NO325540B1 - Umbilical og fremgangsmate for dens fremstilling - Google Patents

Abstract

Umbilical-innretning med en langsgående akse (X) omfatter minst en langstrakt, elektrisk kabel (4) og/eller rør (5), en langstrakt lastbærende komponent (1) langs den langsgående akse (X) og med en ytterflate (2) med minst ett spor (3) anbrakt langs den langsgående akse (X) og parallelt med denne, idet sporet (3) er utformet for å holde kabelen 4 og/eller røret (5) idet kabelen (4) og/eller røret (5) kan bevege seg radialt i sporet (3) når umbilicalen bøyes.

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en umbilical-innretning ifølge krav 1.

Umbilicalen er en sammensatt konstruksjon som kan transportere hydraulikkfluider, kjemikalier, elektriske og optiske signaler og elektrisk kraft. Ledningsrøret for kjemisk transport blir vanligvis plassert i midten mens elektriske signaler og krafttilførsel og hydraulikkrør blir plassert rundt det sentrale element eller kjerneelementet. De perifert anbrakte elementene blir vanligvis viklet spiralformet rundt sentralrøret. Hvert element kan fritt bevege seg langsgående i forhold til de andre elementene.

Fra GB 0 627 027 Bl er en fremgangsmåte kjent for fremstilling og legging av flere langstrakte elementer til en umbilical som omfatter et kjerneelement, flere ledningsrør og/kabler anbrakt utenfor kjerneelementet, fyllmaterialer rundt og mellom ledningsrørene/kablene og eventuelt en beskyttende kappe som omslutter kablene/ledningsrørene og fyllmaterialet, idet kjerneelementet blir forflyttet langs en mateledning og ledningsrørene og/eller kablene blir matet til utsiden av kjerneelementet og lagt i en spiralform. Den kjente oppleggingsmaskin som brukes i denne fremgangsmåte er svært komplisert og kan ikke brukes på stedet ved installasjonsområdet, som normalt er en plattform på sjøen.

GB 1 387 180 beskriver en hul kabel som omfatter en rørbærer av fleksibelt, homogent materiale, forsterkninger med stor strekkfasthet anbrakt på ytterflaten av og umiddelbart nærliggende bæreren og elektriske ledere anbrakt parallelt med forsterkningene og i et felles lag derved, idet de elektriske ledere har omtrent samme tverrdimensjon som forsterkningene. De elektriske ledere og forsterkningene er satt sammen rundt bæreren for å frembringe en svært liten vinkel i forhold til rørbærerens langsgående akse. Et holdelag er anbrakt over forsterkningene og elektriske ledere. I en utførelse er bæreren forsynt med avstandsribber som strekker seg parallelt med den langsgående akse av bæreren for derved å tilveiebringe langsgående spor for å oppta de elektriske ledere og forsterkningene. Holdelageret hindrer de elektriske ledere og forsterkningene i å slippe ut fra sporene.

NO 168 674 angår en luftkabel med optiske fibre og en lastbærende komponent som har spor for fibrene. Disse skal kunne bevege seg fritt i radiell retning når kabelen bøyes.

Formålet med oppfinnelsen er å tilveiebringe en umbilical-innretning som egner seg for tjeneste i et miljø med stor mekanisk belastning og som kan henge fritt fra sjøoverflaten og ned til sjøbunnen på et oljefelt på svært dypt vann. En elektrisk installasjon av ultralange umbilicaler på opp til 200 km vil være mulig.

Hovedtrekkene ved oppfinnelsen vil fremgå av de vedlagte krav.

Ved hjelp av oppfinnelsen oppnås det en forbedret umbilical-innretning som kan produseres på stedet. Derved vil bruk av komplekse innretninger for fremstilling av umbilicalene, ikke være nødvendig.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende under henvisning til tegningene, hvor figur 1 viser skjematisk en første utførelse av en del av en umbilical, figur 2 viser skjematisk et riss av en andre utførelse av en del av en umbilical, figur 3 viser skjematisk et riss av umbilicalen på figur 1 i en bøyd tilstand, og figur 4a og 4b viser skjematisk forskjellige spor.

På figur 1 omfatter umbilical-innretningen en sentral kjerne 1 som kan være en kabel for elektrisk kraft, et forsterkningselement eller et metallrør. Senterkjernen 1 er forsynt med et lag 2 av plast eller elastisk polymermateriale. Laget 2 er fortrinnsvis et ekstrudert lag. Laget 2 består i en foretrukket utførelse av kryssbundet polyetylen eller en elastomer, for eksempel EPDM. Laget 2 har en termisk isolerende funksjon. Laget 2 omfatter på overflaten, flere spor 3 som kan ha et ovalt tverrsnitt, selv om også andre tverrsnitt er mulig som vist på figur 3a og 4b. Sporene 3 er vesentlig parallelle med aksen X av umbilicalen. Elektriske kabler 4 og metallrør 5 settes inn i sporene 3. På grunn av tverrsnittet av sporene 3, diametrene og kablene 4 og rørene 5 og de elastiske egenskaper av materialet av laget 2, kan kablene 4 og rørene 5 beveges seg fritt sidelengs og radialt i sporene 3 mot eller vekk fra aksen X, når umbilical-innretningen beveges eller bøyes i forskjellige retninger. På grunn av elastisiteten av materialet i laget 2, kan kablene 4 og rørene 5 lett settes inn i sporene 3.

