NL8105128A - Over een beperkte hoek zwenkbare, voor schrapers doorlaatbare vloeistofdoorvoerinrichting. - Google Patents

Description

VO 2503

Betr.: Over een "beperkte hoek zwenkbare, voor schrapers doorlaatbare vloeistofdoorvoerinriehting.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op inrichtingen ten gebruike bij het transport van vloeistoffen. Meer in het bijzonder betreft de uitvinding een voor schrapers doorlaatbare, zwenkbare vloeistof -doorvoerinrichting, Ή-elke bijvoorbeeld kan worden gebruikt ;om· pijp-5 leidingen langs universeelkoppelingen van vertikale leidingdragers bij produktieputten op de zeebodem te voeren.

In de laatste jaren is het speuren naar olie en gas buitengaats sterk uitgebreid en omvat thans ook diep water, zoals bijvoorbeeld in de Noordzee. Om de produktie van olie en gas uit ver verwijderde vel-10 den buitengaats te vergemakkelijken zijn ingewikkelde tankerafïaeer- systemen ontwikkeld, welke dienst doen als een gecentraliseerd produk-tiepunt voor het gehele veld. Gewoonlijk wordt gebruik gemaakt van een vertikale leidingdrager, waarlangs een of meer stijve pijpleidingen lopen vanaf een punt bij de zeebodem naar het afmeerpunt, voor het 15 transporteren van fluida tussen het punt bij de zeebodem en een bij de aanlegplaats afgemeerde tanker. Sommige pijpleidingen kunnen worden gebruikt voor het transporteren van olie en gas naar de tanker, terwijl andere pijpleidingen kunnen worden gebruikt om vloeistoffen of gassen terug in het produktieveld te persen ter stimulering van de boorput-20 produktie of voor opslag.

Onder de invloed van wind en golven zal de leidingdrager in verschillende richtingen om zijn as draaien. Cm ongehinderde beweging van de leidingdrager zonder beschadiging mogelijk te maken is deze gewoonlijk voorzien van een of meer over de lengte verdeelde universeelkoppe-25 lingen. De met de leidingdrager verbonden stijve pijpleidingen zijn gewoonlijk voorzien van een aantal zwenkbare vloeistofdooryoerinrichtingen om de pijpleidingen langs de universeelkoppelingen te voeren. Gewoonlijk, bij de meest voorkomende omstandigheden op zee, is de beweging van de leidingdrager minimaal en de zwenkbare vloeistofdoorvoerinrich-30 tingen zwenken niet verder dan ongeveer +.15°.

De meeste ruwe olie bevat vast materiaal, zoals was of asfalt, dat aan de wanden van de pijpleidingen en de zwenkbare vloeistofdoor-voerinrichtingen kleeft. Wanneer de pijpleidingen en -yloeistofdoor-voerinrichtingen in gebruik, zijn worden deze vaste materialen afgezet 35 op de wanden. Deze afzettingen verkleinen de effectieve binnendiameter 8 f 0 5 1 28 .........

- i i π 2 t*· van de geleidingen en doorvoerinrichtingen en belemmeren de doorstroming van vloeistof en kunnen de doorgang zelfs volledig blokkeren. _Het is in de olie-industrie gebruikelijk een schraper door de pijpleidingen te drijven ter verwijdering van op de binnenwanden af gezette vaste stof-5 fen. Een schraper is in het algemeen bolvormig, cilindrisch of ellipsoïdevormig en bezit een doorsnede die gelijk is aan of iets groter dan de doorsnede van de pijpleiding. Normaal is het nodig periodiek een schraper door pijpleidingen te drijven om deze te reinigen.

