NO319203B1 - System for innsetting av minst en enhet i et ror og magasin for bruk i systemet. - Google Patents

Description

System for innsetting av minst en enhet i et rør og magasin for bruk i systemet.

Denne oppfinnelse vedrører et system for innsetting av minst en enhet i et rør, hvilken enhet skal sendes inn i en rørledning ved hjelp av trykkpåvirkningen eller annen piggingsmåte. Enheten kan være en pigg for rensing og/eller pigg for inspeksjon av rørgater, og/eller plugg for avstengning av røret, spesielt rørgater for transport av hydrokarboner. Systemet omfatter et magasin som rommer minst en enhet. Fortrinnsvis er magasinet innrettet til å inneholde et flertall enheter. Disse enhetene kan være renser, inspeksjonspigger eller rørplugger. Magasinet er innrettet til oppbevaring av enhetene under transport både over og under sjøen, og er videre innrettet for innplassering i et trykkhus som kan være koblet til en rørforgrening samt innrettet til ved fjernbetjening å sette enhetene kontrollert én etter én inn i rørgaten. Oppfinnelsen angår også et magasin for bruk i systemet.

I siste fase av oppbygging av en rørgate er det behov for å fjerne eventuelle fremmedlegemer som er etterlatt inne i rørgaten. Til dette arbeidet kan det formålstjenlig benyttes rensepigger som drives fremover ved væsketrykk eller ved

motorisert hjuldrift.

Under drift av hydrokarbonførende rørgater er det et behov for regelmessig opprensking av rørsystem, idet det avleires stoffer, for eksempel voks, på rørveggene. I gassførende rør hvor det er innblanding av væsker, vil væskene kunne sette seg av i rørgaten hvor rørtraséen ligger, særlig i forsenkninger i terrenget. Slike avsetninger resulterer i redusert transportkapasitet for rørgaten eller større strømningsmotstand, slik at det må anvendes større mengder energi for drift av et tilhørende pumpesystem.

Endelig anvendes pigger for inspeksjon av rørgater med tanke på å overvåke rørvegger og annet for korrosjon m.m.

I det etterfølgende anvendes betegnelsen pigg eller rensepigg, men beskrivelsen dekker også bruk av inspeksjonspigg alternativt rørplugg, dersom det ikke er gitt tydelig begrensning til bare den ene typen i dokumentets beskrivelse.

Innsetting av en pigg i en rørgate foretas gjennom en dertil egnet forgrening. Forgreningen er forsynt med koplinger og ventiler for sammenføyning mellom rørsystemet og en innsettingsenhet.

Det anvendes i dag i hovedsak to metoder for innsetting av pigger:

a) vertikal posisjonert innsettingsenhet, innføring av piggen ved hjelp av tyngdekraft,

b) horisontal posisjonert innsettingsenhet, innføring av

piggen ved hjelp av væske- eller gasstrykk.

Innsettingsenheten klargjøres, dvs. piggen settes inn, på en landbasert base, et overflatefartøy eller lignende, hvoretter innsettingsenheten bringes til installasjonsstedet og koples til rørsystemet. Tre eksempler på slike løsninger er vist i NO 306001, GB 2196715 og EP 0866258.

Innsettingsenheten har, pga. rørsystemets dimensjoner og trykkforhold, en høy vekt. Eksempelvis veier en horisontal 210 bar/28" eksisterende innsettingsenhet i størrelsesorden 40 tonn.

Ved vertikal innføring er det kjent (Serrano SPL) et karusellformet magasin, hvor pigger settes inn i magasinet én

etter én, ved undersjøisk installasjon for eksempel ved hjelp av et ubemannet undervannsfartøy (ROV). Denne typen anlegg er lite anvendt.

