NO754413L - - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en service-modul for bruk under strenge klimatiske omgivelser. Når forholdene ikke er. lagt til rette vil arbeid i strenge klimatiske omgivelser såsom i Alaska og forøvrig på Nordkalotten, vil salv de enkleste oppgaver som må utføres utendørs i vintermånedene ofte innebære uoverstigelige vanskeligheter. F.eks. kan der i forbindelse med de nylig igang-satte oljesøkinger og produksjonsanstrengelser i disse kalde omgivelser, under slike enkle oppgaver som brønnhullcementering og brønnbetjening, hvor arbeidere må bevege seg utenfor skjermede områder for å arbeide med tungvint maskineri rundt en brønn i et uegnet område, forekomme temperaturer fra -40 til -70°C.

Dette gjelder spesielt ved konstruksjonen av den foreslåtte oljerørledning gjennom den sørlige del av staten Alaska.

På grunn av de skader tunge kjøretøy påfører den ufrossede tundra, begrenses arbeidet med rørledningen til den tid under vintermånedene hvor tundraen er hardfrosset og ikke så lett ødelegges av tunge kjøretøy. Dessverre er det tidsrom som er mest hensiktsmessig for oppføring av rørledningen sett fra et økologisk synspunkt det minst hensiktsmessige tidsrom med hensyn til sikkerhet og komfort for arbeiderne på oppføringsprosjektet.

Ved temperaturer på -60°C vil f.eks. en persons oppfat-telse av omgivelsene som normalt gjelder ved temperaturer, over 20°C, være så godt som ubrukelige når den ekstreme kulde ugunstig påvir-ker egenskapene til menn, maskiner og materialer. Metaller som er seige og sterke ved normale temperaturer blir sprø og svake ved -60°C. Motorolje omdannes nesten til en fast masse. Elastomeriske materialer og plastmaterialer blir for en stor del sprø og svake. Dersom huden til en person utsettes for skarp vind ved denne eks-tremt lave temperatur kan frostskader oppstå i løpet av sekunder.

Den foreslåtte oppføring av rørledningen gjennom Alaska innebærer boring av hull med regelmessig avstand over tundraen og innstøping av lange peler som påmonteres opphøyde bæreinnret-ninger for å understøtte rørledningen over jordoverflaten. En særlig hensiktsmessig fremgangsmåte for innstøping av slike peler fremgår av US patent nr. 3 839 874, hvor vann og deretter sand plaseres rundt pelen i borehullet og komprimeres ved vibrasjon. Denne fremgangsmåte krever pumpeutstyr, utstyr for tilføring av sand, samt arbeidsmannskap rundt borehullet ved jordoverflaten. Den ekstreme kulde ved overflaten gjør arbeid med slikt utstyr farlig og vanskelig for mannskapet som støper pelene.

Foreliggende oppfinnelse . løser disse problemer ved

å tilveiebringe et skjermet arbeids av lukke som beskytter arbeiderne mot kulde og inneholder alt det nødvendige utstyr for utfø-relse av de nødvendige operasjoner ved borehullet.

Oppfinnelsen skal i det følgende forklares nærmere under henvisning til tegningen, hvor: Fig. 1 viser et snitt gjennom slamkapselen ifølge oppfinnelsen, Fig. 2 er et perspektivriss av en annen utførings-form av kapselen på en tilhenger, Fig.. 3 er et perspektivriss av ut f øringsf ormen iføl-ge fig. 2 med deler utsnittet etter overføring fra tilhengeren til borehullstedet, Fig. 4 viser et sideriss av en kapsel med hjelpeut-styr på en tilhenger, Fig. 5 er et grunnriss av anordningen på fig. 4, Fig. 6 er et tverrsnitt gjennom oppfinnelsen vist i fig. 4 og 5, Fig. 7 viser en typisk mobilenhet for bruk i forbindelse med oppfinnelsen. Fig. 1 illustrerer én utføringsform av oppfinnelsen omfattende en rektangulær slam-modul10 med fire vertikale side-vegger 11, et vinkelformet tak 12, og et sammensatt gulv 13. Hvert av elementene 11 til 13 omfatter en dobbelt veggkonstruksjon med mellomliggende isolasjon 14. Et antall jekksystemer 15 strekker seg gjennom gulvet 13 og gir justerbar understøttelse for kapselen mot overflaten der kapselen befinner seg.

