NO793801L - Fremgangsmaate ved arbeide under vann - Google Patents

Abstract

Fremgangsmåte ved arbeide under vann

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for arbeide under vann og et apparat for utførelse av fremgangsmåten.

Det er et problem ved arbeide under vann med montering

og vedlikehold av installasjoner såsom brønnhoder på havbunnen. Med konvensjonelle dykkermetoder og dykkerklokketeknikk utsettes arbeiderne for den hydrostatiske trykkhøyde som tilsvarer vann-dybden og på grunn av behovet for dekompresjon for å unngå de ved slikt arbeide kjente leddskader, blir arbeidsdagen meget kort. Det har vært foreslått å bygge inn deler av havbunnsanlegg i kapsler fylt med luft eller annen gass ved atmosfæretrykk og å bringe personalet ned til en slik kapsel inne i en annen kapsel fylt med luft ved atmosf æretrykk.... Overføringen av personalet mellom kaps-lene medførte at man måtte ha koblingsorganer på de to kapsler som dannet en vannfylt forbindelseskapsel som måtte pumpes ut og fylles med luft eller annen gass ved atmosfæretrykk. Denne pump-ing medfører overføring av et stort vannvolum tilsvarende volumet av forbindelseskapselen mot hele den hydrostatiske trykkhøyde. Denne utpumping er et pumpebehov med høy ytelse som medfører

store kraftmengder og store pumper, slik at det er vanskelig å gjøre transittkapselen for personellet uavhengig og det er nød-vendig å tilføre kraft fra et forsyningsskip på overflaten for-uten at pumpingen tar betydelig tid. Eventuelle deler som skal installeres, må transporteres i personal-transittkapselen eller slik at de er inne i forbindelseskapselen. Alternativet er å fylle installasjonsdelens kapsel som deretter må pumpes ut igjen. Når en rørledning eller elektrisk forbindelse skal utføres gjennom veggen av installasjonsdelens kapsel, er det nødvendig å

fylle kapselen med etterfølgende utpumping eller anvendte om-stendelige sluseorganer.

Videre vil eventuell oljelekkasje fra installasjonsdelen ha en tendens til å samle seg i bunnen av installasjonsdelens kapsel med den følge at hvis kapselen deretter fylles, vil oljen smøres utover installasjonsdelen. Dessuten, hvis eventuell lekkasje forekommer i kapselveggen når folk er innenfor kapselen, vil lekkasjen få form av en høytrykksstråle av havvann.

En lang rekke problemer, er løst ved hjelp av oppfinnelsen ifølge hovedpatentet nr (norsk patentans. 740359) men der foreligger fremdeles oppgaver som byr på vanskeligheter.

For eksempel kan det ved installering av et ventiltre (juletre) i en kapsel være ønskelig å føre inn store deler i den kapsel som omslutter installasjonsdelen og det .kan godt forekomme at delene er enten for store til å føres ned i transittkapselen eller skal være delvis inne i og delvis utenfor kapselen (det kan f.eks. væreønskelig å koble sammen en rørledning med ventiltreet).

Foreliggende oppfinnelse skaffer en fremgangsmåte ved arbeide under vann, omfattende nedstigning i en luftfylt transittkapsel ved atmosfæretrykk til en del av et undervannsanlegg, på hvilket det skal utføres et arbeide, hvilken del og hvilken kapsel har tilhørende komplementære organer som når delen og kapselen forbindes med hverandre, danner en ytterligere kapsel, til hvilken adgang fås ved hjelp av en luke mellom de to kapsler og som omslutter eller muliggjør adgang ved hjelp av en ytterligere luke til en ytterligere kapsel som omslutter installasjonsdelen, og forener transittkapselen med nevnte del slik at man i det minste har. transittkapselen som er full av luft ved atmosfæretrykk og den nevnte andre kapsel som er til å begynne med full av vann ved det utvendige trykk, idet trykket reduseres i den nevnte andre kapsel til atmosfæretrykket, oppnåelse av adgang til og arbeide i kapselen som omslutter installasjonsdelen, mens denne er full av vann ved atmosfæretrykk, tilbakevending til transittkapselen og ny trykkbelastning av den andre kapsel og tilbakevending til overflaten, og hvilken fremgangsmåte omfatter funk-sjonen med innføring av en ny komponent i kapselen som omslutter installasjonsdelen, og oppfinnelsen er kjennetegnet ved at mannskapene fra transittkapselen får adgang til kapselen som omslutter installasjonsdelen mens den er full av vann ved atmosfæretrykk for å gjøre klar til innføring av den nye komponent inklusive feste av en trosse til en løsbar dekselplate og frigjøring av dekselplaten som imidlertid holdes av det utvendige trykk i

