NO150055B - Automatisk innretning for kobling av roerledninger - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en automatisk rør-kobling og nærmere bestemt en automatisk kobling for rørledninger for anvendelse når rørledningsendene som skal kobles sammen, er akseforskjøvet.

Koblinger av denne type er spesielt nødvendig for

oljebrønnanlegg under vannet.

Når en undervannsbrønn er boret, er det av og til nødvendig å legge en tømmefordeler for det formål å transportere avløpene fra brønnen til de ønskede anlegg for behandling og lagring. Enden av en slik samleledning må være forbundet med ven-tilgrenrøret som styrer brønnen, hvilket grenrør er tilkoblet brønnhodet.

I samsvar med foreliggende oppfinnelse er der skaffet tilveie et koblingsutstyr for automatisk opprettelse av en rør-forbindelse mellom en første konstruksjon, f.eks. et grenrør, som skal senkes ned på en neddykket annen konstruksjon, f.eks. et brønnhode, og en ende av en nedsenket stasjonær rørledning, f.eks. et samlerør, omfattende et forbindelsesrør, hvis ene ende er forbundet med den første konstruksjon og hvis annen ende har en første kobledel som skal kobles til en komplementær kobledel som er festet til den nevnte ene ende av den nedsenkede stasjonære rørledning, og en bæreinnretning stivt forbundet med den første konstruksjon for å bære det forbindende rør, og oppfinnelsen ut-merker seg ved at endene av forbindelsesrøret er bevegelige i for-v hold til hverandre på grunn av lengden og den ikke-lineære form av forbindelsesrøret, at en trykkavstiver er forbundet mellom et leddforbindelsespunkt festet til bæreinnretningen og et leddforbindelsespunkt festet til forbindelsesrøret og er slik anordnet at den kan bevirke inngrep mellom den første kobledel og den komplementære kobledel og at den første og den komplementære kobledel har flater egnet for innstilling på linje av aksene for den første og den komplementære kobledel under virkning av trykkavstiveren og av den relative bevegelighet av endene av forbindelsesrøret.

Organene for å fullføre inngrepet au endedelene kan være organene for å bevirke relativ bevegelse av konstruksjonene

mot hverandre, hvilke organer kan betjenes eller drives ved full-føring av denne bevegelse for å fullføre inngrepet av endedelene, idet eventuell akseforskyvning tilpasses ved forskyvning av rør-ledningen.

Det forbindende rør kan være formet til en skruelinje for å gi en grad av forskyvningsmulighet for å tilpasse seg sann-synlige grader av akseskjevhet for endedelene. Røret kan være forsynt med avstiver i form av en løftesylinder for å oppnå den ønskede forskyvningsmulighet.

For å fullføre inngrepet av endedelene gjennomføres fullføring av den relative bevegelse av konstruksjonene mot hverandre. En løftesylinder kan være anordnet for effektiv forskyvning av det forbindende rør og derved inngrep av endedelen etter at den relative bevegelse av konstruksjonene mot hverandre er fullstendig.

Det er således mulig lett å styre funksjonen av sylinderen og sikre perfekt kobling av kobleinnretningen. Denne styring er desto mer betydelig fordi operasjonene med forbindelse av ventilgrenrøret og koblingen til samlerøret utføres på store dyp og uten de vanlige innretninger for styring ved hjelp av kabler eller ved hjelp av gjeninnføringssøyler .

For at oppfinnelsen skal bedre forstås skal i det føl-gende beskrives noen utførelser av denne sam rene eksempler med henvisning til tegningene, hvor fig. 1 er en skjematisk fremstilling i oppriss og delvis i snitt av en kobling for samtidig forbindelse av et ventilgrenrør med et brønnhode og en forbindelse med et samlerør, fig. 2 - 4 er skjematiske fremstillinger i oppriss av de suksessive stillinger som koblingen på fig. 1 inntar under bruken, og fig. 5 er en skjematisk fremstilling av endene av forbindelsen og samlerøret under sammensetningen.

Da hydrauliske forbindelsesstykker for koblinger er kjent, er et forbindelsesstykke 3 som hører til et ventilgrenrør 2 for styring av brønnen 1 vist skjematisk. I den valgte ut-førelse bærer en konstruksjon 7 en hvilken som helst mottager-anordning 8 som tjener ubevegelig til innstilling av et samlerør 9 ved hjelp av en festedel 5. En stiv brakett 16 festet til ven-tilgrenrøret 2 er forenet med enden av en horisontal del av et rør 10 ved hjelp av en avstivningsbjelke 13 som er leddforbundet ved 17 med braketten og ved 18 med rørledningen 10, hvorved den nedhengende del av rørledningen kan forskyves i en ønsket grad som skal beskrives senere.

