NO20100174A1

NO20100174A1 - Boyingsbegrenser

Info

Publication number: NO20100174A1
Application number: NO20100174A
Authority: NO
Inventors: John Helvik
Original assignee: C6 Technologies As
Priority date: 2010-02-03
Filing date: 2010-02-03
Publication date: 2011-08-04
Also published as: WO2011096820A3; WO2011096820A2

Abstract

En bøyningsbegrenser for et avlangt, fleksibelt element, så som en kabel, innbefatter minst to føringselementer (2) og el leddelement (6). Hvert føringselement (2) innbefatter sfæriske deler (10) for kobling til respektive sfæriske deler (14) på leddelementet (6), slik at det derved muliggjøres vinkelbevegelse mellom de respektive føringselementene (2) og relativt leddelementet (6). Bøyningsbegrenseren har første stoppmidler (11a, 11b) på hvert føringselement (2) for anlegg mot respektive andre stoppmidler (18) på leddelementet (6).

Description

Oppfinnelsen vedrører bøyingsbegrensere for bruk sammen med fleksible, avlange elementer, som angitt i innledningen til krav 1.

Kjente bøyingsbegrensere tjener til å samvirke med ett eller annet ettergivende og fleksibelt, avlangt element, eksempelvis en ledning, et rør, en umbilical, et marint stigerør, etc., og for å hindre at elementet kan innta en for liten krumningsradius.

Kjent teknikk innbefatter GB 2 269 274, hvor det beskrives en bøyingsbegrenser for en ettergivende undersjøisk telekommunikasjonskabel. En segmentert bøyingsbegrenser omgir kabelen og tjener til å hindre at denne bøyes for sterkt. Bøyingsbegrenseren som beskrives i den nevnte publikasjonen, innbefatter et antall "husdeler", som hver har en gjennomgående boring for opptak av kabelen og er forbundet med identisk utformede, hosliggende huselementer ved hjelp av universalledd av kuleleddtypen.

Innenfor den kjente teknikk oppnås bøyingsbegrensningen som følge av anslag mellom skrå endeflater på hosliggende huselementer, slik at derved den innbyrdes vinkelforskyvningen mellom huselementene begrenses. Kjente bøyingsbegrensere er utformet for respektive spesifikke bøyeradier, og har ingen iboende stivhet.

I noen tilfeller, eksempelvis ved kontroll og overvåking av instrumenter og anordninger i underjordiske borehull innenfor olje- og gassindustrien, er en sammensatt stavkabel særlig gunstig. En slik kabeltype innbefatter én eller flere ledere (eksempelvis kraft-metalledere, og fiberoptiske ledere) som er lagt inn i en karbonstang. Denne kabeltypen lagres vanligvis på store spoler hvorfra den avspoles når den føres til et sted nede i borehullet. Det foreligger derfor et behov for en innretning for kontrollering av orienteringen til en slik stiv (men fleksibel) komposittstangkabel når den spoles av spolen og mates inn i borehullet med en mer eller mindre vertikal orientering.

Oppfinnelsen er angitt og kjennetegnet i det selvstendige kravet, mens de uselvstendige kravene beskriver andre inventive kjennetegn.

Det foreslås således en bøyingsbegrenser for et avlangt, fleksibelt element, innbefattende minst to føringselementer og et leddelement, idet hvert føringselement innbefatter sfæriske deler for kobling til respektive sfæriske deler i leddelementet, slik at det muliggjøres vinkelbevegelse mellom de respektive føringselementene og leddelementet, og det som kjennetegner oppfinnelsen er første stoppmidler på hvert føringselement for anlegg mot respektive andre stoppmidler på leddelementet.

I én utførelse innbefatter det første stoppmidlet en kantstruktur som er anordnet rundt en føringselementsenterakse, hvorved det dannes et omløpende spor, mens det andre stoppmidlet innbefatter en anslagsstruktur som er anordnet rundt en leddelementsenterakse, idet sporet og anleggsstrukturen har komplementære former. I én utførelse innbefatter leddelementet et andre stoppmiddel i et område ved hver ende av leddelementet, idet føringselementet innbefatter to sfæriske deler, adskilt med en sentral del, og føringselementet videre innbefatter et første stoppmiddel i et område mellom hver sfærisk del og den sentrale delen.