Tverrløpende bærebjelker 16 kan være anordnet i veggene og taket for å avstive enheten. Slamkapselen 10 omslutter et arbeidsområde 17 som er tilstrekkelig stort til at én eller flere arbeidere kan bevege seg der inne. På kapselens innervegger er fortrinnsvis montert forskjellige innretninger til hjelp for arbeiderne ved utføring av de nødvendige arbeider ved borehullet. F.eks. kan lys og/eller varmeapparater 18 monteres nær øvre kant av veggene eller i gulvelementet 12. Lagerskap 19 med organer 20 for interkommunikasjon kan være anordnet på innerveggene.

Et styrepanel 21 er anordnet langs innerveggen til la-gerskapet 19. Ytterligere varmeenheter kan være anordnet langs gulvet under skapet 19 rundt innerveggene etter behov. I toppen midt i takseksjonen 12 er festet en krok 22 som en kranline for heving og senking av service-modulen på borehullstedet kan festes til. På modulens innside nær takets midtpunkt er festet en hydraulisk sylinder 2 3 i hvilken er opphengt rammesystemet 24 som hol-der én eller flere teleskopisk anordnede innstøpingsrør- eller injiseringsrørenheter 25 og 26. Injiseringsrørenhetene er slik konstruert at de strekker seg til en stilling nær service-modulens gulv.

Et antall strømningsrør 27 som er innrettet til å føre materialer og krafttilførsel til service-modulens indre løper

gjennom en vegg og/eller gjennom et takelement. F.eks. løper sand-ledninger gjennom rør 27 og er forbundet med teleskopisk anordnede rør 25 og 26 for innføring av støpesand i borehullet under innstø-pingsprosessen. Gjennom røret 28 kan innføres vannledning 29 som kan henge fra en trinse 30 og festes til nedre ende av injiserings-røret 25 for tilførsel av støpevæske til sanden.

Likeledes kan der gjennomrør 31 innføres i service-modulen en sekundær vannledning 32 som henger ned fra en trinse 33 og er festet til nedre ende av injiseringsrøret 26 for tilførsel av støpevæske til motsatt side av borehullet. Trinsene 30 og 33 kan alternativt erstattes av fjærbelastede slangesneller for flek-sibilitet og regulerbar lengde ved bruk av vannslangene og de teleskopiske injiseringsrør. Tilførselrøret 34 som løper gjennom taket i service-modulen 10, gir innløp for en luftslange 35 som er tilkoplet styrepanelet 21. Gjennom tilførselrøret 36 løper en cementslam-slange 37 som også er tilkoplet styrepanelet 21. Blan-deventilinnretninger samt styrepanelet 21 mottar vannet og cement-tilførselen og for-blander disse etter operatørens ønske, hvoretter blandingen pumpes fra panelet gjennom slamtilførsel-slangene 38a *og 38b inn i henholdsvis pelen eller borehullet. Det forutsettes at ikke viste blandeinnretninger og pumpeorganer er plasert i styrepanelet 21 for blanding og tilførsel av slamblanding etter ønske. Forskjellige styreenheter på styrepanelet 21 gjør det mulig for operatøren å innstille de ønskede blandingsforhold og pumpehastig-heter under operasjonen.

En sirkulær eller på annen måte formet åpning 40 er ut-formet i bunnkonstruksjonen til service-modulen slik at denne kan plaseres over borehullet som inneholder den oppadragende pel 41. Borehullet er angitt med 42 og danner et åpent ringformet rom 43 mellom hullveggen og pelen. Ifølge én fremgangsmåte for innstø-ping av peler på plass, plaseres en elektrisk vibrator 44 på toppen av pelelementet 41 for å skaffe nødvendig komprimering av in-jiseringsslammet i borehullet.

