NO330646B1

NO330646B1 - Gripeanordning for bruk med en innforbar enhet i en rorledning

Info

Publication number: NO330646B1
Application number: NO20065746A
Authority: NO
Inventors: Harald Syse
Original assignee: Tdw Offshore Services As
Priority date: 2006-12-12
Filing date: 2006-12-12
Publication date: 2011-05-30
Also published as: NO20065746L; GB2458590B; WO2008072975A1; GB0910928D0; BRPI0720273A2; US20100133864A1; GB2458590A; CA2672504A1

Abstract

Den foreliggende oppfinnelse angå gripeanordninger for benyttelse med en enhet som skal innføres i og holdes relativt i forhold til en rørledning, hvor gripeanordningene omfatter i det minste to gripeelementer anordnet rundt omkretsen av hovedlegemet og er dannet med en ytre overflate for kontakt med den indre veggen av en rørledning. Den ytre overflaten av et gripeelement er minst i et parti dannet med en form som gir to separate kontaktpartier mellom gripeelementet og en indre vegg av en rørledning, sett i en omkretsretning i en utstrakt stilling av gripeelementene.

Description

Foreliggende oppfinnelse er rettet mot en gripeanordning som skal holde en enhet fast i forhold til en indre vegg i en rørledning, og muligens danne en tetning mot den indre veggen, hvor den fastholdte enheten omfatter et hovedlegeme og en aktiveringsmekanisme for utløsing av gripeanordningen.

Det er et generelt behov for å utføre operasjoner inne i rørledninger, f.eks. tette igjen rørledningen for å utføre vedlikehold, danne avgreininger, utføre reparasjoner, osv. i en allerede lagt rørledning. Det er også et behov for å kunne plassere mer generelle plugger når man ønsker å utføre en spesiell operasjon på et gitt sted inne i rørledningen. Dette utføres vanligvis ved hjelp av forankrings- eller gripeanordninger som har en ytre form tilpasset den spesifikke rørledningen de skal plasseres inn i. Gripeanordningen har en ytre form som når gripeanordningen er i en utvidet tilstand, danner en omkrets med en gitt diameter lik til diameteren på stedet hvor den skal plasseres og derfor gir full kontakt mellom den ytre overflaten på gripeanordningen og den indre veggen til rørledningen. Disse gripeanordningene vil imidlertid ikke gi noen god gripeeffekt inne i en rørledning med en annen indre diameter.

Ikke-permanente plugger og pigger som kjøres gjennom en rørledning og eventuelt stoppes på et ønsket sted, burde være tilpasset bruk i rørledninger med ulik indre diameter slik at bruken av dem blir mest mulig effektiv. Det gir mer fleksibilitet i bruken av pluggene og piggene. Det er derfor et generelt behov for å tilveiebringe utstyr som gir god gripeeffekt mellom pluggen/piggen og rørledningen, hvilken gripeeffekt også er effektiv ved bruk av det samme utstyret sammen med ulike indre diametre på rørledningen.

GB 2 286 868 beskriver en rørplugg for å tette et rør ved et valgt sted og som har et perifert system av glidere. Når pluggen skal festes på plass, blir gliderne beveget i forhold til skrå overflater for å komme i kontakt med det indre av rørledningen. I et annet trinn blir gliderne låst i den stillingen ved oppstrøms rørledningstrykk på et stempel for å forårsake radial utvidelse av stemplene via et overknekksledd. WO 03/0677134 og WO 2006/101398 beskriver plugg med lignende festeanordninger.

Det er derfor et formål ved den foreliggende oppfinnelsen å tilveiebringe en gripeanordning for bruk sammen med en enhet som skal kjøres gjennom en rørledning. Det er videre et formål å tilveiebringe en gripeanordning som vil ha god effekt ved ulike indre diametre på rørledningen. Det er også et formål å tilveiebringe en gripeanordning som vil fungere ved en rekke ulike indre diametre på rørledningen.

Disse formålene oppnås ved hjelp av gripeanordningen som er beskrevet i de etterfølgende kravene.

