NO753850L - - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en løsbar rørkopling

og et betjeningsorgan hvormed man kan sammenkople og frakoble rørene automatisk ved fjernstyring.

For legging av undervanns-rørledninger, spesielt rør for transport av olje fra et borehull under vann, sveises rørene butt i butt på overflaten etterhvert som man lar den sammenhen-gende rørlengde falle ned mot bunnen. Til slutt forbindes rør-ledningen som er sammensveiset og bragt ned til havbunnen med en rørende som utgjør en del av borehullet og med en produksjons-plattform.

I henhold til oppfinnelsen tilveiebringes en ny rør-kopling som muliggjør slik sammenkopling.

Ved undervanns-transport av jordolje vil trykket i rørledningene kunne vere meget høyt, f.eks. på omkring 210 atmos-færer og rørkoplingene må være tette og kunne motstå mekaniske påkjenninger som skyldes disse høye trykk samtidig som de skal kunne være lette å sammenkople og frakople. Hittil har man generelt anvendt selvsperrende koplinger forsynt med låsestykker som haker seg inn i rørene ved innskruing av en låsemutter. Erfaring har vist at det ofte kan være behov for at slike rørled-ninger enkelt skal kunne frakoples for å muliggjøre nødvendig vedlikehold.

Demontering av selvsperrende koplinger av den type som hittil er kjent er meget vanskelig hvis ikke umulig, fordi frå-koplingene eventuelt skal foretas etter at koplingene har opp-holdt seg flere år i vann og i dybder hvor det er vanskelig for dykkere å operere.

En hensikt med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe selvsperrende rørkoplinger som gjør det mulig å sammenkople den ene enden av et rør med et borehull under vann eller også forbinde de to rør butt i butt, med mulighet for enkel fråkopling.

En annen hensikt med oppfinnelsen er å fremskaffe selvsperrende koplinger som kan festes til en glatt ende av et rør anbragt på havbunnen uten behov for en spesiell flens som må festes på forhånd på rørenden eller for annen spesialbehandling av rørenden bortsett fra en skråfasing.

Et annet formål ved oppfinnelsen er å tilveiebringe rørkoplinger som muliggjør sammensetting av en rørende under vann med et borehull på havbunnen og senere fråkopling av røret uten at dykkere behøver å gå ned, hvilket gjør at man kan sammenkople en rørledning med et borehull i dybder som er større enn de dybder som dykkere kan nå ned til.

Selvsperrende rørkoplinger i henhold til oppfinnelsen omfatter låsestykker som har minst en utvendig konisk flate som samvirker med den innvendige koniske flate på en låsering som kan beveges i lengderetning ved innskruing av en låsemutter.

Man oppnår de nevnte hensikter ved oppfinnelsen ved at de nevnte låsestykker har minst en konisk flate langs den innvendige omkrets i samvirke med en konisk flåte på nevnte forskyvbare glidering, idet disse to koniske flater konvergerer i samme retning som- låsestykkets utvendige koniske, parti og tvinger de koniske flater fra hverandre ved oppskruing av nevnte låsemutter.

Fortrinnsvis er låsestykkene forsynt med en konisk flate langs den indre omkrets omkring hver av de to ender, og slik at de to flater samvirker med en konisk flate på den utvendige omkrets av et skjørt på glideringen, slik at låsestykkene skyves utover av de to ender.

En rørkopling i henhold til oppfinnelsen til sammenkopling av en rørende med inngang eller utgang fra en spesiell apparatur, f.eks. med utgangen fra et borehull, eller til sammenkopling av to rør seg imellom, består av to halv-koplinger som stikker væsketett inn i hverandre. En av disse halvkoplinger er forsynt med et utvendig gjengeparti, mens den andre halvkopling er forbundet med en regulerings- og sammenkoplings-mutter som skrus på nevnte gjengeparti, slik at man kan variere koplingens totallengde og- gjøre den mindre enn avstanden som skiller de to rørender som skal forbindes, hvorved hver halvkopling kan føres inn i en rørende.

Regulerings- og låse-muttere som de foreliggende halv- koplinger er forsynt med er videre ifølge oppfinnelsen forbundet med et tannhjul hvormed man kan skru opp og igjen nevnte mutter for låsing og fråkopling av rørkoplingen.

