(12) PATENT (19) NO (11) 3388 (13) B1 NORGE (1) Int Cl. E21B 17/01 (06.01) B63B 22/00 (06.01) F1D 1/ (06.01) F1D 1/12 (06.01) Patentstyret (21) Søknadsnr 1211 (86) Int.inng.dag og søknadsnr (22) Inng.dag 12.12.14 (8) Videreføringsdag (24) Løpedag 12.12.14 (30) Prioritet (41) Alm.tilgj 14.06.16 (4) Meddelt 1.03.09 (73) Innehaver Aker Subsea AS, Postboks 94, 132 LYSAKER, Norge (72) Oppfinner David Brown, Malmøyveien 24 D, 0198 OSLO, Norge (74) Fullmektig Protector Intellectual Property Consultants AS, Oscarsgate, 032 OSLO, Norge (4) Benevnelse Stigerør med tilleggsmassesammenstilling og fremgangsmåte ved installasjon av stigerør. (6) Anførte publikasjoner (7) Sammendrag NO 30014 B1 US /021440 A1 US 467116 A WO 02/16727 A2 Et stigerør (1) som strekker seg mellom en overflateinstallasjon (3) og en havbunnsbrønn (). Stigerøret omfatter en tilleggsmassesammenstilling (0) som er vekslebar mellom en operasjonsmodus og en installasjons-modus. Tilleggsmassesammenstillingen (0, 0, 300, 400, 00, 600) fremviser mer tilleggsmasse i operasjonsmodusen enn i installasjonsmodusen.
-1- P43NO00-KM Stigerør med tilleggsmassesammenstilling og fremgangsmåte ved installasjon av stigerør Innenfor området offshoreoperasjoner er det en spesifikk gruppe operasjoner som anvender en stålkanal (steel conduit) mellom borefartøyet (som kan være en flytende eller fast plattform eller et skip) og havbunnen. Stålkanalen er kjent som et stigerør og kan særlig være et borestigerør eller et kompletterings- og overhalingsstigerør. 1 Stigerøret er en rørformet kanal, vanligvis laget av stål, som tillater mekanisk kobling mellom fartøyet og havbunnen, slik som en løfting og/eller rotasjon (det vil si boring). Stigerøret er hult og kan kalles et storskalarør. Innsiden av røret (kanalen) tillater sirkulasjon av boreslam eller smøremidler, og tillater også direkte tilgang til havbunnsreservoaret. Stigerøret kan følgelig bli anvendt for å teste reservoarinnhold og for småskala testproduksjon, rensing og så videre. Ettersom stigerøret kan være åpen mot reservoaret kan det innehold olje og gass ved reservoartrykk og temperatur. 2 Dersom stigerøret skulle svikte eller ryke vil olje- og gassinnholdet havne i sjøen og lage et miljøproblem. Videre, trykket av olje- eller gass ville lage en «jet»-effekt på enden av stigerøret, dette kan sammenlignes med en lang hageslange med åpen ende, hvor vannet plutselig blir skrudd på. Hageslangen (eller stigerøret) vil vende og kaste på seg ute av kontroll. I tilfellet med et stigerør med olje, eller særlig gass under trykk, vil denne effekten fortsette til trykket i stigerøret opp til fartøyet har blitt fjernet eller sluppet til sjøen. 30 Jet-effekten vil resultere naturlig i et løft av stigerøret mot fartøyet, tilsvarende løfteeffekten til en romrakett. Denne løfteeffekten vil føre til at det overflatemonterte utstyret, som typisk kan være i størrelsesorden 30-0 tonn, blir løftet den samme mengden, og potensielt forårsake ekstrem skade på utstyr og skade på personell. Selv en vertikal forskyvning på et fåtall meter kan forårsake stor skade. Det er følgelig imperativt å søke å begrense den vertikale (og horisontale) bevegelsen forårsaket av tilbakeslags (eller jet) effekten på stigerøret når dette plutselig ryker.
-2- P43NO00-KM Under kompletterings- og overhalingsoperasjoner innen havbunnsoperasjoner er det kjent å anvende et element i stigerørssystemet som er kjent som et svakt ledd (weak link) eller sikkerhetsledd (safety joint). Funksjonen til det svake leddet er å tilveiebringe en gitt og kontrollert metode for endelig separasjon av stigerøret dersom alle andre kjente fremgangsmåter har sviktet, og operatøren er i en verste-fall-modus. En slik modus kan oppstå på grunn av ekstremt vær, svikt på ankrings- eller posisjoneringssystemet, strømutfall (strømforsyningssvikt) på fartøyet, eller av andre uforutsette forhold. I et slikt verste-fall-tilfelle er det vitalt at fartøyet er i stand til passivt å koble fra brønnhodet og infrastrukturen på havbunnen, for å fjerne fartøyet fra ledningen (conduit) til reservoaret, følgelig å håndtere og beskytte sikkerhet for personellet om bord. En slik passiv frakobling blir således oppnådd med et svakt ledd. 1 2 Imidlertid, på grunn av den passive naturen (verste-fall-scenario) til svikten, vil de to delene av stigerøret være mottakelige for rekyl ved frakobling. Rekylen er iboende på grunn av det faktum at stigerøret vanligvis er under mekanisk strekk fra fartøyet, såkalt overtrekk, for å hindre bukling av stigerøret under normale operasjoner. I tillegg kan verste-fall-scenarioet ha oppstått på grunn av ekstremt vær eller svikt i ankring eller posisjonering, slik at fartøyet kan være fysisk i drift eller ute av posisjon. Følgelig, når det er ute av posisjon kan stigerøret selv være utsatt for ytterligere overstrekksbelastninger på grunn av det ytterligere strekket grunnet lengre avstand mellom fartøyet og brønnhodeposisjonen. 30 I tillegg vil trykket av olje eller gass inne i stigerøret føre til en vertikalt rettet «rakett»-effekt som nevnt ovenfor. Det svake leddet kan eller kan ikke omfatte fremgangsmåter ved hvilke stigerøret blir avstengt for å låse inne olje eller gass og slik stenge inne rakett-effekten. Eksisterende svake ledd i markedet omfatter ennå ikke slike avlukkingsmetoder og er mer enkelt definert som to flenser som holdes sammen med bolter med en gitt strekk-sviktbelastning. Når strekket i boltene passerer et forutbestemt nivå vil flensene separeres og tilveiebringe et svakt ledd, skjønt uten å håndtere noen rekyl.