Foreliggende oppfinnelse angår en gripeanordning for bruk sammen med en enhet som skal stoppes og eventuelt fastgjøres inne i en rørledning. Det er mulig å bruke gripeanordningen både sammen med en pigg som skal kjøres gjennom rørledningen og som skal stoppes ved ønskede posisjoner, og sammen med plugger som skal plasseres for å danne en barriere mellom to deler av rørledningen eller tette mot den indre veggen i rørledningen i en gitt periode, for deretter å fjernes igjen. En plugg vil også ha tetninger anordnet sammen med enheten. Enheten omfatter et hovedlegeme og en aktiveringsmekanisme for å bevege gripeanordningen mellom en tilbaketrukket stilling og en utstrakt stilling hvor gripeanordningen er i kontakt med den indre veggen i rørledningen. Gripeanordningen omfatter minst to gripeelementer som er plassert rundt omkretsen av hovedlegemet og som er utformet med en ytre overflate som danner kontakten med den indre veggen i rørledningen. Når det er to elementer plasseres disse fordelaktig på motsatte sider av enheten. I tilfeller hvor det er mer enn to elementer anordnet rundt omkretsen plasseres disse fordelaktig med jevn avstand rundt omkretsen. Det er imidlertid mulig å se for seg en ujevn fordeling rundt omkretsen.

Ifølge oppfinnelsen har, i det minste en del av en ytre overflate av et gripeelement, en form som gir minst to atskilte kontaktpartier mellom gripeelementet og den indre del av rørledningen, sett i omkretsretningen og med gripeelementene i en utspent stilling. Med ytre overflate skal det forstås den overflaten av gripeelementet som vender mot den indre veggen i rørledningen når enheten er ført inn i rørledningen, enten som en autonom enhet eller koblet til utsiden ved f.eks. en navlestreng. Utformingen av den ytre overflaten med minst to kontaktpartier sett i omkretsretningen, av i det minste en del av den ytre overflaten, gjør det mulig å bruke samme gripeanordning for rørledninger med ulik indre diameter og allikevel oppnå god fastholding mellom gripeanordningen og en indre vegg av rørledningen. Med i det minste en del av den ytre overflaten, skal det forstås at den ytre overflaten kan ha områder som danner de to kontaktpartier og at disse områdene kan rage ut i radiell retning i forhold til resten av den ytre overflaten, og at det kan være andre deler av den ytre overflaten som forbinder de utragende overflatene og/eller danner rammer rundt de utragende overflatene. Det kan også være ett eller flere områder som rager ut når enheten betraktes i retningen langs sin lengdeakse, hovedsakelig parallelt med den lengdeaksen i rørledningen hvor enheten skal brukes. De utragende områdene kan også dannes ved at kontaktflatene mellom områdene danner en felles linje, eller det kan være et ikke-utragende område av den ytre overflaten mellom dem.

Ifølge en utførelsesform av oppfinnelsen kan i det minste en del av et ytre overfalte av et gripeelement bestå av to konvekse buer sett i omkretsretningen. Dette vil gi to kontaktpartier mellom rørledningen og gripeelementet i rørledninger med ulik indre diameter. Kontaktflaten mellom gripeelementet og rørledningens vegg, vil bestå av ulike partier av buen avhengig av hvilken indre diameter rørledningen har. Ifølge én utførelsesform er buene utformet med en jevn krumning, eller alternativt med en ujevn krumning langs buelinjen.

Ifølge en annen utførelsesform av oppfinnelsen er den ytre overflaten på gripeelementet symmetrisk om et sentralt plan i gripeelementet. Det sentrale planet omfatter lengdeaksen av enheten. Denne aksen vil være parallell med lengdeaksen i rørledningen hvor enheten skal brukes.

