Slingrebøyle (Gimbal) for stigerør til bruk på fartøy. Bakgrunn:

Transkript

1 - 1 - P4461NO00-AGI Slingrebøyle (Gimbal) for stigerør til bruk på fartøy Bakgrunn: Oppfinnelsen angår et fleksibelt oppheng som er innrettet til å bli anordnet på et fartøy, for eksempel intervensjonsskip. Opphenget brukes, i kombinasjon med en spider, under installasjon eller fjerning av stigerør og ved avhenging av stigerør generelt, hvor man ikke er koblet til en brønn i korte eller lengre perioder, for å tillate relativbevegelse mellom skip og stigerør uten å skape store ekstra momenter i stigerøret. En spider alene som oppheng til stigerør er ugunstig da denne grunnet manglende fleksibilitet ikke vil utligne for krefter forårsaket av rull- og pitch-bevegelse på fartøy og vinkling av stigerøret og økt risiko for utmatting. 1 Ved kjente løsninger for fleksible oppheng av stigerør brukt under kjøring av stigerør (installasjon og fjerning), benyttes et sfærisk lager mellom spideren og fartøyet for å utligne momenter, men ulempene ved disse løsningene er at de har lavere effektivitet med hensyn på å redusere momentet i stigerøret i avhengningspunktet, grunnet enten at de har stor friksjon og/eller har betydelig stivhet, som begge deler bidrar til moment i stigerøret. 2 Denne anordningen har også et sett med hydrauliske jekker som er tilkoblet et styringssystem som tillater at gimbal er helt fri til å rotere, eller en kan gi den en kontrollert stivhet som kan økes til den i praksis er helt innspent. Dette gir store fordeler under kjøring av stigerør da en f.eks. kan låse gimbal en kort stund idet en kobler et nytt stigerørelement til eller fra, for så å la den rotere fritt eller med en kontrollert stivhet. Forbedringer sammenlignet med kjent teknikk:

2 - 2 - P4461NO00-AGI For å utlikne krefter på stigerøret er det i følge oppfinnelsen montert en gimbal/slingrebøyle. Denne vil kunne tillate for eksempel +/- 4 grader fri bevegelse mellom stigerør og fartøy. Detaljert beskrivelse av oppfinnelsen: Figur 1 er en oversiktskisse over en gimbal i følge oppfinnelsen montert sammen med en spider og et stigerør over boredekket på et fartøy. Figur 2 viser gimbalen og spideren montert sammen med stigerør i boredekket. Figur 3a viser et snitt gjennom en utføringsform av gimbalen, spideren og stigerøret. 1 Figur 3b viser en gimbalen uten spider, sett fra siden. Figur 4 viser en prinsippskisse av gimbalen. Figur og 6 viser en detaljert skisse av gimbalen sett fra siden. 2 Fig 1 viser et fartøy 2 for eksempel intervensjonsskip som innbefatter en vertikal åpning eller underdekksåpning 4 for gjennomføring av utstyr, for eksempel stigerør 3. Et universalledd/gimbal/slingrebøyle, heretter benevnt gimbal 1, omslutter stigerøret 3 og plasseres i underdekksåpningen i fartøyet 2. Gimbalen 1 har fortrinnsvis samme dimensjon (for eksempel 2,4 x 2,4 m) som et rotasjonsbord og kan erstatte denne, i og med at rotasjonsbordet ikke behøves under installasjon av stigerør. På oversiden av gimbalen 1 er det anordnet en spider rundt stigerøret 3. Formålet med denne er å holde stigerøret i posisjon, og hindre dette i å gli nedover, ved å klemme rundt stigerøret 3. Dette er nærmere vist i figur 3. Fig 2 viser gimbalen 1 plassert i underdekksåpningen 4 i boredekket på fartøyet. På oversiden av gimbalen 1 er det festet en opphengskonstruksjon, heretter kalt spider. Spideren består av to like store bevegelige deler som er festet sammen i et bevegelig ledd 8. Dette leddet 8 guider spider ned i gimbalen ved hjelp av en styreskinne 6b