Det er også kjent fra undersjøisk installasjon en innsettingsenhet, hvor flere pigger er plassert på rekke i et vertikalt sylinderformet rom, og hvor den nederste piggen settes ved at en sperreanordning trekkes ut slik at piggen ved tyngdekraftens hjelp faller ned i den tilkoplede rørgaten. Innsettingsenheten må bringes opp til overflaten for mating når alle piggene er satt.

På grunn av bl.a. innsettingsenhetens vekt, kompleksitet eller det faktum at hele innsettingsenheten (med unntak av Serrano-typen) må bringes til en base for innsetting av ny pigg, er innsettingsprosessen ifølge kjent teknikk meget kostbar. Av den grunn anvendes pigger til nevnte formål i mindre grad enn det som er ønskelig sett fra et transportkapasitetsmessig synspunkt, særlig på undersjøiske rørgater.

Ved anvendelse av store undersjøiske rørdimensjoner (for

eksempel 42") anvendes det spesialpigger (dual diameter) med det formål å redusere innsettingsenhetens dimensjoner og vekt, slik at den i praksis kan håndteres med tilgjengelig løfteutstyr. Dette resulterer i at det må anvendes kompliserte og kostbare pigger.

Oppfinnelsen har til formål å avhjelpe ulempene ved kjent teknikk.

Formålet oppnås ved trekk som er angitt i nedenstående beskrivelse og i etterfølgende patentkrav..

En innsettingsenhet er ifølge kjent teknikk koplet til en rørgate, idet den via koplingsflenser, ventiler og fjernstyringssystemer kan trykktett overføre til rørgaten en pigg ved hjelp at et væske-/gassdifferansetrykk, idet operasjonen er styrt fra for eksempel en produksjonsplattform, en fjernstyrt miniubåt (ROV) eller fra et landbasert kontrollanlegg.

I henhold til oppfinnelsen er et trykkhus innrettet til ved, i henhold til den foretrukne utførelse, sitt første sylindriske endeparti å koples trykktett sammen med rørgaten. Det første endepartiet er åpent mot trykkhusets innvendige rom, slik at det kan opprettes et fullprofil innløp fra trykkhusets indre og gjennom rørgatens ventiler til rørgatens indre. I henhold til den foretrukne utførelse er et andre endeparti av trykkhuset innrettet til å kunne motta et magasin som rommer to eller flere enheter/pigger. Det andre endepartiet samt et midtre parti av trykkhuset har av den grunn et større tverrmål enn trykkhusets første parti. Et overgangsparti danner en konisk, trykktett overgang mellom første endeparti og midtre parti.

Innsettingsenheten kan formålstjenlig omfatte en struktur for understøttelse og innfesting av trykkhuset mot omkringliggende terreng eller installasjoner, innretninger for styring av magasinet inn mot trykkhusets andre ende samt innfesting av kontrollkabler og rørledninger for framføring av hydrauliske drivmedier, rør for evakuering av vann eller andre væsker fra trykkhuset etter installasjon m.m.

Kabler og rør for styringssignal og hydrauliske drivmedier er formålstjenlig ført fra et kontrollanlegg og langs rørgaten og fram til innsettingsenheten. Innsettingsenheten er forsynt med anordninger for sammenkopling mellom nevnte kabler, og rør og korresponderende systemer på trykkhuset og/eller magasinet.

Alternativt kan styringsimpulser og hydraulisk drift for betjening av magasinet framskaffes ved hjelp av en midlertidig anbrakt manøvreringsenhet, for et undersjøisk anlegg i form av for eksempel en fjernstyrt miniubåt (ROV), ved at dertil egnede tilkoplingsanordninger forefinnes på magasinet eller innsettingsenheten.

Alternativt kan deler av operasjonen av en undersjøisk installert innsettingsenhet, fortrinnsvis framskaffelse av hydrauliske drivmedier og lignende gjennom relativt grove overføringslinjer foregå ved hjelp av forbindelse til et overflatefaTtøy. Dette kan kombineres med anvendelse av ROV for framskaffelse av styringsimpulser og lignende, slik at en unngår lange, midlertidige forbindelser til overflatefartøy gjennom for eksempel tynne, sårbare signalkabler.

