NO20101506A1

NO20101506A1 - Koblinger

Info

Publication number: NO20101506A1
Application number: NO20101506A
Authority: NO
Inventors: Rolf Wium
Original assignee: Roxar Flow Measurement As
Priority date: 2010-10-27
Filing date: 2010-10-27
Publication date: 2012-04-30
Also published as: CN103189677A; NO335359B1; EP2633219A4; WO2012057630A1; US20130320664A1; CN103189677B; EP2633219A1

Abstract

Oppfinnelsen tilveiebringer en konnektor, som innbefatter et hannelement og et hunnelement, ett av nevnte elementer er stasjonært mens det andre elementet er avtakbart. Konnektoren er særpreget ved at grenseflaten mellom hann- og hunnelementene omfatter en motstående overflate av en keramisk hylse, keramisk innsats eller keramisk element, slik at hann- og hunnelementene er galvanisk isolert.

Description

KONNEKTOR

Oppfinnelsens område

Foreliggende oppfinnelse angår konnektorer. Mer spesifikt angår oppfinnelsen konnektorer undersjøisk lokalisert, spesielt som integrert inn i, koblet til eller lokalisert nær installasjoner som er katodisk beskyttet av offeranoder, tilført strøm eller en kombinasjon derav.

Bakgrunn for oppfinnelsen og tidligere kjent teknikk

Enheter undersjøisk lokalisert kan feile, men reparasjon eller erstatning er vanskeligere og dyrere enn for enheter på tørre lokasjoner.

Konnektorer er én type enheter eller utstyr som kan feile. Hydrauliske, elektro-hydrauliske eller elektro-optisk-hydrauliske konnektorer for undersjøisk operasjon er ofte designet med én stasjonær del og én avtakbar del. Den stasjonære delen er ofte designet til å være mer pålitelig enn den avtakbare delen, hvilket betyr at skade eller feil er ment å finne sted på den avtakbare, enklere utskiftbare delen. En typisk design er den såkalte stikkonnektoren (Stab connector), stabber eller hot stab, ofte brukt i undersjøiske ventiltrær (juletrær) og annet undersjøisk utstyr brukt i olje- og gassindustrien.

Imidlertid er avsetninger av mange typer ofte et problem for slike konnektorer, idet særlig tetningsflatene, som ikke kan males, kan bli ubrukelige på grunn av avsetning eller sedimentdannelse. Myk og hard marin vekst og skjell er kjente typer avsetninger, så vel som oppvirvlede havbunnspartikler. Avsetningene øker slitasje og deformasjoner og dannelse av skader slik som riper, i tillegg til å ødelegge den geometriske tilpasningen av konnektordelene, noe som derved reduserer levetiden til konnektoren.

Det finnes et behov for konnektorer for undersjøisk bruk, der disse konnektorene er uten eller med en signifikant reduksjon i dannelse av avsetninger. Formålet til oppfinnelsen er å møte nevnte behov.

Oppsummering av oppfinnelsen

Oppfinnelsen tilveiebringer en konnektor, som innbefatter et hannelement og et hunnelement, ett av nevnte elementer er stasjonært mens det andre elementet er avtakbart. Konnektoren er særpreget ved at grenseflaten mellom hann- og hunnelementene omfatter en motstående overflate av en keramisk hylse, keramisk innsats eller et keramisk element, slik at hann- og hunnelementene er galvanisk isolert.

Begrepet at grenseflaten mellom hann- og hunnelementene innbefatter en motstående overflate av en keramisk hylse, keramisk innsats eller et keramisk element, slik at hann- og hunnelementene er galvanisk isolert, betyr at en del av eller alle av i det minste ett av elementene, i det minste i den delen som inneholder tetningsoverflaten, er laget av et keramisk materiale som er ikke-ledende med hensyn til elektrisk strøm. Således er hann- og hunnelementene elektrisk isolert fra hverandre.

Konnektoren er for undersjøisk bruk, for operasjon som integrert inn i, koblet til eller lokalisert nær installasjoner som er katodisk beskyttet av offeranoder, tilført strøm eller en kombinasjon derav.

