NO145484B - Apparat for tetning av et parti av ytterflaten av et roerformet legeme. - Google Patents

Description

I flere industrier, og særlig i olje- og gassindustrier,

er det ofte nødvendig å bore et tappehull i et rør- som fører et fluidum under trykk. Det er på området mange anordninger tilgjengelige for utførelse av en sådan anboring, men alle de kjente anbo-ringsanordninger er imidlertid formet til å bli manøvrert i et trykktett stigerør som er sveiset på røret som skal anbores. Vanligvis skjærer disse mekanisk eller hydraulisk drevne bor en kupong eller skive ut av rørets vegg.

Ved mange av disse tappingssituasjoner, f.eks. når det dreier seg om undervannsrør eller når man har å gjøre med et rør som fører et brennbart eller eksplosivt trykkfluidum, kan det være ytterst farlig og/eller kostbart å sveise et stigerør på røret som skal tappes.

Andre lignende serviceproblemer oppstår når det blir nød-vendig å reparere en brist eller sprekk i et trykkrør eller et rør som er nedsenket i vann. Vanligvis lukkes sprekken ved sveising. Forkjellige anordninger har vært utviklet for bruk i situasjoner

hvor sveising ville være farlig eller overdreven kostbar. Disse anordninger må imidlertid være mekanisk montert og tettet om det sprukne rør av en eller flere erfarne arbeidere. Omkostningene ved bruk av sådanne anordninger kan være relativt høye når det skadede rør er på et helt utilgjengelig sted, f.eks. under vann.

Apparatet ifølge foreliggende oppfinnelse er formet for bruk til tetting av brister eller sprekker i rørformede legemer og for bruk ved anordninger for boring av tapphull og omfatter et i langsgående segmenter oppdelt hus innrettet for fastklemming rundt nevnte rørformede legeme, og innretninger forbundet med huset for forankring av huset i fastklemt stilling på nevnte rørformede legeme etter en hensiktsmessig påvirkning av innretningen, hvor huset omfatter i det minste en ettergivende pakningsinnretning anbragt

i huset og innrettet for tettende anlegg med et fullstendig om-kretsparti av det rørformede legemes ytterflate og for tetning av

i det minste partier av langsgående mellomrom mellom husets segmenter etter betjening av innretningen. Oppfinnelsen kjennetegnes ved et antall i lengderetningen på linje anordnede hydrauliske innretninger som omfatter sylindre og stempler som er anbragt i' huset for tilføring av en aksial kraft til pakningsinnretningen for aksial sammenpressing og radial deformering av pakningsinnretningen til tettende anlegg med huset og ytterflaten av nevnte rørformede legeme og for tetning av nevnte partier av nevnte langsgående mel-

lomrom, og innretninger anordnet i huset for tilførsel av hydraulisk trykk for påvirkning av de nevnte stempelinnretninger.

Ytterligere fordelaktige trekk ved oppfinnelsen er angitt i underkravene.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere under henvisning til tegningene, hvor fig. 1 er et delvis aksialsnitt av en utførelse av oppfinnelsen, fig. 2 er et lignende riss etter linjen 2 - 2 på fig. 1, fig. 3 er et tverrsnitt etter linjen 3 - 3 på fig. 1, fig. 4 og 5 er isometriske riss av to pakningsformer, fig. 6 er en del av et aksialsnitt av en annen utførelse av oppfinnelsen, fig. 7 er en del av et aksialsnitt av en tredje utførelse av oppfinnelsen, fig. 8 er et aksialsnitt av en del av en annen utførelse av oppfinnelsen og fig. 9 er et tverrsnitt tatt etter linjen 9 - 9 på fig. 8.

I en foretrukket utførelse av oppfinnelsen, som vist på fig. 1-3, omfatter apparatet et forlenget i hovedsaken sylindrisk hus 10 formet av to sammenpassede halvsylinderformede segmenter, et øvre segment 11 og et undre segment 12, hvilke sees best på fig. 3. Skjønt huset er vist og beskrevet som bestående av to segmenter, kan det være formet av et hvilket som helst antall sammensatte sy-lindersegmentdeler.