Et piggmagasin er forsynt med et indre, sylinderformet rom med en diameter som samsvarer med den innvendige diameteren til den rørgaten den er beregnet på, eventuelt med den minste nominelle diameteren til en "dual diameter" spesialpigg.

I magasinets indre er det plass til minst to, fortrinnsvis flere enn to pigger av den typen som anvendes ved rensing av rørgater, idet piggene er plassert konsentrisk og på rekke i magasinets lengderetning. Hver pigg kan fortrinnsvis holdes på plass i magasinet ved hjelp av friksjon mellom overdimensjonerte konsentriske skrapeflenser på piggen og magasinets indre sylinderveggflate. Magasinet er også egnet til å motta en inspeksjonspigg med samme diameter, men med større lengde enn det som er foreskrevet for rensepiggen. På grunn av inspeksjonspiggens større vekt og annen oppbygging, kan denne typen pigg under forflytting og montering av magasinet holdes midlertidig på plass i magasinet ved hjelp av en i følge kjent teknikk demonterbar stopper anordnet i magasinets åpne endeparti.

Magasinet er innrettet til å føres i det minste delvis inn i trykkhuset idet det dannes en trykktett forbindelse mellom et første endeparti av magasinet og trykkhusets innvendige, koniske veggflate dannet av trykkhusets overgangsparti.

I et andre endeparti er magasinet forsynt med et endedeksel som slutter trykktett til magasinet. Endedekselet har en form som er komplementær til trykkhusets andre endeparti, hvorved det dannes et trykktett ringrom mellom trykkhuset og magasinet når magasinet er ført inn i trykkhuset.

Trykkhuset er forsynt med minst ett innløp for et hydraulisk drivmedium. Dette innløpet er forbundet med det tidligere nevnte rørsystem for framføring av slikt medium fra en kontroll- og drivenhet.

Trykkhuset kan, særlig for undersjøisk installasjon, videre være forsynt med utløp for evakuering av vann eller andre væsker som ønskes fjernet etter installasjon av piggmagasin, idet trykkhuset fortrinnsvis fylles med et korrosjonshindrende medium. Utløpet kan formålstjenlig være forbundet med et utvendig rørsystem for bortføring av nevnte væske.

Magasinet er forsynt med en eller flere åpninger i magasinveggen, anbrakt slik at de(n) munner ut ved en piggs bakre ende når piggene er plassert i utgangsposisjon i magasinet.

Magasinet er i henhold til oppfinnelsen innrettet med minst én ringromventil, fortrinnsvis minst en for hver pigg. Ringromventilen er innrettet til ved fjernbetjening å kunne lede et hydraulisk medium under trykk fra magasinets omkringliggende ringrom, gjennom åpningen(e) i magasinveggen og inn ved bakre ende av den piggen som skal settes inn i rørgaten. Ved hjelp av dette trykket skyves piggen ut av magasinet og inn i rørgaten. Ved trykksetting forblir ringromventilene for de andre piggene stående i lukket posisjon, hvorved det oppnås en sikker innsetting av bare én pigg.

Hydraulikkledninger er formålstjenlig ført fra hver ringromventil langs magasinets ytterside og til magasinets endedeksel som formålstjenlig er forsynt med tilkoplings- og betjeningsanordninger for ringromventilenes hydrauliske manøvreringssystem og ved undersjøisk installasjon eventuelt tilpasset en fjernbetjent miniubåt (ROV).

Alternativt kan ventilmanøvreringssystemet være tilkoplet et fjerntliggende kontrollanlegg.

Oppfinnelsen er ikke begrenset til å gjelde et magasin hvor differansetrykk anvendes til å drive piggen inn i rørgaten. Også anvendelse av gravitasjonskraften til innføring av piggen ligger innenfor oppfinnelsens aspekt, ved at magasinet kan monteres i en stilling som avviker sterkt fra horisontal. Magasinet kan også anvendes for setting av selvdrevne inspeksjonspigger.

