på rør, særlig stige- og kveilerør. Nærmere bestemt vedrører oppfinnelsen en fremgangsmåte for å redusere strømningsinduserte vibrasjoner for et rør, og en dertil egnet virveldemper

Det er kjent at en vannstrøm genererer virvler på nedstrømssiden av stigerør og rørledninger. Disse virvlene blir kastet vekk fra et rørlegane med en frekvens som er avhengig av diameteren og ruheten til rørlegemets overflate og hastigheten til vannpartiklene i strømmen. Kasting av virvler fra side til side kan føre til generering av vibrasjoner/svingninger i stigerøret eller rørledningen. Master og piper er utsatt for det samme fenomenet med vinder. Stigerør og rørledninger, piper og master kan vibrere vesentlig i tilfeller hvor den naturlige resonansfrekvens for vibrasjonen sammenfaller med den strømningsinduserte vibrasjonsfrekvensen.

For å redusere virvlene er det kjent å utstyre legemene med en eller flere (si for eksempel opp til tre) "spiralformede plater" (helix strakes) som er festet til legemets ytre overflate for å gi legemet en varierende diameter, hvorved virvlene blir kastet til siden av legemet med forskjellige frekvenser langs legemet, som dermed unngår en resonans med egenfrekvensen. Slike "spiralformede plater" kan bli laget av stål eller aluminium og bli sveiset på legemet, men de kan også bli laget av polymerer.

Nye utfordringer er forårsaket av det faktum at oljeindustrien arbeider i stadig økende vanndybder. Dette krever lengre stigerør som er ofte mer mottakelig for vibrasjoner enn dem som allerede er installert. Det er også forutsatt at noen stigerør som er vurdert er tynnere enn de som normalt er benyttet i dag for å redusere vekten. Drift kan likevel bli utført sikkert hvis brønnene er beskyttet av automatiske innstengningsventiler.

Det er forbundet en rekke ulemper med de kjente innretninger for vibrasjonsdemping. De kjente innretninger krever at enheter blir montert/demontert som seksjoner på et stigerør mens stigerøret blir senket/hevet, noe som medfører stort behov for arbeidskraft Videre krever utstyr som benyttes ifølge kjent teknikk at det tilveiebringes betydelig lagringsplass om bord på riggen eller fartøyet, hvilket i noen tilfeller ikke er tilgjengelig.

Det er imidlertid ikke vurdert praktisk å utstyre et temporært stigerør med "spiralformede plater" mens stigerøret blir installert, da de "spiralformede platene" vil øke vanskeligheten i håndteringen av stigerøret. En fremgangsmåte må bli funnet for å installere de "spiralformede platene" idet stigerøret blir senket ned i sjøen.

Økende bruk av undersjøiske fasiliteter fører også til økende behov for intervensjonsarbeid i undersjøiske brønner. Et pågående uviklingsprogram i STATOIL

sikter etter en øket produksjon fra undersjøiske brønner hvor brønnintervensjon vil spille en viktig rolle. Intervensjonsarbeidet vil behøve tilgang gjennom et stigerør fra overflaten.

Bruk av kveilerør kan bli en ny fremgangsmåte for brønnintervensjon hvor rør med liten diameter er rullet av en stor trommel før røret er senket (med kraft hvis nødvendig) inn i brønnen. Det er ikke praktisk å utstyre det kveilede røret med noen form for "spiralformet plater" og en fremgangsmåte må bli funnet for å installere de "spiralformede platene" idet røret blir senket ned i sjøen/brønnen.

I patentsøknadspublikasjon US 2002/0074133 Al finnes en grundig beskrivelse av en generell fremgangsmåte for å dempe strømningsinduserte vibrasjoner, og mer spesiell beskrivelse av en innretning og en fremgangsmåte som forenkler installasjon av den vibrasjonsdempende innretning ved å benytte spesialklammer som monteres parvis og som har hull/feste for ett eller flere kobberrør, og klammeparene blir montert i forskjellige posisjoner langs stigerøret. Deretter blir et klammepar rotert i forhold til hverandre og festet slik at kobberrørene blir spiralformede rundt stigerøret. Ved å benytte kobber vil de spiralformede rørene ikke bli tilgrodd av alger, groer, osv., men det ville være mer fordelaktig med en innretning uten behov for feste til stigerøret eller tilsvarende.

