(12) PATENT (19) NO (11) 33162 (13) B1 NORGE (1) Int Cl. F16L 1/12 (2006.01) F16L 1/20 (2006.01) B63B 3/04 (2006.01) Patentstyret (21) Søknadsnr 200387 (86) Int.inng.dag og søknadsnr (22) Inng.dag 20.03.17 (8) Videreføringsdag (24) Løpedag 20.03.17 (30) Prioritet (41) Alm.tilgj 2011.09.19 (4) Meddelt 2012.01.23 (73) Innehaver Aker Subsea AS, Postboks 94, 132 LYSAKER, Norge (72) Oppfinner Ole A Heggdal, Konvallveien, 147 FINSTADJORDET, Norge (74) Fullmektig Protector Intellectual Property Consultants AS, Oscarsgate 20, 032 OSLO, Norge (4) Benevnelse Strappemaskin og fremgangsmåte ved strapping (6) Anførte publikasjoner WO 2007/962 A1 (7) Sammendrag Et arrangement (1) om bord i et fartøy for å stroppe i det minste én kabel (2) til en rørledning (3) under kontinuerlig og samtidig utlegging av den stroppede rørbunt (4) i sjøen er vist. Arrangementet omfatter i det minste en stroppemaskin (6) som er anordnet bevegelig fremover sammen med kabelen (2) og rørledningen (3) for å foreta stroppeoperasjonen parallelt med fremføringen. Stroppemaskinen er også bevegelig bakover i forhold til kabelen og rørledningen for posisjonering til ny stroppeoperasjon slik at påføring av stropp eller stropper (7) skjer intermitterende under den kontinuerlige utlegging av rørbunten. Innretninger (8) for kontinuerlig motorisert fremføring av de respektive rør og kabler mot stroppemaskinen (6) og videre ut i sjøen er også anordnet.
1 Strappemaskin Foreliggende oppfinnelse vedrører et arrangement om bord i et fartøy for å stroppe i det minste en kabel til et vanligvis større rør under kontinuerlig og samtidig utlegging av den stroppede rørbunt (piggyback) i sjøen, omfattende i det minste en stroppemaskin som er anordnet bevegelig fremover sammen med kabel og rørledning for å foreta stroppeoperasjonen parallelt med fremføringen, og bevegelig bakover i forhold til kabel og rørledning for posisjonering til ny stroppeoperasjon slik at påføring av stropp eller stropper skjer intermitterende under den kontinuerlige utlegging av rørbunten, samt innretninger for kontinuerlig motorisert fremføring av de respektive rør og kabler mot stroppemaskinen (6) og videre ut i sjøen, samt en tilhørende fremgangsmåte ved stroppingen. 1 20 Det er alminnelig kjent å stroppe et mindre rør til et større rør, for eksempel som beskrevet under omtalen av teknikkens stand i US 2003/03811 A1 (Grimseth) og illustrert i fig. 1. Denne løsning viser et mindre rør 11 for hydratinhibitering som hviler på en sadel 12 som i sin tur hviler på en større umbilikal og er stroppet til hverandre med båndet 17. En stroppeanordning av den innledningsvis nevnte type er kjent fra WO 2007/962 A1. 2 30 Et annet dokument som viser stropping av en kabel til et større rør er NO 323 381 (Statoil/Nexans). Her vises en elektrisk høyspentkabel som stroppes til et strømningsrør. Kabelen er en DEH kabel (Direct Electric Heating). Det benyttes langstrakte sadelelementer som settes sammen i lengderetningen som i tillegg til å virke som sadel mot det større rør også omslutter det mindre rør for å skape en sammenhengende, beskyttende omslutning som DEH kabelen blir liggende inne i. Stroppene føres ved intervaller rundt rørene og beskyttelsen slik som illustrert i fig. 2. Hele utlegningsprosessen stopper opp for hver stroppeoperasjon, noe som er meget tids- og arbeidskrevende samtidig som det gir kraftig redusert leggehastighet. Hvordan dette ser ut og gjøres i Grimseth er ikke kjent for søkeren.