Sporene 3 er formet slik at kablene 4 og rørene 5 kan forflytte seg mot midten av umbilicalen hvis de er anbrakt på utsiden av en umbilical bøyning og vekk fra midten av umbilicalen hvis de er plassert på innsiden av en umbilical bøyning. Dette er vist på figur 3.

Sporene 3 er tilpasset i størrelse eller tverrsnitt til kablene 4 og rørene 5, slik at massen og inertkreftene av kablene 4 og rørene 5 vil bli overført til laget 2 langs lengden av umbilicalen,

Figur 2 viser en modifisert umbilical hvor senterkjernen 1 er et metallrør. Laget 2 består av flere elementer 2a som er fremstilt av samme materiale som laget 2 på figur 1. Elementene 2a kan ha samme tverrsnitt. Elementene 2a er i det vesentlige laget av ekstrusjon.

Kablene 4 og rørene 5 kan innsettes enten før og etter elementene 2a overflaten av senterkjernen 1.

Umbilicalene vist på figur 1, 2 og 3 kan være forsynt med minst ett lag (ikke vist) som danner ytterkappen på umbilicalen. Figur 4a viser et snitt av laget 2 med et spor 3 med et relativt sirkulært tverrsnitt. På grunn av at materialet for laget 2 er elastisk, kan kabelen 4 lett bringes inn i sporet 3, selv om åpningen i sporet 3 er mindre enn diameteren av kabelen 4. Figur 4b viser et spor 4 med et nært rektangulært tverrsnitt. På bunnen av sporet 3 er det tilveiebrakt et element 6 av et deformerbart materiale. Elementet 6, er fremstilt av et skumliknende materiale, eller av et elastisk materiale. Elementet 6 bringes inn i sporet 3 før kabelen 4 legges i sporet 3.

Den viktigste fordelen med umbilical-innretningen ifølge oppfinnelsen, er at umbilicalen kan fullføres på installasjonsstedet, for eksempel en plattform i sjøen.

Senterkjernene 1 og kablene 4 og rørene 5 transporteres separat til stedet.

Når senterkjernen er et metallrør som vist på figur 2, blir de enkelte metallrør sveiset sammen for å danne et rør av en stor lengde.

Kablene 4 og rørene 5 trekkes av spoler og legges i sporene 3. Hvis laget 2 består av flere elementer 2a, legges disse elementene 2a (enten med eller uten kablene 4 eller rørene 5, i sporene 3) til overflaten av senterkjernen 1. Elementene 2a blir festet til senterkjernen 1 med et båndlag.

Claims (10)

1. Umbilical-innretning med en langsgående akse (X) og omfattende minst én langstrakt elektrisk kabel (4) og/eller rør (5), en langstrakt lastbærende komponent (1) langs den langsgående akse (X) og med en ytterflate forsynt med minst ett spor (3) anbrakt langs den langsgående akse (X) og parallelt med denne, der komponenten omfatter en sentral kjerne (1) omsluttet av et plast- eller elastisk lag (2), som er forsynt med det minst ene sporet (3), karakterisert ved at sporet (3) er utformet for å holde kabelen (4) og/eller røret (5) i dette, samtidig som det tillatter kabelen (4) og/eller røret (5) å bevege seg hovedsakelig radialt i sporet (3) når umbilicalen bøyes, og at laget (2) består av flere radielle plast- eller elastiske elementer (2a), der hvert element er lagt til overflaten av den sentrale kjernen (1).

2. Umbilical-innretning ifølge krav 1, der de plast- eller elastiske elementene (2a) er ekstruderte elementer.

3. Umbilical-innretning ifølge krav 1 eller 2, der laget (2) består av en kryssbundet eller termoplastisk polymer eller en elastomer.

4. Umbilical-innretning ifølge et av kravene 1-3, der kjernen (1) består av et metallrør.

5. Umbilical-innretning ifølge et av kravene 1-4, der kjernen (1) består av minst én kabel for elektrisk kraft.

6. Umbilical-innretning ifølge et av kravene 1-5, der laget (2) omfatter flere spor (3).

7. Umbilical-innretning ifølge et av kravene 1-6, der sporene (3) er tilpasset i størrelse til kablene (4) og/eller rørene (5), slik at massen og treghetskreftene av kablene (4) og/eller rørene (5) blir kontinuerlig overført til laget (2) langs kabelen (4) og/eller røret (5).

8. Umbilical-innretning ifølge krav 7, der sporene (3) er tilpasset i størrelse til kablene (4) og/eller rørene (5), slik at kablene (4) og/eller rørene (5) kan gli radialt eller sideveis i sporene (3), men likevel være tett nok for å over-føre masse- og treghetskrefter.

9. Umbilical-innretning ifølge et av kravene 1-8, der sporene (3) har et ovalt tverrsnitt, slik at kablene (4) og/eller rørene (5) fritt kan beveges sideveis i sporene (3) mot og vekk fra den sentrale akse (X) av umbilical-innretningen når umbilical-innretningen beveges eller bøyes i forskjellige retninger.

10. Umbilical-innretning ifølge et av kravene 1-9, der sporene (3) er utformet slik at kablene (4) og/eller rørene (5) kan forflytte seg mot den sentrale akse (X) av umbilicalen hvis de er anbrakt på utsiden av umbilical-bøyningen og vekk fra den sentrale akse (X) hvis de er anbrakt på innsiden av umbilical-bøyningen.