I patentpublikasjonene GB 2 378 493 A og GB 2 315 797 A er det beskrevet innretninger for å dempe strømningsinduserte vibrasjoner, og mer spesielt hylsesegmenter med spiralformede finner som vil beskytte det indre rør samt bryte strømningsvirvlene. Hyisesegmentene er utformet på forskjellig måte for å spare plass ved lagring da det kreves mange av dem på et stigerør, likevel er de relativt plasskrevende. Felles for dem begge er at det kreves mye manuelt arbeid for å montere/demontere segmentene på et stigerør.

Det er behov for utstyr som kan redusere en del av ulempene med utstyret og teknikken nevnt ovenfor, spesielt utstyr som er mindre plasskrevende, enklere i drift og som ikke påvirker produksjonstiden på samme måte.

Det er et formål med den foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en fremgangsmåte og en virveldemper som imøtekommer det ovennevnte behov.

Med oppfinnelsen tilveiebringes det en fremgangsmåte for å redusere strømnings-induserte vibrasjoner for et rør, særlig et stige- eller kveilrør, ved å installere en virveldemper i form av en line som kan være et tau, vire, slange eller lignende, rundt røret i aksial retning for å forhindre at strømningsvirvler blir generert rundt røret, særpreget ved å feste minst en line som skal fungere som demper i nedre enden av røret eller ved en tilsiktet posisjon langs røret, og mens røret senkes ned til tilsiktet posisjon i sjøen, eller senere for et allerede installert rør, vikle/surre linen rundt røret slik at hele lengden av røret eller en tilsiktet lengde av røret, vil ha linen viklet/surret rundt seg som en spiral.

Med oppfinnelsen tilveiebringes også en virveldemper, slik det fremgår av krav 8.

Oppfinnelsen vil beskrives nærmere' i det følgende i forbindelse med noen utførelseseksempler og under henvisning til tegningene, der

Figur 1 viser en skjematisk skisse hvor kveilrøret/stigerøret er senket ned fra et fartøy/en rigg _dg linen er viklet/surret rundt den delen som er nedsenket i sjøen, Figur 2 viser en skjematisk skisse hvor kveilrøret/stigerøret er senket ned først og linen er ført ned til BOP og festet og hvor linen er viklet/surret rundt røret n antall ganger, Figur 3 viser hva som har skjedd fra figur 2 etter at linen har blitt strekkbelastet for å plassere viklingene/surringene jevnt fordelt over hele stigerørets/kveilrørets lengde, og

Figur 1 viser en rigg eller et fartøy 1 eller en annen passende innretning som flyter på overflaten 2. Dette fartøyet eller riggen 1 kan ha/har en åpning 3 i skroget for å føte et kveilrør/stigerør 4, heretter kalt "rør", igjennom ned i sjøen og videre ned til et undersjøisk juletre 5 for tilkopling eller for videre gjennomføring ned i borebrønnen 6.

På dekk 7 eller i den nedre delen av åpningen i skroget vil det være festet en trommel 8. Trommelen 8 vil ha et hull 9 i midten som gjør det mulig for røret 4 å passere igjennom. På trommelen 8 vil det være en line 10, som kan enten være en vire, tau, slange, eller tilsvarende, som kan vikles/surres rundt røret 4 når dette senkes ned i sjøen. Når røret og linen kommer ned til sjøbunnen, så strekkbelastes linen og festes til et forankringspunkt i fartøyet eller riggen.

Linen 10 skal ha som funksjon å dempe strømningsinduserte vibrasjoner i røret 4, men vil ikke utøve noen styring eller påvirke styrken i noen vesentlig grad til det røret 4 som linen 10 blir surret rundt. Siden linen 10 og røret 4 ikke er fast knyttet til hverandre kan linen 10 og røret 4 nedsenkes eller taes opp uavhengig av hverandre, men mest hensiktsmessig blir linen 10 nedsenket eller tatt opp samtidig med røret 4. Linen 10 er tiltenkt å dekke hele røret 4 utsatt for strømningsinduserte vibrasjoner, eller en tilsiktet lengde derav, og vil sikre at forholdene for strømningsinduserte belastninger ikke lenger vil være til stede idet fluidets strømningsforhold i nærheten av røret er "forstyrret" av linen.

Antall liner 10 som vil bli viklet/surret rundt røret 4 er minst en, men kan være flere avhengig av hvor stor endring man ønsker at den ytre overflaten til røret 4 skal få. Videre kan antall viklinger/surringer det ønskes rundt røret 4 i forhold til lengden av røret 4 bestemmes ved nedsenkningshastigheten til røret 4 og rotasjonshastigheten til trommelen 8.

