NO170740B - Svivelroerskjoet - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en svivelskjøt mellom to rørlengder slik det er nærmere angitt i ingressen til etterfølgende krav.

Oljerørledninger i tilknytning til ,leteboringsrigger innbefatter vanligvis en serie sammenknyttede lengder av stålrør hvor hver innbefatter et han-koblingsstykke ved en ende og et hun-koblingsstykke ved den andre ende. Innløpene og utløpene som skal kobles ved slike rørledninger, kan være ved ulike posisjoner i forhold til hverandre, og det er ikke alltid mulig eller praktisk å anordne stive rørledninger særskilt tilpasset til alle applikasjoner.

Følgelig har det blitt vanlig praksis å anordne rørledninger som innbefatter rørlengder av ulike utseender, innbefattende lineære og albueformede lengder, hvilke sammenknyttes med hverandre ved hjelp av svivelskjøter hvorved relativ aksiell dreining av tilstøtende rørlengder kan oppstå. Således kan en eller flere svivelskjøter sammen med korrekt tilformede rørlengder innsettes i en rørledning for å muliggjøre forbindelse mellom punkter ved ulike høyder og vinkler.

Svivelskjøter mellom tilstøtende rørlengder innbefatter vanligvis en serie av omkretsmessige spor eller baner inne i han- og hun-koblingsstykkene som rommer kulelagre som trykklagermedium. Tetning av to rørlengder i forhold til hverandre oppnås ved hjelp av ringformede tetningsringer aksielt sammentrykket mellom tilstøtende indre, radielt forløpende flater av han- og hun-koblingsstykkene.

Slike arrangementer har et antall ulemper. De angjeldende rørledninger vil når de har inntatt en ønsket utforming mellom to punkter som skal sammenknyttes, forbli i hovedsak i denne stilling. Således inntar svivelskjøtene til slutt en i hovedsak stasjonær stilling, og det er ikke god ingeniør-praksis å anvende kulelagre for stasjonære, høybelastede trykks!tuasjoner. Lagrene såvel som lagerbanene, kan bli inntrykkede og forringet, men slike svivelskjøter er vanske-lig å reparere på grunn av at kulelagrene må trekkes ut og gjeninnsettes gjennom små åpninger i koblingsstykkene.

Videre og kanskje av enda større betydning er tetningene i tilknytning til slike svivelskjøter svært utsatt for svikt. Etter hvert som trykklagrene slites, kan graden av aksielt trykk på de ringformede tetningsringer minske inntil lekkasje kan oppstå, ofte med katastrofale resultater.

Det ville være ønskelig å tilveiebringe en svivelskjøt mellom to rørlengder som overvinner disse ovenfor nevnte problemer av eksisterende arrangementer, og som kunne hurtig monteres og demonteres.

I samsvar med den foreliggende oppfinnelse er det tilveie-bragt en svivelskjøt av den innledningsvis nevnte art som kjennetegnes av de trekk som fremgår av karakteristikken til det etterfølgende selvstendige krav.

I en foretrukket skjøt, er et sylindrisk lagerelement anordnet som en presspasning mellom han-koblingsstykket og den utvendige gjengede mutter, hvor lagerelementet innbefatter en ringformet flens som forløper radielt av skjøten og plassert mellom frontflaten av mutteren og anleggsflaten på splittkraven.

Hensiktsmessig innbefatter skjøten videre et i hovedsak ringformet lagerelement som omgir splittkraven og som har en lagerflate tilpasset til å skape lagerkontakt med forsenk-ningen i den indre flate av hun-koblingsstykket.

Det er funnet at i visse praktiske situasjoner, kan den utvendig gjengede mutter på han-koblingsstykket hvilken skrues inn i hun-koblingsstykket for å bevirke tetningen mellom de to koblingsstykker, gradvis arbeide seg løs. Selv om dette ikke resulterer i en umiddelbar lekkasje i skjøten p.g.a. den radielle beskaffenhet av tetningen eller tetningene, vil det være ønskelig å redusere eller eliminere muligheten for at mutteren arbeider seg løs.

Følgelig innbefatter en foretrukket svivelskjøt frigjørbare låseinnretninger som virker mellom hun-koblingsstykket og mutteren på han-koblingsstykket slik at etter skruing av mutteren inn i hun-koblingsstykket, kan låseinnretningen engasjeres med mutteren for å forhindre en dreining av denne.