Bekende voor schrapers doorlaatbare, zvenkbare vloeistofdoor-10 voerinrichtingen zijn beschreven in de Amerikaanse octrooischriften 4.17'4.127 en 4.183.558. TJit het Amerikaanse octrooischrift 4.174.127 i's een zwenkbare vloeistofdoorvoerinrichting bekend, welke in hoofdzaak bestaat uit een stationaire koker en een draaibaar hierom geplaatst huis. De doorvoerinrichting is ook voorzien van een ringbaan voor de 15. schraper en een inrichting voor het afleiden van de schraper. De schraper loopt van een door de koker gaande eerste pijpleiding naar de ringbaan in de zwenkbare vloeistofdoorvoerinrichting. De afleidinrich-ting vangt de schraper en doet deze door het huisgedeeltejait de zwenkbare vloeistofdoorvoerinrichting bewegen in een tweede pijpleiding. 20 Helaas kan de vloeistofdoorvoerinrichting in dit geval slechts in êên richting door een schraper worden gebaseerd. Bovendien moet de diameter van de zwenkbare vloeistofdoorvoerinrichting aanzienlijk worden vergroot om plaats te bieden aan de ringbaan. Dit veroorzaakt een aanzienlijke toename van het t ot aal- gewicht en de afmetingen van de inrich-25 ting en vergroot de hanteringsproblemen. Uit het Amerikaanse octrooi-sehrift 4.183.559 is een soortgelijk type zwenkbare vloeistofdoorvoer-inrichting bekend met omtreksbanen in spiraalvorm. Helaas veroorzaken de elkaar overlappende banen turbulentie in de door de·inrichting stromende vloeistof. Er is bijgevolg behoefte aan een verbeterde zwenkbare 30 vloeistofdoorvoerinrichting, die doorlaatbaar is voor schrapers en 'een relatief laag' gewicht bezit.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een over een beperkte hoek zwenkbare, voor schrapers doorlaatbare vloeistofdoorvoerinrichting. De inrichting kan schrapers en fluida doorlaten bij een be-35 perkte zwenkhoek. De inrichting kan worden toegepast voor het voeren van stijve pijpleidingen langs .universeelkoppelingen in een vertikale leidingdrager wanneer zwenkbare vloeistofdoorvoerinrichtingen bij nor- ..........810 51 2 8 " —. 3 r-> ë * male omstandigheden op zee een geringe zwenkbeweging ondergaan. De zwenkbare vloeistofdoorvoerinrichting omvat hij voorkeur een of meer modulen, elk bestaande uit een stationaire cilindrische koker en een draaibaar huisgedeelte, dat afdichtend om de koker is gemonteerd. De 5 modulen kannen op elkaar zijn gezet en zijn bij voorkeur vast met elkaar verbonden.

Elke koker is bij voorkeur hol en bevat een kanaal met een eerste ondergedeelte, dat zich coaxiaal met de basis van de koker in de koker uitstrekt en een tweede zijgedeelte, dat zich via een geleidelijk ver-10 lopende bocht uitstrekt tot aan de zijkant van de koker. De koker kan ook massief zijn met daarin een boring, welke zich uitstrekt van de basis tot aan de zijkant van de koker. Het ondereinde van het kanaal past op een eerste pijpleiding. Het kanaal kan bijvoorbeeld zijn voorzien van een aansluitflens. Het draaibare huisgedeelte is afdichtend 15 om de koker gemonteerd en kan vrij rondom de koker draaien of 3βθ°.

Het huisgedeelte is voorzien van een doorgang met een binnen- en een buiteneinde. Het buiteneinde van de doorgang past aan een tweede pijpleiding. Het draaibare huisgedeelte is zodanig draaibaar, dat het ka- Λ'- naai en de doorgang in eikaars verlengde kunnen worden gebracht. Als dit 20 is geschied is er een continue vloeistofstroomweg door de zwenkbare vloeistofdoorvoerinrichting vanaf een eerste pijpleiding aan de basis van de inrichting via het kanaal en de doorgang naar de tweede pijpleiding aan de zijkant van de inrichting. Bij êên uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding is het binneneinde van de doorgang in voldoende 25 mate trompetyormig verwijd om een schraper met een althans nagenoeg aan de kanaaldoorsnede gelijke doorsnede van het kanaal naar de doorgang te laten passeren als de langsas van de doorgang zich op een zekere afstand bevindt van de langsas van het zij-einde van het kanaal. Bij een andere uitvoeringsvorm is het zijdelingse uiteinde van het kanaal trom-30 petvormig verwijd om een schraper vanuit de doorgang naar het kanaal door te laten als de langsas van de doorgang is verschoven ten opzichte van de langsas van het zijdelingse uiteinde van het kanaal. Bij een voorkeur suitvoeringsvom van de onderhavige uitvinding zijn zowel het binneneinde van de doorgang als het zijdelingse uiteinde van. het kanaal trom-35 petvormig verwijd om een schraper in beide richtingen door de zwenkbare vloeistofdoorvoerinrichting te laten passeren als de langsas van de doorgang is verschoven ten opzichte van de langsas van het zijdelingse 8105128 - 4 - einde van het kanaal.

De uitvinding zal thans nader worden verduidelijkt aan de hand van de bijgevoegde.tekeningen.

Fig. 1 is een aanzicht in perspectief van een zwenkbare vloei-5 stofdoorvoerinriehting met twee modulen volgens de onderhavige uitvinding; fig. 2 is een doorsnede van de basis van de inrichting volgens het vlak 2-2 in fig. 1; fig, 3 (A-C) zijn dwarsdoorsneden van een moduul volgens het vlak 10' 3-3 in fig. 1;.

