NO20110046A1 - Havbunns ventiltresammenstilling - Google Patents

Abstract

Havbunns ventiltresammenstilling (1) omfattende et flertall aktuatorer (13) som er koblet til en styringsmodul (11) gjennom ledninger (101,103).Aktuatorene (13) er innrettet til å bli aktuert av en ROV idet de er forsynt med ROV aktueringsgrensesnitt. ROV aktueringsgrensesnittene er dekket av et ROV- deksel (17a) med åpninger (21) gjennom hvilke en ROV har tilgang til nevnte ROV- aktueringsgrensesnitt. ROV-dekselet (17a) er innrettet, så som ved hengslet forbindelse til resten av ventiltresammenstillingen (1), til å bli beveget ut av sin lukkete stilling på en slik måte at ROV-en får tilgang til ledningene (103) bak ROV-dekslet (17a).

Description

Havbunns ventiltresammenstilling

Den foreliggende oppfinnelsen gjelder havbunns ventiltrær og særlig ventiltreaktuatorene.

Bakgrunn

Det er kjent å styre havbunns ventiltreaktuatorer fra avstand, for eksempel fra en flytende installasjon. Slike havbunns ventiltrær kan omfatte forskjellige ventilaktuatorer for åpning og lukking for fluidkommunikasjon. På grunn av mulig svikt i kommunikasjonen med aktuatorene eller ønsket om å styre en ventil uten å kommunisere et signal gjennom feltkommunikasjonsnettverket, er det kjent å forsyne aktuatorene med ROV-grensesnitt, og således tillate operatøren å styre de relevante aktuatorene med en ROV (fjernstyrt fartøy). Ventiltrær kan omfatte låseanordninger for å feste eller løsne havbunns-elementer til ventiltreet eller låsing av ventiltreet til brønnhodet. I tillegg kan operatøren overvåke parametre så som temperatur og trykk i brønnen og i ventiltreet med overvåkningsmålere.

Det er kjent å styre aktuatorene fra avstand ved hjelp av elektrisitet eller hydraulisk fluid tilveiebrakt fra havbunns styringsmodulen anordnet til ventiltresammenstillingen.

Styringsmodulen er koblet til operatøren gjennom kommunikasjonslinjer og omfatter elektriske og/eller hydrauliske anordninger for å styre aktuatorene. Styringsmodulen er tilkoblet de forskjellige aktuatorene gjennom ledninger.

Aktuatorene er typisk anordnet i en gruppe på én side av ventiltrerammen. Videre er det vanlig å beskytte aktuatorene med et aktuatordeksel. Aktuatordekslet fremviser et flertall åpninger som gjør det mulig for en ROV å gå i inngrep med og å styre aktuatorene gjennom åpningene. I tillegg har aktuatordekslet markeringer for åpningene, som informerer ROV-operatøren om hvilken åpning som fører til hvilken aktuator.

På grunn av størrelsen til styringsmodulen er den anordnet på en motsatt eller tilstøtende side av ventiltrerammen i forhold til gruppen av aktuatorer og aktuatordekslet. Ledingene som går fra styringsmodulen til aktuatorene må derfor trekkes mellom forskjellige komponenter til ventiltresammenstillingen. Denne trekkingen foretas under sammensetning av ventiltresammenstillingen før den senkes ned til brønnen. Det er fordelaktig å ikke ha ledningene strukket lateralt utenfor ventiltrerammen, ettersom de da ville blitt eksponert for skade for eksempel av kollisjon med en ROV eller andre havbunnsverktøy.

Dersom en ledning eller en aktuator behøver å bli erstattet blir ventiltresammenstillingen vanligvis trukket opp til overflaten. Dette er en tidkrevende prosess som er ønskelig å unngå. Det er følgelig et formål ved den foreliggende oppfinnelsen å tilveiebringe en havbunns ventiltresammenstilling som er innrettet til å forenkle erstatning av en ledning eller en aktuator ved en havbunnslokasjon ved hjelp av en ROV.

Oppfinnelsen

I samsvar med oppfinnelsen er det tilveiebrakt en havbunns ventiltresammenstilling omfattende et flertall aktuatorer som er koblet til en styringsmodul gjennom ledninger. Aktuatorene er innrettet til å bli aktuert med en ROV idet de er forsynt med ROV aktueringsgrensesnitt. ROV aktueringsgrensesnittene er dekket av et ROV-deksel med åpninger gjennom hvilke en ROV har tilgang til nevnte ROV-grensesnitt. I samsvar med den foreliggende oppfinnelsen er ROV-dekslet innrettet, så som med hengslet forbindelse til ventiltrerammen eller andre anordninger, å bli beveget av en ROV på en slik måte at ROV-en får tilgang til ledningene bak ROV-dekslet.