Innsettingsenheten kan fordelaktig monteres på bemannede

eller ubemannede installasjoner som rager opp over havoverflaten og er forbundet med et undersjøisk rørsystem.

I det etterfølgende beskrives et ikke-begrensende eksempel på foretrukket utførelsesform som er anskueliggjort på medfølgende tegninger, hvor: Fig. 1 viser skjematisk en innsettingsenhet med et magasin inneholdende 6 pigger, tilkoplet et transportrørsystem og et rørsystem for tilførsel av hydraulisk drivmedium for innskyving av én pigg; Fig. 2 viser i sideriss et trykkhus med et piggmagasin innmontert; Fig. 3 viser et snitt III-l 11 gjennom et trykkhus med et piggmagasin; Fig. 4 viser et lengdesnitt gjennom et trykkhus; Fig. 5 viser i perspektiv et magasin; Fig. 6 viser et lengdesnitt gjennom et magasin fylt med pigger; Fig. 7a viser i større målestokk et utsnitt av et lengderiss av et magasin med en ringromventil i lukket stilling; Fig. 7b viser i samme målestokk et utsnitt av et lengderiss av et.magasin med en ringromventil i åpen stilling, hvor en pigg er ført ut av magasinet; Fig. 8 viser et lengdesnitt gjennom et trykkhus og magasin med en alternativ ri ngrom ventilutførelse; Fig. 9 viser i større målestokk utsnitt av fig. 8;

Idet det først henvises til fig. 1, betegner henvisningstallet 1 en innsettingsenhet med et trykkhus 3 og et magasin 5. Innsettingsenheten er forsynt med dertil egnede fundamenter (ikke vist) tilpasset en rørgate 21 og underlaget. Et endedeksel 7 slutter tett mot trykkhuset 3 og magasinet 5. Magasinet 5 er forsynt med ringromventiler 9a-9f. Trykkhuset 3 er forsynt med et lukkbart evakueringsløp 11.

I magasinet 5 er det anbrakt seks rensepigger 13a-f.

Trykkhuset 3 er tilsluttet et rørsystem 15 med tilhørende kopling 17 og ventil 19 for tilførsel av et hydraulisk drivmedium til et ringrom 20.

Trykkhuset 3 er dessuten tilkoplet en rørgate 21 for transport av hydrokarboner. Rørgaten 21 er forsynt med kopling 23 og ventil 25.

Deretter henvises det til fig. 2 - 7b. Trykkhuset 3 er forsynt med en koplingsstuss 27 for tilslutning til rørsystemet 15, se fig. 1. Videre omfatter

.trykkhuset 3 en flens 28 for tilslutning av endedekselet 7, hvor hydraulikkrør 29a-f

(29b-f ikke vist) og 30a-f (30b-f ikke vist) tilsluttet sine respektive ringromventiler 9a-f munner ut for tilkopling til.manøverventiler (ikke vist) og trykkgivende hydraulikkanlegg (ikke vist).

Trykkhuset 3 omfatter et første sylinderformet endeparti 31, et konisk overgangsparti 33, et sylinderformet midtparti 35, et andre endeparti 37 samt en flens 28.

Magasinet 5 er forsynt med et første endeparti 40 med en konisk formet endeflate 41, et konsentrisk pakningssett 43, et sylinderformet midtparti 45, et andre endeparti 46 som slutter trykktett mot endedekselet 7, og flere konsentriske ringromventiler 9a-f. Hver ringromventil omfatter flere porter 47 som i ventilens åpne stilling korresponderer med gjennomgående åpninger 49 i magasinets 5 midtparti 45.