Segmentene 11 og 12 er i lengderetningen dreibart forbundet så huset kan åpnes sideveis for fastklemming om et rørformet legeme eller del. Denne dreieforbindelse omfatter øvre, hovedsakelig radialt fra segmentet 11 utragende, gjennomhullede hengselører 13, og samvirkende lignende nedre hengselører 14 som rager radialt ut fra segmentet 12 og en gjennom ørene 13 og 14 ført hengseltapp 15 som vist på fig. 2 og 3. Lignende samvirkende og hovedsakelig radialt utragende øvre stengeører 16 og undre stengeører 17 er anordnet på segmentene 11 resp. 12 på motsatt side av huset 10 fra dreieforbindelsen og er innrettet til å oppta en låsetapp 18 som holder huset 10 i lukket stilling om en rørformet del.

Den indre form av denne utførelse sees best på fig. 1 og 2, hvor huset 10 er utstyrt med en langsgående aksial åpning (gene-relt betegnet 19) gjennom samme anordnet til å oppta en rørformet del såsom røret 20. De venstre og høyre ytre endepartier av åpnin-gen 19 er formet med innadrettede, avkortet kjegleformede glideseter 21 resp. 22 innrettet til å oppta koniske glidere 23 og 24 som er

formet av avkortet kjegleformede segmenter for å passe til setene 21 og 22 og den indre overflate av gliderne er utstyrt med periferiske

gripetenner 25 til å gripe inn i røret 20.

Kompressjonsringer 26 og 27 er anordnet ved de indre ender av gliderne 23 og 24 for aksial glidebevegelse langs røret 20 inne i huset 10. I den viste utførelse er hver av ringene 26 og 27 formet i et øvre og et nedre segment 28, 29 og 30, 31 avpasset til å anbringes i hver sin halvdel av huset 10. Hvis det benyttes et større antall hussegmenter kan ringene 26 og 27 oppdeles i et tilsvarende antall sammenpassede segmenter. De tilgrensende overflater av hvert segment av ringene 26 og 27 er formet med en tilpassingsmåte med not og fjær for å øke den mekaniske styrke og aksiale kraftoverførings-evne av de samlede ringer.

I hovedsaken sylindriske pakninger 32 og 33 er anordnet i huset 10 om røret 20 ved de indre ender av ringene 26 og 27 og be-står hver av et elastisk materiale såsom gummi, neopren eller lignende som vil deformeres radialt når det utsettes for en aksial sammenpressingskraft, og som utgjør anordninger for å opprette en trykktett tetning mellom rørets 20 ytre overflate og husets 10 inn-side. Pakningene 32 og 33 kan ha en hvilken som helst av et antall konvensjonelle former. Som f.eks. vist på fig. 4 kan en rørformet pakning 34 formet av til hinannen passende sylindersegmenter 35 og 36 brukes som pakninger 32 og 33. På lignende måte kan pakninger 37, som vist på fig. 5, formet av et antall ved siden av hverandre anbragte, parallelle, splittede ringer 38 brukes. Andre pakningsformer kan brukes på lignende måte så lenge de er anordnet for aksial kompressjon og radial deformasjon til tettende anlegg mot rørets 20 ytre overflate.

Som vist på fig. 1 og 3 er midtpartiet av hvert segment

av huset 10 utstyrt med to grupper på tre i lengderetningen på linje med hverandre anbragte sylindre 39 som åpner mot pakningene 32 og 33. På fig. 3 forbinder en innvendig fordelingsledning 40 hver av sylin-dergruppene 39 og en bøyelig utvendig ledning 41 forbinder sylind-, rene 39 for innføring av trykkfluidum i samme. I hver av sylindrene 39 er montert et aksialt glidbart stempel 42 av hvilke en ende er anordnet til å utøve en aksial kraft på pakningene 32, 33. Splittede trykkringer 43 og 44 er anbragt mellom stemplene 42 og pakningene 32 og 33 og virker til jevn fordeling av stempelkreftene mot de aksialt indre ender av pakningene 32 og 33.