Ved å ha ROV-dekslet bevegelig fra sin lukkete stilling, i hvilken det dekker aktuatorene, er operatøren i stand til å erstatte aktuatorene ved havbunns-lokasjonen ved hjelp av en ROV. Han er også i stand til å koble fra en feilfungerende ledning koblet til en aktuator, og erstatte denne med en ny ledning, ved hjelp av ROV-en.

I samsvar med en foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen er ROV-dekslet festet til resten av ventiltresammenstillingen ved hjelp av hengsler. Da kan

ROV-dekslet fortrinnsvis dreie om en vertikal dreieakse, mens det fortsatt er festet til ventiltresammenstillingen.

I samsvar med en annen utførelsesform av oppfinnelsen er ROV-dekslet festet til resten av ventiltresammenstillingen ved hjelp av et flertall vertikalt ragende pinne- og sylindersammenstillinger. For eksempel kan et flertall, for eksempel to eller fire, oppover-ragende pinner være anordnet til frontsiden av ventiltresammenstillingen. Mottakende lommer, så som vertikalt ragende og nedover åpne sylindre, kan være anordnet til ROV-dekslet. Med en slik kombinasjon av pinner og sylindre kan ROV-en løfte ROV-dekslet vekk fra ventiltresammenstillingen når operatøren behøver å få tilgang til aktuatorene bak dekslet. Man kan også forestille seg at pinnene og sylindrene / lommene har en hellende eller en horisontal utstrekning. En annen utførelsesform som defineres innenfor begrepet pinne- og sylindersammenstilling er anvendelse av plater som rager inn i mottakende lommer.

Enda en forskjellig utførelsesform involverer festing av ROV-dekslet til resten av ventiltresammenstillingen ved hjelp av glidende forbindelsesanordninger, så som en kombinasjon av ruller og skinner. Operatøren kan da skyve ROV-dekslet ut av sin beskyttende posisjon, mens det fortsatt er festet til ventiltresammenstillingen. Glideretningen kan fordelaktig være horisontal, men kan også være i en annen retning, så som vertikal.

ROV-dekslet omfatter fortrinnsvis to ROV-deksler som er anordnet tilstøtende hverandre i lukket stilling, av hvilke ett er innrettet til å bli beveget ut av den lukkete stillingen mens den andre forblir i den lukkete stillingen.

Ventiltresammenstillingen omfatter fortrinnsvis en sikringslåseanordning som låser det bevegelige ROV-dekslet i sin lukkete stilling. I tillegg er denne låse-anordningen eller en ytterligere sikringslåseanordning fortrinnsvis innrettet til å låse ROV-dekslet i sin åpne stilling, det vil si posisjonen i hvilken det er ute av sin beskyttende stilling. Dette trekket vil bidra til å bibeholde ROV-dekslet i den ønskete posisjonen. Det kunne ellers, avhengig av midlene for festing til ventiltresammenstillingen, bli beveget ut av den ønskete stillingen av vann-strømninger eller som følge av kollisjon med annet havbunnsutstyr.

Som vil forstås av en fagmann, trekket med å ha dekslet som er foran og som beskytter aktuatorene bevegelig, åpner for et flertall fordelaktige muligheter for utførelse av vedlikehold av ventiltresammenstillingen uten å trekke den til overflaten.

Eksempel på utførelsesform

Idet de generelle trekkene ved oppfinnelsen er blitt beskrevet ovenfor, vil et mer detaljert og ikke-begrensende eksempel på utførelsesform bli beskrevet i det følgende med henvisning til tegningene, der

Fig. 1 er et perspektivriss av en ventiltresammenstilling i samsvar med oppfinnelsen, omfattende en ventiltrestuss (tree spool) og en ventiltre ramme; Fig. 2 er et perspektivriss av ventiltresammenstillingen i Fig. 1, vist fra en annen vinkel; Fig. 3 er et perspektivriss av ventiltresammenstillingen i Fig. 1, vist fra en tredje vinkel; Fig. 4 er et perspektivriss av ventiltresammenstillingen i Fig. 1, vist fra en fjerde vinkel og med en toppdel av sammenstillingen fjernet; Fig. 5 er et toppriss av ventiltresammenstillingen i Fig. 1;

Fig. 6 er et forstørret perspektivriss av risset i Fig. 3; og

Fig. 7 er et perspektivriss av en ledningsføringsanordning.

