1 Aktiviseringsmekanisme for frigjøring av en styrestolpe

Transkript

1 1 Aktiviseringsmekanisme for frigjøring av en styrestolpe Foreliggende oppfinnelse vedrører en aktiviseringsmekanisme for frigjøring av en styrestolpe fra en bunnstruktur, hvilken styrestolpe omfatter et rørformet hovedlegeme, et betjeningsorgan i hovedlegemets øvre ende, en låsemekanisme i hovedlegemets nedre ende for feste til selve bunnstrukturen og et forbindelsesorgan anordnet inne i det rørformede hovedlegeme og som forbinder betjeningsorganet med låsemekanismen for å kunne aktivisere låsemekanismen etter behov fra toppen av styrestolpen. En styrestolpe med en aktiviseringsmekanisme av denne type er kjent fra US 4,828,03. Ytterligere eksempler på kjent teknikk er vist i US 4,09,649, US 4,927,29 og WO12/0049A1. Ved nedfiring av undervannsutstyr mot en struktur eller konstruksjon på havbunnen, så som en manifold, ventiltrær, kontrollmoduler eller et brønnhode, blir gjerne føringsliner, vanligvis stålvaiere, tatt i bruk. Føringslinene ender i en styrestolpe som står fast på og rager opp fra konstruksjonen på bunnen. Styrestolpene blir benyttet til å lokalisere komponenter på sjøbunnsfundamenter under oljeboring eller oljeproduksjon eller for å plassere moduler oppå hverandre. Ved for eksempel boring av en undervannsbrønn blir vanligvis et føringsfundament plassert rundt lederørhuset til en brønn som bores. Føringsfundamentet har styrestolper og disse blir brukt til å posisjonere en boresikringsventil BOP på toppen av brønnhodet. Styrestolper kan også bli brukt til å installere og posisjonere andre moduler, for eksempel for å lede og posisjonere en nedre stigerørspakke på en boresikringsventil, eller en nødfrakoplingspakke på en brønnoverhalingssikring. Slike føringsstolper skaper en grovinnretting mellom utstyret og brønnhodet og skaper vertikal stabilitet i systemet for å kunne foreta kopling til brønnhodet. Endelig innretting blir utført med selve konnektoren. På mindre komponenter

2 2 eller moduler, brukes vanligvis bare to styrestolper. Det brukes nå også stadig oftere bare to styrestolper på større moduler som for eksempel manifolder. Tradisjonelt har det gjerne vært fire føringsvaiere og fire stolper som blir brukt under en nedfiringsoperasjon. Når det gjelder lengden av styrestolpene, så kan de aldri stikke opp over beskyttelsesstrukturen når de ikke er i bruk. Enten er de delt i to med en permanent del som stopper under toppen av strukturen og at det settes på en midlertidig stolpe på toppen som så rager over strukturen, eller stolpen kan senkes ned til den kommer under strukturen når den ikke er i bruk, eller at de fjernes fullstendig. I den senere tid har man utviklet og introdusert styrestolper som midlertidig settes ned for så å tas av igjen etter at utstyret er plassert på bunnstrukturen. Disse er slik konstruert at den nedre enden som peker mot havbunnen har en låsemekanisme som kan låses til bunnstrukturen med mekaniske låseinnretninger. Styrestolpene vil da kunne brukes som et slags verktøy, dvs flytte dem rundt mellom de respektive bunnstrukturer, som er stasjonært utplassert på forutbestemte steder, etter behov til jobben er gjort og så hente de opp igjen. Disse nye styrestolpene kan i enkelte situasjoner være så lange som 17 meter. Slike styrestolper ville stikke opp over bunnstrukturen og vil være en fare for fiskenett etc om de ble stående, og må følgelig fjernes. Denne kjente løsning (prior art) er vanligvis basert på låseinnretninger som blir betjent eller manøvrert i samme høyde som låsemekanismen befinner seg, dvs i styrestolpens nedre ende. Det er imidlertid slik at ved dette nivå befinner det seg mye annet utstyr og komponenter, som lett gjør dette området vanskelig tilgjengelig med en ROV og tilhørende verktøy for manøvrering av selve låsemekanismen når styrestolpen skal fikseres til bunnstrukturen.