Overraskende er konnektoren ifølge oppfinnelsen mye mindre mottakelig eller sårbar for avsetninger og sedimentdannelse, og dermed blir levetiden forlenget i forhold til konnektorer ifølge tidligere kjent teknikk. Uten å ønske å være bundet av teori, antas det at den galvaniske isolasjonen av elementene, at de tettende overflatene, spesielt i et miljø påvirket av katodisk beskyttelse, slik som å ha konnektoren elektrisk koblet til innretninger for katodisk beskyttelse, resulterer i en signifikant redusert avsetningsrate. Mer spesifikt virker det som om avsetningsraten, spesielt for typiske harde sedimenter slik som kalsium eller kalkholdige sedimenter, er forbundet med den katodisk beskyttende overflatestrømmen på tetningsflatene. Slike harde sedimenter er hovedproblemet med hensyn til lang levetid av konnektoren, da de forårsaker riper og geometrisk feiltilpassing.

Konnektoren kan derfor bli koblet til juletrær, rørledninger og annet utstyr som er beskyttet av offeranoder eller andre innretninger for katodisk beskyttelse. Rundt strukturer som er katodisk beskyttet kan det eksistere et elektrisk felt, som negativt påvirker raten av sedimentdannelse, og slike lokasjoner er også påvirket av katodisk beskyttelse og er spesielt relevante for konnektorene ifølge oppfinnelsen.

Fortrinnsvis innbefatter konnektoren et avtakbart hann-stikkelement og et stasjonært hunnelement, der hunnelementet inkluderer en intern keramisk hylse, der den indre overflaten av hylsen utgjør den tettende flaten mot hannelementet. Fortrinnsvis er den keramiske hylsen kompresjons -, varme-, eller presspasset inn i hunnelementet med en moderat toleranse, typisk 0,01-0,15, mest ønskelig 0,03 - 0,05 mm forskjell i diameter. Hunnelementet vil derved ha en passende forspenning på den keramiske hylsen. Overraskende har testing vist at slik pasning og toleranse tilveiebringer en god nok forsegling, uten lekkasje, mellom hylsen og den omsluttende metalldelen av hunnelementet. Imidlertid kan ytterligere eller alternative innretninger for å unngå lekkasje fra eller til borehull eller porter mellom metall og en keramisk hylse bli inkludert, slik som rørstussinnsatser i borehullet eller forseglingselementer eller forseglingslag mellom metall og keramisk materiale av et element.

Hannelementet er fortrinnsvis et stikkelement med et ROV-håndtak for fjernstyrt operasjon av en ROV, hannelementet innbefatter borehull eller porter og forseglinger er anordnet på begge sider av hver port eller borehullsåpning.

Porter på hannelementet passer forseglende til porter og borehull på hunnelementet når elementene er i sammenstilt posisjon, og derved utgjør koblingen.

Det keramiske materialet i konnektoren er fortrinnsvis elektrisk ikke-ledende zirkoniumoksid eller basert på zirkoniumoksid, men også andre materialer er brukbare, for eksempel som en innsats eller hylse eller som skroget til hunnelementet. Annen keramikk, enten ikke-elektrisk ledende eller med ikke- elektrisk ledende materiale lagt i mellom, slik som oksider, borider, nitrider, silisiumforbindelser og karbider, kan være alternative materialer, for eksempel er silisiumkarbider kjent for sin motstandsdyktighet mot riper.

Hann- og hunnelementene er fortrinnsvis laget av metall, bortsett fra en keramisk hylse i hunnelementet. Metallet er fortrinnsvis et rustfritt stål, slik som Nitronic 50, 6 Mo, 316 eller annet austenittisk rustfritt stål, eller dupleks- eller superdupleksstål, eller annet metall slik som Inconel 625. Dersom konnektoren er galvanisk koblet direkte til en struktur, eller er underlagt katodisk beskyttelse i seg selv, trenger metallmaterialet kun å være galvanisk lik eller mer katodisk, dvs. mer edel, i sjøvanntjeneste enn strukturen den er koblet til.

Alternativt er ett av konnektorelementene, fortrinnsvis hunndelen, laget av et keramisk materiale. Hvilket element av hunn- og hannelementet som er den stasjonære delen kan velges fritt, imidlertid er det tilrådelig at det mest motstandsdyktige elementet er den stasjonære delen ettersom erstatning av den stasjonære delen er mye mer kostnadskrevende enn for den avtakbare delen.

Figur

Oppfinnelsen er illustrert med én figur, det vil si Figur 1 som illustrerer en konnektor ifølge oppfinnelsen.

