FR2464426A2 - Prestressed spigot and socket joint rising main oil rig - uses screw jack effect with ring rotor coupling sleeve assembly and ring can be locked - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne un perfectionnement au connecteur à anneau tournant selon le brevet principal. The present invention relates to an improvement to the rotating ring connector according to the main patent.
On a décrit dans le brevet principal un connecteur à anneau tournant comprenant deux éléments tubulaires s'emboîtant l'un dans l'autre, un anneau de verrouillage formant un assemblage à baïonnette avec un premier desdits éléments tubulaires et des moyens de serrage pouvant être constitués par une bague de serrage coopérant avec l'anneau de verrouillage et le second élément tubulaire. The main patent has described a connector with a rotating ring comprising two tubular elements which fit into each other, a locking ring forming a bayonet connection with a first of said tubular elements and clamping means which can be formed. by a clamping ring cooperating with the locking ring and the second tubular element.
Le connecteur perfectionné selon la présente invention comporte des moyens d'immobilisation de la bague de serrage et de l'anneau de verrouillage par rapport auxdits éléments tubulaires. The improved connector according to the present invention comprises means for immobilizing the clamping ring and the locking ring relative to said tubular elements.
Selon un mode particulier de réalisation, ce connecteur comporte en combinaison des moyens d'immobilisation de l'anneau de verrouillage en position verrouillée et en position déverrouillée et des moyens d'immobilisation relative dudit anneau de verrouillage et de ladite bague de serrage dans la position de serrage de cette bague. ces derniers moyens pouvant avantageusement être constitués par la coopération de deux organes respectivement solidaires dudit anneau et de ladite bague, l'un de ces organes étant une vis de blocage et l'autre formant une came contre laquelle peut être serrée ladite vis. According to a particular embodiment, this connector comprises in combination means for immobilizing the locking ring in the locked position and in the unlocked position and means for relative immobilization of said locking ring and said clamping ring in the position tightening this ring. these latter means can advantageously be constituted by the cooperation of two members respectively integral with said ring and said ring, one of these members being a locking screw and the other forming a cam against which said screw can be tightened.
Selon un autre mode de réalisation, ce connecteur comporte en combi
naison des moyens d'immobilisation de l',anneau de verrouillage par rapport
auxdits éléments tubulaires dans sa position verrouillée comme dans sa positif
déverrouillée, et des moyens pour solidariser directement la bague de serrage
et l'un desdits éléments tubulaires dans la position de serrage de cette ba
gue.According to another embodiment, this connector comprises in combination
origin of the immobilization means, locking ring with respect to
to said tubular elements in its locked position as in its positive
unlocked, and means for directly securing the clamping ring
and one of said tubular elements in the clamping position of this ba
ford.
Un exemple de réalisation de l'invention est illustré par les figure# annexées où
- la figure 1 est une vue perspective d'ensemble d'un connecteur selon
l'invention pour tube prolongateur de forage en mer,
- la figure 2 est une vue partielle des éléments du connecteur en coupe
longitudinale, dans sa position de déverrouillage,
- la figure 2A illustre une première modification du mode de réalisation
représenté par les figures 1 et 2,
- la figure 22 illustre une seconde modification,
- les figures 3A et 3B montrent en vue développée et en coupe longitudinale
1' engagement des éléments du connecteur et leur verrouillage,
L les figures 4A et 48 sont deux sections droites du connecteur de la figure
2, suivant la coupe AA indiquée sur cette figure et illustrent le ver
rouillage du connecteur,
- les figures 5A à 5D montrent en coupe longitudinale quatre phases suc
cessives du raccordement des éléments du connecteur,
- les figures 6 et 7A illustrent le serrage du connecteur,
- la figure TE montre comment s'effectue le desserrage.An exemplary embodiment of the invention is illustrated by the appended figure # where
- Figure 1 is an overall perspective view of a connector according to
the invention for an offshore drilling extension tube,
- Figure 2 is a partial view of the connector elements in section
longitudinal, in its unlocked position,
- Figure 2A illustrates a first modification of the embodiment
represented by FIGS. 1 and 2,
FIG. 22 illustrates a second modification,
- Figures 3A and 3B show in developed view and in longitudinal section
1 engagement of the connector elements and their locking,
L Figures 4A and 48 are two cross sections of the connector of Figure
2, following the section AA indicated in this figure and illustrate the worm
rusting of the connector,
- Figures 5A to 5D show in longitudinal section four suc phases
termination of connection of connector elements,
- Figures 6 and 7A illustrate the tightening of the connector,
- Figure TE shows how loosening is carried out.
