Dykkerumbilical ut av dykkerklokke - testing av prioritert alternativ

Transkript

1 STF23 A94034 Gradering: Åpen Dykkerumbilical ut av dykkerklokke - testing av prioritert alternativ JLUJL

2 OMEGA Foretaksnr.: OPPDRAGSGIVER(E) Telefon: Telex: sintf n Telefax: Besøksadresse: Olav Kyrresgt. 3 Postadresse: 7034 Trondheim Ekstreme arbeidsmiljo SINTEF Bård Holand, Askild Moe og Ove Stave (NUTEC) FORFATTER(E) : Lagring Storage Umbilical Umbilical EGENVALOTE Dykkerklokke Diving Bell GRUPPE I Marin teknikk Marine Tecbnology GRUPPE 2 Dykking Diving STIKKORD NORSK - NGLSK Systemet er realisert som en modell i full skala, og resultatet av utprøving med en 50 meter lang dykkerumbilical, var meget vellykket. ISBN PRISORUPPE FAGUG ANSVARLIG ELEKTRONISK ARKIVKODE PROSJEKTNR. ANTALL SIDER OG BILAG Åpen Helge Stang M:\BA[1\XBAHB137.W dykkerklokka. Systemet består av en lagringskurv som plasseres under dykkerklokka, og hvor de to dykkerumbilicalene kveiles inn i ved hjelp av et hydraulisk kraftsystem. Rapporten beskriver et lagringssystem som er uttestet med tnke på lagring av dykkerumbilicaler utenfor SAMMENDRAG f RAPPORTNR. DATO ANSVARLIG SIGNATIJR STF23 A Arvid Påsche W7 L Bård Holand f{c, (a l, ARKIVKODE GRADERING OPPDRAGSGIVERS REF. OPJ9IL Dykkerumbilical ut av dykkerklokke - testing av prioritert alternativ 11TEL :: Fl Å P P 0 R T

3 2 TESTMODELLEN 4 i BAKGRUNN 3 side INNIIOLDSFORTEGNELSE M:\BAI-RXBAHBI37.W51 Appendiks nr. i Anbefalt forslag til realisering (fra STF23 F93047) 5 REFERANSER 11 4 KONKLUSJON Kurv med redusert høyde Kun med full høyde 8 3 RESULTATER Dykkerumbilical Kraftenhet for spoling av umbilical Lagringskurv 4 2

4 og forskningsinstitusjoner, hvor temaet var å foreslå tiltak som kunne frigi plass i dykkerklokkene. Nye krav i forskrifter og annet, har ført til at utstyrsmengden i dykkerklokkene har Økt til et nivå dykkeruinbilicalene på utsiden av klokka (1). hvor plassmangel har blitt et reelt problem i de dykkerklokkene som er i bruk i dag. I august ble det avholdt et møte i regi av FUDT, med deltagere fra oljeselskapene, dykkeselskaper, industri Blant møtedeltakerne var det bred enighet om at det mest nærliggende tiltaket som ville gi vesentlig bedre plass i dykkerklokka, var å finne et arrangement som tillot lagring og håndtering av i BAKGRUNN 3 M:\BAH XBAHB137.W51 anbefalt gjennomført først. Fra OMEGA ble det våren 1994 gitt klarsignal til å starte utprøving av det forslaget som ble etter en prioritetsilste. Vesentlig i valg av løsninger var at de skulle være enkle å realisere, være driftssikre og bety et minimum av ombygging av det eksisterende dykkesystemet. Anbefalte løsninger i prioritert rekkefølge, er presentert i en egen rapport utgitt etter id&dugnaden (2). for lagring og håndtering av dykkerumbilical utenpå selve dykkerklokken. Av de ulike forslagene som ble lansert, ble et antall av de løsningsforslagene en mente var realiserbare anbefalt og sortert På en idé-dugnad i Trondheim i november i 1993, ble det diskutert ulike mulige tekniske løsninger

