NO821401L - Undervanns-koblingsenhet. - Google Patents

Abstract

En undervanns-koblingsenhet (9) skaffer forbindelse mellom en tankbåt (1) og en oljeoverførings-enhet (5) som er forankret på havbunnen og forbundet med en oljetransportledning (6). Til å styre koblingsenheten (9) inn i overfringsenheten (5) under senke-bevegelsen tjener et vinsj system (14-17) på tankbåten (1) og en drivanordning (21, 21') som sitter i koblingsenheten (9) og arbeider med vannstråler, og som via en ledningsslange (8) forsynes med trykkvann av tankbåten (1) og muliggjør en styring av koblingsenheten i

Description

Oppfinnere;

1. Konrad Wilke,

Wiesenweg 12

D-2107 Rosengarten 5

2. Bernd Michaelsen

Kittelweg 5

D-2000 Hamburg 73

3. Hans Sander

Wupperstrasse 47

D-4300 Essen 18

4. Joachim Groger

Waldweg 11

D-3043 Schneverdingen

5. Heinz Knappich

Grindelallee 36

D-2000 Hamburg 13

6. Ingo Sauer

Schumacher-Strasse 54

D-2000 Hamburg 50

Alle: Forbundsrepublikken TYSKLAND

Undervanns- koblingsenhet

Oppfinnelsen angår en undervanns-koblingsenhet med trekk som angitt i hovedkravets innledning.

Der er allerede kjent flere systemer som befatter seg med overlevering av olje fra oljetransportledninger til tankbåter som så frakter jordoljen til behandlingssteder nær kysten. Systemene er i første rekke utarbeidet for jordoljefelter og produksjonsanlegg som ligger nær kyst. Således har f.eks. Kongsberg Engineering A/S beskrevet et slikt system i en firma-publikasjon under tittelen "A new Offshore Loading System directly from the seabed". Med dette system blir en tankbåt posisjonert dynamisk over et borehull. En fleksibel stigeledning oppviklet på en forrådstrommel blir med en kran senket ned på havbunnen. Kranen er utrustet med en såkalt "heave"-kompensasjon som skal utligne bevegelser av skipet under senkningen. Stigeledningens nedre ende er forsynt med styredrivorganer og en sammenkoblingsinnretning som muliggjør forbindelse med olje-transportledningens undersjøiske tilkoblingsdeler. Dermed kan man unnvære lastebøyer eller tårn i vannoverflaten. Den vesentlige ulempe ved dette system er å se i at stigeledningen blir satt ned på lesiden av skipet og blir ytterst sterkt påkjent ved sterkere sjøgang.

Et annet system, som er offentliggjort i tidsskriftet "Offshore", mars 1980, side 61 og 62, forutsetter en tankbåt med en såkalt moonpool, dvs. en sylindrisk åpning som strekker seg loddrett gjennom skipets skrog, og hvor en fleksibel stigeledning med et holdeparti blir senket ned i vannet av en kran plassert over åpningen i dekket. Tankbåten er på forhånd posisjonert dynamisk over borehullet. Ved hjelp av transpondere på borehullhodet og et fjernsynskamera blir stigeledningens hodeparti stillet på borehullhodet og låst og slangeforbindelsen tilveiebragt.

Sluttelig er der fra DE-AS 29 21 890 kjent en innretning til overtagelse av olje hvor der fra en tanker blir senket ned et sammenkoblingselement som kan posisjoneres med hydrofoner og styres med drevne propeller. Dette koblingselement blir styrt til en overføringsenhet som er forankret i en bestemt vanndybde, og sammenkoblet mekanisk med den. Deretter opprettes slangeforbindelsen, hvormed overtagelsen av oljen kan skje.

Den oppgave som ligger til grunn for den foreliggende oppfinnelse, er nu å se i å skaffe en undervannskoblingsenhet som med liten teknisk påkostning og under utnyttelse av an-leggsdeler som finnes ombord på vannfartøyet, kan styres ytterst følsomt til en nesten stasjonær motkoblingsenhet.

Denne oppgave blir ifølge oppfinnelsen løst ved hjelp av de karakteristiske særtrekk som er angitt i hovedkravet. En vesentlig fordel ved koblingsenheten ifølge oppfinnelsen er å se i at der kan etableres en forbindelse mellom oljeoverførings-slangen og koblingsdelen på overføringsenheten under opptil større vindstyrker (9 Bft). Da oljeoverføringsslangen i det indre av skipet blir senket ned i det underliggende vann,

blir den ikke lenger sterkt påkjent ved sjøgang og bølgeslag.

I tillegg blir sluttelig det såkalte uværsvindu gjort større

og oljetransporten fra borestedet til behandlingsstedet dermed mer økonomisk.

Forholdene vil bli nærmere belyst ved utførelseseksempler under henvisning til tegningen. Fig. 1 er en generell prinsippskisse av en tankbåt over oljeoverføringsstedet. Fig. 2 viser tverrsnitt gjennom tankbåten i høyde med moonpoolen samt oljeoverføringsinnretningen som er forankret på havbunnen.

