(12) PATENT (19) NO (11) (13) B1. (51) Int Cl. NORGE. Patentstyret

Transkript

1 (12) PATENT (19) NO (11) (13) B1 NORGE (1) Int Cl. B6H 7/44 ( ) F16C 13/02 ( ) F16C 13/04 ( ) F16C 39/02 ( ) F16C 19/4 ( ) F16C 19/ ( ) Patentstyret (21) Søknadsnr (86) Int.inng.dag g søknadsnr (22) Inng.dag (8) Videreføringsdag (24) Løpedag (30) Priritet (41) Alm.tilgj (4) Meddelt (73) Innehaver Aker Pusnes AS, Servicebks 732, 4808 ARENDAL, Nrge (72) Oppfinner Stig A Nygaard, Nyli Terrasse 7, 4844 ARENDAL, Nrge (74) Fullmektig Onsagers AS, Pstbks 1813 Vika, 0123 OSLO, Nrge (4) Benevnelse Girdrivanrdning (6) Anførte publikasjner US B1 (7) Sammendrag Girdrivanrdning, innbefattende en dreielagerinnretning fr drift av en sple. Et første dreielager () er utfrmet til å ta trsjns- g aksialbelastninger i splen, mens et andre dreielager (20) er utfrmet til ikke å ta vesentlig trsjns- g aksialbelastninger i splen. På den måten virker det andre dreielageret (20) sm et reservelager fr splen, mens det første dreielageret () betjener splen, g således er det primære dreielageret fr splen.

2 Oppfinnelsen vedrører et ffshre-lastesystem fr verføring av hydrkarbnprdukter via en lsseslange fra et lageranlegg på et transprtfartøy, så sm et skytteltankskip. Mer særskilt vedrører ppfinnelsen en dreieanrdning sm innbefatter en dreielagerinnretning fr driften av en slangesple eller lignende, sm er dreibart pplagret ved hjelp av dreielagerinnretningen, sm på sin side bæres av en stasjnær struktur. Prduksjnen av hydrkarbner (eksempelvis rålje g gass) fra undersjøiske reservarer muliggjøres med et antall stre ffshreprduksjnsanlegg sm er lkalisert nær én eller flere undersjøiske brønner. Tradisjnelt har hydrkarbner vært transprtert fra ffshreprduksjnsanlegget g til lagringsanlegg på land fr videre behandling, via rørledninger sm er lagt på havbunnen. Etter hvert sm hydrkarbner prduseres fra reservarer sm befinner seg i stadig dypere farvann, g i mråder hvr havbunnen innbefatter grve eller ujevne detaljer så sm bratte klipper g dype havbunndaler, har bruken av rørledninger på havbunnen blitt stadig mer kmplisert g prhibitivt dyrere. Et mer øknmisk g fleksibelt system fr transprt av hydrkarbnene til steder på land innbefatter bruken av ffshrelagringsanlegg ved eller nær prduksjnsstedet, i kmbinasjn med skytteltankskip. Offshrelagringsanlegget kan innbefatte undersjøiske lagerceller sm er integrert i en såkalt GBS-plattfrm (Gravity Base Structure eller tyngdekraftstrukturplattfrm), eller frbundet med en lastebøye eller en fast plattfrm, eller ffshrelagringsanlegget kan være integrert i et såkalt FPSOfartøy (Flating prductin, Strage and Offlading) sm hldes på plass på kjent måte (eksempelvis ved hjelp av frtøyninger g/eller trustere sm styres ved hjelp av dynamisk psisjnering). Hydrkarbnene verføres fra ffshrelagringsanlegget (eksempelvis plattfrm) g til tankeren (eksempelvis et skytteltankskip) via en fleksibel verføringsledning, sm vanligvis benevnes sm en marin slange. Når den ikke er i bruk, lagres slangen på en sple på plattfrmen. Før lastingen av hydrkarbnene begynner sples den fleksible slangen ut fra splen g frbindes med skytteltankskipet. Når lastingen er ferdig, frigjøres slangen fra tankskipet, g sples tilbake på splen, på i g fr seg kjent måte. Slangespler drives vanligvis ved hjelp av en dreielageranrdning, dvs. ved hjelp av en dreietannkrans (sm drives med én eller flere dreiemtrer), g en lagerring, idet disse er frbundet henhldsvis med splen g splefundamentet, eller mvendt. Denne mekanismen er velkjent. US beskriver en trmmel med en drivanrdning. Trmmelen er pplagret i en første lager g et andre lager, sm begge er frbundet til et stativ via lagerets indre ring. Den ytre ringen er utstyrt med tenner sm driver denne rundt på en drivplate sm driver trmmelen.