I magasinet 5 er det plassert flere rensepigger 13a-f ifølge i og for seg kjent teknikk. Hver rensepigg har et første endeparti 51 og et andre endeparti 53. Hvert endeparti 51, 53 er forsynt med flere konsentriske, fleksible skrapeflenser 55, hvorav en eller flere ifølge kjent teknikk har en diameter noe større enn den nominelle rørdiameter som rensepiggen 13a-f er beregnet for.

Plasseringen av ringrbmventilene 9a-f og de korresponderende åpningene 49 i magasinets 5 midtparti 45 samsvarer med rensepiggens 13a-f lengde, slik at åpningene 49 munner ut ved hver korresponderende piggs 13a-f andre endeparti.

Det vises så til fig. 8 og 9. I en alternativ utførelsesform er magasinet 5 forsynt med en eller flere hydraulisk betjente sleideventiler 61 a-f ifølge kjent teknikk. Hver ventil 61 a-f er forsynt med en hydraulisk sylinder 63 som er forbundet med hver sin sleide 65. Hver ventil 61 a-f er montert på en flens 67 ved hver sin åpning 49 i magasinets 5 midtparti 45.

Innsettingsenheten I koples ved hjelp av koplingen 23 ifølge kjent teknikk til en rørgate 21 for transport av hydrokarboner, hvor det er behov for periodisk eller regelmessig rensing av rørgatens 21 indre. Tilkoplingen skjer typisk til en forgrening (ikke vist) på et dertil egnet parti av rørsystemet 21. En ventil 25 sørger for at innsettingsenheten 1 utenom brukssituasjon ikke er utsatt for trykk fra hydrokarbonene i rørgaten 21.

Via rørsystemet 15 med tilhørende kopling 17 og ventil 19 kan innsettingsenheten 1 tilføres et hydraulisk drivmedium, idet drivmediet tilføres trykkhuset 3 via rørstussen 27 og fyller ringrommet 20 omkring magasinet 5.

Mellom innsettingsoperasjonene kan trykkhuset være avlastet, idet ventil 25 holdes lukket og rørsystemet 15 er trykkløst. Før innsetting av en pigg settes trykkhuset 3 til et trykk i det vesentlige likt trykket i rørgaten 21. Derved kan ventil 25 åpnes uten å påvirke trykket i trykkhuset 3.

Ved innføring (setting) av magasinets første pigg 13a i rørgaten 21 åpnes ventil 25 helt. Ringromventilen 9a alternativt 61a betjenes til åpen stilling, for eksempel ved hjelp av en fjernstyrt miniubåt (ROV) eller annen manøvreringsenhet, dykker eller fjernbetjening fra skip eller feltinstallasjon. Ringrommet 20 tilføres deretter hydraulisk drivmedium gjennom rørsystemet 15. Overtrykket som oppstår i trykkhuset 3 forplantes til bakre endeparti 53 av den første piggen 13a og det hydrauliske differansetrykket driver piggen 13a ut av magasinet 5 og inn i rørgaten 21 hvor den ifølge kjent teknikk anvendes til sitt formål.

De resterende piggene 13b-f forblir i posisjon i magasinet 5. Etter innføring av piggen 13a stenges ventilene 19 og 25.

Innføringen av de resterende piggene 13b-f foretas på tilsvarende måte ved at den respektive ringromventilen 9b-f, 6lb-f betjenes suksessivt.

Når magasinet 5 er tomt, frigjøres eventuelle tilkoplinger mellom magasinets 5 hydraulikkrør 29a-f, 30a-f og eksterne manøverventiler (ikke vist) og hydraulikkanlegg (ikke vist) før magasinet 5 trekkes ut av trykkhuset 3 og bringes til en base for ny fylling. Et fylt magasin 5 settes inn i trykkhuset 5, endedekselet 7 lukkes og eventuelle frakoplede hydraulikkrør 29a-f, 30a-f tilkoples. Ved å åpne evakueringsløpet 11 og åpne ventil 19 for tilførsel av drivmedium, eventuelt andre fortrinnsvis korrosjonshindrende væsker, presses eventuelt vann ut av trykkhusets 5 ringrom 20 gjennom evakueringsløpet 11.