Sur les figures représentant un exemple de connecteur selon l'invention pour une colonne montante utilisée dans l'exploration ou la production pétrolière en mer, les références 1 et 2 désignent respectivement le premier et le second éléments tubulaires du connecteur qui s'emboîtent l'un dans 11 autre, cet emboîtement étant limité par un épaulement axial 3 et son étanchéité assurée par des joints 4 (Fig. 2). La référence 5 désigne un élément de la partie inférieure de la colonne montante et la référence 6 un élément de la partie supérieure de cette colonne montante. Les éléments 5 et 6 sont raccordés aux éléments 1 et 2 du connecteur, respectivement, par tout moyen approprié, par exemple par soudure. In the figures representing an example of a connector according to the invention for a riser used in the exploration or production of petroleum at sea, the references 1 and 2 respectively designate the first and the second tubular elements of the connector which interlock one in another 11, this fitting being limited by an axial shoulder 3 and its sealing provided by seals 4 (Fig. 2). The reference 5 designates an element of the lower part of the riser and the reference 6 an element of the upper part of this riser. Elements 5 and 6 are connected to elements 1 and 2 of the connector, respectively, by any suitable means, for example by welding.
Les références 7 et 8 désignent des brides permettant de fixer à la
partie inférieure et à la partie supérieure de la colonne montante, respectivement, des lignes périphériques, telles que les lignes désignées par las
termes anglo-saxons kill line, choké line et booster line qui équipent de façon classique les colonnes montantes utilisées dans l'industrie pétrolière. References 7 and 8 designate flanges for fixing to the
lower part and upper part of the riser, respectively, peripheral lines, such as the lines designated by las
Anglo-Saxon terms kill line, choké line and booster line which conventionally equip risers used in the petroleum industry.
Ces lignes sont composées de sections telles que 9a, 9b, 10a, lOb, lita, llb (ces deux dernières sections n'étant pas visibles sur la figure 1 ) se raccordant par emboîtement dans des manchons tels que les manchons 12 et 13 au niveau du connecteur. Celui-ci comporte un anneau de verrouillage 15 entourant les extrémités des éléments 1 et 2 dans leur position d'emboitement. Le verrouil lage et le déverrouillage du connecteur sont réalisés par une rotation de l'anneau 15 sur une fraction de tour (verrouillage du type à balonnette). Cette rotation peut, par exemple, être effectuée en utilisont une tige de manoeuvre 14 (Figs. 4A et 4B).These lines are composed of sections such as 9a, 9b, 10a, lOb, lita, llb (these last two sections are not visible in Figure 1) connecting by interlocking in sleeves such as sleeves 12 and 13 at the level of the connector. This includes a locking ring 15 surrounding the ends of the elements 1 and 2 in their nesting position. The locking and unlocking of the connector are carried out by a rotation of the ring 15 on a fraction of a turn (locking of the bar-type). This rotation can, for example, be carried out using an operating rod 14 (Figs. 4A and 4B).
L'anneau 15 comporte une chape 16 pouvant être liée à volonté par une broche 19,soit à une patte 17, solidaire de la section de ligne périphérique 9a (position de déverrouillage représentée sur la figure 1), soit à une patte 18 solidaire de la section de ligne périphériqueloa (position de verrouil lage). Le connecteur comporte également une bague de serrage 20 qui, dans exemple illustré par la figure 2, peut être vissée dans 11 anneau de verrouillage 15 (filetages 21 et 22) et prend appui par un talon annulaire 23 sur un collet annulaire 24 de l'élément 2 pour exercer dans la direction axiale une précontrainte de serrage entre les éléments tubulaires 1 et 2 du connecteur lorsque 11 anneau 15 est en position de verrouillage. The ring 15 comprises a yoke 16 which can be linked at will by a pin 19, either to a lug 17, integral with the peripheral line section 9a (unlocking position shown in Figure 1), or to a lug 18 integral with the peripheral line section which (locking position). The connector also comprises a clamping ring 20 which, in the example illustrated by FIG. 2, can be screwed into 11 locking ring 15 (threads 21 and 22) and is supported by an annular heel 23 on an annular collar 24 of the element 2 for exerting in the axial direction a clamping preload between the tubular elements 1 and 2 of the connector when the ring 15 is in the locked position.