2 Nok et eksempel på teknikkens stand er vist i US patent,3,666. 1 Et formål med den foreliggende oppfinnelse har vært å tilveiebringe et arrangement for stropping av minst to rør som både kan skje kontinuerlig under rørutleggingen og kan skje på en hurtig og effektiv måte uten særlig fare for å måtte stoppe utleggingen på grunn av svikt med metoden eller i utstyret som brukes. En komponent som både tar tid og som skaper problemer med løsningen ifølge NO 323 381, er sadelelementene som kabelen legges i og de beskyttelseselementene som ligger over kabelen og som i kombinasjon omslutter kabelen fullstendig, som nevnt vist i fig. 2. Det står ikke beskrevet i patentet, men trolig legges sadelelementene manuelt på det større røret før kabelen legges i og lukkes med den overliggende beskyttelse før selve stroppingen kan skje. Det ville klart ha vært et stort fremskritt å kunne fravike sadlene og den omsluttende beskyttelse og samtidig kunne slippe alt manuelt arbeide, og i stedet kunne foreta kontinuerlig stropping mens rørledningen slippes i sjøen uten opphold. Med en slik prosedyre bestemmes selve rørledningens utleggingshastighet av andre forutsetninger enn stroppehastigheten. I denne sammenheng er spart tid også sparte kostnader av betydelig størrelse. 20 Nok et formål med den foreliggende oppfinnelse har vært å gi kabelen en iboende eller integrert beskyttelse slik at separat beskyttelse som beskrevet ovenfor kan unngås. Tross for slik beskyttelse skal ikke dette hindre at kabelen lar seg kveile opp på en stor trommel og i lengder på 20-40km uten spleiser. 2 Det har også vært viktig å hindre problemer med skader på kabelen under håndtering og installasjon. Herunder at det ikke skjer noen problemer eller skader på kabelen når de stroppes til hverandre. 30 Nok et formål med oppfinnelsen har vært å hindre at det oppstår bruddskader etc på grunn av termisk ekspansjon eller kontraksjon. Og heller ikke noe problem med lokal opphøyet bukling.
3 I samsvar med den foreliggende oppfinnelse er det tilveiebrakt et arrangement av den innledningsvis nevnte type som er kjennetegnet ved at arrangementet videre omfatter innretninger til svak S-forming (snaking) av hver kabel som ligger mot det større rør. Dette gjøres for å ta høyde for mulig termisk ekspansjon eller kontraksjon for å unngå bruddskade i kabelen. Rørets lengde kan også endre seg på grunn av trykkvariasjon inne i rørledningen. Med dette arrangement vil man fullstendig unngå bruken av separate sadler og separate, omsluttende beskyttelseselementer. Kabelen stroppes rett på rørledningen. Kabelen kan også være i enkleste form uten nevneverdige beskyttende strukturer. 1 I en utførelse kan innretningene til svak S-forming (snaking) av hver kabel omfatte en arbeidssylinder som påvirker ruller som ligger an mot kabelen, idet arbeidssylinderen aktiviseres frem og tilbake i amplitudeutsving for å S-forme kabelen i svak sinusform. Normalt vil innretningene til svak S-forming (snaking) av hver kabel være stasjonær i forhold til fartøyet og den passerende kabelbunten. 20 Hensiktsmessig er stroppemaskinen(e) anordnet på et understell som i sin tur er festet til fartøyet, der stroppemaskinen(e) er forflyttbare frem og tilbake langs føringer i forhold til understellet. 2 Hver stroppemaskin omfatter en stroppstrammende innretning og en tilhørende endeløs stroppebane som forløper omkretsmessig rundt kablene og røret og i avstand fra dem, hvilken stroppebane er i stand til å føre stroppen i bane rundt rørbunten før selve stroppestrammeoperasjonen foretas. 30 Med fordel er innretningene for kontinuerlig motorisert fremføring av de respektive kabler og rør mot stroppemaskinen(e) i form av et antall larvetrekk som virker direkte mot kabel- og røreoverflatene.