Ifølge enda en utførelsesform av oppfinnelsen, består gripeelementet av en hoveddel og i det minste én ytre del som kan festes til hoveddelen, hvilken ytre del utgjør i det minste en del av den ytre overflaten til gripeelementet. En mulig løsning er at minst en del av gripeelementets ytre overflate sett i omkretsretningen består av to festbare deler som sammen danner kontaktpartiene mellom gripeelementet og en indre vegg av en rørledning når gripeanordningen er i en utstrakt stilling. De to kontaktpartiene kan også dannes av én utskiftbar del. En annen mulig løsning er at minst en del av gripeelementets ytre overflate sett i lengderetning er dannet av minst én utskiftbar del. Disse ytre utskiftbare delene vil kunne erstattes med andre utskiftbare deler enten med den samme eller en annen ytre konfigurasjon, enten fordi de er slitte, ødelagte eller fordi det er behov for en annen konfigurasjon på den ytre overflaten til gripeelementet. Man kan også kombinere disse to løsningene ved å ha én eller flere deler både i omkretsretningen og i den langsgående retningen. Disse utskiftbare delene kan danne den ytre overflatens utragende deler, eller både de utragende og minst en del av de ikke-utragende områdene av gripeelementets ytre overflate.

Ifølge en annen utførelsesform omfatter den ytre overflaten av et gripeelement i det minste i et parti sett i omkretsretningen, en tredje seksjon mellom de to konvekse buene, hvilken tredje seksjon kan være lineær eller ha en annen krumning enn de to andre seksjonene. Denne tredje seksjonen danner en del av et ikke-utragende område på den ytre overflaten, eller med andre ord danner en overgangsseksjon mellom de to konvekse buene.

Ifølge en annen utførelsesform av oppfinnelsen kan de ytre overflatene som danner kontaktpartiene mellom gripeelementet og en indre vegg av rørledningen være utstyrt med friksjonsfremmende elementer så som tenner, ribber eller andre elementer som mulig kan grave seg inn i den indre veggen i rørledningen.

Ifølge en utførelsesform av oppfinnelsen er gripeelementene dannet av kiler med en skråstilt indre overflate som er innrettet til å ligge an mot en skråstilt ytre overflate av enhetens hovedlegeme. I en slik løsning kan den indre overflaten av gripeelementene og en endeoverflate på gripeelementene omfatte midler som forbinder gripeelementet til hovedlegemet og aktiviseringsanordningen for enheten. Dette kan være et not og fjær system, f.eks. med en T-form, som tillater at delene beveger seg i notens lengderetning.

I de tilfellene hvor enheten er en plugg, kan pluggen også omfatte tetningsanordning som er anordnet rundt omkretsen av pluggens hovedlegeme, nær ved gripeanordningene. Aktiveringsanordningen kan være et sentralt plassert og fluidstyrt stempelsylinderarrangement, som kan styre både gripe- og tetningsanordningene ved hjelp av ett slag av stempelet gjennom sylinderkammeret.

Ved hjelp av en slik innretning vil man oppnå en enhet med gripeanordninger som vil gi god fastholdingseffekt ved en rekke ulike indre diametere på rørledninger med de samme gripeanordningene.

Oppfinnelsen skal nå forklares mer detaljert ved hjelp av en ikke-begrensende utførelse med referanser til de vedlagte tegningene hvor: Fig. 1 viser et skjematisk tverrsnitt langs en lengdeakse av en plugg inne i en rørledning,

Fig. 2 viser en plugg sett fra en ende når den er plassert inne i en rørledning,

Fig. 3 viser et gripeelement på fig. 2 mer detaljert,

Fig. 4 viser et gripeelement fremstilt i perspektiv, og

Fig. 5A og 5B viser to tegninger av et gripeelement som er plassert i rørledninger med ulik diameter.