Dans le mode de réalisation illustré par la figure 2A, la bague de serrage 20 se visse sur ltélément tubulaire 2 (filetages 25 et 26). Par ailleurs, deux épaulements annulaires 27 et 28 accrochent entre eux l'anneau de verrouillage 15 et la bague de serrage 20. In the embodiment illustrated in FIG. 2A, the clamping ring 20 is screwed onto the tubular element 2 (threads 25 and 26). Furthermore, two annular shoulders 27 and 28 hook between them the locking ring 15 and the clamping ring 20.
La figure 2B illustre un autre mode de réalisation dans lequel la bague de serrage 20 se raccorde par vissage à la fois à l'anneau de verrouillage 15 et à l'élément tubulaire 2, le raccordement à l'anneau 15 étant réalisé par Ilintcrmédiaire de filetages 36, 37 ayant un pas différent ou inverse de celui du couple de filetages 25, 26. FIG. 2B illustrates another embodiment in which the clamping ring 20 is connected by screwing both to the locking ring 15 and to the tubular element 2, the connection to the ring 15 being made by means of threads 36, 37 having a pitch different from or opposite to that of the pair of threads 25, 26.
Les modes de réalisation illustrés par les figures 2A et 2B présentent l'avantage de permettre le démontage de la bague 20. The embodiments illustrated in FIGS. 2A and 2B have the advantage of allowing the disassembly of the ring 20.
Dans le connecteur selon l'invention, ltélément tubulaire 1 et -l'anneau de verrouillage 15 comportent chacun un meme nombre de couronnes de
tenons, ce nombre étant au moins égal à deux. Dans 11 exemple représenté, ils
comportent chacun une première et une seconde couronnesde tenons à partir de
leurs extrémités qui s'engagent l'une dans l'autre : première couronne formée
par les tenons 1A1, I A2 ... et seconde couronne formée par les tenons 181,
1B2... pour l'élément tubulaire 1, première couronne formée par les tenons
15A1, 15A2 ... et seconde couronne formée par les tenons 15B1, 1532 O. pour
l'anneau de verrouillage 15 (Fig. 3A).In the connector according to the invention, the tubular element 1 and the locking ring 15 each have the same number of crowns of
let's keep it, this number being at least equal to two. In the example shown, they
each have a first and a second crown of tenons from
their ends which engage one in the other: first crown formed
by the tenons 1A1, I A2 ... and second ring formed by the tenons 181,
1B2 ... for tubular element 1, first ring formed by the tenons
15A1, 15A2 ... and second crown formed by the studs 15B1, 1532 O. for
the locking ring 15 (Fig. 3A).
Ces tenons sont décalés angulairement dune couronne à l'autre et inscrits dans des surfaces cylindriques de rayons différents (rayons r et R pour la première et la seconde couronnes de tenons de l'élément tubulaire 1, rayons R' et r' pour la première et la seconde couronnes de tenons de l'annsau de verrouillage 15, Fig. 2). Le rayon#R' est légèrement supérieur au rayon r de façon que les tenons 15A1, 1 SA2 ,,. de la première couronne de l'anneau de verrouillage 15 puissent coulisser et éventuellement tourner librement sur les tenons 1A1, 1A2 ... de la première couronne de l'élément tubulaire 1 (Figs. 3A et SA). These tenons are angularly offset from one crown to the other and inscribed in cylindrical surfaces of different radii (radii r and R for the first and second crowns of tenons of the tubular element 1, radii R 'and r' for the first and the second tenon crowns of the locking ring 15, Fig. 2). The radius # R 'is slightly greater than the radius r so that the tenons 15A1, 1 SA2 ,,. of the first ring of the locking ring 15 can slide and optionally rotate freely on the pins 1A1, 1A2 ... of the first ring of the tubular element 1 (Figs. 3A and SA).