Resultatet av oppfinnelsen er en ny selvsperrende rør-kopling som er spesielt egnet til sammensetning av et undervanns-rør med toppen av et borehull under vann eller med undervanns-apparatur, eller for sammensetning av to rør butt i butt, f.eks. når en viss rørlengde skal erstattes i en rørledning som allerede er lagt på havbunnen.

En av de avgjørende fordeler ved rørkoplingen ifølge oppfinnelsen er at den kan frakoples selv etter flere års opp-hold i sjøvann, takket være frakoplings-organer for låsestykkene, som kan utøve frakoplings-krefter på låsestykkene like kraftige eller kraftigere enn låse-momentet og muliggjør sikker fråkopling av rørkoplingen. uten å ødelegge den slik at den ikke kan brukes på nytt.

Denne fordel er av stor betydning i praksis fordi man eventuelt må frakople rørkoplingene for å gjennomføre vedlikehold eller reparasjoner på apparatur eller rørledning under vann.

På grunn av at regulerings-- og låse-mutteren tilhørende rørkoplingen ifølge oppfinnelsen er utstyrt med tannhjul, kan man bevege låsemutteren lettvint, særlig ved hjelp av en apparatur som består av et tannstangpar beveget av hydrauliske sylindere og montert med variabel klemåpning som derved kan tilpasses rørled-ninger med forskjellige diametere.

Nevnte apparatur for innskruing og oppskruing av låse-mutteren har den fordel at sammenkopling og fråkopling av en rørledning med et borehull-hode under vann kan skje uten at man behøver dykkere, og således kan foregå i større dybder enn vanlig for dykkerarbeider.

Nevnte apparatur med form av en klemme kan monteres på en ramme som også bærer en rørkopling av foreliggende type, og som senkes mot bunnen ved hjelp av kabler festet til borehull-toppen, slik at koplingen kan festes på denne.

Endelig kan føringen av den hydrauliske sylinder som skrue låsemutteren opp eller igjen^ styres fra overflaten. Når rørkoplingen først er satt på kan klemmene styres slik at de åpnes og apparatet heises opp til overflaten for å brukes på nytt.

Når rørkoplingen vil løses senker man ned det beskrevne apparat langs føringskablene, ved hjelp av hydrauliske sylindere beveger man klemmene i lengderetning langs apparatets ramme inntil nærhetsfølere har oppdaget faststående forbin-dings-elementer som automatisk stanser lengdeforskyvningen av klemmene, idet disse da befinner seg overfor tannhjulet .festet på mutteren. Fra overflaten styres så tannstengenes føring slik at man skrur låsemutteren opp og derved muliggjør frikop-ling av låsestykkene samt innpasning av den ene halv-kopling i den andre.

Den følgende beskrivelse er knyttet til de vedlagte tegninger som viser et ikke begrensende utførelseseksempel i henhold til oppfinnelsen. Fig. 1 er et lengdesnitt gjennom en rørkopling av den foreslåtte type. Fig. 2 viser rørkoplingen sett fra enden i halv gjen-nomskjæring gjennom planet II-II på fig. 1. Fig. 1 viser den ene enden 1 tilhørende en undervanns-rørledning med akse x-xl som i enden 2 skal koples sammen med en koaksial rørledning med samme diameter, f.eks. utgangen fra en undervanns borebrønn.

Endepartiet av røret 1 er glatt og har ingen spesiell anordning eller bearbeidelse bortsett fra en faskant 3. Skjæ-ringen av en slik skrå faskant kan skje ved hjelp av en fjern-styrt maskin.

I det beskrevne eksempel er enden av rørledningen 2

som skal sammenkoples med rørledningen 1, forsynt med en spesialflens 4 som utvendig er forsynt med perifere furer eller rifler 4a, 4b, som skal oppta ribbene 5a, 5b som rørkoplingens låsestykker er forsynt med. En rørkopling 6 ifølge oppfinnelsen er sammensatt av to halv-koplinger 7 og 8 som er stukket inn i hverandre og forbundet innbyrdes med mutteren 9. Den nedre del av figuren gjengir rørkoplingen i den stilling hvor den griper inn over de to rørendene som skal sammenføyes uten å være sper-ret. Øvre del av figuren viser.samme kopling etter forankring av de to halv-koplinger 7 og 8 på den glatte rørenden 1 og til flensdelen 4.