Fig. 1 viser en havbunns ventiltresammenstilling 1 med en ventiltreramme 3 og et ventiltre 5 anordnet inne i det. Ventiltreet 5 har en ventiltrestuss 7 som rager oppover fra ventiltrerammen 3. Ventiltrerammen 3 har en hovedsakelig rektan-gulær form, med en hjørnestolpe 9 typisk lokalisert ved hvert av de fire hjørnene.

For formålet å beskrive det viste utførelseseksemplet defineres det at ventiltresammenstillingen 1 har en frontside 3a, en bakside 3b, og to flankesider 3c. I tillegg har den en toppside 3d.

En styringsmodul 11 er anordnet ved baksiden 3b til ventiltreet 5. Styringsmodulen 11 er i forbindelse med en overflatelokasjon, så som en flytende installasjon (ikke vist). Styringsmodulen 11 vist i denne utførelsesformen har fire våtkoblingsforbindelser (wet-mate connections) 11a som er innrettet til å bli festet til ledninger 101 ved hjelp av en ROV (fjernstyrt undervannsfartøy). Ledningene 101 inneholder elektriske og/eller hydrauliske ledere for kommunikasjon med et flertall ventiltreaktuatorer 13 som er anordnet på den motsatte siden av ventiltreet 5, nemlig på frontsiden 3a til ventiltresammenstillingen 1.

Ventiltreaktuatorene 13 kan således bli fjernstyrt av operatøren gjennom styringsmodulen 11 og tilkoblete ledninger 101. Aktuatorene 13, vist på tegningene, er ventiltreventil-aktuatorer for styring av forskjellige fluidpassasjer, men ledningene 101 kunne også vært tilkoblet ventiltretrykk- og -temperatursensor-er, eller spjeldventilsystemer, fordelerbokser eller annet utstyr med hvilket effekt og/eller signalkommunikasjon er nødvendig.

Som noe indikert i Fig. 1 er to ledninger 101 rutet fra baksiden 3b mot frontsiden 3a langs en øvre del av ventiltresammenstillingen 1.1 den øvre delen eller toppsiden 3d til ventilrammen 3 er det anordnet beskyttende struktur i form av en beskyttelsesluke 15. Beskyttelsesluken 15 er anordnet over banen til ledningene 101 mot aktuatorene 13. Som vist i Fig. 2 er beskyttelsesluken 15 festet til ventiltrerammen 3 med hengsler, slik at en ROV er i stand til å bevege den mellom en åpen og lukket posisjon. Når den er i den lukkete stillingen er beskyttelsesluken 15 i flukt med den en tilstøtende topplate, slik at den utgjør en hovedsakelig plan toppside til ventiltrerammen 3.

Det henvises nå også til Fig. 2 og Fig. 3. Flertallet av aktuatorer 13 er anordnet ved frontsiden 3a til ventiltresammenstillingen 1. Foran aktuatorene 13 er det anordnet et øvre ROV-deksel 17a og et nedre ROV-deksel 17b. Det øvre ROV-dekslet 17a er festet til ventiltrerammen 3 ved hjelp av hengsler 19. Følgelig, det øvre ROV-dekslet 17a kan bli beveget mellom en åpen og en lukket stilling ved hjelp av en ROV. I den lukkete stillingen vil ROV-dekslet 17a beskytte aktuatorene 13 mot eventuell kollisjon med annet havbunnsutstyr. I den åpne stillingen vil det gi tilgangsrom for ROV-en. I tillegg fremviser ROV-dekslene 17a, 17b åpninger 21 gjennom hvilke en ROV kan få tilgang til ROV-aktuerings-grensesnittet til en aktuator 13. Følgelig, i et tilfelle ved svikt ved kommunikasjonslinjen mellom en operatør og en ventiltreaktuator 13, kan operatøren anvende en ROV for å betjene aktuatoren 13, gjennom nevnte åpninger 21.

I et tilfelle ved svikt i aktuatoren 13 kan den bli erstattet av en erstatnings-aktuator ved bruk av en ROV når ROV-dekslet 17a er i den åpne stillingen. Følgelig, operatøren behøver ikke å trekke hele ventiltresammenstillingen 1 til overflaten for å erstatte aktuatoren 13.