Hensiktsmessig innbefatter låseinnretningen en i hovedsak ringformet låsering montert på hun-koblingsstykket for å være bevegbar aksielt langs dette, men dreibart festet i forhold til dette, hvor låseringen innbefatter en fremre ringformet, radielt forløpende flate tilpasset for anlegg med en ringformet, radielt forløpende flate på mutteren, og frigjørbare innretninger for å holde nevnte flater på låseringen og mutteren i inngrep med hverandre hvorved flatene samvirker for å forhindre relativ dreining derimellom.

Fortrinnsvis er de ringformede, radielt forløpende flater på låseringen og på mutteren begge anordnet med serrateringer tilpasset for sammenlåsnIng med hverandre, mens innretningene for å holde de serraterte flater i inngrep med hverandre kan innbefatte en holdering som virker mellom en radielt forløp-ende skulder på hun-koblingsstykket og den bakre ringformede, radielt forløpende flate av låseringen, hvor holderingen er frigjørbar fra nevnte holdeposisjon.

Hensiktsmessig er låseringen montert på endeområdet av hun-koblingsstykket, hvis endeområde er av redusert utvendig diameter for å definere den radielt forløpende skulder, hvis enderegion av hun-koblingsstykket er formet med et antall flater og boringen til låseringen er formet med et korresponderende antall flater deri, hvorved låseringen er aksielt bevegbar langs endeområdet av hun-koblingsstykket, men er dreiemessig låst i forhold til dette.

Gjennom et eksempel vil nå en utførelse av oppfinnelsen bli beskrevet i nærmere detalj med henvisning til de vedlagte tegninger, hvori: fig. 1 er et lengdesnitt gjennom skjøter ifølge oppfinnelsen;

fig. 2a og 2b viser en tetning ifølge fig. 1 i nærmere detalj i sin naturlige tilstand og sin operative, radielt sammen-trykte tilstand hhv.;

fig. 3 er et enderiss av hun-koblingsstykket til en skjøt ifølge fig. 1, og

fig. 4-7 er lengdesnitt gjennom hun-koblingsstykket, låseinnretningen og mutteren som viser monteringsrekkefølgen for låseinnretningen på skjøten.

Det vises til fig. 1 og 2, hvor det er vist en rørlednings-anordning innbefattende to svivelskjøter ifølge oppfinnelsen, hvor anordningen er av i hovedsak U-form og innbefatter et første albuerør 2 som har et konvensjonelt hun-koblingsstykke indikert generelt med 4 i en ende, hvor den andre ende danner del av en første svivelskjøt, et andre albuerør 6 som har hun- og han-koblingsstykker i sine ender som danner deler av den første og en andre svivelskjøt hhv., og et enderør 8 hvis ene ende fullender den andre svivelskjøt og den andre ende av denne (ikke vist) innbefatter et konvensjonelt han-koblingsstykke.

Svivelskjøten mellom albuerørene 2 og 6 vil nå bli omtalt i detalj , selv om den mellom rørene 6 og 8 er identisk. Han-koblingsstykket til røret 2 har ved sin friende en skulder 10 med redusert diameter formet rundt denne tilpasset til å motta en i hovedsak ringformet tetning som vil bli nærmere beskrevet nedenfor.

Aksielt innad av skulderen 10 er det formet et omkretsmessig spor 14 av i hovedsak U-form i tverrsnitt i hvilket mottas to halvsirkulære partier 16, 18 av en splittkrave hvis bakre flate forløper radielt utad av den ytre vegg av han-koblingsstykket for å danne en anleggsflate 20.

Et ringformet lagerelement eller kappe 22, hvilken er av tett pasning over det framre området av splittkraven, er anordnet for å holde kraven i posisjon på han-koblingsstykket, hvis lagerelement 22 har en ytre lagerflate.

Bakenfor splittkraven omgir en ringformet, utvendig gjenget mutter 24 han-koblingsstykket, og et sylindrisk lagerelement 25 foreligger med fin pasning mellom den indre flate av mutteren 24 og den ytre flate av han-koblingsstykket av røret 2. Lagerelementet 26 innbefatter en ringformet flens 28 ved sin fremre ende og fremspringer radielt av han-koblingsstykket for plassering mellom anleggsflaten 20 av splittkraven og den fremre ende av mutteren 24.