-3- P43NO00-KM En rekyl av stigerøret som er festet til fartøyet kan resultere i ikke-håndtert vertikal bevegelse av toppartiet av stigerøret, inkludert eventuelt festet utstyr og koblinger. Gitt at personell er i nærheten av boredekket og styringsrommet oppstår det en risiko for personskade, i tillegg til skade på driftsutstyr og trykkholdende utstyr. Stigerøret vil således foreta en rekyl på grunn av mekanisk forspenning, på grunn av strekk som følge av ute av posisjon, og som følge av jet-effekten. Det er følgelig et formål å finne en løsning for å begrense den totale rekyleffekten på stigerøret. Norsk patent NO30014 angir en løsning der et rør anordnet i sjøen er forsynt med fast monterte tilleggsmasseanordninger. Anordningene sørger for vannmotstand i aksiell retning når røret beveger seg i en slik retning. 1 Patentpublikasjon US021440 viser tilsvarende fast monterte tilleggsmasseanordninger som når de er montert på et stigerør vil resultere i vannmotstand. Patentpublikasjon US467116 beskriver en vibrasjons-isolerende anordning som eksempelvis kan monteres på et borerør. Anordningen bærer utstyr som på grunn av vibrasjonsisoleringen ikke blir utsatt for vibrasjonene som finner sted i borerøret. Internasjonal patentsøknadspublikasjon WO0216727 angir et oppdriftssystem. 2 30 Oppfinnelsen I samsvar med et første aspekt av den foreliggende oppfinnelsen er det tilveiebrakt et stigerør som strekker seg mellom en overflateinstallasjon og en havbunnsbrønn. I samsvar med oppfinnelsen omfatter stigerøret en tilleggsmassesammenstilling (added mass assembly) som er vekslebar mellom en operasjonsmodus og en installasjonsmodus. Tilleggsmassesammenstillingen fremviser mer tilleggsmasse (added mass) i operasjonsmodusen enn i installasjonsmodusen.
-4- P43NO00-KM Betegnelsen tilleggsmasse skal her forstås som den ekstra massen som resulterer fra tilleggsmassesammenstillingen under en oppoverrettet bevegelse av stigerøret. Med betegnelsen overflateinstallasjon er ment enhver installasjon anordnet på havoverflaten. Det kan for eksempel være en flytende installasjon eller en installasjon som strekker seg ned til og som står på sjøbunnen. Det kan være et skip. Stigerøret omfatter fortrinnsvis et svakt ledd som er anordnet i stigerøret under posisjonen til tilleggsmassesammenstillingen. Følgelig, dersom det svake leddet brister, kan tilleggsmassesammenstillingen bevege seg sammen med stigerøret oppover gjennom vannet. 1 Tilleggsmassesammenstillingen kan fordelaktig omfatte tilleggsmasseelementer som i installasjonsmodusen er i en radielt innoverdreiet posisjon og som i operasjonsmodusen er i en radielt utoverdreiet posisjon. 2 Heri skal tilleggsmasseelementene forstås som elementer til tilleggsmassesammenstillingen som kan ta én posisjon under installasjon av stigerøret og en annen posisjon når stigerøret er blitt installert. Når stigerøret er installert kan tilleggsmasseelementene også forbli i installasjonsmodus frem til det svake leddet eller en annen del av stigerøret brister og tilleggsmassesammenstillingen blir beveget oppover gjennom vannet. Tilleggsmasseelementene kan bli beveget inn i operasjonsmodus med kraft fra vannet som virker på tilleggsmassesammenstillingen. Man kan også anordne en mekanisk utløseranordning for å aktuere tilleggsmasseelementene inn i operasjonsmodus ved brist av det svake leddet eller annen del av stigerøret. 30 I noen utførelsesformer kan tilleggsmasseelementene omfatte plater. Slike plater kan fremvise en kurvatur som i installasjonsmodusen bøyer seg langs den ytre flaten til røret til et stigerør.