3 2 Stadig bruk, med betydelige dreiemment- g radialbelastninger, medfører slitasje på dreielageranrdningen, g fra tid til annen vil anrdningen svikte. Reparasjner, eksempelvis erstatning av dreietannkransen eller lagerringen, vil fte være tidkrevende g medfører kstbar dødtid fr plattfrmen. 1 Søkeren har utviklet ppfinnelsen fr å vervinne de fran nevnte ulempene, g fr å ppnå ytterligere frdeler. Oppfinnelsen er angitt g kjennetegnet i de selvstendige kravene, mens de uselvstendige kravene beskriver andre ppfinneriske kjennetegn. Det freslås således en dreieanrdning, innbefattende en dreielagerinnretning fr drift av splen eller lignende, sm bæres dreibart av dreielagerinnretningen. Dreielagerinnretningen bæres av en stasjnær struktur g har - et første dreielager, anrdnet fr drift av splen, g - et andre dreielager, sm er anrdnet til å løpe fritt g ikke ta nen driftsbelastninger når splen drives med det første dreielageret. Dreieanrdningen er kjennetegnet ved et første dreielager med en første dreietannkrans, g en første lagerring utfrmet fr innbyrdes relativbevegelser, hvilken første dreietannkrans er frbundet med den ene av splen eller den stasjnære strukturen, g den første lagerringen er frbundet med den andre av splen eller den stasjnære strukturen, g et andre dreielager med en andre dreietannkrans g en andre lagerring utfrmet fr innbyrdes relativbevegelser, hvilken andre dreietannkrans innbefatter midler fr frbindelse med den ene av splen eller den stasjnære strukturen, g den andre lagerringen innbefatter midler fr frbindelse med den andre av splen eller den stasjnære strukturen, g hvrved den andre dreietannkransen kan frbindes med den ene av splen eller den stasjnære strukturen, mens den andre lagerringen ikke er frbundet med den andre av splen eller den stasjnære strukturen, 3 idet det første dreielageret er drivfrbundet med splen, mens det andre dreielageret ikke er drivfrbundet med splen. I én utførelse er det første dreielageret utfrmet til å ta trsjns- g aksialbelastninger i splen, mens det andre dreielageret er utfrmet til ikke å ta vesentlige trsjns- g aksialbelastninger i splen, hvrved det andre dreielageret virker sm et reservelager (back-up) fr splen, mens det første dreielageret driver splen, g således fungerer sm det primære dreielageret fr splen.

4 3 I én utførelse er det andre dreielageret anrdnet radielt inne i det første dreielageret. I én utførelse innbefatter det første dreielageret girtenner sm går radielt utver, mens det andre dreielageret innbefatter girtenner sm går radielt innver. I én utførelse er det første g det andre dreielageret anrdnet knsentrisk Driftsbelastninger innbefatter belastninger i frbindelse med drift g/eller styring av splens bevegelser, g/eller andre belastninger sm splen utøver på den stasjnære strukturen. Disse g andre kjennetegn ved ppfinnelsen vil gå frem av den etterfølgende beskrivelse av et fretrukket utførelseseksempel, her gitt sm et ikke-begrensende eksempel, g under henvisning til de skjematiske tegningene, hvr Fig. 1 er et perspektivriss av en sple, så sm en slangesple, g viser en utførelse av drivanrdningen ifølge ppfinnelsen, Fig. 2 er et perspektivriss av en utførelse av drivanrdningen ifølge ppfinnelsen, Fig. 3 er et snitt gjennm en utførelse av drivanrdningen ifølge ppfinnelsen, i en første driftstilstand, Fig. 4 viser en variant av utførelsen i fig. 3, Fig. er et snitt gjennm en utførelse av drivanrdningen ifølge ppfinnelsen, i en andre driftstilstand, Fig. 6 er et snitt gjennm en utførelse av drivanrdningen ifølge ppfinnelsen, i en tredje driftstilstand, g Fig. 7 er et snitt gjennm en utførelse av drivanrdningen ifølge ppfinnelsen, i en fjerde driftstilstand. Fig. 1 viser en sple 1, eksempelvis en sple fr en marin slange. Splen 1 innbefatter en trmmel sm er dreibart pplagret i en lagerbrakett ved hjelp av et dreielager. Lagerbraketten er i sin tur frbundet med en bæreflate, så sm dekket på en plattfrm. Splen 1 rteres ved hjelp av en dreiedrivmekanisme (lager) sm er beskrevet nedenfr. Dreiedrivmekanismen betjenes med dreiemtrer (ikke vist) anrdnet i pptak 17, 27 i et mtrfundament 2. Lagerbrakettene g dreiemtrene er ikke vist i fig. 1, da disse kmpnentene anses sm velkjent, g ikke trenger nen nærmere beskrivelse fr belysning av ppfinnelsen. Fig. 2 er et nærbilde av drivmekanismen i fig. 1, men uten splen. Drivmekanismen innbefatter et første dreielager g et andre dreielager 20, anrdnet knsentrisk med g inne i det første dreielageret. Det første (ytre) dreielageret innbefatter en ytre dreietannkrans 11, med utvendige tenner 18 sm er rettet radielt utver, g en ytre lagerring 12. Den ytre dreietannkransen 11 er i den viste utførelsen frbundet med splen (ikke vist i fig.