På grunn av overdimensjonen på piggenes 13a-f skrapeflens 55 vil piggene 13a-f pga. friksjon normalt sitte tilstrekkelig fast i magasinet 5 til at det ikke behøves annen sikring under transport av et fylt magasin 5.

Magasinet 5 kan også fylles med en eller flere ordinære inspeksjonspigger (ikke vist). Pga. klaring mot magasinveggen må en slik pigg sikres mot å gli ut av magasinet under transport ved dertil egnede midler integrert i magasinet. Setting av en inspeksjonspigg foregår som beskrevet ovenfor, idet første ringromventil 9a-f, 61 a-f bak piggen, betjenes til åpen stilling.

Claims (12)

1. System for innsetting av i det minste en enhet (13) i et rør (21), hvilken enhet (13) skal sendes inn i rørledningen (21) ved hjelp av pigging, eksempelvis trykkpåvirking eller mekanisk fremdrift, omfattende et trykkhus (3) anordnet til røret (21), med en innføringsåpning for et magasin (5) hvilket kan motta, lagre og avlevere minst en enhet (13), hvor at magasinet (5) er i det minste delvis innplasserbart i trykkhuset (3) og kan forflyttes vekk fra trykkhuset (3), karakterisert ved at magasinet (5) omfatter minst en ventilanordning (9), for å styre tilførsel av et drivmediet til en seksjon av magasinet (5) fra et hulrom (20) dannet av trykkhuset (3) eller trykkhuset og magasinet (5).

2. System i henhold til krav 1, karakterisert ved at magasinet (5) er et hovedsakelig sylinderformet.

3. System i henhold til et av de ovennevnte krav, karakterisert ved at det mellom en indre overflate av trykkhuset ( 3 ) og eo ytre overflate av magasinet (5), når magasinet (5) er plassert i trykkhuset (20), dannes et hulrom som er i kommunikasjon med magasinets ventilanordning(er) (9).

4. System i henhold til krav 1, karakterisert ved at ventilanordningen (9) omfatter et ventilelementet bevegbart i lengderetningen av magasinet (5).

5. System i henhold til et av de ovennevnte krav, karakterisert ved at et veggparti av magasinet (5) danner et parti av trykkhuset (3), og styringssignaler og eller styringsfluid for ventilanordninger (9) på magasinet (5) forløper gjennom dét omtalte veggparti.

6. System i henhold til et av kravene 1-4, karakterisert ved at ventilanordningen (9) på magasinet er fjernstyrte.

7. System i henhold til krav 5, karakterisert ved at veggpartiet danner en endeplate av det hovedsakelige sylinderformede magasinet ( 5).

8. System i henhold til et av de ovennevnte krav, karakterisert ved at ventilanordningen (9) er en hylseventil, som styres via ledninger som forløper gjennom veggpartiet av magasinet (5).

9. Magasin for å motta, lagre og avlevere i det minste en enhet som skal sendes i et rør, hvilket magasin (5) er tilpasset for innplassering i et trykkhus (3), karakterisert ved at magasinet (5) omfatter minst en ventilanordning (9) for styring av tilførsel av drivfluid til en seksjon av magasinet (5).

10. Magasin i henhold til krav 9, karakterisert ved at magasinet (5) omfatter en forsterket endeplate, som danner en del av trykkhuset (3) når magasinet (5) er plassert i trykkhuset (3).

11. Magasin i henhold til krav 9, karakterisert ved at ventilanordningene (9) er fjernstyrte.

12. Magasin i henhold til et av kravene 9-11, skarakterisert ved at ventilanordningen (9) er en hylseventil med ventillegemet bevegelig i lengderetning av magasinet (5) og eller roterende bevegelse om en akse som har en annen orientering enn lengdeaksen av trykkhuset (3).