-- P43NO00-KM Videre, tilleggsmassesammenstillingen kan omfatte ett sett plater som er anordnet ved en første aksial posisjon på stigerøret, mens et andre sett av plater er anordnet ved en andre aksial posisjon på stigerøret, hvorved en aksial avstand finnes den første posisjonen og den andre posisjonen. Dette trekket med å ha et flertall sett med tilleggsmasseelementer kan også gjelde for utførelsesformer som bruker tilleggsmasseelementer som ikke er plater. Slike andre tilleggsmasseelementer vil bli beskrevet ytterligere nedenfor. Med utførelsesformen ovenfor, med et flertall sett plater, kan i operasjonsmodusen platene til det første settet av plater rage ut fra stigerøret med en første orientering og platene til det andre settet av plater kan rage ut fra stigerøret i en andre orientering, hvorved den første orienteringen er rotasjonsmessig ikke-innrettet med den andre orienteringen. 1 2 30 I samsvar med en annen utførelsesform kan tilleggsmassesammenstillingen ta en konet form i operasjonsmodusen, og fremvise en konet vegg. Med en slik utførelsesform vil vannet inne i den konete formen bidra til den effektive massen som må flyttes med en eventuell bevegelse av stigerøret. I denne utførelsesformen kan tilleggsmassesammenstillingen omfatte langstrakte tilleggsmasseelementer, slik som stenger, som i installasjonsmodusen er i en radialt innoverdreiet posisjon og som i operasjonsmodusen er i en radialt utoverdreiet posisjon. Tilleggsmasseelementene kan da ytterligere omfatte et fleksibelt dukmateriale (sheet material) som spenner mellom de langstrakte tilleggsmasseelementene for å danne nevnte konete vegg. I enda en annen utførelsesform kan tilleggsmassesammenstillingen være sylinderformet og omfatte en lukket sylindervegg som er hovedsakelig parallell med stigerøret og en lukket sylinderbunn. Som ved den konete formen vil en slik sylinderform med en lukket bunn romme en mengde vann som vi bidra til massen som må bli beveget med stigerøret dersom stigerøret beveger seg oppover. Følgelig, i tillegg til å tilveiebringe tilleggsmasseeffekten ved oppoverrettet bevegelse av stigerøret, kan tilleggsmasseelementene fordelaktig også romme
-6- P43NO00-KM vann inne i formen av tilleggsmassesammenstillingen i operasjonsmodus (for eksempel sylinderform, konet form). Dette resulterer i ytterligere masse som må bli beveget med stigerøret i et tilfelle med oppoverrettet bevegelse av stigerøret. I én utførelsesform omfatter tilleggsmasseelementet et oppblåsbart legeme som er fylt med sjøvann. 1 I samsvar med et andre aspekt ved den foreliggende oppfinnelsen er det tilveiebrakt en fremgangsmåte ved installasjon av et stigerør som strekker seg mellom en overflateinstallasjon og en havbunnsbrønn. I samsvar med det andre aspektet ved oppfinnelsen omfatter fremgangsmåten de følgende trinn: a) under sammenstillingen av stigerøret, å anordne i en posisjon over et svakt ledd, et stigerørssegment omfattende en tilleggsmassesammenstilling som fremviser en operasjonsmodus og en installasjonsmodus, hvorved tilleggsmassesammenstillingen fremviser en større tilleggsmasse i operasjonsmodusen enn i installasjonsmodusen. I samsvar med en utførelsesform av fremgangsmåten ovenfor, når stigerøret er blitt installert, blir tilleggsmassesammenstillingen beveget fra sin installasjonsmodus til sin operasjonsmodus. 2 30 I samsvar med en annen utførelsesform av fremgangsmåten ovenfor er en utløseranordning tilveiebrakt til tilleggsmassesammenstillingen. Når stigerøret er installert blir tilleggsmassesammenstillingen bibeholdt i installasjonsmodusen, hvorved nevnte utløseranordning er innrettet til å utløse bevegelse av tilleggsmassesammenstillingen, eller dens tilleggsmasseelementer, fra installasjonsmodus til operasjonsmodus ved en brist i stigerøret ved et sted under tilleggsmassesammenstillingen. Det skal bemerkes at utløseranordningen fortrinnsvis blir anordnet til tilleggsmassesammenstillingen før stigerøret blir installert. I samsvar med oppfinnelsen, når stigerøret blir beveget i sin aksiale retning gjennom vannet, fremviser tilleggsmassesammenstillingen mindre friksjon i installasjonsmodusen enn i operasjonsmodusen.
-7- P43NO00-KM Eksempel på utførelsesform Idet oppfinnelsen er blitt beskrevet i generelle termer ovenfor, er en mer detaljert beskrivelse av eksempelutførelsesformer gitt nedenfor med henvisning til tegningene, i hvilke 1 2 30 Fig. 1 illustrerer en typisk konfigurasjon av et stigerør som strekker seg mellom et flytende fartøy og en havbunnsbrønn; Fig. 2 er et sideriss av et stigerør og et tilkoblet tilleggsmasseelement i form av en plate, i installasjonsmodusen; Fig. 3 er et sideriss i samsvar med Fig. 2, dog med platen i operasjonsmodusen; Fig. 4 er et perspektivriss av en tilleggsmassesammenstilling i installasjonsmodusen og omfatter to sett med tilleggsmasseelementer (plater); Fig. er et perspektivriss av tilleggsmassesammenstillingen vist i Fig. 4 i operasjonsmodusen; Fig. 6 er et toppriss av tilleggsmassesammenstillingen i Fig. ; Fig. 7 er et perspektivriss av tilleggsmassesammenstillingen i Fig., vist i en situasjon etter brist av det svake leddet; Fig. 8 er et tverrsnittsriss gjennom en plate som har en flat konfigurasjon; Fig. 9 er et tverrsnittsriss gjennom en plate som har en kurvet konfigurasjon; Fig. er et perspektivriss av en tilleggsmassesammenstilling som har tre sett med plater og som er i installasjonsmodusen; Fig. 11 er et perspektivriss av sammenstillingen i Fig., dog i operasjonsmodusen; Fig. 12 er et toppriss av tilleggsmassesammenstillingen i Fig. 11; Fig. 13 er et perspektivriss av en annen tilleggsmassesammenstilling, med to sett plater og en fleksibel duk (flexible sheet) mellom platene; Fig. 14 er et toppriss av tilleggsmassesammenstillingen i Fig. 13, i operasjonsmodus; Fig. 1 er et perspektivriss av tilleggsmassesammenstillingen i Fig. 13 i operasjonsmodus; Fig. 16 er et perspektivriss av tilleggsmassesammenstillingen i Fig. 1, etter brist av det svake leddet;