Føringselementet innbefatter hensiktsmessig sfærisk konvekse deler, og leddelementet innbefatter sfærisk konkave deler, idet koblingen er av kule-fatning-typen.

I én utførelse er leddelementets aksiale lengde større enn eller lik to ganger den aksiale lengden til en sfærisk del, og den sentrale delens aksiale lengde er større enn leddelementets aksiale lengde.

Føringselementene og leddelementet innbefatter fordelaktig rørelementer, og har respektive kommuniseringspassasjer for opptak av det nevnte avlange, fleksible elementet.

I én utførelse innbefatter leddelementet to halvdeler, og bøyingsbegrenseren innbefatter videre holdemidler og låsemidler, slik at derved de nevnte halvdelene kan klemmes sammen med sikring av koblingen mellom føringselementene og leddelementet.

I én utførelse innbefatter bøyingsbegrenseren friksjonsmidler for påvirkning av bøyningsbegrenserens stivhet, foe eksempel i form av en o-ring som er anordnet i en utspart del av den sfæriske delen.

Bøyingsbegrenseren ifølge oppfinnelsen kan hensiktsmessig brukes for begrensning av bøyeradien for en ettergivende, men halvstiv kabel, så som en karbonkomposittkabel.

Disse og andre kjennetegn ved oppfinnelsen vil gå frem av den etterfølgende beskrivelse av en foretrukket utførelsesform, her bare ment som et ikke-begrensende eksempel, under henvisning til tegningen, hvor

Fig. 1 viser et sideriss av en bøyebegrenser ifølge oppfinnelsen,

Fig. 2 er et snitt gjennom senteraksen i utførelsen i fig. 1, dreiet 90° om senteraksen,

Fig. 3 er et forstørret utsnitt av området "A" i fig. 2,

Fig. 4a er et forstørret utsnitt av området "B" i fig. 2 og 3,

Fig. 4b er et forstørret utsnitt av området "B" i fig. 2 og 3,

Fig. 5 er et perspektivriss av en halvdel av et leddelement, og figuren viser bare én av to identiske halvdeler, Fig. 6 er et snitt gjennom senteraksen av leddelementhalvdelen som er vist i fig. 5,

Fig. 7 er et forstørret utsnitt av området "D" i fig. 6,

Fig. 8 viser en leddelementhalvdel som vist i fig. 5 og 6, sett fra én ende,

Fig. 9 viser skjematisk et typisk kabelinstallasjonsarrangement hvor bøyingsbegrenseren ifølge oppfinnelsen brukes,

Fig. 10 er et forstørret utsnitt av området "E" i fig. 9, og

Fig. 11 er et snitt gjennom en utførelse av oppfinnelsen, med to føringselementer, et leddelement og et forbindelseselement.

Bøyningsbegrenseren ifølge oppfinnelsen innbefatter minst to føringselementer 2 som er sammenkoblet ved hjelp av et leddelement 6. Fig. 1 viser én slik utførelse, og viser også hvordan et ytterligere føringselement (ikke vist) kan forbindes via leddelementet på høyre side i figuren. En bøyingsbegrenser kan således utformes med et antall føringselementer 2, som er forbundet ende mot ende ved hjelp av respektive leddelementer 6, alt avhengig av de aktuelle kravene.

Hvert føringselement 2 innbefatter et rørformet element som har en senterakse Cu og en passasje 3 for en kabel eller lignende. Den viste utførelsen viser en elastisk komposittstangkabel 4 som har en høy stivhet. Det viste føringselementet har to sfærisk konvekse deler 10, én i hver ende, adskilt med en sentral del 9, for sammenkobling med respektive sfærisk konkave deler 14 på leddelementet 6. Denne kule-fatning-forbindelsen muliggjør således vinkelbevegelse mellom de respektive føringselementene 2 og leddelementet 6.