En elektrisk ledning 45 løper gjennom service-modulens tak til styrepanelet 21 hvor elektrisk kraft til vibratoren re-guleres av driftspersonell. Under en typisk innstøpingsoperasjon som innbefatter et borehull og en pel, blir borehullet 42 utbo-ret av den frosne tundra ved hjelp av en spesiell borerigg, og deretter senkes pelelementet 41 ned i hullet inntil pelen støter mot borehullbunnen med et forlenget parti ragende opp over grunn-overflaten. Deretter senkes service-modulen 10 på plass over den forlengede pel og borehullet, idet det nedre senterhull 40 føres ned over pelen..

Jekkene 15, som kan være hydraulisk, pneumatisk, eller elektrisk drevet, aktiveres for høydejustering og understøttelse av service-modulen. I en foretrukket utføringsform anvendes fire slike jekker, én nær hvert hjørne av den rektangulære service-modul. Etter at modulen er høydejustert og jekkene plasert i riktig støttestilling forlenges de teleskopiske sandtilførselrør 25 og 26 nedover fra rammen 24 inntil de ligger nær borehullringen 43. På dette tidspunkt vil også vannledningene 29 og 32 være riktig plasert, da de er festet til nedre ender av injiseringsrørene 25 og 26. Deretter tilføres sand og vann i riktig rekkefølge og riktig forhold til borehullet gjennom rørene 25, 26 og slangene 29 og 32 inntil fullverdig innstøping av pelen har funnet sted. Dersom det skulle vise seg nødvendig å innføre cementslam i pelen i øvre del av ringrommet etter at innstøping med den av vann og sand bestående injiseringsmørtel har funnet sted, kan dette utfø-res ved hjelp- av styrepanelet 21, slanger 38a og 38b, og dyser festet til disse.

Det fremgår av ovenstående beskrivelse at der er tilveiebragt en selvstendig arbeidsmodul for arbeidsmannskap, hvilken modul inneholder alt nødvendig utstyr og tilførselsinnretninger for utførelse av den nødvendige innstøping av pelen og borehullet. Mannskapet kan bevege seg ledig uten å hemmes av omfangsrike klær og er samtidig beskyttet fra de kalde omgivelser utenfor modulen. På grunn av varmeisolasjonen i veggene og den lufttette konstruksjon, samt på grunn av modulens konstruksjon som bare har åpning nedover over borehullet, trenger arbeiderne bare i liten grad beskyttende klær. Ved at modulen oppvarmes oppnår man også at støpeutstyret holdes på en forholdsvis høy temperatur, slik at operatørene fritt kan håndtere utstyret uten tykke isolerte handsker.

En adkomstinnretning.46 av belgtypen bestående av et forlengbart sammenfoldbart gangelement 47 med en forhøyet døråp-ning fra 48 kan benyttes for inngang og utgang fra slamkapselen. Etter at kapselen er plasert over borehullet kan en hjelpevogn, såsom en isolert oppvarmet vogn av caravan-typen rygges opp til service-modulen 10 inntil hjelpevognens dør passer til den forleng-bare dørkonstruksjon 46 som kan omfatte magnetiske innretninger som fester døren mot hjelpevognen. Såsnart hjelpevognens utgangs-dør kommer i berøring med belginnretningen 46 og dens magnetiske festeanordning for døren 46 avtetter døren mot vognveggen, kan således arbeiderne gå gjennom belggangen 47 fra hjelpevognen og inn i service-modulen uten i det hele tatt og utsettes for de kalde omgivelser.

En innvendig skyve- eller foldedør kan være anordnet i veggen til overflatemodulen slik at arbeiderne kan komme fra belg-inngangen 47 til det indre arbeidsområde 17 i modulen. Såsnart arbeiderne er kommet inn i modulen kan skyvedørene igjen lukkes slik at hjelpevognen kan kjøre bort fra service-modulen og utføre andre oppgaver. Varmeelementer i modulen aktiveres fortrinnsvis før mannskapet kommer inn, slik at modulens indre er for-varmet før arbeiderne påbegynner arbeidet.