3 3 For å lette adkomsten med ROV og manøvreringsverktøy er det i samsvar med den foreliggende oppfinnelse tilveiebrakt en aktiviseringsmekanisme for låsing av en styrestolpe til en bunnstruktur av den innledningsvis nevnte art som kjennetegnes ved at betjeningsorganet omfatter en dreibar ytre hylse i stand til å omsette en dreiebevegelse til en heve- og senkebevegelse i forbindelsesorganet som i sin tur hever eller senker et aktiviseringsorgan som påvirker minst en sperrepal til å bli trukket inn fra styrestolpens diametrale størrelse for frigjøring av inngrep med et spor eller anslag mot en avsats på bunnstrukturen når forbindelsesorganet blir hevet. I en fordelaktig utførelse omfatter betjeningsorganets dreibare ytre hylse en i hovedsak vertikalt forløpende spalt som opptar en tapp som står i direkte forbindelse med en indre hylsedel som igjen er forbundet til det heve- og senkbare forbindelsesorgan. Styrestolpens øvre endeparti befinner seg delvis mellom den indre og ytre hylse, idet godset i dette endeparti har utformet en skrånende spalt i seg som tappen mellom de to hylser forløper gjennom og er dermed i stand til å omsette nevnte dreiebevegelse til nevnte heve- og senkebevegelse i forbindelsesorganet. Forbindelsesorganet kan være i form av en stang som forløper mellom den indre hylse og låsemekanismen, der stangen er støttet på en eller flere steder mot styrestolpens innervegg. Videre kan forbindelsesorganets stang være løst forbundet til den indre hylse slik at en begrenset bevegelsesfrihet foreligger mellom hylsen og stangen, der bevegelsesfriheten er bestemt ved hjelp av en mutter og kontramutter og hylsen er i tillegg dreibar om stangen. Med fordel omfatter forbindelsesorganets stang i sin nedre ende en eller flere aktiviseringsarmer, eller -organer, som er fast forbundet til stangen, hvilken minst ene aktiviseringsarm rager i en hovedsakelig radial retning i forhold til det rørformede hovedlegeme.

4 4 I en utførelse kan låsemekanismens hver enkelte sperrepal være direkte påvirkbar av nevnte respektive aktiviseringsarm. Videre kan hver enkelt sperrepal omfatte et slissespor som samvirker med korresponderende tapp på en aktiviseringsarm, der hver sperrepal er dreibart opplagret på en akseltapp som er slik plassert at når stangen med aktiviseringsarmene senkes nedad svinger sperrepalene utad og forbi styrestolpens diametrale størrelse for nevnte inngrep eller anslag mot et spor eller en avsats på bunnstrukturen. Hensiktsmessig omfatter den nedre ende en sperretapp som hver enkelt sperrepal hviler mot i sin helt utfelte stilling, der hver sperretapp er en tapp med bruddanvisning i tilfelle en nødssituasjon skulle inntre for å kunne felle inn sperrepalene slik at styrestolpen kan trekkes opp til overflaten. I en utførelse har styrestolpens nedre del en rustfri kontaktspiss for sikker overføring av elektriske strømmer til offer-anoder. I en hensiktsmessig utførelse er låsemekanismen en automatisk virkende låsemekanisme som er i stand til å låse styrestolpens nedre del til bunnstrukturen, der hver pal, når den er i utfelt stilling, blir tvunget inn når palen treffer en avsats, og palen faller så ut igjen når den har passert avsatsen, idet bevegelsesfriheten mellom stangen og den indre hylsedel muliggjør dette. I en egnet utførelse blir bevegelsesfriheten mellom stangen og den indre hylsedel begrenset av en avsats på stangen og en mutter skrudd på en tappende i forlengelsen av stangen, hvilken tappende passerer gjennom et hull i den indre hylsedels bunn. Andre og ytterlige formål, særtrekk og fordeler vil fremgå av den følgende beskrivelse av foretrukne utførelser av oppfinnelsen, som er gitt for beskrivelsesformål og gitt i forbindelse med de vedlagte tegninger, hvor:

