NO337007B1 - Fremgangsmåte for beskyttelse av undervannsledninger fra progressiv buling, spesielt for å stoppe forplantningen av en gaffelformet eller aksiell bue - Google Patents

Description

Fremgangsmåte for beskyttelse av undervannsledninger fra progressiv buling, spesielt for å stoppe forplantningen av en gaffelformet eller aksiell bue

Oppfinnelsen finner anvendelse innen rørledninger for offshore, gass- og oljeproduksjon, selv om den ikke er begrenset til en spesiell anvendelse.

Ved legging av rør på svært dypt vann, kan det oppnås en dybde hvor trykket vil få et eksisterende hakk i røret til å bli gaffelformet (aksiell) bule. Denne bulen forplanter seg så raskt langs rørledningens lengde inntil den når en dybde hvor trykket er mindre enn forplantningstrykket. Dette kan medføre et totalt tap av mange kilometere med rørledning. Videre fører bulen til et tap av volum for røret som blir lagt (og således massen av fortrengt vann) uten noe tap av masse for selve rørledningen. Vekten av den hengende rørstrengen som blir lagt øker da raskt, og kan medføre overbelastning av rørlegningsfartøyets utstyr, som fører til tap av røret og fare for personellet om bord.

Det er vanlig praksis enten å øke veggtykkelsen i hele røret, som dermed pådrar vesentlige kostnader og øker lasten på rørleggingsfartøyet, eller å installere fortykkede rørseksjoner i intervaller langs rørledningen for å stoppe forplantningen. Denne sistnevnte løsningen er problematisk når rørlegningssystemet involverer plastisk deformasjon av røret under bøying innenfor rørleggingssystemet siden endringen i rørtykkelse medfører lokal (tverrettet) buling. Et slikt rørleggingssystem er beskrevet i US-A-5975802, hvor seksjoner av stivt rør er sveiset sammen til å danne en kontinuerlig rørledning på dekket til rørlegningsfartøyet og så bøyd oppover og nedover før det blir rettet ut og videt ut over fartøyets akterspeil. Andre systemer er kjent hvor den kontinuerlige rørledningen blir dannet på land, og spolt opp på fartøyet.

Utvendig påførte klemmer har blitt forsøkt av mange eksperimentatorer gjennom årene, men det er generelt akseptert at de ikke fungerer pålitelig siden bulen forløper gjennom klemmen. Det antas at dette skjer fordi bulens "krone" deformeres plastisk inn i rørhullet, som ikke kan bli forhindret med bare klemming.

Annen kjent teknikk vises i NO 138917 B.

Det er et formål med oppfinnelsen å tilveiebringe en forbedret form for bulestopper som er kompatibel med rørleggingssystemene som bøyer røret. Oppfinneren har oppdaget at problemene med kjente utvendig påførte klemmer kan bli løst ved bestemt å feste røret til innsiden av klemmen slik at sirkulariteten blir opprettholdt.

I et første aspekt tilveiebringer oppfinnelsen en fremgangsmåte for beskyttelse av en undervannsledning mot kollaps, hvor minst en avstivende innretning blir påført rundt den ytre omkretsen av ledningen for å definere lokalt et område med øket veggtykkelse, og hvor en indre overflate av innretningen er festet til den ytre overflaten av ledningen med et klebemiddel for å hemme separasjon av de to overflatene og forhindre kollaps for ledningen.

Innretningen kan bli påført under rørleggingsoperasjoner. I tilfelle operasjoner i hvilke ledningen blir bøyd og så rettet ut når den blir firet ut kan innretningen bli påført etter retting av røret.

Anordningen kan alternativt bli benyttet til eksisterende undervanns lednings-installasjoner.

I en foretrukket utførelsesform blir en utvendig påførte muffe, krage eller klemme foreslått, innbefattende et flertall segmenter slik at hvert segment kan bli lagt på ledningen forut for tilstramming og fiksering. Moderne klebemiddel med ultrahøy styrke blir påført de møtende overflatene til ledningen og anordningen, hvilken anordning så kan bli strammet på plass.

Antallet segmenter i klemmen kan variere fra en og oppover, selv om tre eller fire segmenter blir vurdert som mest praktisk grunnet behovet for (i) avpassing rundt ledningen og (ii) påføring av trykk rundt omkretsen av ledningen og anordningen under herding av klebemiddelet.

Oppfinnelsen tilveiebringer videre en anordning for bruk som en bulestopper på en undervannsledning, hvilken anordning innbefatter en eller flere deler tilpasset å bli formet til en sylindrisk krage som omgir og er festet med et klebemiddel til den ytre overflaten av ledningen for å øke dens tykkelse og motstand mot kollaps innover.

Anordningen kan innbefatte et sett med delsylindriske segmenter tilpasset å danne nevnte sylindriske krage ved å avpasses rundt og festes til ledningen. Antallet segmenter kan være tre eller fire.