Fig. 1 viser som eksempel en kopling hvor halvkoplingen 8 er forskjellig fra halvkoplingen 7 av den grunn at førstnevnte er festet på en spesialflens 4 med omkrets-riller. Det. presiseres at eksemplet er valgt for å illustrere to forskjellige utførel-ser av halvkoplinger ifølge oppfinnelsen. Det understrekes at flensen 4 kan være erstattet av en glatt rørende og i slike til-feller vil rørkoplingen 6 bestå av to identiske halvkoplinger 7. Halvkoplingene 7 og 8 omfatter begge låsestykker, resp. 10 og 11. Disse låsestykker består av flere sektorer eller deler som er anordnet over hverandre.

Låsestykket 10 omfatter en utvendig konisk flate 12 som samvirker med den innvendige koniske flate 13 på en låsering som omgir låsestykkene. Ringen 14 har utvendige gjenger 15 søm en skyve-ring 16 skrus på. Ringene 14 og 16 er således fast forbundet i aksial retning. Halvkoplingen 7 omfatter videre en mutter 17 som kan skrus på et utvendig gjengeparti 18 omkring delen 19 tilhørende halvkoplingen. Mutteren 17 er forbundet med en utvendig tannkrans 20 slik at mutteren kan beveges i begge retninger.

Ringen 16 og mutteren 17 holdes sammen av friksjons-halvskiver 21a og 21b som holdes på plass av en påskrudd ring 22 slik at ringen 16 står fast i lengderetning i forhold til mutteren 17, men kan dreies i forhold til denne.

Man ser altså at når mutteren 17 skrus på gjengepartiet 18 og derved forlater stillingen vist i nedre del av figuren og inntar stillingen som er vist i den øvre del, vil ringen 14 bevege seg aksialt i samme retning som mutteren og låsestykkene 10 sammenpresses radialt ved kilevirkning ved at de koniske flatene 12 og 13 samvirker. Låsestykkene 10 har på innsiden en fortanning eller rifling 23 som vil gripe ned i røret 1 og danne forankring av halvkoplingen 7 på røret 1. Halvkoplingen 7 er kalt selvsperrende på grunn av at sammenkopling av koplingen med røret skjer utelukkende ved låsevirkning fra mutteren 17.

Halvkoplingen 7 omfatter dessuten frakoplingsorganer, d.v.s. organer som kan løsne låsestykkene 10 for å frigjøre halv-koplingen. Disse organer består av to skjørt 24 og 25 som befinner seg i hver ende av låsestykkene 10, respektivt, og som begge har en innvendig konisk flate 24a og 25a.

Ringene 14 og 16 har også lignende utstikkende skjørt, resp. 26 og 27, som har en utvendig koniskeflate 26a og 27a. Flatene 26a og 24a er parallelle seg imellom, i likhet med flatene 25a og 27a. På figuren er skråflåtene også parallelle med

flatene 12 og 13.

Når mutteren 17 skrus opp fra' den stilling som er

vist på øverste halvpart av figuren, og går over til stillingen vist nederst på figuren, vil ringene 14 og 16 forskyves aksialt og flatene 26a og 27a utøver et radialt trykk på de to ender av låsestykkene .10, hvilket åpner låsestykkene og frigjør halvkoplingen 7 f^a enden 1 av røret.

Tetningen mellom halvkoplingen 7 og rørenden 1 oppnås ved- tetningsringer 28a og 28b plasert mellom delen 19 på halv-koplingen og røret .1, samt en tetningsring 29 med anlegg mot skråfasen 3 ved innskruing av mutteren 17. En ring 30 tilpasset til ytterdiameteren på røret .1 muliggjør sentrering av halv-koplingen 7 på røret 1. Delen 19 på halvkoplingen 7 er i ytterenden forsynt med en perifer rille 31 som den opphøyde ribben 32 på innsiden av forlengelsen 25 på låsestykket 10 griper1 ned i.