-8- P43NO00-KM 1 2 30 Fig. 17 er et sideriss av en del av en tilleggsmassesammenstilling som har en sylindrisk form i operasjonsmodusen, her vist i installasjonsmodusen; Fig. 18 er et sideriss tilsvarende Fig. 17, men som viser operasjonsmodusen; Fig. 19 er et perspektivriss av en tilleggsmassesammenstilling som har en sylindrisk form med en lukket bunn, vist i installasjonsmodusen; Fig. er et perspektivriss av den sylinderformete tilleggsmassesammenstillingen i Fig. 19 i operasjonsmodusen og etter brist av det svake leddet; Fig. 21 er et perspektivriss av en koneformet tilleggsmassesammenstilling i operasjonsmodusen; Fig. 22 er et sideriss av en del av sammenstillingen i Fig. 21, i installasjonsmodusen; Fig. 23 er et sideriss som korresponderer med Fig. 22, i operasjonsmodusen; Fig. 24 er et perspektivriss som korresponderer med Fig. 21, dog i installasjonsmodusen; Fig. 2 viser to sideriss av en alternativ utførelsesform med plater, i installasjonsmodusen og i operasjonsmodusen, henholdsvis; Fig. 26 viser utførelsesformen som korresponderer med den vist i Fig. 21, imidlertid hvor stengene har en anstøtstang; Fig. 27 er et sideriss som illustrerer en fremgangsmåte for å bevege tilleggsmasseelementene fra installasjonsmodusen til operasjonsmodusen; Fig. 28 er et sideriss som korresponderer med Fig. 27, dog i operasjonsmodusen; Fig. 29 er et side-prinsippriss som illustrerer en mulig utførelsesform for en utløseranordning; Fig. 30 er et annet prinsippriss som illustrerer en annen mulig utløseranordning; Fig. 31 er et forstørret sideriss som illustrerer fjærforspenning av tilleggsmasseelementene mot operasjonsmodusen; Fig. 32 er et sideriss av en tilleggsmassesammenstilling, og illustrerer en annen metode for bevegelse fra installasjonsmodusen til operasjonsmodusen; Fig. 33 er et sideriss som korresponderer med Fig. 32, dog med tilleggsmassesammenstillingen i operasjonsmodusen; Fig. 34 er et forstørret sideriss av utførelsesformen i Fig. 32;
-9- P43NO00-KM Fig. 3 er et forstørret sideriss av utførelsesformen i Fig. 33, med en ROV-arm vist; Fig. 36 er et prinsipp-sideriss av en annen utførelsesform av en tilleggsmassesammenstilling; Fig. 37 er et sideriss som korresponderer med Fig. 36, dog i en operasjonsmodus; Fig. 38 er et prinsippsideriss av en annen utførelsesform av en tilleggsmassesammenstilling; Fig. 39 er et perspektivriss tilsvarende Fig. 38, men i en operasjonsmodus; Fig. 40 er et prinsipp-sideriss av en annen utførelsesform av en tilleggsmassesammenstilling; og Fig. 41 er et perspektivriss som korresponderer med Fig. 40, imidlertid i en operasjonsmodus. 1 Fig. 1 er et prinsippriss av et stigerør 1 som strekker seg mellom en flytende installasjon 3 og en havbunnsbrønn under havbunnen 6. Stigerøret 1 er satt sammen av et flertall stigerørssegmenter som er føyet sammen. Ved en nedre del av stigerøret 1 er stigerøret forsynt med et svakt ledd 9 (weak link) (også kalt sikkerhetskobling/safety joint). Det svake leddet 9 er konstruert for å briste ved en forutbestemt strekkraft i stigerøret 1. Over et brønnhode 11 på toppen av havbunnsbrønnen, er stigerøret 1 koblet til en nødfrakoblingspakke (emergency disconnection package) 13, en nedre stigerørspakke (lower riser package) 1 og et ventiltre 17, hvilke alle er kjent for en fagmann på området. 2 30 På stigerøret 1, over plasseringen til det svake leddet 9, er det anordnet en tilleggsmassesammenstilling 0. Tilleggsmassesammenstillingen er innrettet til å dempe den oppoverrettede hastigheten til stigerøret 1 i en situasjon hvor stigerøret 1 brister, som forklart ovenfor. I det følgende vil forskjellige utførelsesformer av tilleggsmassesammenstillingen 0 bli beskrevet. Fig. 2 og Fig. 3 viser et sideriss av et stigerør 1 som er forsynt med en tilleggsmassesammenstilling 0. Tilleggsmassesammenstillingen 0 i samsvar med denne utførelsesformen omfatter et øvre og et nedre festeelement som er festet til stigerøret 1, her i form av en øvre festeklemme 1 og en nedre festeklemme
-- P43NO00-KM 3. Til den nedre festeklemmen 3 er det festet et tilleggsmasseelement, her i form av en plate, som er festet med et hengsel 7. Platen er innrettet til å dreie om hengslet 7 fra en innoverdreiet posisjon som vist i Fig. 2 til en utoverdreiet posisjon som vist i Fig. 3. For å stanse den utoverdreiende bevegelsen av platen, er det festet en vaier 9 mellom den øvre festeklemmen 1 og platen. Når den stanses i den utoverdreiete posisjonen strekker platen seg fordelaktig med en retning vinkelrett på den aksiale retningen til stigerøret 1. I denne posisjonen vil platen tilveiebringe en vesentlig mengde tilleggsmasse dersom stigerøret 1 beveger seg oppover, og slik dempe hastigheten så vel som den bevegete distansen til stigerøret 1. 1 I kontrast til tilleggsmassesammenstillingen 0 som har bare én plate som vist i Fig. 2 og Fig. 3, fremviser tilleggsmassesammenstillingen 0 vist i Fig. 4 til Fig. 7 et flertall plater. Fig. 4 viser tilleggsmassesammenstillingen 0 i en installasjonsmodus i hvilken platene er innoverdreiet og hovedsakelig parallelle med stigerøret 1. Et øvre sett av fire plater er anordnet over et andre sett av fire plater. 