For å forhindre at ROV-dekslet 17a beveger seg utilsiktet, for eksempel på grunn av vannstrømning, omfatter ventiltresammenstillingen fordelaktig en sikringslåseanordning (ikke vist) som bibeholder dekslet i sin lukkete stilling. En slik låseanordning kan for eksempel være en enkel krok på ventiltrerammen 3 som operatøren kan dreie inn i og ut av en løkke i ROV-dekslet 17a for å låse og å låse opp, ved hjelp av ROV-en. Den kan også, for eksempel, være en bibeholdende klemmeanordning som vil bibeholde ROV-dekslet i den lukkete eller en forutbestemt åpen stilling, til en forutbestemt kraft blir utøvet på dekslet. Man kan også fordelaktig anordne en sikringslåseanordning som vil bibeholde ROV-dekslet 17a i en ønsket åpen stilling. En annen utførelsesform omfatter å anordne en motor til dekslet, slik at operatøren er i stand til fjernstyrt å åpne eller lukke dekselet og å bibeholde det i den ønskete stillingen ved hjelp av motoren.

Aktuatorene 13 er forsynt med våtkoblingsforbindelser (13a) (wet-mate connections) som er tilkoblet ledninger 103. Ledningene 103 utgjøren del av kommunikasjonslinjen mellom operatøren og aktuatorene 13. Det er kjent i teknikken å koble ledninger direkte mellom en aktuator 13 og styringsmodulen 11. Imidlertid, i denne utførelsesformen er et flertall av første ledninger 103 koblet mellom aktuatorene 13 og en fordeleranordning 105, mens et par av andre ledninger 101 er koblet mellom fordeleranordningen 105 og styringsmodulen 11. Dette vil nå bli beskrevet i nærmere detalj.

Fordeleranordningen 105 er anordnet nære aktuatorene 13, ved frontsiden 3a til ventiltresammenstillingen 1. Dette er vist i Fig. 3, som viser ventiltresammenstillingen 1 med beskyttelsesluken 15 og den tilstøtende topplaten fjernet for illustrasjonsformål. Fordeleranordningen 105 har et flertall første våtkoblinger 105a som er koblet til de første ledningene 103, som er festet til aktuatorene 13. I tillegg, som vist i topprisset i Fig. 5, har den andre våtkoblinger 105b som er koblet til de andre ledningene 101, som er festet til styringsmodulen 11. Følge-lig, fordeleranordningen 105 kobler et flertall av første ledninger 103 til et lavere antall andre ledninger 101. Fordelaktig vil kun én andre ledning 101 være til-strekkelig for å opprette kommunikasjon mellom styringsmodulen 11 og de tilkoblete aktuatorene 13. Imidlertid, i tilfelle svikt i den andre ledningen 101 er det anordnet en redundant andre ledning 101 parallelt med den andre, slik at en erstatning unngås dersom én av de to svikter.

Det vil nå være åpenbart for en fagmann på området at den beskrevne ventiltresammenstillingen 1 er særlig godt tilpasset for erstatning av en ledning 101,103 og/eller en aktuator 13 ved hjelp av en ROV. I stedet for, som ved den kjente teknikk, å måtte erstatte en ledning som forløper fra én aktuator til en fjerntliggende styringsmodul ved hjelp av en ROV, kan man nå erstatte enten en kort første ledning 103 anordnet ved frontsiden 3a av sammenstillingen 1, eller den andre ledningen 101 anordnet ved toppsiden 3d til sammenstillingen 1. Dette gjør det unødvendig å trekke en ledning i samsvar med den kjente teknikk langsmed utsiden av ventiltrerammen 3 eller å måtte trekke hele sammenstillingen til overflaten for å erstatte ledningen.

I tillegg, med muligheten til å åpne ROV-dekslet 17a med ROV-en, er operatør-en også i stand til å erstatte en feilfungerende aktuator 13 ved havbunnen. I denne utførelsesformen er det nedre ROV-dekslet 17b boltet fast til ventiltresammenstillingen 1, og har mindre ventiler boltet til seg. Man kan imidlertid også forestille seg en utførelsesform hvor ventilene var anordnet bak det nedre dekslet 17b, og at dekslet var bevegelig.

Fig. 6 viser en del av risset i Fig. 3 i nærmere detalj.

