NO852193L - Fremgangsm¨te og anordning for innkapsling av r¯rledning e ller kabel. - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse angår forbedringer ved innkapsling av

rør eller elektriske kabler, og mer bestemt en fremgangsmåte og anordning for å tillate innfløting og utfløting av rør og kabler i og ut av en kappe med sikte på installering og utskifting, såsnart kappen er bragt på plass.

Ved legging av rørledninger eller plassering av elektriske kabler i en kappe har man tidligere benyttet liner for å trekke rørene og kablene gjennom kappene, bare når kappene har vært tomme. Følgelig begrenser friksjonskrefter de ledningslengder som kan trekkes gjennom en slik "tørr" kappe.

Andre forsøk har gått ut på å trekke ledninger, såsom et

rør eller en elektrisk kabel gjennom en kappe. F.eks. beskriver U.S. patent 4.232.981 en teknikk der perler blandes med en væske, såsom vann, i en kappe for å minske tørr friksjon når et rør eller en elektrisk kabel skal trekkes over en begrenset strek-ning gjennom selve kappen. En teknikk for å trekke og avtette en polyetylen-foring i et stålrør er beskrevet i en artikkel med titel "New Way To Protect High Pressure Lines" publisert i Pipeline Industry, mars 1981. Denne publikasjon angir at friksjon begrenser trekklengden til ca. 2.500 fot.

På grunn av ulempene ved ovennevnte teknikker har det fore-ligget et behov for en forbedret innkapslingsmetode og anordning som gjør det mulig å plassere ett eller flere rør eller kabler i en forholdsvis lang kappe i et minimum av tid for å bringe konstruksjonskostnadene til et minimum, men slik at røret eller kabelen, når den er innkapslet, lett kan fjernes for reparasjon eller utskifting.

Foreliggende oppfinnelse tilfredsstiller ovennevnte behov ved at den tilveiebringer en fremgangsmåte og anordning der ett eller flere rør eller elektriske kabler kan monteres i en kappe på grunnen, under grunnen eller under vann-nivå, såsom på en sjøbunn e.l. I dette øyemed kan kappen være av konvensjonelle materialer, såsom stål e.l. og som kan legges på en bæreflate på konvensjonell måte. Kappen oversvømmes med vann eller annen fIotasjonsvæske, og ett eller flere rør eller elektriske kabler, eller både rør og kabler, kan fløtes inn i kappen og bringes på plass. Dette resultat oppnås ved å gi hvert rør eller hver kabel nøytral oppdrift med hensyn til fIotasjonsvæsken i kappen. Dersom isolasjon er nødvendig eller vil være fordelaktig i systemet, fløtes en foring av polyetylen eller annet egnet isolerende materiale med nøytral oppdrift inn i kappen før eller under det tidspunkt hvor røret eller kabelen fløtes på plass.

Såsnart røret eller kabelen er bragt på plass, kan flota-sjonsvæsken bringes til å strømme gjennom kappen for å tilføre eller fjerne varme fra de elektriske ledninger eller fluidledningene. På denne måte kan varme fjernes fra vannet før varmen strømmer inn i omgivelsene utenfor selve kappen eller temperaturen kan opprettholdes i fluidledningene for å bedre den hydrauliske effektivitet. Videre kan lekkasjer i røret detekteres ved overvåking av fIotasjonsvæske som strømmer gjennom kappen. Dette kan oppnås ved bruk av en gasskromatograf eller annet overvåkingssystem ved en ende av kappen. Lekkasjestedet kan bestemmes ved å snu fIotasjonsvæskens strømningsretning og måle den tid det tar å detektere lekkasjematerialet ved kappens andre ende.

Når det er ønskelig å reparere eller utskifte et rør eller en kabel i kappen, kan rør- eller kabelbæreren tømmes og fløtes ut av kappen slik at reparasjon eller utskifting kan finne sted. Dette kan gjøres uten å forflytte kappen eller modifisere selve konstruksjonen av kappen.

Hovedformålet med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebrin-ge en forbedret fremgangsmåte og anordning for innkapsling av ett eller flere rør eller elektriske kabler, hvor rørene eller kablene fløtes på plass i en kappe etter at kappen er plassert på en bæreflate og oversvømmes med en fIotasjonsvæske hvorved rørene eller kablene hurtig kan installeres i kappen og kan fløtes ut av kappen for reparasjon eller utskifting, samtidig som f Iotasjonsvæsken kan besørge kontroll av varmeoverføring fra eller til rørene eller kablene og detekteringen av lekkasjer eller andre feilfunksjoner ved røret eller kabelen ved overvåking av endringen av en fysisk karakteristikk ved flotasjons-væsken når den strømmer gjennom kappen.

Andre formål med denne oppfinnelse vil fremgå av følgende beskrivelse i tilknytning til tegningene for illustrasjon av oppfinnelsen.