Fig. 2 viser en annen utføringsform av oppfinnelsen, som er lik utføringsformen i fig. 1 bortsett fra at service-modulen 10a har sylindrisk form med et hvelvet toppdeksel 50 og en mindre sylindrisk øvre forlengelse 51 på toppen av dette. En hjelpevogn 5 3 er ved hjelp av koplingsorganer festet til en kapseltilhenger

54 på hvilken service-modulen hviler under transport. Krafttil-førselledninger og materialslanger som løper fra hjelpevognen 53 til service-modulen 10a kan være oppviklet ved 52 på tilhengeren 54. Ved fremkomst til arbeidsstedet hukes en kran- eller heise-krok i service-modulen 10a, løfter den fra tilhengeren og plaserer den over borehullet og pelen. Fig. 3 viser i delvis snitt service-modulen 10a plasert på borehullstedet. I det utsnittede område er en arbeider 55 igang med å forberede innstøping av ringrommet rundt pelen. De teleskopiske injiseringsrør 25a og 26a er nedsenket til et traktformet rør 56 med et oppad utvidet endeparti 57.Pelelementet 58 er beliggende konsentrisk i røret 56. Vann, elektrisk kraft, cement og luft tilføres gjennom rør og slanger 52. Fig. 4 viser en modifikasjon av utføringsformen vist i fig. 2 og 3. I fig. 4 transporteres en slamkapsel 10a på tilhenger 54 idet tilhengeren 54 ved sin fremre ende har en lagringsbe-holder 59 for slanger og utstyr, og i et bakre parti en sylindrisk kapselforlengelse.60. Kapselen 60 er innrettet til å plaseres på toppen av slamkapselen 10a og danner et forlenget øvre parti for slike situasjoner hvor pelene 58 kan strekke seg i bety-delig høyde over marken. Dette skjer i områder hvor terrenget er kupert og ujevnt, og for at peltoppene skal ligge i samme nivå kan én peltopp ligge bare en fot eller så over marken, mens en annen peltopp kan ligge seks til åtte fot over marken. Fig. 5 viser et grunnriss av slamkapselens 10a plasering, kapselforlengelsen 60 og- lagringsbeholderen 59 på tilhengeren 541 Fig. 6 viser et tverrsnitt av slamkapselen 10a plasert over borehullet. I fig. 6 er det hvelvede toppdeksel 61 på slamkapselen fjernet og kapselforlengelsen 60 er plasert på toppen av kapselen lOa. Befestigelse av kapselforlengelsen 60 til kapselen 10a oppnås ved hjelp av boltflenser 62. Den innvendige konstruksjon og innredningen i kapselen 10a samt driftsmåten er den samme som for utføringsformen på fig. 1. F.eks. er et styrepanel 63 lik styrepanelet 21 på fig. 1 plasert i kapselen og omfatter organer^for styring av slike variable som støpeslammet eller cement-slammets injiseringshastighet. Kapselen 10a kan også omfatte en hydraulisk pumpe 64, forskjellige varmelementer 65, lys 66 og vin-duer 67. Fig. 7 illustrerer en mobil tilhengerenhet 70 som inneholder alle de nødvendige materialer og tilførselsystemer. F.eks. kan vanntanker 71, massetanker 72, fylletrakter 73, pluss motor-drevet pumpesystem 74 være anordnet på tilhengeren. Disse kan være innrettet for tilførsel av materialer gjennom beholderens bunn el-

ler alternativt kan slanger være tilkoplet de enkelte tanker for utløp gjennom trailerens bakre ende som vist i fig. 2 og 3.

Også tilhengeren er fortrinnsvis isolert og oppvarmet mot de .kalde omgivelser og oppviser tilstrekkelig innvendig arbeids-rom for utførelse av nødvendige oppgaver i forbindelse med tilfør-selsinnretningene. Det forutsettes at en adkomst (ikke vist) i eller nær tilhengerens bakre- ende er anordnet for adgang til slamkapselen. Det fremgår således av beskrivelsen ovenfor i forbindelse med fig. 1 til 7 at der er tilveiebragt en selvstendig, fullstendig isolert, oppvarmet skjermet modul for plasering over et borehull, slik åt mannskap kan utføre de nødvendige arbeids-operasjoner i regulerte skjermede omgivelser. Service-modulen er innrettet til å inneholde alt nødvendig utstyr og styreenheter for utførelse av alle nødvendige operasjoner på borehullet. Oppfinnelsen omfatter organer gjennom hvilke mannskap kan komme inn i eller forlate kapselen uten å utsettes for de ytre omgivelser.