5 Målsetningen med modellen var å undersøke om dykkerumbilicalen kunne lagres i en kurv hvor - Lagringskurv - Dykkerumbilical - Kraftsystem for inn- og utdraging av umbilical Selve testmodellen består i hovedsak av tre komponenter: 2 TESTMODELLEN 4 M:\BAH XBAIIB137.W51 Figur 2.2..Ytre diameter på lagringskurven er 240 cm, og høyden er 100 cm. øvrige relevante mål går fram av gjennomgang av umbilicalen. Hullet inn til selve lagringskurven, har sitt sentrum ca. 50 cm over bunnen av kurven. I topplata over kraftenlieten for spoling og i sideveggen inn til lagringsrommet, er det laget hull for rammeverket er utformet av stålrør med nødvendige avstivere. Lagringskurven for den ene umbilicalen er kiedt med perforerte stålplater både i bunnen og langs sidene. Toppen er laget som et lokk (av tilsvarende perforert stålplate). Lokket er hengslet langs midtaksen slik at det - nødvendig, kan åpnes lett for å konigere eventuelle floker. hvis I Figur 2.2 er vist en annen skisse av lagringskurven sett i perspektiv. Selve det sirkulære grunnriss av kurven. Som en ser er det gjort plass for 4 separate rom - dette med tanke på at det i Kurven som ble benyttet i prosjektet, ble produsert av VinghØg A/S i Tønsberg. Figur 2.1 viser et en operasjonell situasjon skal være plass til to systemer. Da vår testmodell bare skulle brukes for å teste selve lagringsprinsippet, ble den bare utrustet med ett lagringsrom for en umbilical. Dette er indikert i Figur 2.1 hvor det skraverte området viser den delen av kurven som ble kledt med perforerte stålplater (vegger, bunn og topp). eventuelt operasjonelt oppsett, skal det være plass til to uavhengige systemer - ett til hver dykker. Selve Iagringskurven skal gi plass til både kraftsystemet for spoling og til dykkerumbilicalen. I et 2.1 Lagringskurv slikt konsept skal kunne benyttes i operasjonell virksomhet, er at kveilingen ikke skaper floker ved inn- og utspoling av umbilicalen. umbilicalen får lov til å kveile seg fritt når den blir trykket inn kurven. Forutsetningen for at et

6 I I I I I II I I c&gcrn 5 M:\BAIfXBAHB137.W51 Figur 2.2 Lagringskurven for dykkerumbilicaler sett i perspektiv fra siden Total diam.; 240 cm Figur 2.1 Et grunnriss av lagringskurven for to dykkerumbilicaler 240cm I I II I II I 1 I II I II I II I 11111, (III III II; I III liiiiiii i. 31Jt H-lOOcm

7 målsetningen for dette prosjektet. Det ble derfor valgt å lage et system basert på kommersielt tilgjengelige komponenter så langt dette var mulig. Det ble valgt å satse på en 19 kraftblokk fra Rapp Hydema AJS (den minste i deres fast aksling. Å utforme en optimal kraftenhet for spoling av umbilical, var i utgangspunktet ikke en del av via et drev (på motoren) og en tannkrans i ytterkanten av snella. Snella roterte (på kulelagre) om en produktspekter). Snella ble drevet av en hydraulisk motor fra Danfoss (OMP-50 25MM ) 2.2 Kraftenhet for spoling av umbiical 6 M:\BAH\XBAHB137.W51 Et stativ forbinder krafiblokka med underlaget (d.v.s. den ene vertikale veggen til lagringskurven), testmodellen måtte vi fysisk dreie bøylen hver gang vi spolte inn og ut, men i en eventuell indikert hvordan bøylen med valsen må posisjoneres ved henholdsvis innspoling og utspoling. I og den faste akslingen fungerer som opplagringspunkt. Dette er illustrert i Figur 2.4 hvor det også er Figur 2.3 Figuren viser en skisse av det hydrauliske kraftsystemet. av en spiralijær mellom enden av frontstangen og akslingen som vist i Figur 2.3. akslingen, og på enden av denne stanga er det festet en ny stang (med en roterende valse på midten), som kan svinges inn foran sporet til snella. Den roterende valsen trykkes mot umbilicalen For å sikre at kraftblokka fikk tak i umbilicalen, ble det laget en bøyle som trykker umbilicalen inn i det gummierte sporet i kraftblokka. BØylen består av en stiv stang som er festet til den faste U1E