Figur 1 er et perspektivriss av innkapslingsanordningen ifølge foreliggende oppfinnelse, og viser hvorledes ett eller flere rør eller elektriske kabler kan innkapsles i en isolasjons-foring i en utvendig kappe, idet anordningen befinner seg i vann, f.eks. i arktiske omgivelser,

Figur 2 er et skjematisk sideriss av anordningen,

Figur 3 er et utsnitt av et grunnriss av anordningen i større målestokk nær en ende av kappen, og Figur 4 er et tverrsnitt langs linjen 4-4 på figur 2.

Innkapslingsanordningen ifølge foreliggende oppfinnelse er generelt betegnet med tallet 10 og omfatter en utvendig kappe 12 av en egnet type stål. Av illustrasjonsgrunner er kappen i figur 1 og 2 vist beliggende i en grøft 14 som er utformet i en sjø-bunn 16 i et forholdsvis grunt sjøvann-parti hvis øvre nivå 18 er beliggende under toppen 20 av en produksjonsøy 22. Kappen strekker seg f.eks. mellom produksjonsøya 22 og en boreplatt-form (ikke vist) som er beliggende på et fjerntliggende sted, som f.eks. i en avstand på flere tusen meter eller 25 kilometer eller mer fra produksjonsøya. Hensikten med grøften er å senke kappen under sjøbunnens nivå for å gi en viss beskyttelse mot belast-ninger fra omgivelsene. Nærmere bestemt, når kappen er beliggende under sjøbunnens nivå vil grøften bidra til å beskytte kappen mot bølge- og strømvirkning i vannet. I arktiske omgivelser vil dessuten grøften gi en viss beskyttelse mot støt og skuring av is.

Som vist i figur 2 strekker en ende av kappen 12 seg oppad og inn i produksjonsøya 22 på en avbøyd måte. I illustrasjons-øyemed er kappen beliggende på grunt vann i en dybde på 1,8 til 3 m nær produksjonsøya. Kappens ytterdiameter kan f.eks. være ca. 1,5 m. Enden av kappen vil befinne seg i produksjonsøya og beliggende slik at rørledninger og kabler i kappen som beskrevet i det følgende kan bringes til øyas overflate 20 og tappes på hvilken som helst hensiktsmessig måte.

Anordningen 10 omfatter videre en rørformet foring 24 vist

i figur 1 og 4. Foringen 24 har en mindre ytterdiameter enn kappens 12 innerdiameter, og foringen vil flyte i vann eller annen f Iotasjonsvæske i kappen 12, idet fIotasjonsvæsken fyller kappen 12 etter at kappen er nedlagt i grøften 14 eller på en bæreflate. I illustrasjonsøyemed er foringen 24 av polyetylen.

Foringen 24 er innrettet til å oppta ett eller flere rør eller elektriske kabler, eller både rør og kabler, som er innrettet til å strekke seg over hele kappens lengde, såsom fra en boreøy til produksjonsøya 22. I illustrasjonsøyemed viser figur 1, 3 og 4 et par rør for transport av væske- eller gassformige hydrokarboner gjennom kappen 12 til produksjonsøya 22. Rørene 26 strekker seg inn i produksjonsøya langs lengden av det av-bøyde parti av kappen 12 som vist i figur 2. Et fluid-avtapnings-rør 28 kan være anordnet for hvert rør 26 ved toppen 20 av pro-duks jonsøya 22. Således kan de væske- eller gass-formige hydrokarboner som transporteres gjennom rørene 26 deretter transporteres til en tank eller annen samleinnretning. Alternativt kan rørene bøyes elastisk for å nå øyoverflaten.

Figur 3 viser hvorledes rørene 26 kan koples til et par fluidgrenrør 30 og 32, såsom kilden for de væske- eller gass-formige hydrokarboner, dvs. ved en boreøy. I et slikt tilfelle anvendes fleksible rør 34 og 36 for å bringe grenrørene i fluid-kommunikasjon med de respektive rør 26.

For å konstruere anordningen 10 blir kappen 12 først lagt

på en bæreflate, f.eks. på bakken eller under vann-nivå i en grøft 14. Deretter oversvømmes kappen med vann eller annen fIo-tas jonsvæske . Dersom kappen er lagt i sjøvann anvendes sjøvann til å oversvømme kappen. Kappen trenger ikke være lekkasjetett.

Etter at kappen er oversvømmet, fløtes foringen 24 inn i kappen fra den ene eller andre ende. Ettersom foringen 24 har nøytral oppdrift kan den trekkes gjennom kappen med ubetydelig sideveggfriksjon. Over lange avstander kan det være fordelaktig å trekke foringen 24 eller et rør 26 gjennom kappen ved å opp-rettholde en trykkforskjell over en trekkpigg.

Foringen trekkes mens den er kontinuerlig oversvømmet. Rør 26 eller elektriske kabler, eller både rør og kabler, fløtes ett om gangen eller sammen inn i foringen 24 fordi rørene og de elektriske kablene vil være slik valgt at de har nøytral oppdrift i fIotasjonsvæsken. i denne henseende har stål som benyttes for rørene en minimum veggtykkelse som sikrer at de har nøytral oppdrift i vann i foringen 24. Når elektriske kabler trekkes er de bendslep sammen med rør, tomme og med tilstrekkelig positiv oppdrift til at hele enheten har nøytral oppdrift i flotasjons- væsken. På denne måte kan foringen 24 såvel som rør 26 eller elektriske kabler fløtes på plass såsnart kappen 12 er lagt.

