NO146577B - Roerledningsplugg - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en rørledningsplugg beregnet for føring gjennom en rørledning i én retning, omfattende et legeme, minst ett skålformet tetningselement og forankringsinnretninger plassert på legemet. Pluggen er tenkt benyttet ved f. eks. heving av sjøledninger fra sjøbunnen og måling og registrering av lekkasjer i rørledninger.

Ved rørledningsreparasjon og lekkasjemålemetoder

er det tidligere også benyttet plugginnretninger, og den se-nere utvikling har ført til enveis tetningsplugger, dvs. tetningsplugger beregnet på å føres gjennom en rørledning i én retning og som skal motstå en føring i motsatt retning.

En typisk plugginnretning som kan føres gjennom rørledninger og benyttes ved hydrostaitsk måling av-, rørled-ningslekkasjer er f. eks. vist i US patent nr. 3693408. Den spesielle plugginnretning ifølge dette patent er beregnet på bevegelse i den ene eller den andre retning i samsvar med et differansialtrykk og krever utøvelsen av trykk på begge sider av rørledningen for å plassere innretningen i en forankret og avtettende stilling. Denne innretning er derfor ufordel-aktig sett ut fra standpunktet at man skal heve sjøvannsled-ninger eller måle lekkasjer. I tillegg vil driften av fo.r-ankringsmekanismen ikke være pålitelig, særlig hvis det er en vesentlig lekkasje i rørledningen eller hvis rommet mellom innretningens front og de bakre avtetningselementer fylles med vann på grunn av en lett lekkasje i tetningselementene.

En annen pluggtype som er vist i US patent nr. 3690348 er en som kan beveges i den ene eller den andre retning med en forankringsventil som kan drives med radiokon-troll for forankring av pluggen i rørledningen. Da dette system krever elektronisk utstyr, er anvendelsen av pluggen forbundet med ulemper i og med at anvendelsen er komplisert og kostnadene for utstyret forhindrer tilfredsstillende og effektiv benyttelse.

En forbedret plugg spesielt beregnet for heving av sjøvannsledninger er beskrevet i US patent nr. 3788084.

Denne plugg er en enveis tetningsplugginnretning som er utstyrt med et stempel, ettergivende diafragma eller tilsvar- ende deler som beveges aksialt i forhold til det ytre ramme-verk for pluggen, slik at pluggen beveges i én retning gjennom rørledningen i samsvar med et differansialtrykk, og den er forankret når et differansialtrykk utøves fra den motsatte side. I samsvar med en slik anvendelse er stempel, diafragma eller lignende montert på eller forbundet med en sentral hylse som er utstyrt med svingearmer som er holdt tilbake nær deres ytre ender av tapper som er ført gjennom spor i rammen til apparatet. De ytre ender av armene er utstyrt med herdede tenner, puter med en stor friksjonskoeffisient eller lignende innretninger for samvirke med den indre vegg av røret i hvilket apparatet benyttes for således å tilveiebringe den nød-vendige tette lekkasjesikre avtetning. I dette patent er det beskrevet en ny teknikk hvor det benyttes enveis tetningsplugger for heving av sjøvannsledninger og som i stor grad for-bedrer de tidligere kjente metoder..

Fremgangsmåten som er beskrevet i det ovenfor nevnte patent omfatter hevingen av en neddykket ende av en væskefylt rørledning fra sjøbunnen ved å innsette i den neddykkede ende av rørledningen en enveis tetningsplugg av den omtalte type, som er beregnet på å beveges fremover i rørled-ningen i samsvar med væsketrykket bak innretningen, og den skal kunne motstå bevegelse på grunn av væsketrykket fra den motsatte retning. En gass innføres i den neddykkede ende av rørledningen bak plugginnretningen med tilstrekkelig trykk til å bevege plugginnretningen fremover i rørledningen, mens det forhindres innløp av vann i den neddykkede ende til plugginnretningen er ført forbi en del av rørledningen tilstrekkelig langt til å rekke i hvert fall opp til overflaten av vannet. Innføringen av gass avbrytes, og den neddykkede ende av rørledningen løftes til vannflaten, idet plugginnretningen forhindrer tilbakestrømning av væske i rørledningen på grunn av trykkforandringer. Anvendelsen av enveispluggen for heving av en neddykket ende av en væskefylt rørledning fra sjøbunnen eliminerer probiemene som er forbundet med anvendelsen av vanlige plugginnretninger og andre fremgangsmå-ter, da det er en fremgangsmåte som ikke må gjennomføre de kostbare og tidskrevende metoder med å føre rørledningsplug-gen gjennom hele ledningen fra en landstasjon eller plattform til det punkt hvor ødeleggelsen forefinnes.