Par ailleurs, les tenons 15A1, 15A2 ... 15A de la première couronne He l'anneau de verrouillage 15 coopèrent avec les tenons 1B1, 1B2 ... 1B de la seconde couronne de l'élément 1 pour former un premier système diassem- blage à balonnette et les tenons 15B1, 1532 ... 15B ... de la seconde couronne de l'anneau de verrouillage 15 coopèrent avec les tenons lA1, lA2... 1A de la première couronne de l'élément 1 pour former un second système d'assemblage à baïonnette,
Chacun de ces deux systèmes d'assemblage à balonnette peut permettre d'assurer entre tenons de l'élément tubulaire 1 et tenons de l'anneau de verrouillage 15 un contact sur une plage angulaire totale de l'ordre de 1750. Ces deux systèmes d'assemblage étant angulairment décalés autour de l'axe du connecteur, le connecteur selon l'invention représenté permet ainsi de répartir les charges axiales sur 3500 environ autour de son axe. Furthermore, the studs 15A1, 15A2 ... 15A of the first ring He the locking ring 15 cooperate with the studs 1B1, 1B2 ... 1B of the second ring of the element 1 to form a first diassem- balage à baronette and the pins 15B1, 1532 ... 15B ... of the second ring of the locking ring 15 cooperate with the pins lA1, lA2 ... 1A of the first ring of the element 1 to form a second bayonet connection system,
Each of these two bar-shaped assembly systems can make it possible to ensure contact between pins of the tubular element 1 and pins of the locking ring 15 over a total angular range of around 1750. These two systems 'assembly being angularly offset around the axis of the connector, the connector according to the invention shown thus allows to distribute the axial loads over 3500 about its axis.
On décrit ci-après les opérations d'engagement des éléments du connecteur de verrouillage de l'anneau 15 et de réalisation de la précontrainte de serrage au moyen de la bague 20. The operations of engaging the elements of the locking connector of the ring 15 and of performing the tightening preload by means of the ring 20 are described below.
La figure 3A représente, partiellement en vue développée et partiellement en coupe longitudinale, l'anneau de verrouillage 15 et l'élément tubula ire 1 du connecteur avant la mise en place de l'anneau sur cet élément. FIG. 3A shows, partially in developed view and partially in longitudinal section, the locking ring 15 and the tubular element 1 of the connector before the ring is placed on this element.
L'engagement de l'anneau 15 est illustré par la figure SA montrant les tenons 15au, 15A2 ... de la première couronne de tenons de l'anneau passant sur ceux de la première couronne de tenons de l'élément 1 (rayon R' légèremer,t supérieur au rayon r, Fig. 2). The engagement of the ring 15 is illustrated by the figure SA showing the studs 15au, 15A2 ... of the first ring of studs of the ring passing over those of the first ring of studs of the element 1 (radius R 'lightly, t greater than radius r, Fig. 2).
La figure 52 montre comment s'effectue ensuite le-passage des tenons 15A1, I SA200. de la première couronne de l'anneau de verrouillage 15 entre ceux de la seconde couronne de tenons 1B1, 122 ... de l'élément tubulaire 1 et, simultanément, le passage des tenons 1521, 1582 ... de la seconde couronne de l'anneau entre les tenons lA1, lA2 ... de la première couronne de l'élément tubulaire 1, dans la position angulaire de la chape 16 illustrée par les figures 1, 2 et 4A. FIG. 52 shows how the passage of the pins 15A1, I SA200 is then carried out. of the first ring of the locking ring 15 between those of the second ring of studs 1B1, 122 ... of the tubular element 1 and, simultaneously, the passage of the studs 1521, 1582 ... of the second ring of the ring between the tenons lA1, lA2 ... of the first ring of the tubular element 1, in the angular position of the yoke 16 illustrated by FIGS. 1, 2 and 4A.
Cette opération est terminée dans la position illustrée par la figure 5C et il suffit alors de faire tourner l'anneau 15 d'une fraction de tour pour aboutir à la position de verrouillage illustrée par les figures 49 et SD. Cette rotation de l'anneau 15 jusqu'à sa position de la figure 43 peut être effectuée au moyen de la tige 14 (Fig. 4B), l'anneau 15 étant ensuite immobilise dans cette position de verrouillage au moyen de la broche 19 traversant la chape 16 de l'anneau 15 et la patte 18 solidaire de la ligne périphérique 10a. This operation is completed in the position illustrated in FIG. 5C and it then suffices to rotate the ring 15 by a fraction of a turn to arrive at the locking position illustrated in FIGS. 49 and SD. This rotation of the ring 15 to its position in FIG. 43 can be carried out by means of the rod 14 (FIG. 4B), the ring 15 then being immobilized in this locking position by means of the spindle 19 passing through. the yoke 16 of the ring 15 and the lug 18 secured to the peripheral line 10a.