2 I perspektivrisset i Fig. er de to settene med plater vist med platene utoverdreiet inn i operasjonsmodusen, hvorved platene strekker seg ut fra stigerøret 1. Fig. 6 viser den samme tilleggsmassesammenstillingen 0 i et toppriss. Fra dette risset vil man erkjenne at de fire platene til det øvre settet av plater er rotasjonsmessig forskjøvet i forhold til det nedre settet av plater. Som det fremgår av Fig. 6, et hovedsakelig horisontalt område er dekket av de åtte platene til det øvre og nedre settet av plater, og medfører en vesentlig mengde tilleggsmasse dersom eller når stigerøret 1 beveger seg oppover gjennom vannet. 30 Fig. 7 korresponderer hovedsakelig med Fig., bortsett fra at den illustrerer en situasjon rett etter brist av det svake leddet 9. Fig. 8 og Fig. 9 viser tverrsnittsriss gjennom to forskjellige utførelsesformer av platene. Tverrsnittsrisset til Fig. 8 er gjennom en flat plate, mens platen vist i Fig. 9 har en kurvatur. En slik kurvatur kan fordelaktig samsvare med eller
-11- P43NO00-KM krumme langsmed den ytre flaten til røret til stigerøret 1. På denne måten blir den radiale utstrekningen til tilleggsmassesammenstillingen 0 mindre i installasjonsmodusen. Videre, med en slik kurvatur vil tilleggsmassen øke sammenlignet med den flate platen i Fig. 8. Eller, strengt tatt, tilleggsmassen vil være den samme som med den flate platen, men i tillegg vil platen bære massen av vannet som holdes inne i kurvaturen. Idet utførelsesformen vist i Fig. 4 til Fig. 7 har to sett plater anordnet ved forskjellige aksiale posisjoner på stigerøret, fremviser utførelsesformen vist i Fig. til Fig. 12 tre sett plater. Denne utførelsesformen tilsvarer på mange måter utførelsesformen vist i Fig. 4 til Fig. 7. Imidlertid fremviser det øvre settet av plater plater som strekker seg lengre ut fra stigerøret 1 enn de nedre platene. 1 2 Utførelsesformen vist i Fig. 13 til Fig. 16 er enda en utførelsesform som ved mange trekk tilsvarer de foregående. Denne utførelsesformen fremviser sett av plater som er dreibart festet til hengslene 7 til den nedre festeklemmen 3. Videre, mellom platene er det festet fleksible duker 111 (sheets). På denne måten, som det fremgår av topprisset i Fig. 14, blir et større horisontalt område dekket av tilleggsmassesammenstillingen 0 i operasjonsmodus (dvs. av de utoverdreiete tilleggsmasseelementene, her i form av plater og fleksible duker). Materialet til de fleksible dukene 111 er fortrinnsvis et materiale med høy styrke, slik som vevet aramid eller kunstige fibre. Videre, materialet kan være dekket eller belagt med en tett film av for eksempel PVC eller PU. Det effektive området til ett sett plater kombinert med de fleksible dukene 111 spent ut mellom den er som en skive (disc) (Fig. 14). 30 Enda et utførelseseksempel er vist i Fig. 17 til Fig.. Her fremviser tilleggsmassesammenstillingen 0 formen til en sylinder som har et polygon-tverrsnitt i operasjonsmodusen. Denne formen er laget av øvre stenger a og nedre plater b mellom hvilke det er anordnet en sideplate 8. Sideplatene 8 strekker seg oppover fra enden til de nedre platene b. Når de øvre stengene a og de nedre platene b er dreiet ut inn i operasjonsmodusposisjonen, danner de en sylindrisk form sammen med sideplatene 8 som strekker seg
-12- P43NO00-KM mellom dem. Mellom sideplatene 8 er det festet fleksible duker 211 (flexible sheets) for å danne en kontinuerlig ytre vegg med sylindrisk form. I tillegg fortsetter de fleksible dukene 211 mellom de tilstøtende nedre platene b, og danner således en lukket bunn til den sylindriske formen. På denne måten er det dannet en sylinder som er åpen kun ved sin topp. Følgelig vil tilleggsmassesammenstillingen 0 tilveiebringe en betydelig mengde masse som må bli beveget sammen med stigerøret dersom stigerøret beveger seg oppover (mengden er selvfølgelig avhengig av størrelsen på den sylindriske formen). 1 I tegningene som viser denne utførelsesformen illustrerer Fig. 17 og Fig. 18 bare funksjonen til de øvre og nedre stengene a, b, så vel som sideplatene 8 i installasjons- og operasjonsmodusen, henholdsvis. Fig. 19 og Fig. er perspektivriss av utførelsesformen omfattende hele den sylindriske formen, med sideplatene 8 og fleksible duker 211, i installasjonsmodusen og i operasjonsmodusen, henholdsvis. 2 Enda en annen utførelsesform er vist i tegningene i Fig. 21 til 24. I denne utførelsesformen fremviser tilleggsmassesammenstillingen 300 en konet form. Fig. 21 viser denne tilleggsmassesammenstillingen 300 i operasjonsmodus, i hvilken et flertall stenger 30 er dreiet inn i en radialt ytre posisjon, om et hengsel 7 i den nedre festeklemmen 3. Mellom stengene 30 er det anordnet en fleksibel duk 311, til en viss grad lignende på utførelsesformen i Fig.. Følgelig er veggdelen til en konet form dannet av stengene 30 og de fleksible dukene 311. Fig. 22 og Fig. 23 illustrerer én stang 30 som er festet til den nedre festeklemmen 3 i installasjonsmodus og i operasjonsmodus, henholdsvis. 30 Fig. 2 og Fig. 26 illustrerer et mulig trekk som også kan være til stede ved alle utførelsesformene beskrevet ovenfor. Som vist i tegningene til Fig. 2 er platen forsynt med en anstøtsplate 6 som støter mot stigerøret 1 når platen blir dreiet inn i operasjonsmodusen. Dette anstøtet skjer når platen er i den korrekte posisjonen. Det er en vinkel mellom platen og den festete anstøtsplaten 6.