Endeforlengelsen av hun-koblingsstykket av røret 6 har en innvendig skruegjenge formet deri som korresponderer med den ytre gjenge av mutteren 24, mens den indre flate av hun-koblingsstykket er formet for å tilveiebringe en lagerflate tilpasset til å motta lagerelementet 22 av han-koblingsstykket og for å tilveiebringe en ringformet forsenkning for å motta deri en tetning 30 hvor dets normale utseende er vist i fig. 2A, idet tetningen har avsmalnende radielt indre og radielt ytre flater 34, 36 som definerer radielt indre og radielt ytre lepper.

Montering av den beskrevne svivelskjøt skjer som følger.

Etter plassering av en 0-ringtetning 38 i et korresponderende spor i han-koblingsstykket, plasseres mutteren 24 på koblingsstykket. Syl inderlagerelementet 26 blir pressinnpasset mellom mutteren 26 og koblingsstykket med flensen 28 liggende an mot frontenden av mutteren 26, og de to halvdeler 16, 18 av splittkraven plasseres i sporet 14.

Splittkraven holdes 1 posisjon på han-koblingsstykket ved å plassere lagerelementet eller kappen 22 over partiene 16, 18 hvorved montasje på han-koblingsstykket fullendes.

Hun-koblingsstykket klargjøres for montering ved å innsette tetningen 30 i mottaksforsenkningen i den indre flate.

Skjøten gjøres så ferdig ved å plassere han-koblingsstykket i hun-koblingsstykket og tilsette mutteren 24 i den gjengede endeforlengelse av hun-koblingsstykket. Tilstramming av mutteren 24 lettes ved tilveiebringelse av radiell fremspringende, langs omkretsen i avstand anordnede knaster 40 på den ytre flate av mutteren til hvilken tangensielle krefter kan påføres.

Når mutteren er helt strammet, oppnås posisjonen vist i fig. 1, hvor klaringene er slik at de opptar all aksiell bevegelse mellom de to koblingsstykker mens det samtidig sikrer en effektiv tetning mellom de to koblingsstykker og tillater relativ svivebevegelse omkring den sentrale langsgående akse av skjøten.

Nærmere bestemt i montert tilstand av skjøten sammentrykkes tetningen 30 radielt hvorved flatene 34, 36 tetter mot de motstående, radielt i avstand anordnede flater på han- og hun-koblingsstykkene respektivt - hvor utseendet av tetningen er da som vist i fig. 2b.

Lagerflater av betydelig aksiell utstrekning er anordnet mellom lagerelementet eller kappen 22 og den korresponderende utformede indre flate av hun-koblingsstykket og mellom den indre flate av det sylindriske lagerelement 26 og den ytre flate av han-koblingsstykket. Således er arealet med lagerkontakt mellom de to bevegbare komponenter vesentlig hvorved skjøten kan motstå vesentlige ikke-aksielle krefter påført denne uten forringing av dennes komponenter. Videre vil tetningen 30 som er radielt sammentrykt, opprettholde en effektiv tetning mellom de to koblingsstykker selv ved slitasje av lagerelementene slik som tillater relativ aksiell bevegelse derimellom.

De beskrevne skjøter er særlig egnet for rørledninger som frakter olje eller lignende fluider ved høye trykk opp til størrelsesorden 137,9 MPa. For å forhindre uønsket slitasje av den indre vegg av albuerøret, kan tykkelsen av den ytre vegg av et slikt albuerør forøkes, som ved 42, sammenlignet med tykkelsen av den gjenværende del av veggen.

Det skal forstås at den beskrevne skjøt kan hurtig monteres og demonteres, hvor tilveiebringelsen av lagerelementet eller kappen 22 er særlig nyttig i å opprettholde komponentene av han-koblingsstykket i en operativ tilstand.

Tilveiebringelsen av en mutter 24 plassert innad av skjøten eliminerer vesentlig muligheten for utilsiktet løsning av skjøten, som kan oppstå med skjøter som innehar utvendige muttere som kan utsettes for uønskede løsgjøringskrefter.

Imidlertid kan det fortsatt være ønskelig å innsette frigjør-bare låseinnretninger på skjøten for å sikre at mutteren 24 holdes i sin operative låseposisjon selv under svært ufordel-aktige forhold. Skjøten ifølge fig. 1 innehar slike frigjør-bare låseinnretninger som er vist i nærmere detalj i fig. 3-7.