Le serrage de la bague 20, jusqu'à la position des tenons illustrée par les figures 32 et 6 et son verrouillage dans cette position pourront êsre réalisés par tout moyen approprié, un exemple de moyens de serrage et de verrouillage étant illustré par la figure 7A. The tightening of the ring 20, up to the position of the tenons illustrated in FIGS. 32 and 6 and its locking in this position can be achieved by any suitable means, an example of tightening and locking means being illustrated in FIG. 7A .
Dans cet exemple, la bague 20 comporte à se périphérie sur sa paroi supérieure un certain nombre d'alésages 29 dans lesquels peuvent être engagés des ergots amovibles 30 (alternativement on pourra munir la bague 20 d'ergots fixes). Un vérin 31 dont l'une des extrémités 31a est adaptée à venir prendre appui sur la ligne périphérique lita, en étant placée sur un épaulement annulaire 44 de cette ligne, et l'autre extrémité 31b est adaptée à prendre appui sur un ergot 30, permet de visser la bague de serrage 20 en l'entraînant en rotation comme indiqué par les flèches sur la figure 7A. Le vérin 31 qui, dans l'exemple illustré par la figure 7A comporte une poignée 32, est alimenté en fluide sous pression par la conduite 33. In this example, the ring 20 has at its periphery on its upper wall a number of bores 29 in which can be engaged removable pins 30 (alternatively one can provide the ring 20 with fixed pins). A jack 31, one of the ends 31a of which is adapted to come to bear on the peripheral line lita, by being placed on an annular shoulder 44 of this line, and the other end 31b is adapted to bear on a lug 30, allows to screw the clamping ring 20 by driving it in rotation as indicated by the arrows in FIG. 7A. The jack 31 which, in the example illustrated in FIG. 7A comprises a handle 32, is supplied with pressurized fluid through the pipe 33.
Lorsque la bague 20 a été serrée à fond, elle se trouve dans la position illustrée par la figure 6, où le talon annulaire 23 prend appui sur le collet 24 de l'élément tubulaire 2 pour exercer dans la direction axiale, par l'intermédiaire des tenons de l'anneau de verrouillage 15 et de ceux de ltélément tubulaire 1, une précontrainte de serrage de cet élément 1 contre l'élément tubulaire 2, les éléments 1 et 2 étant en contact au niveau du collet 3. When the ring 20 has been fully tightened, it is in the position illustrated in FIG. 6, where the annular heel 23 bears on the collar 24 of the tubular element 2 to exert in the axial direction, via of the lugs of the locking ring 15 and of those of the tubular element 1, a preload for tightening this element 1 against the tubular element 2, the elements 1 and 2 being in contact at the level of the collar 3.
La bague 20 est munie de moyens permettant son immobilisation dans cette position de serrage de l'anneau 15, ainsi que dans la position desserrée définie ci-après. The ring 20 is provided with means allowing its immobilization in this tightening position of the ring 15, as well as in the loosened position defined below.
Dans l'exemple illustré par les figures 6, 7A et 7B, ces moyens comprennent une came 41 solidaire de la bague 20 et sur laquelle s'appuie un organe de serrage porté par l'anneau 15, cet organe comprenant une vis 43 à auto-verrouillage traversant un support 42. In the example illustrated by FIGS. 6, 7A and 7B, these means comprise a cam 41 integral with the ring 20 and on which rests a tightening member carried by the ring 15, this member comprising a self-adjusting screw 43 -locking through a support 42.
En position de serrage de la bague 20, la vis 43 s'appuie sur la rampe 41b de la came 41, empochant tout desserrage de la bague 20 par rapport à l'anneau 15, ce dernier étant immobilisé, comme illustré par la figure 4A, au moyen d'une broche 19 traversant la chape 16 et la patte 17 solidaire de la ligne périphérique 9a. In the clamping position of the ring 20, the screw 43 rests on the ramp 41b of the cam 41, pocketing any loosening of the ring 20 relative to the ring 15, the latter being immobilized, as illustrated in FIG. 4A , by means of a pin 19 passing through the yoke 16 and the lug 17 secured to the peripheral line 9a.