5 Fig. 1 viser i perspektiv en styrestolpe som har innmontert en aktiviseringsmekanisme ifølge oppfinnelsen, Fig. 2 viser et oppriss av en øvre ende av styrestolpen med et betjeningsorgan, Fig. 3 viser et lengdesnitt gjennom den øvre ende vist i fig.2, men sett fra motsatt side, Fig. 4 viser et snitt tilsvarende det i fig. 3, men med den indre hylse tatt ut, Fig. viser et lengdesnitt gjennom den nedre delen av styrestolpen vist i fig. 1, i en situasjon der låsemekanismen er innaktiv, Fig. 6 viser et lengdesnitt gjennom den nedre delen av styrestolpen vist i fig. 1, i en situasjon der låsemekanismen er i aktiv låsestilling, Fig. 7 viser en situasjon der den nedre ende er komplett og låsemekanismen i aktiv stilling. Det vises først til fig. 1 som generelt viser en komplett styrestolpe 1 som rommer en aktiviseringsmekanisme som er spesialdesignet for å kunne foreta låsing av styrestolpen 1 til en konstruksjon som står på havbunnen, så som en bunnstruktur. Styrestolpen 1 er i form av et rørformet hovedlegeme 1a som danner et hus 1a som delvis omslutter selve aktiviseringsmekanismen. Aktiviseringsmekanismen ses ikke i helhet i noen figurer, men deler av den vises på hver figur og er følgelig en sammensatt mekanisme bestående av mange deler eller komponenter. I den videre beskrivelse vises det til fig. 1, 2 og 3. Aktiviseringsmekanismen omfatter et betjeningsorgan 2 som er anordnet i hovedlegemets 1a øvre ende og en låsemekanisme 3 som er anordnet i hovedlegemets 1a nedre ende. Låsemekanismen 3 er tilrettelagt for fast, eller løselig, feste til selve bunnstrukturen. Videre omfatter låsemekanismen 3 et forbindelsesorgan 4 anordnet inne i det rørformede hovedlegemet 1a og som forbinder betjeningsorganet 2 med låsemekanismen 3 for å være i stand til å aktivisere låsemekanismen 3 fra toppen av styrestolpen 1 når behov er der. Selve betjeningsorganet 2 omfatter en dreibar ytre hylse 2a som er i stand til å omsette en dreiebevegelse til en heve- og senkebevegelse i

6 6 forbindelsesorganet 4. Forbindelsesorganet 4 hever eller senker i sin tur et aktiviseringsorgan 4a som påvirker i det minste en sperrepal 3a, og påvirkingen skjer på den måte at tuppen 3a på sperrepalen 3a blir kjørt ut forbi styrestolpens 1 diametrale størrelse D for å kunne foreta inngrep med, eller anslag mot, et spor eller en avsats på bunnstrukturen. Betjeningsorganets 2 dreibare ytre hylse 2a har utformet en i hovedsak vertikalt forløpende spalt 2b i sin vegg. Spalten 2b er i sin tur i stand til å oppta en tapp 2c som står i direkte forbindelse med en indre hylsedel 2d. Hylsedelen 2d er i sin tur løst forbundet til det heve- og senkbare forbindelsesorgan 4. Det skal forstås at styrestolpens 1 øvre endeparti 1b delvis befinner seg mellom den indre og ytre hylse 2a, 2d og er skrudd fast til det rørformede hovedlegemet 1a ved hjelp av gjengeforbindelser. Dette innebærer at styrestolpens 1 øvre endeparti 1b er rotasjonsstivt i forhold til selve huset eller det rørformede hovedlegemet 1a. Selve godset i dette endeparti 1b har utformet i seg en skrånende spalt 1b i seg som tappen 2c mellom de to hylser 2a, 2d forløper gjennom. Dermed kan man forstå at ved hjelp av samvirke mellom tappen 2c og denne spalt 1b, vil man være i stand til å omsette en dreiebevegelse i den ytre hylse 2a til en heve- og senkebevegelse i selve forbindelsesorganet 4. Spalten 1b ender i den øvre enden i en liten fordypning 1b, som tappen 2c kan hvile i når den er i øvre stilling. Dette medfører at det må en liten tilleggskraft til for å bringe tappen 2c ut av fordypningen 1b, dvs ut av sin hvilestilling eller beredskapsstilling. Dette for å hindre utilsiktet aktivisering av hele aktiviseringsmekanismen og dermed låsemekanismen 3. Den ytre hylse 2a kan bli grepet av et verktøy (ikke vist) som omslutter hylsen 2a og griper tak i denne samtidig som verktøyet er i stand til å foreta dreining av hylsen 2a. I den videre beskrivelse vises det også til fig. 4,, 6 og 7. Forbindelsesorganet 4 er satt sammen av aktiviseringsorganet 4a og en stang 4b som forløper mellom låsemekanismen 3 og den indre hylse 2d. Selve stangen 4b er støttet