Fig. 3 viser koblingsenheten i detalj.

På fig. 1 ses en tankbåt 1 som er dynamisk posisjonert over et lastested. For enkelhets skyld er posisjoneringsan-legget antydet som lydsender eller hydrofon som er betegnet med 3 på havbunnen 2 og med 4 på bunnen av skipet. En overførings-enhet 5 er forankret på havbunnen 2 og forbundet med en oljetransportledning 6 som er ført fra en produksjonsplattform eller fra forrådsbeholdere for olje. Fra tankbåten er stigeledningen 8 med koblingsenheten 9 senket ned gjennom moonpoolen 7 og ved hjelp av målesystemer som vil bli beskrevet nærmere, ført hen til overføringsenheten 5 og fast forbundet med denne. I denne relative stilling av skipet 1 og overføringsenheten 5, en stilling som holdes ved den dynamiske posisjonering, kan overtagelsen av olje foregå. Når lastingen er fullført, blir koblingen mellom delene 5 og 9 løst, stigeledningen kan tas ombord igjen, og tankbåten kan forlate lastestedet.

Av tverrsnittet på fig. 2 fremgår det at moonpoolen 7 er anordnet usymmetrisk med hensyn på lengdeaksen for tankbåten 1. Moonpoolen oppviser flere føringsbaner hvorav to er betegnet med henholdsvis 10 og 11, og som en vogn 12 er ført på med ruller 13 eller lignende. Vognen 12, som kan arreteres i sin viste nedre og i en øvre endestilling i moonpoolen, tjener til sikker føring for koblingsenheten 9 i moonpoolen under hivning og firing. Til formålet har vognen 12 en utformning tilpasset den koniske form av den øvre del av koblingsenheten 9.

Koblingsenheten 9 beveges ved hjelp av en løfteinnretning som sitter på skipets dekk og består av en mast 14 med utligger 15 hvor omstyringstrinser 16, 17 er lagret. En ytterligere om-styringstrinse 18 med loddrett lagringsakse er lagret bevegelig i retningen for dobbeltpilen 19 for kompensasjon av bevegelser. 01jeoverføringsslangen 8 som koblingsenheten 9 står i forbindelse med, er ført over trinsene 16, 17 og 18, viklet på en ikke vist forrådstrommel og med en ende forbundet med tankbåtens laste- og lossesystem ombord.Dobbeltpilen 20 skal med sin øvre odd antyde at oljelosse- eller ballastpumpen under senkningen av koblingsenheten 9 transporterer trykkvann fra tankbåtens ballastsystem gjennom oljeoverføringsslangen 8 for å bevirke posisjonsendringer via styredyser 21 i koblingsenheten 9.

På fig. 2 er koblingsenheten 9 vist på et stadium av senkningen kort før den trer inn i den forankrede overførings-enhet 5. Ved hjelp av måle- og overvåkningssystemer 22 og 23

på koblingsenheten 9 og overføringsenheten 5 blir koblingsenheten styrt slik at den med sitt nedre koniske parti 24

trer inn i en traktformet åpning dannet av sentreringsflater 25 fordelt på omkretsen av overføringsenheten 5. Koblingsenheten blir så senket så langt til dens nedre stuss 26 er mekanisk sammenlåst med koblingsdelen 27 hos overføringsenheten 5 og slangeforbindelsen tilveiebragt. Deretter åpnes en kuleventil i koblingsenheten 9 og en ytterligere ventil i over-før ingsenheten 5 ved fjernstyring fra tankbåten. Etter etablering av slangeforbindelsen blir oljelastepumpen på produksjonsenheten koblet inn, og lasteprosessen kan begynne. Overtagelsen av olje er antydet ved nedre odd hos dobbeltpilen 20.

På fig. 3 er koblingsenheten 9 med oljeoverføringsslangen

8 og overføringsenhetens koblingsdel 27 vist mer utførtlig i snitt. Den dobbeltkoniske form av koblingsenheten tjener som allerede forklart sammen med den øvre del 28 til å lette inn-føringen i oljeoverføringsenhetens sentreringstrakt 26, som er antydet stiplet for innført koblingsenhet. Til å beskytte ledningsslangen 8 ved innføringen i moonpoolvognen 12 tjener en hylse 29 med krave som vognen 12 har en passende utsparing for. Ledningsslangen 8 er i det indre av koblingsenheten 9 erstattet med rørstykker 3 0 og 31 med mellomkoblet treveis-ventil 32. Til treveisventilen 32 er der koblet en ringledning 33. Med denne ringledning kan der være forbundet flere ut-gående trykkstråledyser, f.eks. fire anordnet i rett vinkel til hverandre, hvorav to er vist på tegningen og betegnet med 21 og 21'. For å skaffe mulighet for styring kan hver avgangs-dyse 21 lukkes med en særskilt stengeventil 34. Disse ventiler, som er utrustet med strupningsklaffer 35, kan f.eks. ved 36 være forbundet med en hydraulisk styreledning.