8 operasjonell modell er det ingenting i veien for å ha to fikserte bøyler. 7 M:\BAH\XBAHB137.W51 Under forsøkene ble det benyttet en standard dykkemmbilical utlånt av Stolt Comex Seaway A/S. Lengden på umbilicalen var 50 meter, og den var komplett inklusive returslange for gass. 2.3 Dykkerumbilical Under forsøkene ble den hydrauliske motoren drevet av et generelt hydraulisk pumpeagregat som ble innlånt for anledningen. Pumpetrykket kunne varieres, og et trykk mellom 30 og 50 Bar viste seg hensiktsmessig. plassering av bøylen i forhold til inn- eller utspoling Figur 2.4 Figuren viser plassering av kraftsystemet i forhold til lagringsrommet, og den viser også umbtlical Lagerrom for

9 3.1 Kurv med full høyde ville et system med to bøyler vært en riktig løsning på dette problemet, men det bød ikke på spoleretning. Innledende tester viste at det var nødvendig å flytte bøylen som trykker umbilicalen inn i sporet på kraftblokka avhengig av inn- eller utspoling av umbilical (se Figur 2.4). Som antydet i Kapittel 2.2, problemer med tanke på å få testet prinsippene, at en måtte dreie bøylen hver gang en endret 3 RESULTATER M:BA1I\XBAHB137.W51 engelskmenn ikke fikk anledning til å løfte seg over matingshullet ved utspoling. Istedet - Matingshullet ble liggende helt opp under taket t på kurven, og dette førte til at - Høyden ble redusert ved at tauverk ble spent fram og tilbake over kurven. Selv om dette ble gjort relativt tett (ca. 10 cm mellomrom), hadde umbilicalen en tendens til å trenge ut mellom tauene - noe som klart påvirket kveilemønstret i kurven. Testbetingelsene for dette forsøket viste seg åpenbart ikke å være gode nok. To forhold var hovedårsaken til dette: ikke burde by på problemer med tanke på implementering av et slikt lagringssystem på de fleste eksisterende dykkefartøyer, og dette var grunnlaget for det valget som ble gjort med hensyn på tester hvor høyden i kurven ble redusert til overkanten av innmatningshullet (d.v.s. ca. 60 cm over bunnen). kurvhøyde. Under uttestingen av systemet med full høyde, ble det avslutningsvis gjort noen enkle På møte som ble holdt i Trondheim senhøsten 1993, ble det indikert at en kurvhøyde på 100 cm 3.2 Kurv med redusert høyde engelskrnenn ble større, fungerte systemet også i luft. ned i bunnen av kurven og en fikk en opphoping av umbilical nærmere innmatningspunktet. Til Også kveiling med kurven i luft gikk greitt. På grunn av tyngdekraften, la imidlertid umbilicalen seg tross for at dette førte til at diameteren på kveilene i kurven ble mindre - og tendensen til Tendenser til engelskmenn rettet seg greitt ut av seg selv. jevn og fin fordeling av umbilicalen, og en kunne tidvis se tendens til at umbilicalen kveilet seg i og den kveilet seg i så store buer inn i kurven som de fysiske dimensjonene tillot. Dette førte til en åttetall. Stivheten i umbilicalen gjorde at det ikke oppsto noen problemer under utspoling. Selve kveileprosessen i lagringskurven, viste seg å forløpe problemfritt med den høyden på kurven som var i utgangspunktet (100 cm). Med kurven nedsenket i vann, var umbilicalen i praksis vektløs, 8 J1E