Anordningen 10 bringes på plass ved først å legge kappen 12, hvoretter kappen oversvømmes med fIotasjonsvæsken. Om nødvendig blir deretter foringen 24 fløtet på plass i vannet eller væsken i kappen 12. Rør 26 (eller elektriske kabler eller begge deler) fløtes inn i foringen for å fullstendiggjøre installasjonen.

Under bruk av anordningen 10 sirkuleres vann gjennom kappen 12 utenfor foringen 24 og vann sirkuleres gjennom foringen 24. En passende pumpe, såsom pumpen 38 (figur 2) benyttes til å pumpe fIotasjonsvæsken i retning av pilene 40 og 42 (figur 1) gjennom kappen 12 og foringen 24 med en forutbestemt hastighet. Den sirkulerende fIotasjonsvæske i kappen 12 og foringen 24

kan benyttes til å kontrollere spillvarmetap til omgivelsene mellom foringen 24 og kappen 12. F.eks. kan rør 26 føre opp-varmete hydrokarboner og, dersom det er ønskelig at varmen ikke skal overføres til kappen og derved til den omgivende grunn, som f.eks. kan være utsatt for tele, kan vannets hastighet i kappen 12 økes eller vannet kan innledningsvis være avkjølt slik at det vil være så godt som intet varmetap gjennom kappen til den omgivende grunn eller annet naturlig omgivelsesmateriale.

Det forhold at rørene 26 (eller kablene) kan fløtes inn i foringen 24 gjør at rørene kan fløtes ut av foringen for reparasjon eller utskifting, f.eks. når det forekommer en lekkasje i et bestemt rør. En slik lekkasje kan oppdages på flere for-skjellige måter. Et passende lekkasjedetekteringssystem i dette øyemed er en gasskromatografi-teknikk der hydrokarboner som kommer inn i vannstrømmen gjennom foringen 24 kan detekteres også i ubetydelige mengder. Lekkasjer kan detekteres ved prøver av vannstrømmen, oppvarming av prøven over vannets kokepunkt for å gi en gassformig prøve, og så analysere gassprøven med en gass-kromatograf for kvantitativt å detektere fremmedstoffene. Slik detektering kan utføres på en kontinuerlig basis slik at en lekkasje kan detekteres hurtig og foranstaltninger kan umiddel-bart bli tatt for å reparere lekkasjen.

Anordningen 10 gir en rørledning som hurtig og enkelt kan installeres, gir en permanent installasjon, gjør det mulig å fjerne innvendige rør eller kabler for reparasjon etter behov. muliggjør detektering av lekkasjer ved overvåking av flotasjons-væsken i kappen, og gjør det mulig å kontrollere spillvarmetap til omgivelsene ved det sirkulerende vann eller væsken i selve kappen.

Claims (10)

1. Fremgangsmåte for innkapsling av et langstrakt element i en rørformet bæreinnretningkarakterisert vedat den omfatter legging av bæreinnretningen på en overflate, fyl-ling av bæreinnretningen med en væske, hvilket element har en oppdrift som er i det vesentlige nøytral i forhold til væsken, og fløting av elementet inn i bæreinnretningen fra en ende av bæreinnretningen.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1karakterisertved at det indre element omfatter et rør for transport av et fluid.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1karakterisertved at det indre element omfatter en elektrisk kabel.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1karakterisertved bevegelse av væsken gjennom bæreinnretningen etter at elementet er bragt på plass i bæreinnretningen for å kontrollere avgivelsen av varme fra inne i bæreinnretningen til området utenfor bæreinnretningen.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1karakterisertved at væsken er vann.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 1karakterisertved at en rørformet foring fløtes inn i bæreinnretningen for å omslutte elementet.

7. Anordning for innkapsling av et langstrakt elementkarakterisert vedat den omfatter en langstrakt kappe som er innrettet til å plasseres på en bæreflate, hvilken kappe er fylt med en væske i hvilken elementet har en stort sett nøytral oppdrift, en rørformet foring i kappen, hvilken foring har stort sett nøytral oppdrift i forhold til væsken i kappen, hvilken foring er fylt med væsken og innrettet til å oppta det indre element, hvilken foring er innført i elementet ved å fløtes gjennom væsken som foringen er fløtet inn i væsken, samt organer for pumping av væsken gjennom kappen og foringen.

8. Anordning ifølge krav 7,karakterisert vedat væskestrømmene gjennom kappen er i en retning motsatt væske-strømmen gjennom foringen.

9. Anordning ifølge krav 7,karakterisert vedat den omfatter en innretning for detektering av fremmedmateri-ale i væsken som strømmer gjennom kappen.

10. Anordning ifølge krav 7,karakterisert vedat vannet beveger seg gjennom kappen med en hastighet som er tilstrekkelig til å tillate kontroll av avgivelsen av varme-energi gjennom kappen til området utenfor kappen.