7 7 ved hjelp av lagerbukker 8 på flere steder mot styrestolpens 1 innervegg. Det skal imidlertid forstås at lagerbukkene 8 bare har sin funksjon ved sammenstilling av stolpene og har ellers ingen funksjon. Dette på grunn av de lange lengder, opp til 17 meter, eller mer, kombinert med slankheten til stangen 4b. Stangen 4b avslutter oppad i en smalere tappende 4c med et gjengeparti 4c. Forbindelsesorganets 4 stang 4b er i aksial retning løst forbundet til bunnen 2e av den indre hylse 2d, slik at en begrenset bevegelsesfrihet foreligger mellom hylsen 2d og stangen 4b. Bevegelsesfriheten blir bestemt ved hjelp av en avsats 4d på stangen 4b kombinert med en mutter 6a og kontramutter 6b som tilspennes slik at tappenden 4c får en viss slaglengde i forhold til bunnen 2e av den indre hylse 2d. I tillegg er hylsen 2d dreibar om stangens 4b tappende 4c. En skive 6c er plassert mellom mutteren 6a og bunnen 2e. Forbindelsesorganets 4 stang 4b omfatter i sin nedre ende en eller flere aktiviseringsarmer 4e som er fast forbundet til stangen 4b. Hver aktiviseringsarm 4e rager i en hovedsakelig radial retning i forhold til det rørformede hovedlegeme 1a. Som det tydelig fremgår av fig. og 6, er låsemekanismens 3 hver enkelte sperrepal 3a direkte påvirkbar av nevnte aktiviseringsarm 4e. Det skjer på en slik måte at hver enkelt sperrepal 3a omfatter et slissespor 3a som samvirker med korresponderende tapp 4e på en aktiviseringsarm 4e. Hver sperrepal 3a er i sin tur dreibart opplagret på en akseltapp 3b som er slik plassert at når stangen 4b med aktiviseringsarmene 4e senkes nedad, svinger sperrepalene 3a utad. Tuppen 3a av sperrepalen 3a passerer utforbi styrestolpens 1 diametrale størrelse D slik at sperrepalenes 3a tupper 3a kan foreta nevnte inngrep med, eller anslag mot et spor eller en avsats på bunnstrukturen. Videre kan styrestolpens 1 nedre endeparti 1c omfatte en sperretapp 1c som hver enkelt sperrepal 3a kan hvile mot i sin helt utfelte stilling. Hver sperretapp 1c er en tapp med en eller flere bruddanvisninger 1c i tilfelle en nødssituasjon