En videre fremgangsmåte som er forbedret ved anvendelsen av enveis tetningsplugger er beskrevet i US patent nr. 3903730. Dette patent beskriver en fremgangsmåte for måling av lekkasjer i væskefylte rørledninger ved å innføre en enveis tetningsplugginnretning i den ene ende av rørled-ningen og plassere plugginnretningen ved etter hverandrefølg-ende steder langs lengden av rørledningen ved hjelp av et hydraulisk trykk som utøves ved den samme ende av rørlednin-gen. Ved hver plassering utøves et måletrykk ved den motsatte ende av rørledningen som derved indikerer lekkasje i rørledningen basert på tilstedeværelsen eller fravær av et trykkfall. Enveistetnihgspluggen beveger seg i én retning i reaksjon på et trykkdifferensial og blir forankret ved et sted ved hjelp av et trykkdifferensial i motsatt retning. Også her eliminerer anvendelsen av en enveisplugg ulempene som er forbundet med de tidligere foreslåtte teknikker for lekkasjemåling med konvensjonelle plugginnretninger.

Hensikten med foreliggende oppfinnelse er således å tilveiebringe en ny og forbedret enveistetningsplugg for føring gjennom en rørledning i én retning og som omfatter et legeme, minst ett skålformet tetningselement samt forankringsinnretninger plassert på leg_emet, hvorved tetningen og forankringsinnretningen er utformet på en enklere og mer virkningsfull måte enn det som er beskrevet ovenfor. Ved foreliggende oppfinnelse skal det elimineres behovet for leddarmer med herdede tenner, slik man hadde ved tidligere enveistetningsplugger, mens man samtidig tilveiebringer den nødvendige tette, lekkasjesikre forsegling mellom plugg og rørledningsvegg.

Disse hensikter oppnås ved en rørledningsplugg som er kjennetegnet ved det som fremgår av kravene.

Tetningsanordningen som benyttes ved foreliggende oppfinnelse omfatter hensiktsmessig minst ett skålformet tetningselement som er glidbart understøttet på pluggens legeme. Tetningselementet har en leppedel som utstrekker seg i retning av pluggens fremføringsretning.Forankringsinnret-ningen virker på trykkforskjeller motsatt fremføringsretnin-gen for pluggen for fastkiling av leppen til tetningselementet mot rørledningsveggen. Denne kilevirkning gir lekkasjesikker tetning. Når trykket i retning motsatt til fremfør-ingsretningen for pluggen øker^ vil kilevirkningen bli større. Denne virkning opprettholder tetthet mot lekkasje også ved økede trykk.

Oppfinnelsen skal i det følgende forklares nærmere ved hjelp av et utførelseseksempel som er fremstilt på teg-ningen, som viser: fig. 1 et langsgående snitt av rørledningspluggen ifølge oppfinnelsen i stilling for bevegelse gjennom en rør-ledning,

fig. 2.et tverrsnitt av rørledningspluggen på fig. 1, idet man ser i retning av pluggens bevegelse gjennom en rørledning,

fig. 3 et ytterligere langsgående snitt av rørled-ningspluggen ifølge oppfinnelsen i en stilling hvor trykk-dif f eransialet er i en motsatt retning og rørledningspluggen er i forankret stilling.

På fig. 1 - 3 er tétningspluggen ifølge oppfinnelsen vist i rørledningen 11. Rørledningsplugginnretningen omfatter to ringformede, skiveformede eller skålformede pakningselementer 26 og 27 som er avstandsplassert i forhold til hverandre i lengderetning og er festet til og båret av sylindriske skiveelementer 28 og 29. Skiveelementene 28 og 29 er sammensatt av et stivt materiale og har en plastlignende utforming med diametre noe mindre enn diameteren til rørled-ningen 11, slik at skiveelementen 28 og 29 utgjør en bakre understøttelse for de ettergivende pakningselementer eller skåler 26 og 27. Pakningselementene eller skålene 26 og 27 er utformet av et ettergivende materiale, såsom naturgummi eller syntetisk gummi, polyuretan etc. Mens utførelsen som er vist på fig. 1-3 viser anvendelsen av to slike paknings elementer med tilhørende innretninger, kan rørledningspluggen ifølge oppfinnelsen innbefatte bare én. En slik pakning kan, hvis ønsket, omfatte mer enn to slike pakningselementer. Av oversiktsgrunner vil imidlertid rørledningspluggen ifølge oppfinnelsen bli beskrevet i forbindelse med utførelse med to pakningselementer 26 og 27.