Ribben 32 har mindre tykkelse enn bredden på rillen 31 slik at når låsestykket 10 er i anlegg mot ytterenden 19a på delen 19 dannes et spillerom mellom ytterflaten av ribben 32 og innerflaten av rillen 31 som vist på øvre halvpart av figuren. Dette spillerom gjør at låsestykket 10 kan bevege s.eg noe i den retning som øker fastklemmingen av låsestykket, slik at hvis låsestykket har tendens til å gli på røret på grunn av dårlig låsing, oppnås en selvlåsing av halvkoplingen. Por at denne selvlåsende virkning skal oppnås, må låsestykket 10 komme godt i anlegg mot ytterenden 19a på delen 19 ved koplingen.

Under påvirkning av aksial-kraftkomponenten fra kraf-ten som ringen 14 utøver mot ytterflaten 12 på låsestykket 10 ved sammenkoplingen, vil låsestykket 10 ligge godt an mot ytterenden 19a, som nevnt. Imidlertid kan det forekomme en forskyvning mellom flatene 12 og 13. Por å sikre seg at låsestykkene 10 kommer i anlegg mot enden 19a, er ringen 14 utstyrt med en eller flere elastiske staver 33 som stikker inn i langsgående spalter i låsestykkene 10 og som ytterst er forsynt med en krok 33a som griper om ytterenden av låsestykket 10. Når således ringen 14 forskyves mot delen 19, vil kroken 33a nødven-digvis medføre låsestykket 10 inntil dette kommer i anlegg'mot ytterenden 19a som vist på nedre halvpart av figuren.

Når låsestykkene først har kommet i anlegg, vil staven 33 bøyes opp og kroken 33a forsvinne inn i nevnte spalte.

Fig. 2 viser et snitt gjennom låsestykkene 10 gjennom planet II-II på fig. 1. Låsestykkene 10 er sammensatt av sektorer 10a som ligger ved siden av hverandre. Hver sektor 10a er forsynt med en langsgående spalte 34 som nevnte fjærende stenger 33 og 35 er plasert i, og som har som funksjon å holde jevn avstand

mellom segmentene 10a. Halvkoplingen 8 består likeledes av et låsestykke 11 og en glidering i to deler, 36 og 37. Forskyv-ningen av ringen skjer ved innskruing av mutteren 38 fast forbundet med tannkransen 38a, på de utvendige gjenger' 39 tilhø-rende delen 40.

På det viste eksempel har låsestykket 11 to utvendige koniske flater lia og 11b som samvirker med innvendige koniske flater på ringen 36 for låsing av stykkene 11. Låsestykkene 11 er langs den innvendige omkrets forsynt med ribber 5a, 5b som ved låsingen griper ned i riller 4a og 4b i flensdelen 4, samt ribber 4la, 4lb som griper inn i riller 42a, 42b på delen 14 til forankring av halv-koplingen 8 på flensdelen 4.

Ribbene 4la, 4lb og rillene 42a, 42b har skråttstilte sideflater slik at nedtrengning av ribbene i rillene vil føre delen 40 mot høyre og sammenpresse pakningen 43.

Låsestykket 11 har i likhet med låsestykket 10 to koniske flater lid og lic henholdsvis i hver ende og lignende skråflater innvendig, hvilke samvirker med de koniske flater 36a og 37a som befinner seg utvendig på de utstikkende skjørt-partier 36b og 37b tilhørende ringene 36 og 37.

Delene 19 og 40 på de to halvkoplinger stikker inn i hverandre og tetningsringer 44a og 44b er anbragt mellom dem, holdt på plass av en gjengering 45. En sylindrisk skjørtdel 46 er festet til delen 19 og muliggjør innføring av en skraper i rørledningen.

Delen 40 er utvendig forsynt med et langt gjengeparti 47. Halvkoplingene settes sammen med en koplingsskrue 9 som

skrus på gjengepartiet 47 og står fast for aksial bevegelse forbundet med delen 19 ved hjelp av halv-friksjonsskiver 48a og 48b, holdt på plass av skruringen 49.

Mutteren 9 er forbundet med tannkransen 50 og mulig-gjør variasjon av innstikkingslengden for delen 40 på halv-koplingen 8 inn i delen 19 på halvkoplingen 7 og gjør at man kan variere rørkoplingens totallengde. Ved å betjene mutteren 9 kan man således regulere rørkoplingens lengde slik at den blir mindre enn avstanden som skiller enden av røret 1 fra flensdelen 4 ved at halvkoplingene stikkes inn i hverandre, idet man derpå ved å skru mutteren 9 i motsatt retning fører tetningsringene 29 og 43 til anlegg mot rørendene som skal forbindes.