4 I samsvar med den foreliggende oppfinnelse er det også tilveiebrakt en fremgangsmåte ved bunting av i det minste en kabelstreng til en rørledning som skal legges kontinuerlig ut i sjøen fra et utleggingsfartøy ved hjelp av stropping, der den større rørledning og hver kabelstreng fremmates parallelt og i kontakt med hverandre i en retning mot en stroppemaskin som ved intervaller aktiviseres til å foreta en stroppeoperasjon samtidig som den forflytter seg parallelt sammen med rørbunten, og stroppemaskinen tilbakeføres i forhold til rørbunten til forberedelse av en ny stroppeoperasjon, der fremgangsmåten kjennetegnes ved at kabelstrengen på et sted nær stroppemaskinen blir påvirket sideveis til dannelse av slake utsving (snaking) og blir liggende i slik slak sinuskonfigurasjon etter stroppingen og når den går ut i sjøen og ned mot sjøbunnen. 1 20 Med fordel kan fremgangsmåten utøves på en slik måte at grensesjiktet mellom den større rørledning og hver kabelstreng deformeres til dannelse av naturlige sadelfordypninger i stroppeområdet. Dette bidrar ytterligere til å stabilisere kabelstrengen når den er stroppet på hovedrøret. Dette er mulig på grunn av rørets utvendige kappe (for eksempel av bitumenmasse) og/eller kabelens ettergivende ytterkappe. Graden av deformasjon er naturligvis materialavhengig. Dersom rørledningen er et rent stålrør eller har en betongkappe, vil det ikke være deformasjon i annet enn kabelens ytterkappe, som vanligvis er tilvirket av polyetylen. Hver stropping kan skje ved intervaller på mellom 2- meter, gjerne omkring 6 meter. 2 Nevnte stropping kan foretas med to stroppemaskiner der hver stropp ligger mellom 0 og 00mm fra hverandre når sett i rørbuntens lengderetning. 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: 30 Fig. 1 viser et skjematisk perspektivriss av et arrangement ifølge oppfinnelsen i sin enkleste utførelse, Fig. 2 viser et perspektivisk riss av et arrangement ifølge oppfinnelsen med tillegget av en innretning for å bevirke S-forming,
Fig. 3 viser det samme som fig 2, men med stroppemaskinen i en annen posisjon, Fig. 4 viser det samme som fig 2, men med stroppemaskinen i nok en annen posisjon, Fig. viser stroppemaskinen i nærmere detalj, Fig. 6 viser det samme som fig, men med stroppemaskinen i en annen posisjon, og Fig. 7 viser det samme som fig 2, men med stroppemaskinen i nok en annen posisjon. 1 Det vises nå til tegningene hvor fig. 1 viser hele arrangementet 1 ifølge oppfinnelsen i sin enkleste form, som er tilrettelagt for å stroppe i det minste én kraftkabel 2 til et vanligvis større rør 3 eller rørledning 3. Dette skal skje under kontinuerlig og samtidig utlegging av den stroppede rørbunt 4 i sjøen. Arrangementet omfatter flere konstruksjoner som er plassert i et utleggingsfartøy og hvor bare et lite dekksparti av fartøyet er vist. I den videre beskrivelse refereres det for enkelthets skyld til én kraftkabel 2, mens det er tenkelig med flere, skjønt det vanlige vil være kun én kabel 2. Det er også tenkelig at et mindre rør eller en umbilikal erstatter kraftkabelen 2 eller kommer i tillegg. 20 Arrangementet 1 omfatter i det minste en stroppemaskin 6 som er slik innrettet at den er bevegelig fremover sammen med kraftkabelen 2 og rørledningen 3 for å foreta stroppeoperasjonen parallelt med fremføringen og bevegelig bakover i forhold til kraftkabelen 2 og røret 3 for forberedelse og posisjonering til ny stroppeoperasjon. På den måten vil påføring av en stropp 7 eller stropper skje intermitterende under den kontinuerlige utlegging av den stroppede rørbunten 4. 2 Arrangementet 1 omfatter også innretninger 8 for kontinuerlig, motorisert fremføring av de respektive rør 3 og kraftkabler 2 mot stroppemaskinen 6 og besørger samtidig den videre fremføring langs en utligger som bringer rørbunten 4 ut og ned i sjøen. 30 Innretningene 8 for kontinuerlig, motorisert fremføring av de respektive kraftkabler 2 og rør 3 mot stroppemaskinen 6 vil typisk være i form av et antall larvetrekk 9 som virker direkte mot rørets 3 overflate, alternativt også mot kabelen 2. Fig. 2 7 viser et mer omfattende arrangement 1 som også viser en utliggerbro 11 som kabelbunten 4 hviler på og føres langs på sin vei ut i sjøen. Utliggerbroen 11 kan på