5 4 2) ved hjelp av blter 1, g den ytre lagerringen 12 er frbundet med en lagerbrakett (ikke vist i fig. 2) ved hjelp av blter Det andre (indre) dreielageret 20 innbefatter en indre dreietannkrans 21, med innvendige tenner 28 sm er rettet radielt innver, g en indre lagerring 22. Den indre dreietannkransen 21 er i den viste utførelsen frbundet med splen (ikke vist i fig. 2) ved hjelp av blter 2, men den indre lagerringen 22 er ikke frbundet med lagerbraketten. Den indre lagerringen 22 er imidlertid frsynt med hull 26 fr et slikt frmål. Fig. 2 viser gså mtrfundamentet 2 g pptakene 17 fr dreiemtrer (ikke vist) fr samvirke med de ytre tennene 18, g viser gså pptak 27 fr dreiemtrer (ikke vist) fr samvirke med de indre tennene 28. Fig. 2 viser seks pptak fr hvert lager; dette antallet kan økes eller reduseres, alt avhengig av splens drivenergibehv. Fig. 3 er et snitt gjennm det første (ytre) dreielageret g det andre (indre) dreielageret 20. Sm beskrevet fran med henvisning til fig. 2, er den ytre dreietannkransen 11, hvis utvendige tenner 18 er rettet radielt utver, frbundet med splen 1 (bare delvis vist i fig. 3) ved hjelp av blter 1 (bare én er vist i fig. 3). Den ytre lagerringen 12 er frbundet med en lagerbrakett 6 (bare delvis vist i fig. 2) ved hjelp av blter 16 (bare én er vist i fig. 3). Lagerbraketten 6 er frbundet med eksempelvis en dekkstruktur, på i g fr seg kjent måte. Den ytre dreietannkransen 11 g den ytre lagerringen 12 er bevegbare i frhld til hverandre, g på kjent måte er det mellm dem anrdnet et ytre rullelager 14. Det andre dreielageret 20, sm er anrdnet radielt innenfr det første dreielageret, har deler sm i prinsippet ligner dem i det første dreielageret. Sm beskrevet fran under henvisning til fig. 2 er den indre dreietannkransen 21, hvis innvendige tenner 28 er rettet radielt innver, frbundet med splen 1 (bare delvis vist i fig. 3) ved hjelp av blter 2 (bare én er vist i fig. 3). Den indre dreietannkransen 21 g den indre lagerringen 22 er bevegbare i frhld til hverandre, g mellm dem er det på i g fr seg kjent måte anrdnet et indre rullelager 24. Den indre lagerringen 22 er i den viste utførelsen ikke frbundet med lagerbraketten 6. En åpning 26 sm går gjennm den indre lagerringen 22 g inn i lagerbraketten 6, vil imidlertid muliggjøre en slik frbindelse. Ved bruk av drivanrdningen sm er vist i fig. 2 g 3, er dreiemtrer (ikke vist) anrdnet i nen eller samtlige av de ytre mtrpptakene 17 fr å kunne drive splen 1 i samvirke med de ytre tennene 18. Da det ikke er nen frbindelse mellm den indre lagerringen 22 g lagerbraketten 6, vil det ytre dreielageret være primærlageret, mens det indre dreielageret 20 er et sekundærlager. Det vil si at trsjns- g radialbelastninger sm intrduseres med dreiemtrene g/eller sm