På fig. 1 er det vist en skjematisk skisse av en plugg 2 plassert inne i en rørledning 1. Pluggen 2 omfatter gripeanordninger 3 og tetningsanordninger 4 plassert rundt omkretsen av hovedlegemet 10 til pluggen 2. Hovedlegemet 10 omfatter videre en aktiveringsanordning i form av et sylinderkammer 11 og et stempel 12 som beveger seg inne i sylinderkammeret 11. Stemplet 12 er forbundet med en stempelstang 13. Når stemplet 12 beveger seg relativt i forhold til kammeret 11, vil tetningsanordningene 4 og gripeanordningene 3 aktiveres fra en tilbaketrukket stilling som vist på fig. 1 til en utstrakt stilling hvor gripeanordningene 3 og tetningsanordningen 4 er i kontakt med den indre veggen i rørledningen 1. Samtidig som stemplet 12 beveger seg, beveges en endeplate 6 av pluggen 2 hvilken er forbundet til hovedlegemet 10 mot en annen endeplate 5 av pluggen 2 hvilken er forbundet til stempelstangen 13. Dermed beveges kilene av gripeanordningen 3 opp langs en konisk overflate dannet av et element koblet til hovedlegemet 10, og dermed beveges gripeanordningen fra en tilbaketrukket til en utstrakt stilling. Gripeanordningen i oppfinnelsen kan selvfølgelig brukes sammen med andre former for aktiveringsmekanismer.

På fig. 2 vises en sammenstilling av gripeanordningen 3 plassert rundt omkretsen av en enhet slik som en plugg inne i en rørledning 1 med gripeanordningene i en utstrakt stilling. Gripeanordningene omfatter åtte gripeelementer 300 rundt omkretsen. På fig. 3 er ett av disse gripeelementene 300 vist mer detaljert. Gripeelementet 300 har en ytre overflate 301, som i et tverrsnitt vinkelrett på den langsgående aksen til pluggen, danner en første konveks bue 302 og en andre konveks bue 303 og et mellomliggende parti 304 som danner en konkav bue. Den første og den andre buen 302, 303 er dannet av en første og en andre utskiftbar del 305, 306 respektivt. Disse utskiftbare delene 305, 306 kan festes til gripeelementets hovedlegeme 320. Det er også vist at gripeelementet 300 har to sideflater 313 som strekker seg i radiell retning, og gjør det mulig å trekke gripeelementene tilbake til en stilling hvor en radiell overflate 313 på ett gripeelement ligger an mot et annet tilgrensende gripeelement.

På fig. 4 er det vist en litt annen sammenstilling av et gripeelement 300 sett i perspektiv. Gripeelementet 300 omfatter seks utskiftbare deler 305', 306', 307', 308', 309', 310' respektive. Disse utskiftbare delene er plassert i to rekker med to deler etter hverandre i omkretsretningen og med tre deler etter hverandre i den langsgående retningen. De utskiftbare delene danner et buet parti 302', 303' som vil utgjøre kontaktpartiene med en indre vegg av rørledningen. Som vist er det mellom de utskiftbare delene et mellomliggende parti dannet av hovedlegemet 320 til gripeelementet 300, som sammen med den ytre overflaten av de utskiftbare delene danner den ytre overflaten 301' til gripeelementet, hvilken ytre overflate vender mot en indre vegg av en rørledning. Hovedlegemet omfatter radielle sideflater 313 og en endeflate 311, hvilken endeflate omfatter et sammenkoblingsspor 312 som vil samvirke med et utspring (ikke vist) på en del av enhetens hovedlegeme og feste gripeelementet til enheten. Gripeelementet omfatter også en indre overflate 314 som danner en vinkel med lengdeaksen og ligger inntil en konisk overflate på enhetens hovedlegeme. Det er også vist en låseanordning 315 i form av et hull og låsemekanisme inne i hullet til de ulike utskiftbare delene 305'-310'.

På fig. 5A og 5B er det vist et gripeelement 300 i en utstrakt tilstand og i kontakt med to ulike rørledninger, hvor rørledningen på fig. 5A har en mindre radius enn rørledningen på fig. 5B. Det er vist at kontaktpartiene hvor gripeelementet er i kontakt med en indre vegg av en rørledning er forskjellig for rørledninger med ulik diameter. Det ytre kontaktpunktet er merket A og B på fig. 5A og det er vist at disse punktene beveger seg mot hverandre som A' og B' på fig. 5B. Som vist er det to kontaktpartier mellom gripeelementet og rørledninger med ulik indre diameter.