fig. 4 is- een zij-aanzicht, gedeeltelijk in doorsnede, van een moduul volgens de onderhavige uitvinding; en fig. 5 is· een onderaanzicht, gedeeltelijk in doorsnede, van een moduul, volgens- de onderhavige uitvinding, 15' De zwenkbare vleeistofdoorvoerinrichting 10 (fig. 1-4) omvat twee modulen 12a', 12b, welke op elkaar zijn bevestigd. Elk moduul bezit een stationaire, cilindrische koker 14a, 1 4b en een draaibaar huls-gedeelte 1 ba, 16b, dat af dicht end om de koker is geplaatst. Fig. 4 toont een zij-aanzicht, gedeeltelijk in doorsnede, van moduul 12b. In 20 de holle koker 14b zijn de kanalen 18a en 18b geplaatst. Het kanaal 18a loopt door de holle koker 14b tot in de koker 14a van moduul 2a» Het kanaal 18b strekt zich uit vanaf de basis van de koker 14b tot aan de zijkant. Met het verwijzingscijfer 23b is de langsas van het zijstuk 19b van het kanaal 18b aangeduid. Het ondereinde van het kanaal 18b is voor-25 zien van middelen, zoals een flens (niet weergegeven) ter verbinding met een eerste pijpleiding (niet weergegeven).

Het draaibare huïsgedeelte 16b (fig. 3 en 4) is voorzien van een : doorgang 20b met de langsas 21b. Het buitenèinde van de doorgang kan zijn voorzien van een flens 20b ter verbinding met een tweede pijpleiding 30 32b (fig. 5)· Het draaibare huïsgedeelte 16b kan een volle omwenteling maken‘ten opzichte van de stationaire koker 14b. Zoals is weergegeven in de fig. 3A4en 4 is het draaibare huïsgedeelte 16b coaxiaal opgesteld ten opzichte van de koker l4h om de langsassen 21b van de doorgang 20b en 23b van het zijstuk van kanaal l8h met elkaar te doen samenvallen door 35 Het huïsgedeelte ten opzichte van de koker in de juiste stand te draaien.

Als de doorgang 20b in.hoofdzaak in lijn ligt met het zijstuk van kanaal 18b maakt het moduul de doorgang mogelijk van vloeistof van de ' ~.....Ti o s Tal : : ~ ~ 5 ^ eerste pijpleiding, die is verbonden met het kanaal 18b, naar de tweede pijpleiding, verbonden met de doorgang 20b. De doorgang en het kanaal, zullen in het algemeen dezelfde diameter hebben als de pijpleidingen.

Als het huisgedeelte l6b cm de koker ihb wordt gedraaid, zodat geen 5 gedeelte van de doorgang 20b in lijn ligt met het kanaal 18b is beperkte doorstroming door het zwenkbare moduul mogelijk door het ringvormige kanaal 28b tussen het huis en de koker..De:-afdichting 30b (fig. tussen het huis 16b en de koker lUb omvat lager- en afdiehtelementen en kan van elk bekend type zijn. De afdichtmiddelen zijn bij voorkeur 10 van een type, overeenkomend met dat beschreven in het Amerikaanse octrooischrift b.126.336.

Bij een voorkeursuitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding (fig. 3 - b) zijn zowel het binneneinde 2Vb van de doorgang 20b en" het zijstuk 19b van het kanaal 18b trampetvomig verwijd. De doorgang 15 en het kanaal zijn in voldoende mate trompetvormig verwijd om een lichaam met een althans nagenoeg aan de kanaaldoorsnede gelijke doorsnede van het kanaal naar de doorgang en omgekeerd te laten passeren als, zoals de fig. 3B en 3C tonen, het huisgedeelte 16b ten opzichte van de koker 1 Vb zodanig wordt verdraaid, dat de langsas 21b van de 20 doorgang 20b op afstand van -, of verschoven ten opzichte van de langsas 23b' van het zij-einde van het kanaal 18b komt te liggen. De trompet-vormig verwijde uiteinden maken ook een in wezen ononderbroken stroming van vloeistof door het moduul mogelijk bij een grotere mate van verdraaiing van het huisorgaan.

25 Indien het gewenst is slechts in een richting een schraper door het moduul te doen passeren, behoeft slechts de doorgang of het kanaal trompetvormig te zijn verwijd. Indien het gewenst is een schraper bijvoorbeeld slechts van het kanaal naar de doorgang door het moduul te doen passeren, behoeft slechts het naar binnen gerichte einde van de 30 doorgang trampetvormig te zijn verwijd am het passeren van een schraper mogelijk te maken als de leiding en de doorgang niet coaxiaal liggen.

De vereiste mate van verwijding hangt af van de gewenste mate t van verspringing, waarbij het doen passeren van een schraper door de inrichting nog moet kunnen plaats vinden. Als vuistregel kan gelden, 35 dat de doorgang en de leiding aan weerszijden een graad verwijd moet zijn voor elke graadafwijking tussen de langsassen van de doorgang en het kanaal, waarbij het doorlaten van een schraper nog mogelijk moet zijn.