8 8 skulle inntre, for på den måten å skulle kunne felle inn sperrepalene 3a slik at den kan løsgjøres og trekkes opp. Som en opsjon, kan styrestolpens 1 nedre endeparti 1c omfatter en rustfri kontaktspiss 7 for sikker overføring av elektriske strømmer til offer-anoder som kan utplasseres på egnede steder for å hindre vesentlig korrosjon. Med henvisning til fig. 3, 6 og 7 vil nå kombinasjonen aktiviseringsmekanisme og låsemekanisme bli nærmere beskrevet. Låsemekanismen 3 er slik innrettet at den virker som en automatisk låsemekanisme som er i stand til å låse styrestolpens 1 nedre del 1c til bunnstrukturen, dvs til et spor eller en avsats eller liknende. Dette skjer når styrestolpen 1 settes ned i en tilrettelagt og sammenpassende åpning i bunnstrukturen. Når den nedre endedel 1c entrer åpningen vil hver pal 3a, hvis den står i en utfelt stilling, blir tvunget inn når palen 3a treffer avsatsen. Deretter faller palen 3a ut igjen når den har passert avsatsen. Det er nettopp bevegelsesfriheten mellom toppen 4c av stangen 4b og den indre hylsedel 2d som muliggjør dette. Nærmere bestemt er bevegelsesfriheten mellom stangen 4b og den indre hylsedel 2d begrenset av avsatsen 4d på stangen 4b og en mutter 6a skrudd på tappenden 4c i forlengelsen av stangen 4b, der tappenden 4c passerer gjennom et hull i den indre hylsedels 2d bunn 2e.

9 P a t e n t k r a v 9 1. Aktiviseringsmekanisme for frigjøring av en styrestolpe (1) fra en bunnstruktur, hvilken styrestolpe omfatter et rørformet hovedlegeme (1a), et betjeningsorgan (2) i hovedlegemets øvre ende, en låsemekanisme (3) i hovedlegemets nedre ende for feste til selve bunnstrukturen og et forbindelsesorgan anordnet inne i det rørformede hovedlegemet (1a) og som forbinder betjeningsorganet (2) med låsemekanismen (3) for å kunne aktivisere låsemekanismen (3) fra toppen av styrestolpen (1) etter behov, karakterisert ved at betjeningsorganet (2) omfatter en dreibar ytre hylse (2a) i stand til å omsette en dreiebevegelse til en heve- og senkebevegelse i forbindelsesorganet som i sin tur hever eller senker et aktiviseringsorgan (4a) som påvirker minst en sperrepal (3a) til å bli trukket inn fra styrestolpens (1) diametrale størrelse (D) for frigjøring av inngrep med et spor eller anslag mot en avsats på bunnstrukturen når forbindelsesorganet blir hevet. 2. Aktiviseringsmekanisme som angitt i krav 1, karakterisert ved at betjeningsorganets dreibare ytre hylse (2a) omfatter en i hovedsak vertikalt forløpende spalt (2b) som opptar en tapp (2c) som står i direkte forbindelse med en indre hylsedel (2d) som er forbundet til det heve- og senkbare forbindelsesorgan, og at styrestolpens øvre endeparti (1a) befinner seg delvis mellom den indre og ytre hylse, idet godset i dette endeparti har utformet en skrånende spalt (1b ) i seg som tappen (2c) mellom de to hylser forløper gjennom og er dermed i stand til å omsette nevnte dreiebevegelse til nevnte heve- og senkebevegelse i forbindelsesorganet. 3. Aktiviseringsmekanisme som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at forbindelsesorganet omfatter en stang (4b) som forløper mellom den indre hylse (2d) og låsemekanismen (3), der stangen er støttet på en eller flere steder mot styrestolpens innervegg.