tettende kontakt med åpningen tettet ved hjelp av dekselplaten,

at mannskapene forlater installasjonsdelkapselen og forsegler seg i en omgivelse ved atmosfæretrykk, idet installasjonsdelkapselen får ny trykkøkning og dekselplaten frigis, den nye komponent festes til trossen og trekkes ned til installasjonsdelkapselen med dekselplaten eller en flens på den nye komponent for ny tetning av åpningen, installasjonsdelkapselen får igjen redusert trykk til atmosfæretrykk hvorved tetningstrykk påføres dekselplaten eller flensen og mannskapene vender tilbake til installas jonsdelkapselen for å feste dekselplaten eller flensen og fullføre den ønskede oppgave.

Det skal forstås at denne modifikasjon av oppfinnelsen beskrevet i hovedpatentet nevnt ovenfor,' utvider nytten av den oppfinnelse og gjør det mulig for store nye komponenter å bli installert forholdsvis hurtig. Da vann er i det vesentlige ikke sammentrykkbart, kan trykkøkning og trykkavlastning foretas hurtig med minimalt behov for kraft (f.eks. ved bare å forbinde installas jonsdelkapselen -.med den omgivende sjø eller med transittkapselen) .

For bedre forståelse av oppfinnelsen skal i det følgende beskrives noen utførelser som rene eksempler under henvisning til tegningene, hvor fig. 1 viser en del av et anlegg på havbunnen innelukket i en kapsel, fig. 2 viser en transittmodul, fig. 3 er et kretsdiagram som viser organer for regulering av trykk i de forskjellige kapsler vist skjematisk på denne figur, fig. 4 er en skjematisk fremstilling av en foretrukket anordning for å skaffe tilførsel av innåndningsluft til personell som arbeider i anleggsdelens kapsel, fig. 5 viser organer for å frembringe tetning mellom en transittkapsel og en del av et undervannsanlegg sammen med organer for kontroll og vedlikehold av tetningsorgan-ene, fig. 6 viser avtagbare dekkplater i veggen av anleggsdelens kapsel, fig. 7 viser organer for tilkobling av hjelpeutstyr gjennom veggen av en anleggsdelkapsel og tetning av samme, fig. 8 viser en utvendig enhet montert på installasjonsdelen og fig. 9 viser en forenklet annen utgave av oppfinnelsen.

Fig. 1 viser en del av havbunnen 11, fra hvilken brønn-hodeforingen 12 rager opp. På foringen er montert et "juletre", hvormed menes det vanlige utstyr av ventiler og tilbehør og som i i en tett kapsel 15. Rørledninger 16 er ført gjennom egnede tilkoblinger 17 i kapselens vegg for tilkobling til "juletreet". En luke 18 er anordnet på toppen av kapselen. Brønnhodeforingene ender på kjent måte i en kobleinnretning 110 og en overgang 111. Tetningene mellom foringene og overgangen kan lekke. I utførelser av foreliggende oppfinnelse er disse tetninger anordnet på yttersiden av kapselen. Overgangen er en massiv blokk som trenger

gjennom kapselveggen og inneholder en hovedventil 112 som kan betjenes manuelt eller ved fjernstyring med hydrauliske organer som er anordnet slik at de ikke forstyrrer hverandre.

Fig. 2 viser en transitt-modul 20 som.kan bli ført ned til kapselen 15 ved hjelp av hvilke som helst kjente organer, såsom føringswirer (ikke vist). Ved bunnen av denne modul er der en innføringstrakt 21 for opptak av luken 18 og for føring av tetningsflåtene omkring luken mot en komplementær tetningsflate 23 på modulen 20.

Modulen 20 omfatter et øvre kammer eller transittkapsel 24 og et nedre kammer 25-. som normalt er åpent ved sin nedre ende ved trakten 21, men som tettes ved samvirke av tetningsflåtene

22 og 23 for å danne en tredje, forbindende kapsel.