8105128 __

* V

rt & —

Als het "bijvoorbeeld gewenst is dat de inrichting in twee richtingen nog kan worden gepasseerd door een schraper na relatieve rotatie van het huisgedeelte om de koker over een hoek van'30°'(+ 15°, gerekend vanaf de coaxiale stand) dienen het zijdelingse uiteinde van het kanaal 5 en het "binnenste uiteinde van de doorgang in het huis elk aan weerszijden over 15° trompetvormig te zijn verwijd. Het zou de deskundige duidelijk zijn, dat, indien het "basisgedeelte van de leiding excentrisch "binnen de koker ligt, het kanaal andere verwijdingshoeken zal dienen te "bézitten.

10 De in de fig. 1-5 weergegeven zwenkbare vloeistofdoorvoerin- richting kan worden gebruikt om stijve pijpleidingen om universeelkoppe-lingen in een vertikale leidingdrager heen te leiden. De inrichting is voorzien van twee modulen, welke het dóórstromen van vloeistof in beide richtingen mogelijk maakt. Aldus kan het zwenkmoduul 12a dienen voor het 15- injecteren-van gas, terwijl het zwenkmoduul 12b voor de olieproduktie wordt gebruikt. De zwenkbare vloeistof doorvoerinrachting kan zijn voorzien van verdere modulen voor het verwerken van verdere pijpleidingen met verschillende diameters en'functies.

Het zal duidelijk zijn, dat vele modificaties mogelijk zijn met 20 betrekking tot de in het voorafgaande beschreven uitvoeringsvorm van de uitvinding, zonder buiten het kader van de uitvinding te geraken.

O? 7 " 81Ö 5 12 8 “Γ “

Claims (3)

1. Zwenkbare vloeistofdoorvoerinrichting, gekenmerkt door een sta tionaire cilindrische koker en een draaibaar huisgedeelte, waarbij in ' de koker een ziek vanaf de basis tot aan de zijkant van de koker uitstrekkend kanaal aanwezig is, waarvan het ondereinde past op een eerste 5 pijpleiding, en waarbij het afdiehtend om de koker gemonteerde draaibare huisgedeelte een doorgang bezit met een binneneinde en een op een . tweede pijpleiding passend buiteneinde en om de koker kan draaien, teneinde het kanaal en de doorgang in eikaars verlengde te brengen, terwijl het binneneinde van de doorgang in voldoende mate trompetvormig lü is verwijd om een lichaam met een althans nagenoeg aan de kanaaldoor-snede gelijke doorsnede van het kanaal naar de doorgang te laten passeren als de langsas van de doorgang zich op een zekere afstand bevindt van de langsas van de zij-einden van het kanaal.

2. Zwenkbare vloeistofdoorvoerinrichting, gekenmerkt door een sta— . ^ tionaire'cilindrische koker en een draaibaar huisgedeelte, waarbij in de koker een zich vanaf de basis tot aan de zijkant van de., koker uitstrekkend kanaal aanwezig is, waarvan het ondereinde past op een eerste pijpleiding, en waarbij het afdichtend om de koker gemonteerde draaibare huisgedeelte een doorgang bezit met een binneneinde en een op een 20 tweede pijpleiding passend buiteneinde en om de koker kan draaxen, teneinde het kanaal en de doorgang in eikaars verlengde te brengen, terwijl het zij-einde van het kanaal in voldoende mate trompetvormig is verwijd cm een lichaam met een althans nagenoeg aan de kanaaldoorsnede gelijke doorsnede van de doorgang naar het kanaal te laten passeren 25 - . als de langsas van de doorgang zich op een zekere afstand bevindt van de langsas van het zij-einde van het kanaal.

3. Zwenkbare vloeistofdoorvoerinrichting, gekenmerkt door een stationaire cilindrische koker en een draaibaar huisgedeelte, waarbij in de koker een zich vanaf de basis tot aan de zijkant van de koker uit-30 strekkend kanaal aanwezig is, waarvan het ondereinde past op een eerste pijpleiding, en waarbij het afdichtend om de koker gemonteerde draaibare huisgedeelte een doorgang, waarvan de diameter in hoofdzaak gelijk is aan de diameter van het kanaal, bezit met een binneneinde en een op een tweede pijpleiding passende buiteneinde en om de koker kan 35 draaien, teneinde het kanaal en de doorgang m eikaars verlengde te '8105128 - 8 - brengen, terwijl het binneneinde van de doorgang en het zij-einde van het kanaal in voldoende mate trompetvormig zijn verwijd om een lichaam met een althans nagenoeg aan de kanaaldoorsnede gelijke doorsnede van het kanaal naar de doorgang en omgekeerd te laten passeren als de langs-5 as van de doorgang zich op een zekere afstand bevindt van de langsas van het zij-einde van het kanaal. ' i ’ . ‘ ‘ ' f ......8105 12~8 ~ : r—' — \