Det vises nå mer spesielt til fig. 3-7, hvor hun-koblingsstykket innbefatter et endeområde 44 med redusert diameter bestemt ved en radielt forløpende skulder 46, hvis endeområde 44 har tre likt avstandsplasserte, aksielt forløpende flate partier 48 formet derpå som tydelig vises i fig. 3. En utsparing 50 som forløper noe aksielt bakenfor skulderen 46 er formet i det nedre området av hun-koblingsstykket av årsaker som blir omtalt nedenfor.

Låseinnretningen innbefatter en i hovedsak ringformet låsering 52 hvis boring gjennom denne er komplementær med utformingen av flaten av endeområdet 44 av hun-koblingsstykket, ved at det innbefatter tre flate partier deri plassert til å korrespondere med flatene 48 og hvorved ringen 52 kan beveges aksielt langs endeområdet 44, men kan ikke dreie på dette. Låseringen innbefatter fremre og bakre flater 54, 56 hhv., hvor frontflaten 54 er anordnet med et antall serrateringer rundt dette av årsaker som vil komme frem.

Den ringformede, utvendig gjengede mutter 24 på han-koblingsstykket innbefatter et ytre endeområde 60 på hvilket de radielt fremspringende, omkretsmessig avstandplasserte knaster 40 er formet og som innbefatter en frontflate 62 tilpasset til å ligge an mot flaten 54 av låseringen 52, hvor flaten 62 også er anordnet med et antall serrateringer rundt seg.

Det omtalte arrangement opererer som følger. Med låseringen 52 plassert på endeområdet 44 av hun-koblingsstykket for å ligge an mot skulderen 46, som i fig. 4, blir mutteren 24 fullt tiltrukket til å bevirke den avtettede skjøt mellom hun- og han-koblingsstykkene som beskrevet ovenfor med henvisning til fig. 1 og 2.

I denne posisjon av mutteren 24, hvilken bestemmes ved anlegget av den indre flate av endeområdet 60 av mutteren med enden av endeområdet 44 av hun-koblingsstykket (fig. 5), defineres et gap mellom flaten 54 av låseringen 52 og flaten 62 av mutteren 24.

Låseringen 52 beveges aksielt langs endeområdet av hun-koblingsstykket for å bringe serrateringene på flatene 54 og 62 til samvirkende inngrep, idet et gap da foreligger mellom flaten 56 av ringen 52 og skulderen 46 (fig. 6).

Låseinnretningen innbefatter videre en delvis sirkulær, elastisk holdering eller ring 64 hvor denne naturlige diameter av denne er i hovedsak lik med den av endeområdet 44 av hun-koblingsstykket med redusert diameter, mens bredden av ringen 64 er lik med bredden av gapet mellom flaten 56 og skulderen 46. Ringen 64 blir så fjærbelastet ført i åpningen, som vist i fig. 7, for å holde serrateringene i nevnte samvirkende inngrep og derfor for å forhindre enhver uønsket dreining av mutteren fra sin helt tiltrukkede stilling.

Beskaffenheten av serrateringene på flatene 54 og 62, såvel som tillatt slakk av ringen 52 på endeområdet 44 av hun-koblingsstykket er valgt for å sikre at uansett den sluttlige posisjon av mutteren 24 sikres samvirkende inngrep av serrateringene.

Når skjøten skal frakobles, fjernes ringen 64 først av alt fra sin stilling i gapet mellom skulderen 46 og ringen 52 ved å bruke utsparingen 50 til å lirke ringen ut av gapet. Ringen 52 glir så ut av inngrep med mutteren 24 hvorved mutteren kan skrus av fra hun-koblingsstykket.

Således tjener den frigjørbare låseinnretning til å forhindre utilsiktet eller uønskelig dreining av mutteren 24, hvor innretningen virker mellom hun-koblingsstykket og selve mutteren. Naturligvis kan det bestemte utseendet av låseringen variere fra den viste og særlig den samvirkende Innretning på flatene 54 og 62 kan være annet enn serrateringer. Slike modifikasjoner og variasjoner fra det beskrevne og illustrerte arrangement, vil være nærliggende for f agmannen.