Som vist på fig. 2 og 3 er overflaten av det undre segment 12 av huset 10 utstyrt med pakningsspor 45 og 46 som strekker seg i hovedsaken i lengderetningen mellom pakningene 32 og 33 og tjener til å oppta langsgående pakninger 47 resp. 48 med sirkulært tverrsnitt hvis diameter er noe større enn sporenes dybde. Når huset 10 er stengt vil den undre anleggsflate av det øvre hussegment 11 ligge an mot og sammenpresse pakningene 47 og 48 og tilveiebringe en langsgående trykktett pakning mellom pakningene 32 og 33 ved seg-mentenes 11 og 12 sammenstøtende flater. Pakningene 32 og 33 og 47, 48 virker sammen til å hindre tap av trykkfluidum fra den sen-trale del av huset 10, hvilket fluidum kunne komme fra f.eks. en brist eller sprekk i røret 20 mellom pakningene 32 og 33. Hvis det brukes flere enn to hussegmenter kan lignende lengdepakninger brukes mellom de tilgrensende anleggsflater av hvert segment.

Det hittil beskrevne apparat er egnet for bruk ved steng-ning av et brudd eller sprekk i et rørformet legeme ved å fastklemme huset om samme således at bruddet eller sprekken faller mellom pakningene 32, 33 og deretter sette sylindrene 39 under trykk. Skjønt mindre økonomisk kan apparatet alternativt brukes til å tette en mindre sprekk eller lignende ved å anbringe en av pakningene 32, 33 over samme og deretter sette sylindrene 39 under trykk.

Som nevnt ovenfor kan dette apparat i tillegg brukes når det er nødvendig å bore et tappehull i en trykkledning. For det bruk festes der til huset 10 mellom pakningene 32, 33 en nippel eller stigerør 49 som kan være avpasset til å oppta en hvilken som helst av et antall tilgjengelige konvensjonelle anordninger for boring av tappehull. Huset 10 er utstyrt med en åpning 50 som danner forbindelse mellom røret 20 og rørets 49 boring og tillater at anboringsapparatet (ikke vist) kan bringes i kontakt med røret 20.

Som vist på fig. 3 kan huset 10 fastklemmes om røret 20 ved en hydraulisk trykksylinder 51 hvis øvre ende ved en dreietapp 52 er forbundet med stigerøret 49 (og derved med det øvre hussegment 11) og hvis nedre ende ved en dreietapp 53 og arm 54 er forbundet med det undre hussegment 12. Sylinderen 51 er av den dobbelt-virkende type og med ovennevnte arrangement lukker forlengelse av sylinderen huset 10, mens innkorting av sylinderen 51 vil åpne huset 10 og muliggjøre husets 10 montering på eller fjernelse fra en rør-formet del såsom røret 20.

Under anvendelse fjernes låsetappen 18 fra stengeørene 16 og 17 og kraftsylinderen 17 drives til dens tilbaketrukne stilling. Med pakningene 32 og 33, f.eks. som pakninger 34 vist på fig. 4 stående i huset 10, anbringes dette om røret 20 og kraftsylinderen 51 drives til sin forlengede stilling. Apparatet er nu fastklemt om røret 20 som vist på fig. 1-3, hvoretter låsetappen 18 innføres i ørene 16 og 17. Trykkfluidum føres deretter inn i sylindrene 39 gjennom fordelingsrørene 40 og 41 fra trykkinnløpsledningen 55 vist på fig. 3 og forårsaker derved at gliderne 23 og 24 og pakningene 32 og 33 blir fastklemt om røret 20. Trykkinnføringsledningen 55 kan anordnes til å stå i forbindelse med et fluidumtrykk til alle sylindre 39, som vist, eller kan en annen trykkinnløpsledning (ikke vist) anordnes således at sylindrene ved hver ende av huset 10 kan drives uavhengig.