Når sammenkoplingen er foretatt, presses havvannet som fyller de forskjellige hulrom i koplingen ut ved innføring av en stabil olje som innsprøytes gjennom åpningene 75 og 76.

Claims (8)

1. Rørkopling som omfatter låsestykker (10/11) med minst et utvendig konisk parti som samvirker med et tilsvarende innvendig konisk parti på en glidering (14), hvilken ring kan forskyves i lengderetning ved dreining av en låsemutter (17), karakterisert ved at låsestykkene (10/11) har minst en konisk flate langs deres innvendige omkrets i samvirke med en konisk flate på glideringen (l4/l6 - 36/37), idet disse to koniske flater konvergerer i samme retning som låsestykkets (10/ 11) utvendige koniske parti og tvinger de koniske flater fra hverandre ved oppskruing av nevnte låsemutter (17/38).

2. Rørkopling som angitt i krav 1, karakterisert ved at nevnte?.låsestykker (10/11) har en innvendig, konisk avdreining i begge ytterender (24a/27a - llc/lld), hvilke skråflater samvirker med tilsvarende koniske flater (26a/ 27a - 36a/37a) på et utstikkende skjørt (26/27 - 36b/37b) på glideringen (l4/l6 - 36/37).

3. Rørkopling bestående av to halv-koplinger (7/8) som angitt i et eller flere av kravene 1-2, karakterisert ved at halvkoplingene (7/8) stikker inn i hverandre væsketett, og en av halvkoplingene (8) har et utvendig gjengeparti (47) mens den andre halvkopling (7) er fast forbundet i lengderetning med en regulerings- og koplings-mutter (9) som løper på gjengepartiet (47) hvormed man kan variere rørkoplingens totallengde.

4. Rørkopling som angitt i et eller flere av kravene 1 - 3, karakterisert ved at nevnte låsemuttere (17/ 38) og reguleringsmutteren (9) er festet til en tannkrans (20/38a /50) .

5. Rørkopling som angitt i et eller flere av kravene 1 - 4,. karakterisert ved at den består av en del (19) med utvendig gjengeparti (18) som opptar nevnte låsemutter (17), hvilken del (19) utvendig er forsynt med en rille (31) hvori det griper ned en innvendig ringformet ribbe (32) på låsestykket (10), hvor ribben har mindre bredde enn rillen (31), slik at når låsestykket (10) er i anlegg mot enden av delen (19) finnes et mellomrom mellom ribben (32) og rillen (31) som gjør at låsestykket (10) kan beveges i selvsperrende retning.

6. Rørkopling som angitt i et eller flere av kravene 1-4, karakterisert ved at det består av en del (40) med utvendig gjengeparti (39) som opptar nevnte låsemutter (38) og som utvendig har minst en rille (42a/42b) hvori det griper ned en innvendig ring-ribbe (4la/ 4lb) på låsestykket (11), hvilket låsestykke dessuten har innvendig oppdreiede ribber (5a/5b) som ved låsing av mutteren (38) griper ned i riller (4a/4b) dreid ut i flensdelen (4) som er festet til enden av røret (2) som skal sammenkoples.

7. ■ Rørkopling som angitt i krav 6, karakterisert ved at nevnte riller (42a/42b) på delen 40 og nevnte ribbe (4la/4lb) på låsestykket (11) er skråttstilt.

8. Rørkopling som angitt i et eller flere av kravene 5-7, hvor låsestykkene (10/11) består av sektorer (40a/lla) forsynt med langsgående spalter (34), karakterisert ved at det i spaltene (34) er innsatt sentrings-staver (33/ 35) festet til glideringen (14/36) som omgir låsestykkene (10/11), idet en av stavene (33) ender i en krok som er huket omkring ytterenden av låsestykket (10) slik at dette trekkes med i lengderetning av ringen (14) til låsestykket kommer i anlegg mot delen (19) pa rørkoplingen hvorved kroken tvinges opp i spalten (34).