Pakningselementene eller skålene 26 og 27 har sentrale deler 30 og 31 og ytre leppelignende deler 32 og 33 som avskråner fra den sentrale del til. en smalere leppedel ved enden san peker forover i fremføringsretningen for pluggen gjennom rørledningen. Som vist er de ytre flater 34 og 35 sylindriske over lengden til den leppelignende del 32 og 33 og har innover avskrånede veggdeler 36 og 37. De indre veg-ger til leppedelene 32 og 33 er i det vesentlige sylindrisk utformet ved de ytre deler 38 og 39 og avskråner ved 40 og 41 for å øke veggtykkelsen og for å gi en ønsket avtetnings-flate.

Pakningselementene som er beskrevet ovenfor har sentrale boringer 53 og 54 som er glidbart montert på et sy-linderformet legeme 52 som er utformet av stål eller lignende materiale. Legemet eller støttedelen 52 er anordnet for å gi understøttelse langs den sentrale akse til rørledningen 11, og ved den ene ende av støttedelen 52 er det anordnet avstandsplasserte deler 55 og 56 som innbefatter en endedel 55 som utgjør en flens og en første forankringsdel 56. Den første forankringsdel 56 har en platelignende eller skiveformet utforming og er utformet av stål eller lignende materiale. En sentral platelignende del 56A på forankringsdelen er plassert vinkelrett til aksen for understøttelsesdelen 52, og en utover avskrånende, flenslignende del 56B utgjør om-kretsen til forankringsdelen. Den flenslignende del 56B er anordnet slik at den har en komplementær avskråning til av-skråningen på veggdelen 4 0 i avtetningselementet.

Ved den andre ende av støttedelen 52 er det anordnet avstandsplasserte deler 57 og 58 som er anordnet i det vesentlige på samme måte som de avstandsplasserte deler 55 og 56 og omfatter en andre forankringsdel 57 ved enden av støttedelen 52 og en flenslignende del 58 plassert langs lengden til støttedelen 52. Den andre forankringsdel 57 er utformet på samme måte som den første forankringsdel 56 med rommet mellom delene 55 og 56 svarende til rommet mellom delene 57 og 58.

Pakningselementene som benyttes i rørledningsplug-gen ifølge oppfinnelsen har fortrinnsvis gjennomgangsåpninger 59 og 60 gjennom platen og avtetningsdelene for å tillate væske å føres gjennom skivedelene 28 og 29 og skålene 26 og 27. Som vist på fig. 1 vil et differansialtrykk AP som ut-øves på den venstre side av pluggen bevirke at pluggen føres i en retning mot høyre, og væske under trykk som virker på platen 28 kan komme forbi skålene gjennom åpningene 59 og 60. Følgelig kan trykket utøves på forankringselementene 56 og 57. Selv om noe væske kan gå forbi mellom de skråstilte flensdeler 56B og 57B og leppene til avtetningselementene, vil denne mengde være uvesentlig.

Om enveistetningspluggen benyttes for heving av en sjøvannsledning eller benyttes til å måle en rørlednings-lekkasje, vil driften som innbefatter føring av pluggen gjennom rørledningen og forankringen av pluggen være den samme.