-13- P43NO00-KM Lignende, stangen 30 vist i Fig. 26 har en anstøtsstang 306 ved sin ende, som er anordnet med en vinkel til stangen 30. I operasjonsmodus støter anstøtsstangen 306 mot stigerøret 1. Som vil bli forstått av en fagmann på området, den fleksible duken 311 anordnet mellom stengene 30 i den konusformete utførelsesformen i Fig. 26 kan være tilstrekkelig til å holde stengene 30 i den korrekte posisjonen ved dreining utover inn i operasjonsmodusen. Dog, anstøtsstengene 306 vil sikre at alle stengene 30 har den samme vinkelen til stigerøret 1. Følgelig vil konusformen forbli symmetrisk om stigerøret 1. 1 Det bør være åpenbart for en fagmann på området at stengene eller platene som dreier mellom installasjonsmodusen og operasjonsmodusen kan være koblet til stigerøret med andre midler enn den viste klemmen. For eksempel kan hengsler være anordnet direkte til stigerøret. 2 30 Utførelsesformen vist i Fig. 27 og Fig. 28 illustrerer en mulig metode for å bevege tilleggsmassesammenstillingen 0 fra installasjonsmodusen (Fig. 27) til operasjonsmodus (Fig. 28). I installasjonsmodusen vist i Fig. 27 er vaierne 9 som kobler til tilleggsmasseelementene, det vil si platene i denne utførelsesformen, i deres motsatte ender koblet til en aksialt bevegelig øvre klemme 1. Den bevegelige øvre klemmen 1 er innrettet til å bevege seg aksialt på stigerøret 1. For å bibeholde den i installasjonsmodusen, er den bevegelige øvre klemmen 1 låst til en holdeklemme 4 direkte over den ved hjelp av en krok 8 som er festet til en hengsel på den bevegelige øvre klemmen 1. Følgelig, når stigerøret 1 er installert kan kroken 8 løsnes fra holdeklemmen 4 ved å dreie kroken 8 ved hjelp av en ROV-arm 1. For å stanse den utoverrettete dreiebevegelsen av platene er en stoppeklemme 2 festet til stigerøret 1 mellom og med en avstand fra holdeklemmen 4 og den nedre festeklemmen 3. I stedet for å bevege tilleggsmasseelementene (her platene ) inn i operasjonsmodusen (Fig. 28) fra installasjonsmodusen (Fig. 27) ved installasjon av
-14- P43NO00-KM stigerøret, kan tilleggsmasseelementene også forbli i installasjonsmodusen helt til en eventuell brist i det svake leddet 9 eller annen del av stigerøret 1 under tilleggsmassesammenstillingen 0 inntreffer. 1 Ved brist kan en utløseranordning dreie kroken 8 ut av inngrep med holdeklemmen 4, og slik la platene dreie inn i operasjonsmodusen. En slik utløseranordning kan for eksempel være anordnet i forbindelse med det svake leddet 9 eller nedenfor dette. Et slikt prinsipp er vist i utførelsesformen til Fig. 29. Her omfatter utløseranordningen en utløservaier 11 som er festet til stigerøret 1 ved et sted under det svake leddet 9 ved hjelp av en festebrakett 13. Ved sin motsatte ende er utløservaieren 11 koblet til kroken 8. Utløservaieren 11 strekker seg over et hjul 1 som er anordnet lateralt i forhold til kroken 8. Dersom det svake leddet 9 brister vil utløservaieren 11 bli trukket og følgelig trekke kroken 8 ut av inngrep med holdeklemmen 4. Idet den øvre delen av stigerøret 1 beveger seg vekk fra den nedre delen, vil utløservaieren 11 briste, dog etter å ha trukket kroken 8 ut av sitt inngrep. En lignende løsning er vist i Fig. 30. Her omfatter utløseranordningen en utløservaier 11 som er koblet til en vekt 17 i stedet for til den nedre delen av stigerøret som vist i Fig. 29. Når tilleggsmassesammenstillingen 0 beveger seg oppover med et rykk vil massen til vekten 17 føre til et ekstra trekk i utløservaieren 11, og således frigjøre kroken 8. 2 For å bevege platene fra operasjonsmodus og inn i installasjonsmodus kan den bevegelige klemmen 1 bli beveget tilbake opp til holdeklemmen 4, og kroken 8 kan bli satt tilbake. Man kan også forestille seg å kutte vaierne 9 slik at platene faller ned langsmed stigerøret 1, slik som med en ROV. Dette kunne skjedd ved trekking av stigerøret 1 til overflaten. 30 For å sikre at platene dreier ut og inn i operasjonsmodusen kan en fjær 112 være anordnet mellom stigerøret 1 og platene. Dette er vist i Fig. 31. Fjærene 112 forspenner platene i den utoverrettete retningen, mot operasjonsmodusen.