Føringselementet 2 innbefatter videre en kantstruktur lia, anordnet rundt den sentrale aksen Cu, slik at det derved dannes et omløpende spor 11b. Kantene lia og sporene 1 lb er anordnet i overgangsområdene mellom de sfæriske delene 10 og den sentrale delen 9.1 fig. 3 ser man at vinkel y, så vel som dybden i sporet 1 lb, i samvirke med leddelementet 6, vil bestemme den minste tillatte radius for bøyingsbegrenseren. I den viste utførelsen er y i størrelsesorden 5°.

Hver sfærisk del 10 innbefatter et omløpende spor 1 (fig. 1) hvor det er plassert en o-ring 5 når føringselementene og leddelementet er samlet (fig. 2). o-ringene 5 gir friksjon mot de sfærisk konkave delene 14 på leddelementet 6, og vil derved gi en viss grad av stivhet (motstand mot bevegelse) i kule-fatning-forbindelsen. De friksjonsdannende o-ringene 5 utgjør således en avstivende faktor i bøyingsbegrenseren. Stivheten (eller motstandsbevegelsen) i bøyingsbegrenseren kan således påvirkes ved å velge o-ringer som gir den ønskede friksjonsgraden.

Fig. 2 viser at den aksiale lengden Lj til den sentrale delen 9 er større enn de aksiale lengdene L2til de sfæriske elementene 10, og forholdet er fortrinnsvis Li > 2L2.

Leddelementet 6 har en anslagsstruktur 18 anordnet ved hver ende, og rundt den sentrale aksen Cl2- Sporet 1 lb og anslagsstrukturen 18 har komplementære former, og samvirket mellom anslagsstrukturen 18 og sporet 11 vil således bestemme den minste tillatte radius for bøyingsbegrenseren.

I den viste utførelsen innbefatter leddelementet 6 to identiske halvdeler 6a, 6b som holdes sammen ved hjelp av en holdering 8 som ligger an mot den korresponderende flate 12 på leddelementhalvdelene. Holderingen 9 holdes på plass ved hjelp av en låsering 17, anordnet i et spor 16, på leddelementhalvdelene. Fig. 8 indikerer også hvordan forbindelsen mellom halvdelene kan bedres ved hjelp av tapper 19 på én leddhalvdel, og tilsvarende hull i den andre leddhalvdelen (ikke vist).

Bøyeradius r bestemmes også av utformingen av de sfæriske delene 10, 14, og av lengden til føringselementet 2, nemlig lengden Li til den sentrale delen 9. Den sentrale delen 9 kan være utformet slik at lengden Li kan varieres på stedet, eksempelvis ved at den sentrale delen 9 innbefatter to halvdeler som teleskoperer i forhold til hverandre, eller ved at de har gjenger (ikke vist).

I den viste utførelsen brukes bøyingsbegrenseren ifølge oppfinnelsen i forbindelse med utsettingen av en komposittstangkabel 4 i et borehull. Dette er vist skjematisk i fig. 9, hvor det er vist en spoleenhet (spole) 23 for kabelen 4, og et injektorhode 22 hvor kabelen trekkes. Injektorhodet 22, som vanligvis brukes for dette formålet, innbefatter drivmidler (belter, etc.) for mating av kabelen, og er forbundet med eksempelvis rør (ikke vist) som går inn i borehullet. Bøyingsbegrenseren ifølge oppfinnelsen brukes typisk i områder som er angitt med de stiplede boksene "T", slik at man derved sikres at kabelen vil være innrettet i forhold til injektorhodet 22 når den trekkes inn i dette.

Fig. 10 er et forstørret riss av injektorhodeforbindelsesenheten 24, og viser også kabelen 4 og kabelhodet 4a (for oversiktens skyld er her bøyingsbegrenseren utelatt). Fig. 11 viser enden av bøyingsbegrenseren, der hvor den er forbundet med injektorhodet ved at endedelen 20 er forbundet med forbindelsesenheten 24 (fig. 10). Figurene viser hvordan kabelhodets 4a diameter dher nesten like stor som føringselementets 2 diameter dg (fig. 2), og viser også kabelens 4 diameter dc i forhold til disse diameterne.