10 matingshullet plasseres midt mellom bunn og topp, og at topplata er stiv. ble de trykket ned i umbilicalkveilene under - noe som førte til at de ikke fikk rettet seg Det er åpenbart volum nok til en 50 meters umbilical i en lagringskurv som er 60 cm høy, og de enkle forsøkene som ble gjennomført under delvis ugunstige betingelser indikerte at det kan være mulig å redusere høyden på kurven til 60 cm. De låsingene vi erfarte, kan muligens unngås dersom ut, og det oppsto derfor lettere låsing. M:\BAH\XBAHBI37.W5l Ui1i

11 Basert på de testene som er gjort, synes det fullt mulig å lagre og håndtere en 50 meter lang dykkerumbilical i en kurv som beskrevet i Kapittel 2.1, hvor umbilicalen blir trykt inn og fr kveile grunner bør være mindre enn 100 cm, bør det gjennomføres tilleggstester for å undersøke om redusert høyde vil føre til uakseptable problemer når umbilicalen skal mates ut av kurven. seg slik kurvens geometri og umbilicalens stivhet tillater. Dersom høyden på kurven av operasjonelle 4 KONKLUSJON 10 M:\BA}1\XBAIIBI37.W51

12 nr. STF23 P (2) (1993) Holand, I3ård og Stave Ove: Dykkerumbilical ut av dykkerklokke. SINTEF rapport (1) MØtereferat fra møte hos Statoil 25/ REFERANSER 11 M:\BAH\XBAHB137.W51

13 UE1I UHIMED 12 Appendiks nr.1 Anbefalt forslag til realisering (Fra rapport STF23 F93047) M:\BAH\X8A W51

14 Det var videre enighet om at en i utgangspunktet burde tilstrebe løsninger som var enklest mulige. 2. LØsning med roterende koplinger. dykkerumbilicalen til dykkerklokka (som i dagens dykking). 1. Løsning som ikke krever roterende koplinger ( sleperinger ) - d.v.s. fast endekopling av som var aktuelle: Seminardeftakerne (se Kapittel 1) var enige i at det i hovedsak var to forskjellige IØsningsprinsipper 3 ALTERNATIVE LØSNINGSFORSLAG M:\BAH,XBAIIBI37.W51 til å føre umbilicalen via dykkerklokka var tilstede - vannet. spesielt dersom en dykket med bare en dykker i umbilicalen gikk rett til dykker(ne), var nok noe begrunnet i mangel på erfaring med ubemannet håndtering av umbilical. Deltagerne var imidlertid enige om at det kunne være greitt at muligheten nødvendigheten av dette ut fra et sikkerhetsmessig synspunkt. Usikkerheten noen følte ved at ved dagens metningsdykldng. Det var litt delte meninger blant seminardeltagerne om dykkerklokka. Dette tillater standbydykkeren å kontrollere inn- og uttak av umbilicalen omtrent som På Figur 3.1 er umbilicalen ført ut fra Iagringskurven og til dykkeren via et løpehjul opphengt inne i fiskesnøre kan tenkes å kveile seg dersom det ciras inn i en kurv/bøtte. Ut fra kurven går hurtigkoplinger ble brukt på alle tilkoplinger mellom dykker og umbilical). Når dykkeren går ut av (punkt B ), kan standbydykkeren overvåke inn- og uttrekk av umbilicalene visuelt. Når dykkerne er på arbeidsdybden, åpner de bunndøra og trekker endene på umbilicalene inn i umbilicalen kveiler seg opp. Ved at innløpet til lagringskurven plasseres som vist på Figur 3.1 en sylinder som er delt av en vertikal vegg. De to dykkerumbilicalene får dermed rom på hver side den andre vil bli tilsvarende. Umbilicalen er festet til klokka i A (event. med hurtigkopling(er)), og går derfra ned til et rom under klokkekurven. Formen på dette rommet kan være halvparten av umbilicalen over en form for kraftblokk som f.eks. er hydraulisk drevet, og festes under bunndøren. klokka kan han styre kraftblokka slik at denne trekker ut umbilical for han. På vei tilbake, kan han tilsvarende styre kraftblokka slik at denne trekker inn umbilical og trykker denne inn i klokkekurven. Løsningen er skissert i Figur 3.1. Her er skissert bare en umbilical, men opplegget for av denne veggen. I utgangspunktet er umbilicalen kveilet opp inne i denne kurven omtrent som et dykkesystemer, var en løsning hvor dykkerumbilicalene ble lagret i to avgrensete kurver under selve klokka. (Det var enighet om at det lå en tidsbesparelse ved rigging av dykkerne, dersom Den mulige løsningen som seminardeltakerue mente ville bety minst forandringer for eksisterende lagringskurven. Stivheten i umbilicalen og formen på lagringskurven, vil bestemme hvordan 3.1 Lagring av umbilical i kurv under dykkerklokka vil selvsagt være overordnet ethvert løsningsforslag. Skulle ikke disse løsningene vise seg tilfredsstillende, skal en i så fall vurdere løsninger med Økende kompleksitet. Kravet om at løsningen en velger må kunne tilpasses eksisterende systemer/fartøyer, 13 UEi11i

