de nevnte andre tapper (39) er glidbart anordnet i hull (40) i ringelementet (41). 4.

   Undervanns-koplingsinnretning ifølge krav 1,2 eller 3,karakterisert vedat de nevnte første tapper (45) er rotasjonsbegrenset (49) anordnet i aktuatorringen (47). 5 .

   Undervanns-koplingsinnretning ifølge krav 1-4,karakterisert vedat de nevnte andre tapper (39) er rotasjonsbegrenset (43,44) anordnet i ringelementet (41).