I tilslutning til rørstykket 31 er der montert en koblings-mekanisme 26 som omfatter flere krumme vektstenger 3 7 som er fordelt over dens omkrets og lagret dreibart ved 38. På den frie ende 39 av vektstangen 37 angriper en trykkfjær 40. Denne er med sin annen ende fiksert på koblingens hus. I innkoblet tilstand som vist, ligger endene 41 av de krumme vekstenger 37 fast an mot undersiden av flensen 42 på overføringsenhetens rørstuss og presser den fast mot en flens som sitter på rørstykket 31 i det indre av koblingshuset 6. I det indre av koblingshuset sitter likeledes en kuleventil som lukker for den nedre ende av røret 31 under posisjoneringsprosessen.

Etter at den mekaniske forbindelse og slangeforbindelsen er etablert, blir treveisventilen 32 omstillet til transport, hvorved kuleventilen i koblingshuset 26 og i overføringsenheten blir åpnet. Derpå kan jordoljen som tilføres i oljetransport-ledningen 6, pumpes opp i tankbåten fra produksjonsenheten.

Når koblingsenheten 9 skal skilles fra overføringsenheten 5 etter avsluttet lasteoperasjon, må det sikres at der ikke kan tre olje ut i sjøen idet forbindelsen løses. Til dette formål blir der etter lukning av stengeventilen i overføringsenheten 5 innledet en spyling av skillestedet og ledningsslangen 8 via en spyleventil anordnet i koblingsenheten 9. For å understøtte tilstrømningen av sjøvann blir en sugepumpe på tankbåten via lasteraanifolden koblet til ledningsslangen 8. Etter avsluttet spyling pådras et hydraulisk stempel 43 som via en stang-mekanisme samt fjærene 40 opphever låsningen av delene 41 og 42, så koblingsenheten etter omkobling av treveisventilen 32 kan trekkes ombord med kranen. Den blir da trukket inn i moonpoolvognen 12 og sammen med den ført til veiens øvre begrensning.

For å gjøre det mulig fra tid til annen å kontrollere koblingsenheten kan kranarmen 15 kjøres til en høyere posisjon og de øvre endeanslag for vognen fjernes. Dermed kan vognen 12 med koblingsenheten 9 trekkes ut av moonpoolen 7 og stilles ned og kjøres på en arbeidsplattform som dekker over moonpoolen. Arbeidsplattformen er på fig. 2 betegnet med 44.

Claims (10)

1. Undervanns-koblingsenhet som senkes ned i vannet fra et vannfartøy og tjener til å opprette en mekanisk forbindelse og en slangeforbindelse med en overføringsenhet som er forankret på havbunnen og forbundet med en oljetransportledning, samtidig som koblingsenheten er utrustet med innretninger til posisjonering og drivning, karakterisert ved at koblingsenheten er styrbar i seks frihetsgrader i sin senkebevegelse ved hjelp av et vinsj system ombord på vannfartøyet og via en med vannstråler drevet drivanordning som via en ledningsslange forsynes med trykkvann fra vannfartøy.

2. Koblingsenhet som angitt i krav 1, karakterisert ved at oljelaste- eller ballastpumpen og olje-overføringsslangen tjener til å frembringe trykkvann og lede det videre til koblingsenheten.

3. Koblingsenhet som angitt i krav 1, karakterisert ved at vannstråledrivanordningen i koblingsenheten er fjernstyrt innstillbar via strupningsklaffer, samtidig som styreledningene er integrert i oljeoverførings-slangen.

4. Koblingsenhet som angitt i krav 1, karakterisert ved at koblingsenheten har dobbeltkonisk bygge-form for å lette sammenkoblingsoperasjonen.

5. Koblingsenhet som angitt i krav 1, karakterisert ved at koblingsenheten er utrustet med et måle-system for posisjonsbestemmelse og stillingsbestemmelse i forhold til oljeoverføringsenheten.

6. Koblingsenhet som angitt i krav 1, karakterisert ved at koblingsenheten er utrustet med et styre-og overvåkningssystem.

7. Koblingsenhet som angitt i krav 1, karakterisert ved at koblingsenheten oppviser både en innretning til å etablere den mekaniske forbindelse og en innretning til automatisk eller fjernstyrt tilveiebringelse av slangeforbindelsen.

8. Koblingsenhet som angitt i krav 7, karakterisert ved sin anvendelse som transportenhet, hvor de mekaniske forbindelser til fast forankrede eller bevegelige transportable enheter blir etablert.

9. Koblingsenhet som angitt i krav 1, karakterisert ved at koblingsenheten og ledningsslangen er ført gjennom en føringssjakt (moonpool) i vannfartøyet.

10. Koblingsenhet som angitt i krav 9, karakterisert ved at koblingsenheten ved senke- og innhalings-operasjonen er ført ved hjelp av en vogn i føringssjakten.