I toppdelen av ventiltresammenstillingen 1 er det fordelaktig anordnet en

ledningsføringsanordning 201 (ikke vist i Fig. 6). Dette prinsippet er vist separat i Fig. 7, som viser en del av fordeleranordningen 105, styringsmodulen 11 og to andre ledninger 101 anordnet i en føringskanal 201. Følgelig, den andre ledningen eller ledningene 101 vil være enkle å strekke ved hjelp av en ROV, mellom fordeleranordningen 105 og styringsmodulen 11.1 tillegg vil ledningene være

godt beskyttet av den bevegelige beskyttelsesluken 15, vist i Fig. 1 og Fig. 2.

I stedet for føringskanalen 201, som vist i Fig. 7, kan man også forestille seg andre typer av føringsanordninger 201. For eksempel en rekke av U-formete buer kan være anordnet i den øvre delen av ventiltrerammen 3.

Som en alternativ utførelsesform av kommunikasjonssammenstillingen mellom styringsmodulen 11 og aktuatorene 13, er en andre ledning 101' ført fra styringsmodulen 11 til en logisk fordeleranordning 105'. I denne alternative utførelsesformen omfatter den andre ledningen 101' ikke flertallet av kommunikasjonslinjer som stammer fra aktuatorene 13 og som er kombinert i fordeleranordningen 105, som beskrevet ovenfor. I stedet har den bare én, to, tre eller et fåtall kommunikasjonslinjer til den logiske fordeleranordningen 105'. Opera-tøren kommuniserer således med en logisk enhet inne i den logiske fordeleranordningen 105', og fordeleranordningen er innrettet til å overføre eller motta det ønskete elektriske signalet til eller fra en aktuator 13. Følgelig, ved å anordne en logisk enhet, så som en mikrokontroller, inne i fordeleranordningen 105', kan de(n) andre ledningen(e) 101' bli redusert til en enkelt ledning eller en ledning med færre linjer enn den andre ledningen 101 i samsvar med utførelsesformen beskrevet ovenfor. En fordel ved dette er at våtkoblings-forbindelsen omfatter færre kontakter.

Claims (7)

1. Havbunns ventiltresammenstilling (1) omfattende et flertall aktuatorer (13) som er koblet til en styringsmodul (11) gjennom ledninger (101, 103), hvilke aktuatorer (13) er innrettet til å bli aktuert av en ROV idet de er forsynt med ROV aktueringsgrensesnitt, der nevnte ROV aktueringsgrensesnitt er dekket av et ROV-deksel (17a) med åpninger (21) gjennom hvilke en ROV har tilgang til nevnte ROV-grensesnitt, karakterisert vedat nevnte ROV-deksel (17a) er innrettet, så som ved hengslet forbindelse til ventiltrerammen (3), til å bli beveget av en ROV på en slik måte at ROV-en kan få tilgang til ledningene (103) bak ROV-dekslet (17a).

2. Havbunns ventiltresammenstilling i samsvar med patentkrav 1,karakterisert vedat ROV-dekslet (17a) er festet til resten av ventiltresammenstillingen (1) ved hjelp av hengsler (19).

3. Havbunns ventiltresammenstilling i samsvar med patentkrav 1,karakterisert vedat ROV-dekslet (17a) er festet til resten av ventiltresammenstillingen (1) ved hjelp av et flertall vertikalt ragende pinne- og sylindersammenstillinger.

4. Havbunns ventiltresammenstilling i samsvar med patentkrav 1,karakterisert vedat ROV-dekslet (17a) er festet til resten av ventiltresammenstillingen (1) ved hjelp av en glidende forbindelsesanordning, så som en kombinasjon av ruller og skinner.

5. Havbunns ventiltresammenstilling i samsvar med et av de foregående patentkravene,karakterisert vedat den omfatter to ROV-deksler (17a, 17b) anordnet tilstøtende hverandre når de er i lukket stilling, av hvilke en er innrettet til å bli beveget ut av den lukkete stillingen mens den andre forblir i den lukkete stillingen.

6. Havbunns ventiltresammenstilling i samsvar med et av de foregående patentkravene,karakterisert vedat den omfatter en sikringslåseanordning som låser ROV-dekslet (17a) i sin lukkete stilling.

7. Havbunns ventiltresammenstilling i samsvar med et av de foregående patentkravene,karakterisert vedat den omfatter en sikringslåseanordning som låser ROV-dekslet (17a) i sin åpne stilling.