Kapselen 24 har dobbelte luker 26 ved sin øvre og nedre ende. Den øvre dobbelte luke er for inngang av personell og utstyr ved overflaten og den nedre dobbelte luke skal gi adgang til den forbindende kapsel. De dobbelte luker er konstruert med et ytre element 27 som skal tåle det ytre trykk, og et indre element 28 som skal tåle det innvendige trykk i kapslingen 24. Dette gjør det mulig å anvende kapselen normalt og som et dekompresjonskammer hvis kapselen på grunn av et eller annet uhell blir satt under trykk mens den inneholder personell, hvilket kan forekomme hvis en lekkasje skulle starte mens personellet er i kapselen 15 og den hedre dobbelte luke måtte forbli åpen for å tillate dem å tre inn i kapselen 24 igjen. Personellet kunne tette seg selv inne i kapselen 24 ved hvilket som helst foreliggende trykk og unnslippe til overflaten ved å stole på luften i kapselen og mulige utvendige kobleinnretninger for å gjøre det mulig for et forsyningsskip å tilføre ytterligere luft når kapselen er på overflaten men før det er trygt å forlate kapselen på grunn av utilstrekkelig trykkreduksjon. Elementene i hver dobbelt luke svinger om en enkelt tapp 101 som er parallell med lukens akse.

Luken 18 kan være konstruert for å tåle hovedtrykket i kapselen 15 bare fordi kapselen fortrinnsvis er ved fullt hydrostatisk trykk unntatt når trykket over denne luke er utjevnet.

"Juletreet" 14 rager gjennom kapselen 15 og er ubevege-lig tettet til bunnen av kapselen og forskyvbart tettet i en åpning 31 ved toppen av kapselen for å tillate ekspansjon og for å tillate forbindelse av wireutstyr eller andre hjelpeenheter 110 (fig. 8) som må være ved toppen av treet. Utførelsen av denne glidende tetning er en stiv krave 32 fast forbundet med åpningen, inne i hvilken foreligger et stempel 33 som kan benyttes som et hydrostatisk lager og som en løftesylinder for å løfte elementer av treet opp fra sitt sete før de fjernes.

Fig. 3 viser et kretsskjerna for organene til regulering

av trykkene. Figuren er temmelig komplisert på grunn av den store mengde overtallige sikkerhetskomponenter. Det skal først antas at de tre kapsler 15, 24 og 25 som vist på denne figur med brutte linjer, er fylt, kapselen 24 med luft ved atmosfæretrykk og de andre to kapsler med vann ved det omgivende trykk. En lufteventil 51 er forbundet med en ekspansjonstank 52 ved hjelp av ventiler 53. Denne lufteventil er anordnet i den nedre dobbelte luke 26 eller ført utenom denne dobbelte luke. Ekspansjonstanken er en trykktank og dens trykk stiger til å begynne med som det kan avleses, på et manometer 54. Hvis der er en lekkasje på tetningsflåtene 22 og 23 vil trykket stige til det ytre trykk. Normalt vil imidlertid trykkstigningen indikere fraværet av noen lekkasje og ekspansjonstanken kan åpnes til transittkapselens atmosfære gjennom ventiler 55. Den dobbelte luke kan nå åpnes og man kan få adgang til den forbindende kapsel for å. gjøre det mulig å frem-stille fleksible forbindelser 56 med kapselen 15 gjennom eller ved å gå utenom luken 18. En av disse forbindelser er en lufteventil og denne styres igjen av ventilene 53 til ekspansjonstanken 52 unntatt at den innledende strømning føres forbi av ventiler 57 gjennom et inspeksjonsglass 58, slik at strømningens art kan iakt-tas og eventuelt gjennom ventiler 59 til et analyseapparat 60.

En sylinder 64 for komprimert gass kan være anordnet for å blåse tilbake innholdet, av apparatet 60 til kapselen 25 eller kapselen

15. Hvis' strømningen er olje eller gass, er det mulig å spyle ut eventuell gjenværende olje eller gass fra kapselen 15 ved å pumpe vann gjennom den annen av de fleksible forbindelser 56

til et avløp 61 under det ventede laveste nivå for gass eller olje ved hjelp av en kraftdrevet pumpe 62 eller en hånddrevet pumpe 63. Denne olje eller gass kan skrive seg fra en lekkasje fra brønnhodeanlegget og kan være begrenset ved organer 65 som omfatter en hvilken som helst eller en kombinasjon av en oljedetektor, en gassdetektor, en differensialtrykkdetektor, en trykkavlastningsventil og en sprengbar membran. Disse organer eller innretninger er anbragt i den øvre del av kapselen 15 som er slik arrangert at den danner et fangområde for olje og gass omkring organene. Eventuelle detektorer som anvendes i disse organer, er innrettet for å stenge brønnhodet og unngå ytterligere lekkasje enten ved di - rekte mekanisk funksjon eller ved elektrisk eller hydrauliske tilkoblinger. Organene eller noen av dem er fortrinnsvis anbragt tilgjengelige for avstengningsformål fra den forbindende kapsel. Hvis det anvendes en trykkavlastningsventil eller membran, benyttes en ventil 66 som kan betjenes innenfra kapselen 25, til å isolere avlastningsventilen eller membranen fra det ytre trykk for å tillate betjening av trykkavlastningsventilen eller membranen. Vannet som pumpes gjennom avløpet 61, trekkes fra en havtilkobling 67 eller eventuelt fra tanken 52 og tømmes gjennom en annen havtilkobling 68 eller trykkavlastningsventilen i organene 65. Hvis oljeforurensningen skal reduseres, er det mulig å lagre den utspylte olje i tanken 52 eller en annen tank.