Oppfinnelsen tilveiebringer videre en undervannsinstallasjon hvori stive ledninger blir

beskyttet mot kollaps innover ved å tilveiebringe avstivende anordninger i regelmessige intervaller langs en lengde av ledningen, hvori hver avstivende anordning innbefatter en eller flere deler som er dannet separat fra ledningen og påført rundt den ytre omkretsen av ledningen for å definere lokalt et område med øket veggtykkelse, og hvori den indre overflaten av anordningen er festet med et klebemiddel til den ytre overflaten av ledningen for å hemme separasjon av de to overflatene og forhindre kollaps av ledningen.

Nevnte deler kan spesielt danne en sylindrisk krage. Festingen kan være med et klebemiddel. Klebemiddelet kan være en epoksyharpiks.

Utførelsesformer av oppfinnelsen vil nå bli beskrevet, bare som eksempel, med henvisning til de vedlagte tegninger, i hvilke: fig. 1 viser skjematisk leggingen av en kontinuerlig undervanns rørledning med

bulestoppere (delene er ikke i målestokk);

fig. 2 viser problemet med gaffelformet buling innenfor en kjent type klemme;

fig. 3 viser en ny fremgangsmåte for avpassing av en bulestopper på rørledningen i

fremgangsmåten vist i fig. 1; og

fig. 4 viser den fullførte sammenstillingen, i et tverrsnitt IV-IV' av rørledningen vist i

fig. 1.

Ved nå å henvise til fig. 1 er det vist en kontinuerlig rørledning 100 som blir lagt fra et fartøy 102 i overflatenivået S til sjøbunnen 104. Som nevnt i innledningen er ledninger slik som en stålrørledning utsatt for enormt trykk når vanndybden øker, og enhver defekt eller et hvert hakk i rørledningen kan initiere en rask forplantning av en aksiell gaffelform (bifurcation) langs rørledningen som vist med pilen P i fig. 1. Bulen forplanter seg inntil vanntrykket ved en viss dybde L ikke lenger er tilstrekkelig til å forplante bulen. Det burde være unødvendig å si at på dette trinnet kan mange kilometere med rørledning være tapt, med de medfølgende problemene nevnt i innledningen.

Fig. 2 viser tydeligere forsøk på å stoppe forplantningen av slike buler. Rørledningen 100 er vist i tverrsnitt og et utvendig klemmearrangement 200 har blitt påført for å øke tykkelsen og derfor stivheten til rørledningen i ett eller flere punkter langs dens lengde.

Rørets kontur etter buling er vist med stiplede linjer ved 100'. En enkel utvendig klemme 200 av kjent form fremstår med en begrenset evne til å forhindre den innoverrettede kollapsen av røret som vist.

Ved igjen å henvise til fig. 1 sammen med figurene 3 og 4, blir en ny form for

bulestopper 106 benyttet i den foreliggende utførelsesform men, i hvilken rørledningen blir bestemt (positivt) festet ved bruk av klebemiddel til innsiden av en utvendig påført klemme, for dermed å forhindre innoverrettet kollaps og stoppe forplantning av bulen. Fig. 3 viser et trinn i fremgangsmåten for påføring av den nye anordningen. I dette tilfellet innbefatter anordningen tre delsylindriske seksjoner 300, som hver dekker en periferisk vinkel på 120 grader rundt røret, for sammen å utgjøre en sylindrisk krage. Fig. 4 viser den fullførte kragen innbefattende seksjonene 300 sammenstilt på rørledningen. Forut for sammenstilling er klebemiddel 302 påført en av eller begge de møtende overflatene, og segmentene 300 blir påført trykket F for å oppnå en testing med høy styrke av de ytre kretser av røret til den indre overflaten av forsterknings-anordningen.

Lukketrykket F kan bli påført av en maskin og frigjort straks festet har blitt dannet. Alternativt, eller i tillegg, kan en ytterligere klemme 304 vist i fig. 4 bli påført for å oppnå det samme resultatet, og/eller for å forsterke festet ved bruk.

Ved igjen å henvise til fig. 1, vil det fremgå at fartøyet 102 innbefatter en vippbar leggerampe 110 som er egnet for å fire ut rørledningen ved en bratt vinkel under betraktelig trekk. En spole 112 er vist skjematisk, som kan bli lastet med en kontinuerlig lengde med rør, som så blir bøyd over toppen av rampen 110 og rettet ut forut for legging.

I stedet for en rampe ved fartøyets akterspeil, er et antall andre plasseringer for ramper eller tårn kjent hvor røret senkes ned i sjøen over en side av fartøyet eller gjennom en senterbrønn eller via en stinger i en S-leggingskonfigurasjon.