3 - 3 - P4461NO00-AGI festet til en brakett 6 i det ene hjørnet av gimbalen 1. To motstående hydrauliske stempelstenger 7 er festet til spideren i ene enden og et par av klembakker i den andre enden. Klembakkene klemmes mot stigerøret 3 for å fastholde dette. I fig. 3a er sammenstillingen gimbal 1, spider og stigerør 3 vist nærmere. Det er anordnet en skulder 9 på stigerøret for å hindre at stigerøret 3 forskyves nedover. Skulderen 9 hviler på klembakkene som klemmer rundt stigerøret 3 i underkant av stigerørs-skulderen 9. Spideren og stigerøret 3 hviler på gimbalen 1. Gimbalen 1 har en sirkulær åpning 1 i midten av gimbalen 1 for gjennomføring av stigerøret 3. Spideren hviler på en kant 1b (se figur ) anordnet på topplaten 12 og nedi åpningen 1. Gimbalen 1 kan ha et designtrykk på mt for å oppta kreftene til stigerøret 3. 1 Figure 3b viser gimbal uten spider, sett fra siden. Gimbalen 1 består i hovedsak av en topplate 12, midtplate 13 og en bunnplate 14. Platene 12,13, 14 er forbundet til hverandre ved en lagersammenstilling 11a, 11b. 11c, 11d. De enkelte delene av gimbalen 1 er vist i figur 4. Figuren er en skjematisk prinsippskisse av gimbalen 1. På tegningen er det vist et sett av ører 18a`, 18b`, 18c` montert på mellomplaten 13 i stedet for på topplaten 12 og bunnplaten 14 slik det er vist i figur og 6. Midtplaten har et øvre plan 13a definert av den øvre begrensning av midtplaten 13 og et nedre plan 13b definert av den nedre begrensningen av midtplaten Bunnplaten 13 er forbundet med fartøyet 2 i underdekksåpningen 4 vist på fig 1. Platene 12, 13 og 14 er forbundet med hverandre ved hjelp av fire lagersammenstillinger 11a, 11b, 11c og 11d, Platene 12, 13 og 14 kan derved vippe i forhold til hverandre. Bunnplaten 14 er fast i forhold til boredekket og derved også fartøyet 2, mellomplaten 13 vipper om en horisontal midtakse i forhold til bunnplaten 14. Topplaten 12 vipper om en horisontal midtakse 21 i forhold til mellomplaten 13. De to aksene ligger i fortrinnsvis tilnærmet samme horisontalplan og strekker seg vinkelrett på hverandre. De kan også ligge i to ulike parallelle plan. Fig og 6 viser nærmere detaljerte skisser av gimbalen 1 og lagersammenstillingene 11a, 11b, 11c, 11d. I tillegg er det vist hydrauliske nivelleringsjekker 16.

4 - 4 - P4461NO00-AGI Nivelleringsjekkene 16 er via et gummioppstivet kuleledd 16b forbundet med hvert sitt hjørne av gimbalens bunnplate 14 og støter mot et konvekst sete 16c på undersiden av gimbalens topplate 12. Jekkesystemet 16, 16b, 16c står i forbindelse med en gassakkumulator (ikke vist) og ved hjelp av denne kan man justere stivheten på nivelleringsjekkene 16. Nivelleringsjekkene 16 er koblet til samme system og justeres synkront og til samme trykk. Figur 6 viser også festedetaljer 17 mellom bunnplaten 14 og fartøyet 2. 1 Figurene viser videre i detalj hvordan topplaten 12 og bunnplaten 14 er forbundet til midtplaten 13 ved hjelp av ører 18a, 18b, 18c, 18d. Disse er plassert parvis på hver sin side av midtplaten 13. Ørene 18a, 18b, 18c, 18d er festet til topplaten, hhv. bunnplaten, 12, 14 på disses indre overflate 19, for eksempel ved bruk av bolter, men de kan også være sveist eller integrert med platen på andre måter. Ørene 18a og 18b som er festet til topplaten 12 henger ned på hver side av midtplaten 13 med en nedadragende fri ende. Ørene 18c og 18d som er festet til bunnplaten er rettet oppover med en oppadragende fri ende på hhv. innsiden og utsiden av midtplaten 13. Oppfinnelsens virkemåte: 2 Gimbalens 1 virkemåte forklares nærmere i det etterfølgende: Gimbalen 1 brukes, i kombinasjon med spideren under installasjon eller fjerning av stigerøret 3 og ved avhengning generelt, hvor man ikke er koblet til brønnen i korte eller lengre perioder, for å tillate relativbevegelse mellom fartøyet 2 og stigerøret 3 uten å skape store ekstra momenter i stigerøret 3. Fleksibiliteten til gimbalen 1 vil utligne momenter i stigerøret 3 forårsaket av rull og pitch bevegelse på fartøyet 2 og besørge en liten vinkling av stigerøret 3 og derved minske risiko for utmatting. Settet med hydrauliske jekker 16 er tilkoblet et styringssystem og kan når jekkene 16 ikke er trykksatt tillate at gimbalen 1 er helt fri til å vippe om sine to akser, 21. Jekkene 16 kan også gi gimbalen 1 en kontrollert stivhet som kan økes fra tilnærmet lik null til at gimbalen 1 er helt innspent. Dette gjøres ved å øke det hydrauliske trykket i jekkene 16.

5 - - P4461NO00-AGI Når jekkene er koblet til en gassakkumulator, kan gassen i akkumulatoren virke som en fjær. Ved kjøring av stigerøret 1 gir dette også store fordeler siden gimbalen 1 kan låses en kort stund, ved å stenge for utslipp av hydraulikkvæske fra jekkene 16, for å koble til et nytt stigerørelement 3 til eller fra. Under denne operasjonen er det ikke ønskelig at stigerøret 3 beveger seg. Gimbalens 1 fleksibilitet oppnås ved at topplaten 12 vipper om en første horisontalakse 21 i forhold til gimbalens 1 mellomplate 13, på samme måte vipper mellomplaten 13 om en andre horisontal midtakse i forhold til bunnplaten 14. De to aksene ligger vinkelrett på hverandre slik at gimbalen 1 kan vippe om de to midtaksene, 21 i horisontalretningen, men også om en hvilken som helst horisontal akse.