Claims (7)

1. Svivelskjøt mellom to rørlengder, hvilken skjøt omfatter et han-koblingsstykke på enden av en rørlengde (2) og et tilsvarende hun-koblingsstykke på enden av den andre rør-lengde (6), hvilket han-koblingsstykke har et omkretsmessig spor (14) tildannet i sin utvendige vegg hvori en hovedsakelig ringformet splittkrave (16,18) ligger, hvor splittkravens aksielle, indre vegg stikker radielt utad fra den ytre overflate av han-koblingsstykket og med en frontflate tilpasset for å virke mot anleggsflaten (20) på splittkraven (16,18), og hvor den Indre overflate av hun-koblingsstykket har en skruegjenge tildannet i seg som tilsvarer den utvendige gjenge på mutteren (24) og har en forsenkning for opptak i opplagrende inngrep, nevnte splittkrave (16,18) på han-koblingsstykket, hvilken skjøt videre innbefatter minst en i hovedsak ringformet tetning (30) som virker mellom motstående, radielt avstandsbeliggende flater på han- og hun-koblingsstykkene, karakterisert ved et sylindrisk lagerelement (26) innbefattende et langstrakt hylseparti som er pressinnpasset mellom han-koblingsstykket og den utvendig gjengede mutter (24), og en ringformet flens (28) som forløper radielt i forhold til skjøten og er plassert mellom mutterens (24) frontflate og splittkravens (16,18) anleggsflate (20), idet arrangementet er slik at, ved plassering av han-koblingsstykket i hun-koblingsstykket og ved skruing av mutteren (24) på han-koblingsstykket inn i hun-koblingsstykket, besørges en radialtetning mellom de to koblingsstykker og stykkene kan svive i forhold til hverandre om skjøtens sentrale lengdeakse.

2. Svivelskjøt ifølge krav 1, karakterisert ved at den innbefatter et hovedsakelig ringformet lagerelement (22) som omgir splittkraven (16,18) og har en lagerflate tilpasset for lagerkontakt med fordypningen i den innvendige overflate av hun-koblingsstykket.

3. Svivelskjøt ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at den innbefatter frigjørbare låseinnretninger (52,64) som virker mellom hun-koblingsstykket og mutteren (24) på han-koblingsstykket slik at, etter skruing av mutteren (24) inn i hun-koblingsstykket, kan låseinnretningen (52,54) gripes med mutteren (24) for å forhindre mulig dreining av denne.

4. Svivelskjøt ifølge krav 3, karakterisert ved at låseinnretningene innbefatter en hovedsakelig ringformet låsering (52) montert på hun-koblingsstykket for aksiell bevegbarhet langs dette, men rotasjonsmessig fast I forhold til dette, hvilken låsering (52) innbefatter en fremre, ringformet radielt forløpende flate (54) tilpasset for anlegg med en ringformet radielt forløpende flate (62) på mutteren (24), og frigjørbare innretninger (64) for fasthold-else av flatene (54, 62) på låseringen (52), og mutteren (24) i inngrep med hverandre hvorved flatene (54,62) samvirker for å forhindre relativ dreining mellom disse.

5. Svivelskjøt ifølge krav 4, karakterisert ved at de radielt forløpende flater (54,62) på låseringen (52) og mutteren (24) hver er anordnet med rifler tilpasset for låsing med hverandre for å forhindre den relative dreining.

6. Svivelskjøt ifølge krav 5, karakterisert ved at innretningene for å holde de riflede flater i kontakt med hverandre utgjør en holdering eller spennring (64) som virker mellom en radielt forløpende skulder (46) på hun-koblingsstykket og den bakre, ringformede, radielt forløpende flate (56) på låseringen (52), hvilken spennring (64) er frigjørbar fra nevnte holdeposisjon.

7. Svivelskjøt ifølge krav 6, karakterisert ved at låseringen (52) er montert på endeområdet (44) av hun-koblingsstykket, hvilket endeområde (44) har redusert utvendig diameter for å definere den radielt forløpende skulder (46), hvilket endeområde (44) på hun-koblingsstykket er tildannet med et antall flate partier (48), og boringen i låseringen (52) er tildannet med et tilsvarende antall flate områder hvorved låseringen (52) er aksielt bevegbar langs endeområdet (44) på hun-koblingsstykket, men er dreiefast i forhold til dette.