6 kjent måte heves opp og ned fra vannet ved hjelp av kraftige arbeidssylindere 11a. Kabelbunten 4 går i sjøen i en retning mot venstre i figuren. I forhold til figur 1 innbefatter nå arrangementet også innretninger 12 som er i stand til å tilføre kraftkabelen 2 en svak S-form. Dette medfører at kraftkabelen 2 snirkler seg langs rørledningen 3 (snaking) samtidig som den er stroppet fast som en såkalt piggyback kabelbunt 4. 1 Innretningene 12 som lager denne svake S-form (snaking) i hver kabel 2 kan i en utførelse være i form av et antall ruller 13 som virker direkte mot kabelen 2. Se figur 6 og 7 hvor dette tydeligere fremgår. Rullene 13 kan bringes frem og tilbake på tvers av rørledningens 3 lengdeutstrekning og kan dermed gi kabelen 2 amplitudeutsving, som vist ved hjelp av en arbeidssylinder 14. Rullene 13 står på bøyler 1 som skrever over kabelen 2 og bøylene 1 er i sin tur er festet til en utliggerarm 16 festet til et stativ 17. Rullene påvirker og sinusformer (snaking) dermed kabelen 2 svakt i forbindelse med stroppeoperasjonen. Snakeinnretningen 12 står nedstrøms av stroppemaskinene 6. Pilen i fig. 7 indikerer utliggerarmens 16 bevegelse og dermed rullenes 13 amplitudeutsving. 20 2 Som det tydeligere fremgår av fig. 7, omfatter hver stroppemaskin 6 en stroppstrammende innretning 6b og en tilhørende endeløs stroppebane 6a som forløper omkretsmessig rundt kablene 2 og rørene 3 og i avstand fra dem. Stroppebanen 6 er i stand til å føre stroppen 7 i en bane rundt rørbunten 4 før selve stroppestrammeoperasjonen foretas. Se spesielt fig. 6 der stroppen 7 er i ferd med å forlate stroppebanen 6a. Grunnprinsippet for slike stroppemaskiner er i og for seg kjent. Typisk materialvalg i stroppen 7 vil være rustfrie materialer, så som Inconel, men kan også være av fiberarmert komposittmateriale. Som et eksempel, uten derved å være begrensende, kan de være i form av metallbånd med bredde på 30-40mm, tykkelse 1mm og med en bruddstyrke på 2000kg. 30 Videre kan stroppemaskinen 6 være anordnet på et understell som i sin tur er festet til fartøyets dekk. Stroppemaskinen 6 er anordnet slik at den er forflyttbar frem og tilbake langs føringer a i forhold til understellet. Det hele er motorisert og tilknyttet styringssystemer som sørger for at fremføringshastigheten til stroppemaskinen 6, mens stropping pågår, er samstemt med rørledningens 3 fremføringshastighet.
7 Figurene 2 4 viser ulike posisjoner som stroppemaskinen 6 inntar under sin operasjon. Dette kan ses i forhold til snakeinnretningen 12 som er stasjonær i arrangementet 1 og i forhold til fartøyet. Figur 2 viser en situasjon der stroppemaskinen 6 er i ferd med å synkronisere seg til rørledningen 3 for bevegelse med denne. Figur 3 viser en situasjon der stroppemaskinen 6 følger rørledningen 3 og stropping pågår. Samtidig betjenes snakeinnretningen 12 og har akkurat hatt sitt maksimale utslag og er på vei til å returnere mot minimalt utslag. Se også fig. 7 som viser tilnærmet maksimalt utslag av innretningen 12. 1 Figur 4 viser en situasjon der stroppemaskinen 6 er akkurat tilbakeført til utgangsposisjonen klar for ny runde som indikert i figur 2. Snakeinnretningen 12 har returnert til sitt minimale utslag.