-1- P43NO00-KM Fig. 32 og Fig. 33 illustrerer en annen fremgangsmåte for bevegelse av tilleggsmasseelementene, slik som platene, mellom installasjonsmodusen og operasjonsmodusen. I stedet for å ha vaiere 9 mellom den bevegelige øvre klemmen 1 og platene er det anordnet stag 114. Stagene 114 kobler til de ytre endene av platene og den bevegelige øvre klemmen 1. Den bevegelige øvre klemmen 1 kan bevege seg aksialt på stigerøret 1 og er opphengt med en streng 116 som er viklet på en spole 118. Som antydet i Fig. 33 er spolen 118 innrettet til å bli rotert med en ROV-arm 1. Platene kan følgelig bli beveget frem og tilbake mellom installasjons- modusen og operasjonsmodusen ved rotasjon av spolen 118. 1 Man kan også forestille seg en utløseranordning festet til spolen 118, slik som en av utløseranordningene, beskrevet ovenfor. Utløservaieren 11 kan da være koblet til en spolebrems (ikke vist) som ville bli løsnet ved et trekk i utløservaieren 11 for å la spolen 118 løpe fritt. Fig. 34 og Fig. 3 viser den samme utførelsesformen som Fig. 32 og Fig. 33 beskrevet ovenfor. Imidlertid er det i tillegg anordnet en fjær 112 mellom holdeklemmen 4 og den bevegelige øvre klemmen 1. Fjæren 112 forspenner den bevegelige øvre klemmen 1 nedover, og sikrer således at tilleggsmasseelementene vil bevege seg inn i operasjonsmodusen når strengen 116 blir viklet av spolen 118. 2 Dersom en utløseranordning er anordnet, bør fjæren 112 fremvise en stor forspenningskraft for å bevege tilleggsmasseelementene raskt inn i operasjonsmodusen. 30 Det kan også være mulig med utførelsesformer der strengen 116 følger stigerøret til overflaten, slik at aktuering fra overflaten kan være mulig. Videre, tilleggsmasseelementene, slik som platene, sideplatene 8, nedre plater b, stenger 30 og fleksible duker 211, 311 kan også være sammenkoblet med en vaier- eller stangaktuator slik at én felles bevegelse (for eksempel med ROV) av stangen eller vaieren beveger alle flapsene inn i posisjon.
-16- P43NO00-KM I det følgende, med henvisning til Fig. 36 til 41, vil en kort beskrivelse av alternative utførelsesformer av tilleggsmassesammenstillingen bli gitt. 1 Fig. 36 og Fig. 37 viser en utførelsesform omfattende et tilleggsmasseelement i form av en oppblåsbar bag eller belg 401. En pumpe 403 er anordnet i tilknytning til et innløp til bagen 401. Når stigerøret 1 er installert blåser pumpen 403 omgivende vann inn i bagen 401, og øker således betydelig dens størrelse og følgelig dens bidrag til tilleggsmasse dersom stigerøret 1 beveger seg oppover. En annen alternativ utførelsesform er vist i Fig. 38 og Fig. 39. Her er fleksible stenger 0 anordnet om stigerøret 1, hovedsakelig parallelt med stigerøret 1. Ved et topparti er stengene 0 bøyet litt radialt utover. Mellom stengene 0 er det anordnet en sterk fleksible duk eller tekstil 11, slik at det dannes en lukket vegg mellom stengene 0. Dersom stigerøret 1 beveger seg oppover vil stengene, sammen med den fleksible duken 11, bli presset av vannet radialt utover, inn i operasjonsmodusen eller operasjonsformen vist i Fig. 39. Med andre ord, tilleggsmasseelementene (stenger 0 og fleksibel duk 11) blir aktuert ved brist av det svake leddet 9 eller annen del av stigerøret 1 under tilleggsmassesammenstillingen 00. 2 For å redusere tilleggsmassen under installasjon kan de øvre endene av de fleksible stengene 0 være bibeholdt nærmere stigerøret ved å anordne en vaier (ikke vist) til deres øvre ender for slik å feste dem nærmere stigerøret. Vaieren kan fjernes eller løsnes med en ROV for å bevege dem inn i posisjonen vist i Fig. 38. Man kan også forestille seg en utløseranordning som er forbundet til det svake leddet 9, som ved brist av det svake leddet 9 vil frigjøre vaieren som bibeholder stengene 0 nær stigerøret 1. 30 Enda en utførelsesform er vist i Fig. 40 og Fig. 41. Her er en pose 601 festet til en posebærende ring 603. Når i installasjonsmodusen er arealet som omringes av ringen 603 hovedsakelig parallell med stigerøret 1 (Fig. 40). Når i operasjonsmodusen er ringen 603 blitt rotert inn i orienteringen vist i Fig. 41, i hvilken posisjon den dekker et betraktelig større areal på tvers av retningen til stigerøret
-17- P43NO00-KM 1. Dersom stigerøret 1 skulle bevege seg oppover må den bevege vannet i posen 601 så vel som tilleggsmassen over den. 1 Man kan også forestille seg en utførelsesform hvor to eller flere plater strekker seg hovedsakelig ortogonalt på utstrekningen av stigerøret, hvorved platene overlapper hverandre i installasjonsmodusen og er beveget inn i en ikkeoverlappende posisjon i operasjonsmodusen. Slik bevegelse kan være strengt lineær (det vil si ikke dreiende) og kan for eksempel oppnås ved å bare trekke dem inn i den ønskete posisjonen med en ROV. Fortrinnsvis er tilleggsmassesammenstillingen eller i det minste tilleggsmasseelementene, slik som i samsvar med utførelsesformene beskrevet ovenfor, symmetrisk anordnet om stigerøret. Videre, tilleggsmassesammenstillingen eller tilleggsmasseelementene er fortrinnsvis symmetriske om stigerøret både i installasjonsmodusen og i operasjonsmodusen. Symmetrien vil sikre at stigerøret beveger seg langs sin aksiale retning ved bevegelse oppover. I noen utførelsesformer kan denne symmetrien følgelig være kun om et imaginært plan som strekker seg gjennom aksen til stigerøret. Som ved den skiveformete utførelsesformen vist i Fig. 14 kan symmetrien også være om to ortogonale akser som strekker seg ortogonalt i forhold til lengdeaksen til stigerøret 1.