På fig. 6 er illustrert delvis i snitt den venstre halvdel av en annen utførelse av apparatet ifølge oppfinnelsen. Denne ut-førelse er likeledes et hus 60 anordnet for fastklemming om en rør-formet del, såsom rør 61, og omfatter likeledes hengselører 62, 63, hengseltapp 64, stengeører 65 og 66, låsetapp 67 og en langsgående aksial åpning 68 gjennom samme. I denne utførelse er et avkortet kjegleformet utadrettet glidesete 69 formet i den indre del av åp-ningen 68 og til denne avpassede koniske glidere 70 er glidbart anbragt i samme. En trykkring 71 er anordnet ved den ytre ende av gliderne 70 og er anordnet for aksial glidebevegelse i huset 60 langs røret 61. Som ved den ovenfor beskrevne første utførelse er ringen 71 formet i den øvre (ikke vist) og nedre 72 halvdel således at hvert segment av huset 60, når det er åpnet, vil bære en del av ringen 71.

En elastisk pakning 73 er anordnet i huset 60 om røret 61 ved den venstre ende av ringen 71. Som ovenfor beskrevet kan pakningen 73 være formet som vist på fig. 4 eller 5 eller kan konstru-eres i andre lignende former.

Den venstre ende av huset 60 har et antall sylindre 74 formet i samme og koblet sammen ved en fordelingsledning (ikke vist) samt anordnet til å motta et trykkfluidum gjennom innløpsledningen 75. Et stempel 76 er plasert i hver av sylindrene 74 for aksial bevegelse ved trykkfluidet i sylindrene 74. Mellom høyre ende av stemplene 7 6 og den venstre ende av pakningen 7 3 er innskutt en annen splittet trykkring 77 for å fordele kreftene fra stemplene 76 til pakningen 73 og til gliderne 70.

Høyre halvdel av dette apparat (ikke vist) er konstruert som et speilbilde av den på fig. 6 viste del således at huset 60 også vil ha en annen gruppe sylindre 74 ved sin høyre ende, og er likeledes utstyrt med et annet sett av glidere, trykkringer og en annen pakning. Det viste nedre hussegment 60 er utstyrt med langsgående tetningsspor 78 og 79 som strekker seg fra pakningen 73 til den annen pakning (ikke vist) og pakninger 80 og 81 med sirkulært tverrsnitt er respektive anbragt i samme og anordnet til å bevirke langsgående mellomtetning av huset 6 0 som ovenfor beskrevet under henvisning til fig. 1-3.

Denne utførelse er også utstyrt med en låsetappsylinder 82 som er forbundet med husets 60 venstre ende og anordnet koaksialt med låsetappen 67. Sylinderen 82 har tilstrekkelig lengde til å oppta tappen 67 når den er trukket ut av stengeørene 75, 66 og er utstyrt med et fluiduminnløp 83 ved sin venstre ende. Et stempel 84 er anbragt glidbart i sylinderen 82 og er forbundet med tappens 67 venstre ende for bevegelse med denne. Under anvendelse fastklemmes apparatet om røret 61 og sylinderen 82 settes under trykk for å føre tappen 67 inn i ørene 65 og 66. Trykkfluidum innføres deretter i sylindrene 74 gjennom ledningen 75. Dette trykk forårsaker bevegelse mot høyre av stemplene 76 og ringen 77 og bringer pakningen 73 og gliderne 70 til inngrep med rørets 61 ytre overflate.

Når apparatet er utstyrt med en hydraulisk fastklemmings-sylinder 51, som vist på fig. 3, kan det fastklemmes, låses og bringes i inngrep rundt røret 61 helt hydraulisk og egner seg derfor til bruk hvor en fullstendig fjernkontrollert betjening ønskes. Skjønt det ikke er vist eller beskrevet som en del av de andre ut-førelser av apparatet ifølge oppfinnelsen, kan hvis så ønskes, sylinderen 82 og stemplet 84 som vist på fig. 6, brukes ved en hvilken som helst av apparatutførelsene for å oppnå en fullstendig fjernbetjent egenskap.