10 4. Aktiviseringsmekanisme som angitt i krav 1, 2 eller 3, karakterisert ved at forbindelsesorganets stang (4b) er løst forbundet til den indre hylse (2d) slik at en begrenset bevegelsesfrihet foreligger mellom hylsen og stangen, der bevegelsesfriheten er bestemt ved hjelp av en mutter (6a) og kontramutter (6b) og den indre hylsen (2d) er i tillegg dreibar om stangen 4b).. Aktiviseringsmekanisme som angitt i ett av kravene 1-4, karakterisert ved at forbindelsesorganets stang (4b) i sin nedre ende omfatter en eller flere aktiviseringsarmer (4e) som er fast forbundet til stangen (4b), hvilken minst ene aktiviseringsarm (4e) rager i en hovedsakelig radial retning i forhold til det rørformede hovedlegeme (1a). 6. Aktiviseringsmekanisme som angitt i ett av kravene 1-, karakterisert ved at låsemekanismens hver enkelte sperrepal (3a) er direkte påvirkbar av nevnte respektive aktiviseringsarm (4a). 7. Aktiviseringsmekanisme som angitt i ett av kravene 1-6, karakterisert ved at hver enkelt sperrepal (3a) omfatter et slissespor (3a ) som samvirker med korresponderende tapp (4e ) på en aktiviseringsarm (4e), idet hver sperrepal (3a) er dreibart opplagret på en akseltapp (3b) som er slik plassert at når stangen (4b) med aktiviseringsarmene (4e) senkes nedad svinger sperrepalene (3a) utad og forbi styrestolpens diametrale størrelse (D) for nevnte inngrep eller anslag mot et spor eller en avsats på bunnstrukturen. 8. Aktiviseringsmekanisme som angitt i ett av kravene 1-7, karakterisert ved at den nedre ende (1c) omfatter en sperretapp (1c ) som hver enkelt sperrepal (3a) hviler mot i sin helt utfelte stilling, idet hver sperretapp (1c ) er en tapp med

11 11 bruddanvisning (3c ) i tilfelle en nødssituasjon skulle inntre for å kunne felle inn sperrepalene (3a). 9. Aktiviseringsmekanisme som angitt i ett av kravene 1-8, karakterisert ved at styrestolpens nedre del (1c) omfatter en rustfri kontaktspiss (7) for sikker overføring av elektriske strømmer til offer-anoder.. Aktiviseringsmekanisme som angitt i ett av kravene 1-9, karakterisert ved at låsemekanismen (3) er en automatisk virkende låsemekanisme som er i stand til å låse styrestolpens (1) nedre del (1c) til bunnstrukturen, der hver pal (3a), når den er i utfelt stilling, blir tvunget inn når palen (3a) treffer en avsats, og palen (3a) faller så ut igjen når den har passert avsatsen, idet bevegelsesfriheten mellom stangen (4b) og den indre hylsedel (2d) muliggjør dette. 11. Aktiviseringsmekanisme som angitt i krav, karakterisert ved at bevegelsesfriheten mellom stangen (4b) og den indre hylsedel (2d) er begrenset av en avsats (4d) på stangen (4b) og en mutter (6a) skrudd på en tappende (4c) i forlengelsen av stangen (4b), hvilken tappende (4c) passerer gjennom et hull i den indre hylsedels (2d) bunn (2e).

12 Sammendrag P4121NO00 Det er vist en aktiviseringsmekanisme for frigjøring av en styrestolpe (1) fra en bunnstruktur. Styrestolpen omfatter et rørformet hovedlegeme (1a), et betjeningsorgan (2) i hovedlegemets øvre ende, en låsemekanisme (3) i hovedlegemets nedre ende for feste til selve bunnstrukturen og et forbindelsesorgan anordnet inne i det rørformede hovedlegemet (1a) og som forbinder betjeningsorganet (2) med låsemekanismen (3) for å kunne aktivisere låsemekanismen (3) fra toppen av styrestolpen (1) etter behov. Betjeningsorganet (2) omfatter en dreibar ytre hylse (2a) som er i stand til å omsette en dreiebevegelse til en heve- og senkebevegelse i forbindelsesorganet som i sin tur hever eller senker et aktiviseringsorgan (4a) som påvirker minst en sperrepal (3a) til å bli trukket inn forbi styrestolpens (1) diametrale størrelse (D) for frigjøring av inngrep eller anslag mot et spor eller en avsats på bunnstrukturen. (Fig. 3 og )