Bøyingsbegrenseren ifølge oppfinnelsen egner seg særlig for bruk i forbindelse med halvstive, karbonstangtypekabler, og når diameteren dg i føringselementet er meget større enn kabelens diameter dc, eksempelvis når det dreier seg om en telekommunikasjonskabel, en kontrollkabel, etc., med en stivhet som varierer fra lett til stor.

Claims

1. Bøyingsbegrenser for et avlangt, fleksibelt element, innbefattende minst to føringselementer (2) og et leddelement (6), idet hvert føringselement (2) innbefatter sfæriske deler (10) for kobling til respektive sfæriske deler (14) i leddelementet, slik at det muliggjøres vinkelbevegelse mellom de respektive føringselementene og relativt leddelementet (6), karakterisert vedførste stoppmidler (lia, 1 lb) på hvert føringselement (2) for anlegg mot respektive andre stoppmidler (18) på leddelementet (6).

2. Bøyningsbegrenser ifølge krav 1, karakterisert vedat det første stoppmidlet (lia, 11b) innbefatter en kantstruktur (lia) som er anordnet rundt en føringselementsenterakse (Cli), slik at det derved dannes et omløpende spor (11b), og at det andre stoppmidlet (18) innbefatter en anslagsstruktur anordnet rundt leddelementsenteraksen (Cl2)>idet sporet (1 lb) og anleggsstrukturen (18) har komplementære former.

3. Bøyningsbegrenser ifølge krav 1 eller 2, karakterisert vedat leddelementet (6) innbefatter et andre stoppmiddel (18) i et område ved hver ende av leddelementet.

4. Bøyningsbegrenser ifølge et av kravene 1 -3, karakterisert vedat føringselementet (2) innbefatter to sfæriske deler (10) som er adskilt fra hverandre med en sentral del (9).

5. Bøyningsbegrenser ifølge et av kravene 1-4, karakterisert vedat føringselementet (2) innbefatter et første stoppmiddel (11) i et område mellom hver sfæriske del (10) og den sentrale delen (9).

6. Bøyningsbegrenser ifølge et av kravene 1-5, karakterisert vedat føringselementet (2) innbefatter sfærisk konvekse deler (10), og at leddelementet (6) innbefatter sfærisk konkave deler (14), idet koblingen er av kule-fatning-typen.

7. Bøyningsbegrenser ifølge et av kravene 1-6, karakterisert vedat den aksiale lengden (L3) til leddelementet (6) er større enn eller lik to ganger den aksiale lengden (L2) til en sfærisk del (10), og at den aksiale lengden (Li) til den sentrale delen (9) er større enn den aksiale lengden (L3) til leddelementet (6).

8. Bøyningsbegrenser ifølge et av kravene 1-7, karakterisert vedat føringselementene og leddelementet innbefatter rørformede elementer, og har respektive kommuniserende passasjer (3, 19) for opptak av det nevnte avlange, fleksible elementet.

9. Bøyningsbegrenser ifølge et av kravene 1-8, karakterisert vedat leddelementet (6) innbefatter to halvdeler (6a, 6b), og at bøyningsbegrenseren videre innbefatter holdemidler (8) og låsemidler (16, 17), slik at derved de nevnte halvdelene (6a, 6b) kan klemmes sammen og sikre koblingen mellom føringselementene og ledeelementet.

10. Bøyningsbegrenser ifølge et av kravene 1-9, karakterisert vedat den innbefatter friksjonsmidler (5) for påvirkning av bøyningsbegrenserens stivhet.

11. Bøyningsbegrenser ifølge krav 10, karakterisert vedat friksjonsmidlene innbefatter en o-ring (5) som er anordnet i en utspart del (1) av den sfæriske delen (10).

12. Bruk av en bøyingsbegrenser som angitt i et av kravene 1-11, for begrensing av bøyeradien til en ettergivende, men halvstiv kabel, så som en karbonkomposittstangkabel.