Fartøyet og rørleggingsarrangementet kan bli beskrevet med detaljert i US-A-5975802 nevnt ovenfor. Spesielt kan arrangementet i stedet for spolen 112 vist skjematisk i fig. 1 oppvise en serie med stasjoner tilpasset å danne et kontinuerlig rør ved å sveise individuelle seksjoner sammen.

Anordningen kan beleilig bli laget av det samme materiale som rørledningen som blir beskyttet, generelt stål. Imidlertid er dette ikke nødvendigvis tilfellet, og rørledningen og/eller bulestopperen kan også være laget av en egnet plast.

Tykkelsen av rørveggen og tilleggstykkelsen som skal tilveiebringes av bulestopperne vil selvfølgelig variere, avhengig av installasjonsdybden, og andre operasjons - betraktninger. Tilsvarende vil avstanden mellom bulestopperne 106 bli valgt i henhold til mekaniske og økonomiske betraktninger. Det vil forstås at enhver seksjon eller rørledning mellom to av disse anordningene fremdeles vil være følsom for kollaps og ha behov for å bli erstattet under undervannsoperasjoner. Avstanden mellom anordningene har til hensikt å begrense lengden som må erstattes for hver bulingshendelse, og således tillates den økonomiske risikoen å bli begrenset. Sikkerhet blir opprettholdt ved at tilleggsvekten forårsaket av kollapsen til en enkelt seksjon kan bli konstruert til å være godt innenfor toleransen til rørleggingsutstyret.

Egnede klebemidler for festing av anordningen til rørledningen vil være av epoksyharpikstypen. Som alternativer til klebemiddel kan sveising, inkludert radiell friksjonssveising bli vurdert.

Claims (16)

1. Fremgangsmåte for beskyttelse av en undervannsledning mot kollaps,karakterisert vedat minst en avstivende anordning blir påført rundt den ytre omkretsen av ledningen for å definere lokalt et område med øket veggtykkelse, og hvor en indre overflate av anordningen er festet med et klebemiddel til den ytre overflaten av ledningen for å hemme separasjon av de to overflatene og forhindre kollaps av ledningen.

2. Fremgangsmåte i henhold til krav 1,karakterisert vedat anordningen blir påført under rørleggingsoperasjoner.

3. Fremgangsmåte i henhold til krav 2,karakterisert vedat for slike rørleggingsoperasjoner i hvilke rørledningen blir bøyd og så rettet når den blir firt ut, blir anordningen påført etter retting av røret.

4. Fremgangsmåte i henhold til et hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat anordningen er en utvendig påført krage.

5. Fremgangsmåte i henhold til krav 4,karakterisert vedat kragen innbefatter et flertall segmenter slik at hvert segment blir lagt på ledningene forut for stramming og fiksering av kragen.

6. Fremgangsmåte i henhold til krav 5,karakterisert vedat et klebemiddel blir påført de møtende overflatene til ledningen og kragen, som så blir strammet på plass.

7. Fremgangsmåte i henhold til krav 5 eller 6,karakterisertved at det er tre segmenter i kragen.

8. Fremgangsmåte i henhold til krav 5 eller 6,karakterisertved at det er fire segmenter i kragen, der hver danner en delsylindrisk overflate for å passe sammen med ledningen.

9. Anordning for bruk som en bulestopper på en undervannsledning,karakterisert vedå innbefatte en eller flere deler avpasset til å bli formet til en sylindrisk krage som omgir og er festet med et klebemiddel til den ytre overflaten av ledningen for å øke dens tykkelse og motstand mot innoverrettet kollaps.

10. Anordning i henhold til krav 9,karakterisert vedå innbefatte et sett med delsylindriske segmenter tilpasset å danne den sylindriske kragen ved å avpasses rundt og festes til ledningen.

11. Anordning i henhold til krav 10,karakterisert vedat antallet segmenter er tre.

12. Anordning i henhold til krav 10,karakterisert vedat antallet segmenter er fire.

13. Undervannsinstallasjon hvor stive ledninger er beskyttet mot innoverrettet kollaps ved tilveiebringelse av avstivende anordninger i regelmessige intervaller langs en lengde av ledningen,karakterisert vedat hvert avstivende element innbefatter en eller flere deler dannet separat fra ledningen og påført rundt den ytre omkretsen av ledningen for å definerer lokalt et område med øket veggtykkelse, og hvor en indre overflate av anordningen er festet med et klebemiddel til den ytre overflaten av ledningen for å hemme separasjon av de to overflatene og forhindre kollaps av ledningen.

14. Undervannsinstallasjon i henhold til krav 13,karakterisertv e d at delene danner en sylindrisk krage.

15. Undervannsinstallasjon i henhold til krav 13 eller 14,karakterisert vedat festingen blir gjort med klebemiddel.

16. Undervannsinstallasjon i henhold til krav 15,karakterisertved klebemiddelet er en epoksyharpiks.