Detaljert beskrivelse

Henvisning gjøres til Fig. 1, som illustrerer i tverrsnitt en del av en konnektor i henhold til oppfinnelsen. Mer spesifikt er en konnektor 1, som innbefatter et avtakbart hannelement 2 og et stasjonært hunnelement 3, illustrert. Av klarhetshensyn er ikke hannelementet skravert. I den illustrerte utførelsesformen innbefatter grenseflatene mellom hann- og hunnelementene en motstående overflate av en keramisk hylse 5. Den keramiske hylsen 5 tilveiebringer galvanisk isolasjon mellom hann- og hunnelementene og forbedrer motstandsdyktigheten mot riper og reduserer friksjon. Den ytre metalldelen 30 av det stasjonære hunnelementet 3 er underlagt katodisk beskyttelse C. Det ytre stasjonære hunnelementet 3 innbefatter to væskeporter, det vil si ett væskeinnløp 6 og ett væskeutløp 7. Væskeportene av hunnelementet er i forbindelse for væskestrømning til borehull 8, 9 og korresponderende porter 10,11 av hannelementet, som skissert med stiplede linjer. På hannelementet er forseglinger 12 anordnet i dedikerte forseglingsfordypninger 13 på begge sider av hver hannelementport, som derved tilveiebringer en trykk-/kraftbalansert konnektor.

Den tekniske effekten som oppnås med konnektoren ifølge oppfinnelsen kan oppsummeres som følger: • Den harde keramiske overflaten er resistent mot riper under kobling/frakobling i forurenset miljø, og dermed blir riper i hovedsak eliminert. • Lav friksjon mellom den keramiske overflaten og forseglingene sikrer lave krefter under kobling/frakobling. • Elektrisk isolasjon gir ingen eller signifikant redusert rate av sedimentdannelse, spesielt kalsium eller kalkholdige sedimenter på umalte metalloverflater, spesielt når konnektoren er påvirket av katodisk beskyttelse.

Forlenget levetid.

Redusert kostnad gjennom levetiden.

Konnektoren ifølge oppfinnelsen er ikke bare underlagt en signifikant reduksjon av sedimenter på de umalte forseglingsoverflatene, et hvilket som helst sediment vil bli bedre tolerert på grunn av bedre motstandsdyktighet mot riper og fordi sedimentene, hvis noen, i større grad vil være myke sedimenter.

Claims

1. Konnektor, som innbefatter et hannelement og et hunnelement, ett av nevnte elementer er stasjonært mens det andre elementet er avtakbart,karakterisert vedat grenseflaten mellom hann- og hunnelementene omfatter en motstående overflate av en keramisk hylse, keramisk innsats eller keramisk element, slik at hann- og hunnelementene er galvanisk isolert.

2 Konnektor i henhold til krav 1,karakterisert vedat den innbefatter et avtakbart hann-stikkelement og et stasjonært hunnelement, der hunnelementet inkluderer en intern keramisk hylse, den indre overflaten av hylsen utgjør tetningsoverflaten mot hannelementet.

3. Konnektor i henhold til krav 2,karakterisert vedat den keramiske hylsen er kompresjons-, varme-, eller presspasset inn i hunnelementet med en moderat toleranse, typisk 0,01- 0,15 mm, mest foretrukket 0,03 - 0,05 mm forskjell i diameter.

4. Konnektor i henhold til ett av krav 1-3,karakterisert vedat hannelementet er et stikkelement med et ROV-håndtak for fjernoperasjon av en ROV, hannelementet innbefatter borehull med porter og forseglinger er anordnet på begge sider av hver port.

5. Konnektor i henhold til ett av krav 1-4,karakterisert vedat konnektoren er for undersjøisk bruk, for operasjon som integrert inn i, koblet til eller lokalisert nær installasjoner som er katodisk beskyttet av offeranoder, tilført strøm eller en kombinasjon derav.

6. Konnektor i henhold til ett av krav 1-5,karakterisert vedat det keramiske materialet i konnektoren er zirkoniumoksid.

7. Konnektor i henhold til ett av krav 1-5,karakterisert vedat hann- og hunnelementene er laget av metall, bortsett fra en keramisk hylse i hunnelementet.

8. Konnektor i henhold til ett av krav 1,karakterisert vedat ett av konnektorelementene, fortrinnsvis hunndelen, er laget av et keramisk materiale.