I de tilfeller hvor det er umulig å begrense mengden av oljelekkasje, ville det være mulig å ha en dykkerklokkelignende samle-innretning som mottar eventuell olje som kommer fra havtilkoblin-gen 68. Når all oljen og gassen er spylt ut, kan trykket i kapselen 15 reduseres som beskrevet i forbindelse med kapselen 25, og luken åpnes. Man kan da få adgang til brønnhodeinstallasjonen. Da denne fortsatt er neddykket i vann som kan være opp til 5 m dypt, er det nødvendig å anordne understøttende organer for dyk-king på urent vann, det vil si et lufttilførselssystem inklusive en kompressor 102 (fig. 4), slik at personellet ikke skal behøve å suge inn luft mot vanntrykkhøyden i kapselen 15. Hver person har en behovsventil i sitt pusteutstyr for å redusere lufttrykket til det som er nødvendig ved hans arbeidsbyrde. Da også kapselen 15 blir satt under trvkk mens den er i hrnk. vil trvkket i de øvrige kapsler øke i samme grad, men trykkhøyden. frembragt av kompressoren behøver ikke være stor. Kompressoren 102 trekker inn luft fra transittkapselen og leverer den til beholderen 103 som styres av en innstillbar avlastningsventil 104, og derfra til en innåndningsmanifold 105 gjennom filteret 106 og organer 107 for absorbsjon av karbondioksyd. Trykket i denne manifold styres ved hjelp av en ventil 108. Hensiktsmessige tilkoblings-punkter 109 for å trekke ut luft er anordnet på manifolden.

Fig. 3 viser også fleksible forbindelser 69 som kan anvendes til spyleutstyr inne i kapselen 15 hvis nødvendig, mano-meteret 70 og utvendige tilkoblinger 71 som gjør det mulig for kapselen 24 å bli anvendt som et dekompresjonskammer eller en dykkerklokke.

Det har hittil vært antatt at trykkene i kapselen 25 kan reduseres. Den eneste grunn til at trykket i kapselen 25 ikke skulle bli redusert er en lekkasje på tetningsflåtene 22 og 23. En av disse flater inneholder en sammentrykkbar tetning 81 som er innrettet for å bli tilstrekkelig trykket sammen til at flatene 22 og 23 begrenser mengden av lekkasje hvis tetningen 81 svikter. Modulen 20 har en dreibar krave 82 med fremspring 83 som griper inn i T-formede slisser 84 i en ring 72 som inneholder flaten 22, og fjernelse av ringen 72 til overflaten, slik at flatene 22 og 23 kan bli rettet opp eventuelt ved å skifte ut ringen 72 som har sammentrykkbare pakninger 85 på sin nedre overflate. Når ringen 72 er rettet opp eller skiftet ut, kan den føres.ned ved hjelp av modulen 20 og tetningsmidler og/eller inhibitorer injiseres gjennom kanaler 86 (som deretter kan tettes ved hjelp av plugger) og denne gang må ringen 72 gi en god tetning, slik at kapselen 25 kan få redusert trykk.

Det kan utføres forskjellige funksjoner fra vedlikehold og opp til montering av "juletreet" og utførelse av ytre forbindelser. Når kapselen 15 til å begynne med er installert under an-vendelse av dykkere eller dykkerklokker, vil den bestå av et rent skall som festes av dykkerne til brønnhodeforingen 12, idet "juletreet" ennå ikke er montert. Hullene i skallet, såsom åpningen