P a t e n t k r a v 8 1 20 1. Arrangement (1) om bord i et fartøy for å stroppe i det minste én kabel (2) til en rørledning (3) under kontinuerlig og samtidig utlegging av den stroppede rørbunt (4) i sjøen, omfattende i det minste en stroppemaskin (6) som er anordnet bevegelig fremover sammen med kabel (2) og rørledning (3) for å foreta stroppeoperasjonen parallelt med fremføringen, og bevegelig bakover i forhold til kabel og rørledning for posisjonering til ny stroppeoperasjon slik at påføring av stropp eller stropper (7) skjer intermitterende under den kontinuerlige utlegging av rørbunten, samt innretninger (8) for kontinuerlig motorisert fremføring av de respektive rør og kabler mot stroppemaskinen (6) og videre ut i sjøen, karakterisert ved at arrangementet videre omfatter innretninger til svak S-forming (snaking) av hver kabel som ligger mot det større rør. 2. Arrangement som angitt i krav 1, karakterisert ved at innretningene til svak S-forming (snaking) av hver kabel omfatter en arbeidssylinder som påvirker ruller som ligger an mot kabelen, idet arbeidssylinderen aktiviseres frem og tilbake i amplitudeutsving for å S-forme kabelen i svak sinusform. 2 3. Arrangement som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at innretningene til svak S- forming (snaking) av hver kabel er stasjonær i forhold til fartøyet og den passerende kabelbunten. 30 4. Arrangement som angitt i krav 1, 2 eller 3, karakterisert ved at stroppemaskinen(e) er anordnet på et understell som i sin tur er festet til fartøyet, der stroppemaskinen(e) er forflyttbare frem og tilbake langs føringer i forhold til understellet.
9. Arrangement som angitt i krav 1, 2, 3 eller 4, karakterisert ved at hver stroppemaskin omfatter en stroppstrammende innretning og en tilhørende endeløs stroppebane som forløper omkretsmessig rundt kablene og rørledningen og i avstand fra dem, hvilken stroppebane er i stand til å lede stroppen i bane rundt rørbunten før selve stroppestrammeoperasjonen foretas. 6. Arrangement som angitt i ett av kravene 1 til, karakterisert ved at innretningene for kontinuerlig motorisert fremføring av de respektive kabler og rørledningen mot stroppemaskinen(e) er i form av et antall larvetrekk som virker direkte mot kabel- og røreoverflatene. 1 20 2 30 7. Fremgangsmåte ved bunting av minst en kabelstreng til en rørledning som skal legges kontinuerlig ut i sjøen fra et utleggingsfartøy ved hjelp av stropping, der rørledningen og hver kabelstreng blir fremmatet parallelt og i kontakt med hverandre i en retning mot en stroppemaskin som ved intervaller aktiviseres til å foreta en stroppeoperasjon samtidig som den forflytter seg parallelt sammen med rørbunten, og hvor stroppemaskinen tilbakeføres i forhold til rørbunten til forberedelse av en ny stroppeoperasjon, karakterisert ved at kabelstrengen på et sted ved stroppemaskinen blir påvirket sideveis til dannelse av slake utsving (snaking) og blir liggende i slik slak sinuskonfigurasjon etter stroppingen og videre når den går ut i sjøen og ned mot sjøbunnen. 8. Fremgangsmåte som angitt i krav 7, karakterisert ved at grensesjiktet mellom den større rørledning og kabelen deformeres til dannelse av naturlige sadelfordypninger i stroppeområdet. 9. Fremgangsmåte som angitt i krav 7 eller 8, karakterisert ved at stroppingen skjer ved intervaller på mellom 2 til meter, fortrinnsvis omkring 6 meter.
. Fremgangsmåte som angitt i krav 7, 8 eller 9, karakterisert ved at stroppingen foretas med to stroppemaskiner der hver stropp ligger mellom 0 og 00mm fra hverandre når sett i rørbuntens lengderetning.
2/7
3/7
4/7
/7
6/7
7/7