6 slangen utøver mt splen, tas av det ytre dreielageret, slik at det indre dreielageret 20 derved er avlastet med hensyn til slitasje Ved bruk av splen ver lengre tid, g særlig dersm splen brukes i krrsive miljøer eller støvhldige miljøer, anses det gunstig å (i det minste fra tid til annen) bevege den indre lagerringen 22 i frhld til den indre dreietannkransen 21, fr på den måten å kunne unngå krrsjn g tilgring. Derfr kan den indre lagerringen 22 frbindes med lagerbraketten 6 på en måte sm muliggjør verføring av trsjn, men ikke verføring av radielle belastninger. Fig. 4 viser en slik situasjn, hvr en blt 29 går gjennm åpningen 26. Blten 29 har en diameter sm er betydelig mindre enn diameteren i åpningen 26. Dersm det ytre dreielageret (primærlageret) skades under drift kan det indre dreielageret 20 brukes sm det primære dreielageret ved at blter føres inn i åpningene 26, mens bltene 16 fjernes. En slik situasjn er vist i fig., hvr en blt 260 er ført inn i åpningen 16, mens blten 16 (se fig. 4) er fjernet fra åpningen 160. Dreiemtrene kan så tas ut fra de ytre pptakene 17, g føres inn i de indre pptakene 27, slik at splen derved kan drives sm følge av mtrenes samvirke med de innvendige tennene 28. Anrdningen ifølge ppfinnelsen gir således redundans, idet det indre dreielageret 20 tjener sm reserve (back-up) dersm det ytre dreielageret skulle svikte. Fig. 6 viser en utførelse sm er teknisk ekvivalent med den i fig. 3: det ytre dreielageret er det primære lageret, g det indre dreielageret 20 er inaktivt (sekundærlager). I fig. 6 er imidlertid den indre lagerringen 22 frbundet med braketten 6, mens den indre dreietannkransen 21 ikke er frbundet med splen 1. Åpningen 20 er tm. Fig. 7 viser en utførelse sm er teknisk ekvivalent med den i fig. : Det indre dreielageret 20 er primærlageret, mens det ytre dreielageret er inaktivt (sekundærlager). I fig. 7 er imidlertid den ytre lagerringen 12 frbundet med braketten 6, mens den ytre dreietannkransen 11 ikke er frbundet med splen 1. Åpningen er tm. Hldeinnretninger tilsvarende de underdimensjnerte bltene 29 sm er beskrevet fran i frbindelse med fig. 4, kan gså brukes i de sekundære lagrene i de variantene sm er vist i fig., 6 g 7. Selv m beskrivelsen av det fretrukne utførelseseksemplet refererer seg til en slangesple, så vil fagpersner frstå at ppfinnelsen gså kan anvendes fr spler fr andre gjenstander, g generelt sett fr dreielagre.

7 6 PATENTKRAV 1. Dreieanrdning, innbefattende en dreielagerinnretning fr drift av en sple (1) eller lignende, sm er dreibart pplagret med dreielagerinnretningen, sm bæres av en stasjnær struktur (6) g har, - et første dreielager (), anrdnet fr drift av splen, g - et andre dreielager (20), sm er anrdnet til å løpe fritt g ikke ta nen driftsbelastninger når splen drives med det første dreielageret, videre k a r a k t e r i s e r t v e d 1 20 et første dreielager () med en første dreietannkrans (11) g en første lagerring (12) utfrmet fr innbyrdes relativbevegelser, hvilken første dreietannkrans (11) er frbundet med den ene av splen (1) eller den stasjnære strukturen (6), g den første lagerringen (12) er frbundet med den andre av splen (1) eller den stasjnære strukturen (6), g et andre dreielager (20) med en andre dreietannkrans (21) g en andre lagerring (22) utfrmet fr innbyrdes relativbevegelser, hvilken andre dreietannkrans (21) innbefatter midler (2, 20) fr frbindelse med én av splen (1) eller den stasjnære strukturen (6), g den andre lagerringen (22) innbefatter midler (26, 260) fr frbindelse med den andre av splen (1) eller den stasjnære strukturen (6), g hvrved den andre dreietannkransen (21) kan frbindes med den ene av splen (1) eller den stasjnære strukturen (6), mens den andre lagerringen (22) ikke er frbundet med den andre av splen (1) eller den stasjnære strukturen (6), 2 30 idet det første dreielageret () er drivfrbundet med splen, mens det andre dreielageret (20) ikke er drivfrbundet med splen. 2. Girdrivanrdning ifølge krav 1, hvr det første dreielageret () er utfrmet til å ta trsjns- g aksialbelastninger i splen, mens det andre dreielageret (20) er utfrmet til ikke å ta vesentlige trsjns- g aksialbelastninger i splen, idet det andre dreielageret (20) virker sm et reservelager (back-up-lager) fr splen, mens det første dreielageret () betjener splen, g således virker sm splens primære dreielager. 3. Girdrivanrdning ifølge ett av de fregående krav, hvr det andre dreielageret (20) er anrdnet radielt inne i det første dreielageret ().

8 7 4. Girdrivanrdning ifølge ett av de fregående krav, hvr det første dreielageret () har girtenner (18) sm går radielt utver, g det andre dreielageret (20) har girtenner (28) sm går radielt innver.. Girdrivanrdning ifølge ett av de fregående krav, hvr det første dreielageret () g det andre dreielageret (20) er knsentrisk anrdnet. 6. Girdrivanrdning ifølge ett av de fregående krav, hvr driftsbelastningene innbefatter belastninger fr drift av g/eller styring av splens bevegelser, g/eller andre belastninger sm splen utøver på den stasjnære strukturen.

9

10

11

12