31 og åpningene 90 (fig. 6) for innføring av rørledninger, blin-des av fra yttersiden ved hjelp av avtagbare dekselplater 91, hvis festeorganer er tilgjengelig fra innersiden av skallet. Disse dekselplater er slik anordnet at også i mangel av festeorganer vil utvendig trykk bevirke at platene danner en tetning med res-ten av skallet. Således kan skallet umiddelbart etter monter-ingen anvendes til å danne en sikker omgivelse for personell som skal montere "juletreet". Når en ny del av "juletreet" skal bringes inn i skallet, er det mulig å bringe den nye delen ned i transittkapselen som på allerede kjent måte. På grunn av den korte tid som er nødvendig til trykkreduksjon, er det mulig for personell fra transittkapselen å frigjøre festeorganene for pla-ten over f.eks. åpningen 90, løfte opp dekselplaten ved hjelp av en trosse 93, og enøyebolt 94 og feste en nedhalingstrosse 95 til en øyebolt 96. De kan da vende tilbake til og forsegle seg selv i transittkapselen og sette kapselen 15 på nytt under trykk, slik at dekselplaten løftes fra sitt sete og kan gjenvinnes av

et forsyningsskip. En ny del og dekselplaten, f.eks. en rørled-ning 97 (fig. 7) kan deretter anordnes1 på trossen 95 av forsyn-ingsskipet og trossen 95 trekkes inn ved hjelp av en vinsj i kapselen 25 betjent inne fra kapselen 24, slik at dekselplaten eller rørledningsflensen'121 trekkes tett tilbake mot sitt sete med den nye del inne i kapselen 15. Personellet kan deretter redusere trykket i og påny få adgang til kapselen 15 for å feste rørflensen eller påny feste dekselplaten dg montere den nye del.

Noen deler av brønnhodeinstallasjonen kan ved hjelp av fleksible ledninger være forbundet med "juletreet" og være løs-bare, slik at de kan trekkes opp og inn i transittkapselen for vedlikehold i tørre omgivelser. En slik del er et styrepahel 119 (fig. 1).

For undervannsanlegg av en enkel art, såsom en rørled-ningsventil 120 (fig. 9) er det mulig å gi avkall på en separat kapsel som permanent omslutter denne og å la ventilen normalt være åpen mot det åpne hav og omslutte den i en forbindende kapsel for betjening.

Når vedlikeholdsoperasjonen er fullført, vender personellet tilbake til transittkapselen og tetter lukene bak seg og setter påny anleggsdelkapselen og den forbindende kapsel under trykk.

Claims (1)

1. Fremgangsmåte ved arbeide under vann omfattende nedstigning i en luftfylt transittkapsel ved atmosfæretrykk til en del av et undervannsanlegg, på hvilket det skal utføres en funksjon, hvilken del og hvilken kapsel har tilhørende komplementære organer (hhv. 18 og 25) eller som på fig. 9, som når delen og kapselen er forenet for å danne en ytterligere kapsel, hvortil adgang kan fås ved hjelp av en luke mellom de to kapsler og som omslutter eller tillater adgang ved hjelp av en ytterligere luke., til en ytterligere kapsel som omslutter installasjonsdelen, forbindelse av transittkapselen med nevnte del for å ha i det minste transittkapselen (24) som er full av luft ved atmosfæretrykk og nevnte andre kapsel som er til å begynne med full av vann ved det omgivende trykk, reduksjon av trykket i nevnte andre kapsel til atmosfæretrykk, oppnåelse av adgang til og arbeide i kapselen som omslutter installasjonsdelen mens denne er full av vann ved atmosfæretrykk, tilbakevending til transittkapselen og trykkøkning i den andre kapsel og tilbakevending til overflaten, og hvor funk-sjonen medfører innføring av en ny komponent i installasjonsdelkapselen, karakterisert ved at mannskaper fra transittkapselen (24) oppnår adgang til installasjonsdelkapselen (15) eller som på fig. 9 mens denne er full av vann ved atmosfæretrykk for å gjøre klart for innføringen av den nye komponent (97) inklusive feste av en trosse (95) til en løsbar dekselplate (91) og frigjøring av dekselplaten som imidlertid holdes av det utvendige trykk i tettende kontakt med åpningen (90) tettet av dekselplaten, at mannskapene forlater installasjonsdelkapselen og forsegler seg i en omgivelse ved atmosfæretrykk, at installasjonsdelkapselen får ny trykkø kning og dekselplaten frigis, at den nye komponent (97) festes til trossen (95) og trekkes ned til installas jonsdelkapselen med dekselplaten (91) eller en flens (121) på den nye komponent for ny tetning av åpningen, idet installasjonsdelkapselen igjen får redusert trykket til atmosfæretrykk og der-ved påfører tetningstrykk på dekselplaten eller flensen, og mannskapene vender tilbake til installasjonsdelkapselen for å sikre dekselplaten eller flensen og fullføre den ønskede funksjon.