Oppfinnelsen er nå beskrevet med utførelseseksempler, men en fagperson vil forstå at det er mulig å gjøre forandringer og modifikasjoner av utførelsene innenfor rammen av oppfinnelsen slik den er definert i de etterfølgende kravene. Gripeanordningen kan aktiveres fra en tilbaketrukket til. en utstrakt stilling av andre mekanismer enn et stempel- og sylinderarrangement. Gripeelementet kan ha en annen form enn kileform. Gripeanordningen kan brukes på en pigg som utfører målinger, en plugg som stenger av en rørledning eller en plugg som tetter mot rørledningen men som tillater at det går en strøm gjennom pluggen etter at den er plassert i rørledningen. Enheten kan beveges i rørledningen ved hjelp av pigging og/eller av en traktor som er koblet til eller som er en integrert del av enheten. Det kan også være flere ulike enheter koblet sammen til et tog, og også eventuelt koblet sammen med enheter uten gripeanordninger eller med andre former for gripeanordninger. Det er også mulig å se for seg at det rundt omkretsen av enheten er arrangert gripeelementer ifølge den foreliggende oppfinnelsen inn i mellom gripeelementer med bare én kontaktflate sett i omkretsretningen.

Claims

1. Gripeanordning for bruk sammen med en enhet (2) som føres inn i og holdes fast relativt til en rørledning (1), hvilken enhet (2) omfatter et hovedlegeme (10) og en aktiveringsanordning (11, 12, 13) for aktivering av gripeanordninger (3) mellom en tilbaketrukket stilling og en utstrakt stilling hvor gripeanordningene er i kontakt med en indre vegg i rørledningen (1), hvor gripeanordningene (3) omfatter i det minste to gripeelementer (300) plassert rundt omkretsen av hovedlegemet (10) og utformet med en ytre overflate (301) for kontakt med den indre veggen i en rørledning (1), karakterisert vedat den ytre overflaten (301) og ett av gripeelementene (300) i det minste i et parti har en form som gir to separate kontaktpartier mellom gripeelementet (300) og en indre vegg i rørledningen, sett i en omkretsretning når gripeelementet (300) er i en utstrakt stilling.

2. Gripeanordning ifølge krav 1, karakterisert vedat den ytre overflaten (301) av et gripeelement (300), i det minste i et parti består av to konvekse buer (302, 303) sett i omkretsretningen.

3. Gripeanordning ifølge krav 2, karakterisert vedat buen (302, 303) har en jevn krumning.

4. Gripeanordning ifølge krav 2, karakterisert vedat buen (302, 303) har en ujevn krumning langs linjen.

5. Gripeanordning ifølge krav 1, karakterisert vedat den ytre overflaten (301) av et gripeelement (300) er symmetrisk rundt et sentralt plan for gripeelementet (300), hvilket sentrale plan omfatter en lengdeakse for enheten (2).

6. Gripeanordning ifølge krav 1, karakterisert vedat gripeelementet (300) omfatter en hoveddel (320) og minst én ytre del (305-310) festbar til hoveddelen, hvilken ytre del (305-310) danner minst en del av den ytre overflaten (301) av gripeelementet (300).

7. Gripeanordning ifølge krav 6, karakterisert vedat minst en del av den ytre overflaten (301) til gripeelementet (300) sett i omkretsretningen består av minst én utskiftbar del (305-310), som danner kontaktpartier mellom gripeelementet (300) og en indre vegg i en rørledning (1) når gripeanordningen er i en utstrakt stilling.

8. Gripeanordning ifølge krav 6, karakterisert vedat minst en del av den ytre overflaten (301) til et gripeelement sett i en lengderetning som består av minst én utskiftbar del (305-310).

9. Gripeanordning ifølge krav 1, karakterisert vedat den ytre overflaten (301) til gripeelementet (300) i det minste i et parti sett i omkretsretningen omfatter, en tredje seksjon (304) mellom de to buede seksjonene (302, 303), hvilken tredje del kan være lineær eller ha en annen krumning enn de to andre delene.

10. Gripeanordning ifølge krav 1, karakterisert vedat den ytre overflaten (301) omfatter midler for å fremme friksjonen mellom gripeelementet og en indre vegg i en rørledning.