På fig. 7 er vist den venstre halvdel av ytterligere en utførelse av apparatet ifølge oppfinnelsen som i konstruksjon ligner det på fig. 1-3 viste. I denne utførelse er husets 90 venstre ende utstyrt med en innad vendende avkortet kjegleformet sete 91 som inneholder til samme avpassede glidere 92 og den indre del av huset 90 er utstyrt med en pakning 93 anordnet for tettende anlegg mot et i samme innført rør 94. I stedet for de vanligvis sentralt anbragte sylindre 39 på fig. 1-3, utnytter denne utførelse en glidbar eller "flytende" sylinder og stempelanordning for å påføre påvirknings-kraft til gliderne 92 og pakningen 93.

På fig. 7 er anordnet et antall glidbare sylindre 95 ved den høyre ende av gliderne 92 og åpner mot pakningen 93. Et stempel 96 er anbragt i hver sylinder 95 og kraften ved stemplenes føring mot høyre fordeles på pakningen 93 ved en splittet trykkring 97. Trykkfluidum tilføres sylindrene 95 ved ledninger 98 som er ført inn, gjennom slisser 99 i huset 90 som muliggjør en begrenst fri bevegelse av sylindrene under innstillingsbevegelsen.

Ved bruk fastklemmes og låses apparatet om røret 94 ved lignende (ikke viste) anordninger som er beskrevet i forbindelse med tidligere utførelser. Et trykkfluidum føres deretter inn i sylindrene 95 gjennom ledningene 98 og bevirker at sylindrene 95 beveger seg mot venstre til påvirkning av gliderne 92, og, samtidig at stemplene 96 beveger seg mot høyre til påvirkning av pakningen 93. Den annen ikke viste halvdel av apparatet er et speilbilde av den viste del og påvirkes på lignende måte for inngrep med røret 94.

En videre utførelse av oppfinnelsen egnet til bruk ved tetning av en sprekk eller annen åpning i en rørformet del er vist på fig. 8 og 9. I denne utførelse er et av segmenter bestående hus 100 på lignende måte utstyrt med hengselører 101 og 102, hengseltapp 103, stengeører 104 og 105, låsetapp 106, arm 107, dreietapper 108 og .109 og hydraulisk drivsylinder 110, som samlet danner en anord-ning for å anbringe og fastlåse hussegmentene 111 og 112 om røret 113 som beskrevet ovenfor i forbindelse med tidligere utførelser.

På fig. 8 er en rørformet pakning 114 innesluttet i huset om røret 113 og anordnet til å bli radialt deformert til tetteanlegg mot røret 113. Pakningen 114 kan ha en form svarende til en av de på fig. 4 og 5 viste, eller en annen lignende rørform. o

En sylindrisk trykkring 115 er anbragt glidbart i huset 100 ved den høyre ende av pakningen 114 og anordnet til å overføre en aksial kraft til samme. Ringen 115 er formet i to sammenpassede halvsylindriske deler således at den lett kan åpnes og tilpasses over røret 113 når apparatet skal monteres. Hver av ringens halv-deler er utstyrt med et radialt rettet, gjenget hull 116 for en holdeskrue som nedenfor beskrevet.

Som vist på fig. 8 og 9 har husets 100 høyre ende et antall langsgående, på linje anordnede sylindre 117 hvis høyre ender er lukket ved inngjengede plugger 118, som hver har en åpning 119 i forbindelse med sylinderen. Sylindrene tilføres trykkfludium gjennom stive og med pluggene 118 forbundne fordelingsrør 120 som er

innbyrdes forbundet ved en bøyelig fordelingsledning 121.

Et stempel 122 er glidbart anbragt i hver av sylindrene 117 til å ligge an mot trykkringen for derved å meddele en aksial kraft til pakningen 114. Før montering av dette apparat fastholdes stemplene 122 og trykkringen 115 til høyre, borte fra pakningen 114 ved skruer 123 som er ført inn gjennom huller 124 i huset 100 og skrudd inn i gjengede hull 116 i ringen 115.