Dersom røret 4 skal kunne beveges videre ned i en brønn 6 under trykk, gjennom f eks en utblåsningssikring 12, må det være mulig for linen 10 å "gli" i forhold til overflaten på røret 4 som er benyttet uten at friksjonen blir for stor eller at røret 4 blir skadet. Det kan da være behov for at man forhåndsbehandler overflaten til røret 4 og/eller linen 10 med f eks epoksy.

Trommelen 8 er montert slik at den har mulighet til å rotere rundt sin egen akse som sammenfaller med senterlinjen til røret 4 som passerer gjennom senter av trommelen 8. En festeanordning 11 for trommelen 8 må kunne bære både trommelen med nødvendig lengde med line 10 samt kraften som vil bli benyttet for å trekke linen 10 til et juletre 6 på sjøbunnen. I figur 4 er det vist en trommel 8 med linefører 14. Trommelen vil normalt ha en diameter som er vesentlig større enn røret og følgelig for å føre linen rundt røret trengs det en linefører som roterer i samme retning som trommelen og med en rotasjonsakse sammenfallende med trommelen. Imidlertid trenger ikke trommelen 8 og Hneføreren å rotere i samme hastighet rundt rotasjonsaksen. Dette er nødvendig for å kunne vikle/surre en line rundt et rør med forskjellig diameter og for å kunne ha forskjellig nedsenkning/opptakning hastighet på røret.

For eksempel hvis linen skal ha en omdreining per hel meter nedsenkning av røret, hvor røret har en diameter på 15,24 cm (6 tommer) og trommelen har en diameter på 79 cm, vil man få følgende: Lineføreren 14 skal rotere 360° rundt røret, men hvis trommelen står stille vil det si at 248 cm line vil bli "sluppet" ut fra trommelen og det vil ikke være strekkbelastning i linen. Den totale, lengde av line som må ut er ca. 148 cm (lm senkning av røret og omkretsen av røret på ca. 48cm). Det vil si at trommelen 8 må rotere sammen med lineføreren 14, men kun med en rotasjonsvinkel rundt 145° ( vinkel - 100cm^*360°/248cm) som tilsvarer lOOcm mindre line ved 360° rotasjon av lineføreren 14.

Videre må lineføreren 14 kunne tåle en kraft/eller utøve en kraft når linen slippes ut eller taes inn eller blir strekkbelastet. Linen kan bli matet fra /tatt inn fra innvendig eller utvendig diameter til trommelen

I figur 2 og 3 er det vist en tenkt situasjon hvor man ønsker å benytte et kveilrør 4 som tvinges inn i en trykksatt brønn 6 for å kunne utføre et arbeid. Det vil da være mest hensiktsmessig å installere linen 10 på den delen av kveilrøret 4 som er omkranset av vann for å unngå strømningsinduserte vibrasjoner, etter at kveilrøret har kommet gjennom utblåsingssikringen 12 ved juletreet 5 og kanskje litt videre. Deretter vil linen 10 bli trukket ned til et festepunkt på juletreet 5/sjøbunnen, f eks av en fjernstyrt undervannsrobot. Trommelen vil så bli rotert et antall ganger rundt kveilrøret 4 som vil gi ønsket stigning på spiralen som vil bli laget av linen 10. Nå vil man ha en situasjon hvor viklingene/surringene ikke er jevnt fordelt langs kveilrøret 4 som vist i figur 2 og for å rette på dette vil man påføre linen 10 en strekkbelastning for å "strekke" den ut og dermed fordele viklingene/surringene jevnt over hele lengden til kveilrøret og ende opp som vist i figur 3. Strekkbelastning av linen er viktig for å fordele linen jevnt utover hele rørets lengde samt at linen holder seg på plass langs røret, som "festet". Strekkbelastningen må opprettholdes så lenge linen skal fungere som vibrasjonsdemper.

Metoden som beskrevet over vil også bli benyttet dersom det er behov for å bytte ut linen 10 av en eller annen grunn etter at et rør 4 er installert, da linen 10 må reinstalleres rundt røret 4 som allerede er nedsenket og i drift. Dette sparer både tid og penger. For at linen 10 skal kunne frigjøres, er det nødvendig med en Mgjøringsanordning 13 i enden av linen 10.