15 Figur 3.2 viser tilfellet hvor umbilicalen går rett fra lagringskurven til dykkeren. 14 M:\BAH XBAHBl37.W51 uttrekk av umbilicalen, må det på toppen av hver kurv være et lokk som lett kan åpnes av dykkeren Dersom det oppstår kr011 på umbilicalen mens denne ligger i lagringskurven slik at det hindrer umbilicalen slik at han kan Irekke umbilicalen inn i klokka for korreksjon. Med et opplegg som vist i Figur 3.1, vil standbydykkeren ha mulighet til å rette opp tvinn ( engelskmenn ) eller lignende før umbilicalen når innføringen/kraftblokka til den aktuelle lagringskurven. I tilfellet vist i Figur 3.2, må dykkeren selv tilbake til klokka for å korrigere situasjonen, eller at standbydykkeren har en krok eller lignende som gjør det mulig for han å nå umbilicalen ført via klokka over et løpehjul før den går ut til dykkeren. Figur 3.1 Aktuell løsning med lagring av umbilical i egen lagringskurv under klokka, og med dykker UE1E

16 slik at han kan komme til for å rette opp situasjonen. Med mindre at slike situasjoner skulle oppstå ofte, ble slike inngrep ikke vurdert som uakseptable av de seminardeltagerne som hadde operasjonell klokka. Lagringskurvene under klokkekurven. Avhengig av hvilken utforming/designløsning en vil få når det gjelder kraftblokka, mente seminardeltagerne at den fysiske høyden på lagringskurvene skulle utgjøre mindre enn 100 cm. Sannsynlig kraftidide for kraftblokk er hydraulikk. Dette må introduseres i tilknytning til De vesentligste endringene som dette løsningsforslaget innebærer sammenlignet med dagens dykkerklokker, er: bakgrunn. standbydykker i klokka. Figur 3.2 Figuren er den samme som Figur 3.1, men viser en situasjon hvor umbilicalen ikke går via 15 M:\BAH\XBAHB137.W51

17 (f.eks. komposittumbilical som nyttes av OTS-systemet). Nødvendige penetratorer for den faste enden av umbilicalen må etableres. I denne sammenheng kan det være Ønskelig/nØdvendig å introdusere hurtigkopllnger - dykkerklokka mates på kammersystemet via bunndør& Det er mulig at en kan utforme kraftblokka slik at den kan håndtere eksisterende spesielt der dykkerumbilicaler som de er. Alternativet kan være at en må lage nye dykkenimbilicaler M:BAHXBAHB137.W51

18 STF23 A94034 Gradering: Åpen Dykkerumbilical ut av dykkerklokke - testing av prioritert alternativ