Pour desserrer la bague 20, on commence par desserrer la vis 43, on place ensuite le vérin 31 dans la position indiquée sur la figure 73, où ce vérin vient prendre appui contre la ligne périphérique 9a, son extrémité 31a étant alors placée sur l'épaulement annulaire 34 que comporte cette ligne. To loosen the ring 20, we first loosen the screw 43, then place the jack 31 in the position shown in Figure 73, where this jack comes to bear against the peripheral line 9a, its end 31a then being placed on the annular shoulder 34 which comprises this line.
La bague 20 est alors desserrée en actionnant le vérin 31 dans le sens de la flèche de la figure TE, jusqu'a placer cette bague dans la position ou la vis 43 peut s'engager dans un logement 41a de la came 41. The ring 20 is then loosened by actuating the jack 31 in the direction of the arrow in FIG. TE, until placing this ring in the position where the screw 43 can engage in a housing 41a of the cam 41.
L'immobilisation de la bague 20 dans cette position desserrée est alors obtenue par serrage de la vis 43 à auto#verrouillage. The immobilization of the ring 20 in this loosened position is then obtained by tightening the self-locking screw 43.
Le désaccouplement s'effectue alors par rotation de l'anneau 15. The uncoupling is then carried out by rotation of the ring 15.
Bien entendu, le serrage assuré par la bague 20 pourra être établi par d'autres moyens que ceux illustrés par les figures 7A et 73. En particulier, dans les modes de réalisation illustrés par les figures 2A et 2B il pourra être obtenu par l'action d'un dispositif distinct de la bague 20 qui établira la précontrainte de serrage entre l'élément 2 et l'anneau de verrouillage 15 à la valeur souhaitée et la maintiendra provisoirement. La bague 20 pourra alors être vissée sans effort jusqu'au contact avec l'épau- lement axial 24. Il suffira alors d'interrompre l'action du dispositif qui a établi la précontrainte à la valeur désirée, pour que cette précontrainte soit reprise par la bague 20. Of course, the tightening provided by the ring 20 can be established by other means than those illustrated in FIGS. 7A and 73. In particular, in the embodiments illustrated by FIGS. 2A and 2B it can be obtained by action of a device separate from the ring 20 which will establish the clamping preload between the element 2 and the locking ring 15 at the desired value and will maintain it temporarily. The ring 20 can then be screwed effortlessly until contact with the axial shoulder 24. It will then suffice to interrupt the action of the device which has established the prestress at the desired value, so that this prestress is taken up by the ring 20.
D'une façon générale, le connecteur comportera des moyens dtimmo- bilisation de la bague de serrage 20 et de l'anneau 15 par rapport aux élé- mente 1 et 2, une variante du mode de réalisation illustré par les figures 6, 7A et TE consistant à immobiliser directement la bague de serrage 20 avec l'élément tubulaire 2. In general, the connector will include means for immobilizing the clamping ring 20 and the ring 15 relative to the elements 1 and 2, a variant of the embodiment illustrated in FIGS. 6, 7A and TE consisting in directly immobilizing the clamping ring 20 with the tubular element 2.
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| FR7921624A FR2464426A2 (en) | 1979-08-27 | 1979-08-27 | Prestressed spigot and socket joint rising main oil rig - uses screw jack effect with ring rotor coupling sleeve assembly and ring can be locked |
Applications Claiming Priority (1)
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| FR7921624A FR2464426A2 (en) | 1979-08-27 | 1979-08-27 | Prestressed spigot and socket joint rising main oil rig - uses screw jack effect with ring rotor coupling sleeve assembly and ring can be locked |
Publications (2)
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| FR2464426B2 FR2464426B2 (en) | 1983-04-15 |
Family
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Family Applications (1)
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| FR7921624A Granted FR2464426A2 (en) | 1979-08-27 | 1979-08-27 | Prestressed spigot and socket joint rising main oil rig - uses screw jack effect with ring rotor coupling sleeve assembly and ring can be locked |
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Also Published As
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