-18- P43NO00 Patentkrav 1. Et stigerør (1) som strekker seg mellom en overflateinstallasjon (3) og en havbunnsbrønn (), karakterisert ved at det omfatter en tilleggsmassesammenstilling (0) som er vekslebar mellom en operasjonsmodus og en installasjonsmodus, hvorved tilleggsmassesammenstillingen (0, 0, 300, 400, 00, 600) fremviser mer tilleggsmasse i operasjonsmodusen enn i installasjonsmodusen. 2. Et stigerør i samsvar med patentkrav 1, karakterisert ved at det omfatter et svakt ledd (9) som er anordnet i stigerøret (1) under tilleggsmassesammenstillingen (0, 0, 300, 400, 00, 600). 1 3. Et stigerør i samsvar med patentkrav 1 eller 2, karakterisert ved at tilleggsmassesammenstillingen omfatter tilleggsmasseelementer (, 111, b, 211, 30, 311) som i installasjonsmodusen er i en radialt innoverdreiet posisjon og som i operasjonsmodusen er i en radialt utoverdreiet posisjon. 4. Et stigerør i samsvar med krav 1, 2 eller 3, karakterisert ved at tilleggsmasseelementene omfatter plater (, 8, b).. Et stigerør i samsvar med patentkrav 4, karakterisert ved at platene () fremviser en kurvatur som i installasjonsmodusen kurver langs den ytre flaten til stigerøret (1). 2 6. Et stigerør i samsvar med patentkrav 4 eller, karakterisert ved at tilleggsmassesammenstillingen (0) omfatter ett sett med plater () som er anordnet ved en første aksial posisjon på stigerøret (1), et andre sett med plater () som er anordnet ved en andre aksial posisjon på stigerøret (1), hvorved det er en aksial avstand mellom den første posisjonen og den andre posisjonen. 30 7. Et stigerør i samsvar med patentkrav 6, karakterisert ved at i operasjonsmodusen strekker platene () til det første settet av plater seg ut fra stigerøret (1) med en første orientering og platene () til det andre settet av plater strekker seg ut fra stigerøret (1) i en andre orientering, hvorved den første orienteringen er rotasjonsmessig ikke-innrettet i forhold til den andre orienteringen.
-19- P43NO00 8. Et stigerør i samsvar med patentkrav 1, 2 eller 3, karakterisert ved at tilleggsmassesammenstillingen (300) inntar en konet form i operasjonsmodusen, der den fremviser en konet vegg (30, 311). 9. Et stigerør i samsvar med patentkrav 8, karakterisert ved at tilleggsmassesammenstillingen (300) omfatter langstrakte tilleggsmasseelementer (30) som i installasjonsmodusen er i en radialt innoverdreiet posisjon og som i operasjonsmodusen er i en radialt utoverdreiet posisjon, og at tilleggsmasseelementene ytterligere omfatter et fleksibel duk-materiale (311) som spenner mellom de langstrakte tilleggsmasseelementene (30) for å danne nevnte konete vegg. 1. Et stigerør i samsvar med krav 1, 2 eller 3, karakterisert ved at tilleggsmassesammenstillingen (0) er sylinderformet og omfatter en lukket sylindervegg (8, 211) som er parallell med stigerøret (1) og en lukket sylinderbunn (b, 211). 11. Et stigerør i samsvar med et av de foregående patentkravene, karakterisert ved at tilleggsmassesammenstillingen (0) omfatter en utløseranordning (, ) som er innrettet til å frigjøre tilleggsmasseelementene () fra installasjonsmodusen ved brist av det svake leddet (9) eller stigerøret (1) i en posisjon under tilleggsmassesammenstillingen. 2 30 12. Fremgangsmåte for installasjon av et stigerør (1) som strekker seg mellom en overflateinstallasjon (3) og en havbunnsbrønn (), karakterisert ved at fremgangsmåten omfatter følgende trinn: a) under sammenføring av stigerøret (1), å anordne i en posisjon over et svakt ledd (9) et stigerørsegment som omfatter en tilleggsmassesammenstilling (0, 0, 300, 400, 00, 600) som fremviser en operasjonsmodus og en installasjonsmodus, der tilleggsmassesammenstillingen fremviser en større tilleggsmasse i operasjonsmodusen enn i installasjonsmodusen. 13. Fremgangsmåte i samsvar med patentkrav 12, karakterisert ved at den ytterligere omfatter følgende trinn:
14. Fremgangsmåte i samsvar med patentkrav 12, karakterisert ved at den ytterligere omfatter følgende trinn: b) å tilveiebringe en utløseranordning (, ) til tilleggsmassesammenstillingen og når stigerøret (1) er installert, å bibeholde tilleggsmassesammenstillingen i installasjonsmodusen, hvorved nevnte utløseranordning (, ) er innrettet til å utløse bevegelse av tilleggsmassesammenstillingen fra installasjonsmodusen til operasjonsmodusen ved brist i stigerøret ved et sted nedenfor tilleggsmassesammenstillingen. -- P43NO00 b) når stigerøret (1) er blitt installert, å bevege tilleggsmassesammenstillingen fra sin installasjonsmodus til sin operasjonsmodus.