Ved bruk åpnes apparatet ved hjelp av den hydrauliske

sylinder 110 og anbringes om røret 113. Sylinderen 110 drives deretter til å lukke apparatet om røret 113 og låsetappen 106 føres inn i stengeørene 104 og 105. Etter at skruene 123 er fjernet overføres et trykkfluidum til sylindrene 117 gjennom ledningene 120, 121 og

forårsaker at stemplene 122 og ringen 115 føres mot venstre til inn-grepsstilling, og denne aksialbevegelse sammenpresser pakningen 114 og bringer den til å deformeres radialt innad til tetningsanlegg mot røret 113.

Hvis det ønskes en permanent montering, når en av de fore-gående anordninger installeres, kan det benyttes et herdbart fluidum, f.eks. en epoxyharpiks som trykkfluidum for stemplene.

Videre endringer og alternative utførelser av oppfinnelsen vil være øyensynlige for fagfolk på området ved betraktning av foreliggende beskrivelse som må betraktes bare som illustrerende og for å lære fagmannen måten på hvilken oppfinnelsen skal utføres. Det vil forståes at den viste og beskrevne form av oppfinnelsen er

å anse for den for tiden foretrukne utførelse, og forskjellige for-andringer kan gjøres i form, størrelse og arrangement av delene. Således kan f.eks. ekvivalente elementer eller materialer erstatte ^Le her viste og beskrevne, deler kan snues om, og visse trekk av oppfinnelsen kan utnyttes uavhengig av bruken av andre trekk, hvilket alt vil være innlysende for en fagmann på området ved den nytte han har av foreliggende beskrivelse av oppfinnelsen.

Claims (5)

1. Apparat for tetning av et parti av ytterflaten av et rør-formet legeme (20,61,94,113), omfattende et i langsgående segmenter oppdelt hus (10,60,90,100) innrettet for fastklemming rundt nevnte rørformede legeme (20,61,94,113), og innretninger (16,17,18-62,63,64) forbundet med huset for forankring av huset i fastklemt stilling på nevnte rørformede legeme etter en hensiktsmessig påvirkning av innretningen, hvor huset omfatter i det minste en ettergivende pakningsinnretning (20,61,94,113) anbragt i huset og innrettet for tettende anlegg med et fullstendig om-kretsparti av det rørformede legemes (32,73,93,114) ytterflate og for tetning av i det minste partier av langsgående mellomrom mellom husets (10,61,94,113) segmenter etter betjening av innretningen, karakterisert ved et antall i lengderetningen på linje anordnede hydrauliske innretninger som omfatter sylindre (39,74,117) og stempler (42,76,122) som er anbragt i huset (10,61,94,113) for tilføring av en aksial kraft til pakningsinnretningen (32,73,93,114) for aksial sammenpressing og radial deformering av pakningsinnretningen til tettende anlegg med huset (10,61,94,113) og ytterflaten av nevnte rørformede legeme (20,61, 94,113) og for tetning av nevnte partier av nevnte langsgående mellomrom, og innretninger (41,55,75,98,120) anordnet i huset for tilførsel av hydraulisk trykk for påvirkning av de nevnte stempelinnretninger.

2. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved at huset omfatter et antall tilspissede glidestykker (23,24,70,92) som er glidbart anordnet i huset (10,60,90) og innrettet til å beveges til anlegg med nevnte rørformede legeme (20,61,94) etter påvirkning av stempelinnretningene (42,76,122).

3. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved at huset (10,60,90) er utstyrt med første og andre settt med tilspissede glidestykker (23,70,92 hhv. 24) som er anordnet i huset i innbyrdes avstand i lengderetningen og innrettet for inngrep med det rør-formede legemet (20,61,94).

4. Apparat ifølge krav 3, karakterisert ved at de første og andre sett med glidestykker (23,70,92 hhv. 24) er anordnet for bevegelse i innbyrdes motsatte aksialretninger til inngreps-stillingen, slik. at glidestykkene vil motvirke både strekkrefter og trykkrefter mellom huset (10,60,90) og det rørformede legeme (20, 61,94) .

5. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved at huset (10,60,90) er utstyrt med hydrauliske innretninger (51,110) for fastklemming av segmentene (11-12,111,112) på og rundt det rørforme-de legeme (20,113).