Selvom visse foretrukne utføringsformer av foreliggende oppfinnelse er beskrevet ovenfor i det øyemed å gi en forståelse av de generelle prinsipper ved oppfinnelsen, vil det være klart at en rekke endringer og modifikasjoner kan utføres i den béskrevne service-modul uten å avvike fra disse prinsipper. Selvom service-modulen er angitt med en rektangulær eller sirkulær form er det klart at hvilken som helst annen utforming med fordel kan benyttes. Videre Vil det være klart at selvom visse belysnings- og oppvar-mingstyper er vist vil modifikasjoner i disse innretninger med held kunne benyttes. Alle modifikasjoner og endringer av denne type vil ligge innenfor oppfinnelsens ramme i den grad den begrenses av patentkravene.

Claims (7)

1. Anordning for skjerming av et arbeidsområde over et borehull i jordoverflaten,karakterisert veden konstruksjonsenhet (10) som danner et innelukket arbeidsområde og omfatter vertikale støtte- eller bæreelementer (11) med sammen-føyde veggseksjoner og innrettet til å svekke varmestrømmen gjennom disse, en takinnretning (12) som er sammenføyd med veggseksjonene.og innrettet til å svekke gjennomgående varmestrøm, en gulvinnretning (13) som er .sammenføyd med nedre parti av veggseksjonene og innrettet til å svekke gjennomgående varmestrøm, hvilken gulvinnretning omfatter en gjennomløpende åpning av tilstrekkelig størrelse til at et borehull i grunnen under anordningen avdekkes mot det innelukkede område, en adkomstinnretning (46) i det minste i én av veggseksjonene, innrettet til å skaffe inngang og utgang til arbeidsområdet for arbeiderne, samt tilførselorganer (40) som løper gjennom konstruksjonseneheten og er innrettet til å skaffe én eller flere åpninger inn til arbeidsområdet gjennom hvilke åpninger tilførselrør for energi og materiale kan innføres.

2. Anordning som angitt i krav 1,karakterisert vedet antall "høydejusteringsmekanismer som er festet til gulvinnretningen og rager nedover fra disse, hver av hvilke høyde-justeringsmekanismer er innrettet til å beveges oppover og nedover fra gulvinnretningen for kontakt mot den underliggende grunn og understøttelse av anordningen.

3. Anordning som angitt i krav 1,karakterisert vedoppvarmings- og belysningsorganer i anordningen, styrepanelinnretning på innsiden av i det minste én av veggseksjonene, samt løfteorganer festet til toppen av konstruksjonsenheten.

4. Anordning som angitt i krav 1,karakterisert vedet innstøpings- eller injiseringssystem som omfatter kraftdrevne heve- og senkeinnretninger, teleskopiske rørformede injiseringsorganer, samt organer for tilførsel av flytende og fast injiseringsmateriale til injiseringsorganene.

5. Anordning som angitt i krav 1,karakterisert vedat konstruksjonsenheten har fire plane vertikale veggseksjoner, at takinnretningen omfatter et oppadpekende vinkelformet tak på toppen av de fire vertikale veggseksjoner, samt at adkomstinnretningen omfatter en bevegelig dør og en forlengbar ut- vendig gang rundt døren.

6. Anordning som angitt i krav 1,karakterisertved at konstruksjonsenheten omfatter sylindriske vertikale vegg-seks joner, at takinnretningen omfatter en hvelvet takseksjon, samt at adkomstinnretningen omfatter en overdekket lukeåpning i den hvelvede takseksjon.

7. Anordning som angitt i krav 6,karakterisertved en langstrakt konstruksjon som er beliggende mellom takseksjonen og lukedekselet, og strekker seg oppover fra takseksjonen og omfatter et åpent indre område.