I denne forbindelse vil det, som det fremgår av fig. 1, og som angitt ovenfor, ved utøvelsen av en trykkforskjell fra venstre bevirkes en bevegelse av pluggen gjennom rørlednin-gen, og pluggen vil fortsette å bevege seg gjennom rørlednin-gen så lenge som trykkforskjellen utøves og så lenge som forankringen av pluggen ved utøvelse av en motsatt rettet trykkforskjell ikke har.funnet sted. For å forankre pluggen ved et ønsket sted, avbrytes trykkdifferensialet som benyttes til å fremføre pluggen, og et andre trykkdifferansial utøves på pluggen, som det fremgår av fig. 3, fra en retning motsatt til fremføringsretningen for pluggen. Når dette andre trykk-dif f eransial utøves, vil forankringselementene 56 og 57 bli senket mot de skålformede pakningselementer 26 og 27 og tvinge de ytre leppedeler 32 og 33 mot den indre vegg på rørled-ningen 11, slik at det derved dannes en tett, lekkasjesikker forsegling. Denne lekkasjesikre forsegling er ekstremt tett, da avtetningen blir tettere og mer lekkasjesikker etterhvert som trykkdifferensialet blir større. Følgelig vil kilevirkningen som er forbundet med fastkilingen av forankringselementene 56 og 57 mot de skålformede pakningselementer 26 og 27 gi en forankring av enveistetningspluggen på en måte som man ikke hadde ved de tidligere kjente elementer. Dette tillater derfor at enveistetningspluggen ifølge oppfinnelsen hensiktsmessig og effektivt kan benyttes i de omgivelser som er omtalt ovenfor.

Når den benyttes for heving av en undervannsrørled-ning^ vil enveistetningspluggen bli innsatt i den neddykkede ende av en rørledning med en gass innført bak pluggen under, tilstrekkelig trykk til å bevege pluggen fremover i rørled-ningen, mens det forhindres innføring av vann i den neddykkede ende til pluggen er ført gjennom en del av røret som er tilstrekkelig langt til å utstrekke seg minst til flaten for vannet i hvilket rørledningen er neddykket. Innføringen av gass vil så avbrytes, og den neddykkede rørledning vil heves til vannets flate. Enveispluggen vil på grunn av sin kon-struksjon forhindre tilbakestrømning av væske i rørledningen i samsvar med trykkforandringer.

Hvis pluggen benyttes til å lokalisere en rørled-nings lekkasje, vil enveistetningspluggen bli innført i enden av ert rørledning og transportert i rørledningen ved hjelp av utøvede hydrostatiske trykk til et første sted. Volumet av vann som innføres i rørledningen vil bli målt, slik at plasseringen av pluggen i rørledningen kan beregnes, og når pluggen er omtrentlig plassert, vil trykk utøves på den motsatte ende av rørledningen, slik at pluggen forankres på plass i rørledningen. Den fortsatte utøvelse av trykk fra den motsatte ende av rørledningen vil bestemme om det opptrer et trykkfall som indikererer en lekkasje i rørledningen mellom pluggen og stedet for utøvelsen av det motsatte trykk. Hvis det observeres et trykkfall, vil pluggen transporteres til et andre sted, og metoden gjentas til stedet for lekkasje er funnet. Enveistetningspluggens egenskap ved at den forankres ved utøvelsen av et motsatt trykk tillater at pluggen effektivt kan benyttes for måling av rørledningslekkasje.

Claims (6)

1. Rørledningsplugg beregnet for føring gjennom en rør-ledning i én retning, omfattende et legeme, minst ett skålformet tetningselement og forankringsinnretninger plassert på legemet,karakterisert vedat tetningselement tet er glidbart anbragt på legemet og har en leppedel som utstrekker seg fremover i fremføringsretning for pluggen, og at forankringsinnretningene er utformet for å reagere på en trykkforskjell over pluggen i en retning motsatt til fremfør-ingsretningen for pluggen, for å tvinge leppen på tetningselementet mot veggen til rørledningen for dannelse av en avtetning mot veggen, hvilken forankringsinnretning i forankret tilstand ved påvirkning av en trykkforskjell over pluggen i fremføringsretning vil frigi tetningselementet for å tillate at pluggen føres frem i rørledningen.

2. Rørledningsplugg ifølge krav 1,karakterisert vedat tetningselementet er festet til en stiv, sylindrisk formet skivedel med en diameter noe mindre enn den indre diameter for rørledningen.

3. Rørledningsplugg ifølge krav 2,karakterisert vedat tetningselementet og den sylindriske skivedel begge er utformet med gjennomgangsåpninger.

4. Rørledningsplugg ifølge krav 1,karakterisert vedat forankringsinnretningen innbefatter en stiv, skiveformet plate som er festet til legemet og er bevegelig med dette som reaksjon på en trykkforskjell i en retning motsatt til fremføringsretningen for pluggen.

5. Rørledningsplugg ifølge krav 4,karakterisert vedat den stive, skiveformede plate innbefatter en avskrånet flens.

6. Rørledningsplugg ifølge krav 1,karakterisert vedat den indre flate til den leppeformede del på det skålformede tetningselement er avskrånet.