Organer 4 av en hvilken som helst egnet typa forbinder koblingsrøret 10 med ventilgrenrøret 2. Innstillingsorganer for korrekt orientering av grenrøret 2, slik at enden 11 av rørled-ningen 10 og enden 12 av det fasts samlerør 9 ligger overfor hverandre, er kjent, og utgjør ikke noen del av oppfinnelsen og vil heller ikke bli beskrevet nærmere. Til tross for den korrekte orientering av grenrøret 2, kan aksene 14 og 15 for endene 12 og 11 av samlerørledningen 9 og rørledningen 10 være delvis akse-forskjøvet. Under denne senkebevegelse i tilfelle hvor enden 11 utgjør den virkelige kobleinnretning for rørledningen 10 med enden 12 av samlerøret 9, blir aksene 14 og 15 for endene 11 og 12 påny innstilt på linje ved hjelp av en spesiell kombinasjon av flater på denne tappformede del 12 og denne hylseformede del 11, vist mer detaljert på fig. 5. Disse flater er slik at de søker til å begynne med å redusere avstanden mellom aksene 14 og 15 og deretter bringe dem til å falle sammen takket være for det første elastisiteten i røret 10 og for det annet den siderettede avstivning som skyldes leddforbindelsene 17 og 18 på avstivningsbjelken 13, såvel som for den vertikale avstivning som fås ved samvirk-ende bevegelse av braketten 16 og bjelken 13.

For dette formål omfatter kobleinnretningen 11 ved sin bunn en første stumpkjegleformet del 24 som tjener til å bringe aksene 14 og 15 nærmere til hverandre. Over delen 24 er der en stumpkjegleformet koblingsflate 26 som fører til en sylindrisk flate 28, idet sistnevnte etterfølges av en stumpkjegleformet koblingsflate 30. De respektive høyder av flatene 28 og 30 er valgt for å samvirke respektive med en sylindrisk flate 33 og en stumpkjegleformet koblingsflate 25 på enden 12, for på denne måte gradvis å redusere eventuelle uoverensstemmelser mellom retningen av aksene 14 og 15, hvilket kan sees ved å undersøke reaksjonene som frembringes i kontaktpunktene A og B som frembringer et moment som reduserer vinkelen mellom disse akser. Når aksene 14 og 15

faller sammen og endene er helt i inngrep vil anleggsflaten 22

på enden 11 samvirke med flaten 23 på enden 12.

Det vil bemerkes at vinklene for de stumpkjegleformede koblingsflater er små for å redusere bøyekreftene på røret 10 under innstilling av aksene på linje. Dertil kommer at på grunn av de profiler som koblingsflåtene såsom 25 har fått, er der ingen kanter som kan skade flatene i kontakt. På samme måte samvirker koblingsflaten 26 på enden 11 med den stumpkjegleformede flate 35 på enden 12 for å innstille den sylindriske flate 37 inne i flaten 28. Ved det øvre område av enden 12 samvirker dess-uten de sylindriske flater 27 og 42 for sammen med flatene 22 og 23 å bevirke en innstilling av flatene 31 og 36 for å innstille låsefingrene vist skjematisk ved 38. Koblingsprofilene 32, 34

og 40 på enden 11 og likeledes profilene 25 og 29 på koblingsflaten 33 er på lignende måte valgt for å lette gjennomgangen av endene 11 og 12 fra den begynnende inngrepsstilling til den ende-lige låsende stilling. Det er da tilstrekkelig å velge lignende bevegelser for kobling av grenrøret 2 til brønnhodet 1 ved hjelp av kobleinnretningen 3 og for å koble røret 10 til samlerørled-ningen 9 ved hjelp av kobleinnretningen 11 og gi den samme vertikale retning til delene som skal kobles sammen, for å utføre disse forbindelser eller frakoblinger ved ganske enkel senking eller løfting av grenrøret 2.

På denne måte frembringes lekkasjetette koblinger til tross for akseskjevheter til å begynne med mellom aksene 14 og 15.

Erfaringen har vist at da disse skjevheter kan være ganske store, og for å øke muligheten for forskyvning av røret 10 kan røret være utformet med skrueform. I den på fig. 2-4 viste utførelse benyttes et rør 20 med skrueform for å lette forbindelsen av endene 11 og 12 på kobleinnretningen, idet enden 11 er festet til røret 20 og enden 12 er festet til samlerøret 19 festet til en konstruksjon 21 ved hjelp av hvilke som helst egn-ede organer antydet ved 45. Et ventilgrenrør 52 som hører til en hydraulisk kobleinnretning 53, er vist i en stilling hvor den er forbundet med toppen av søylen av brønnen 1. Koblingsrøret 20 er tilkoblet grenrøret 52 ved hjelp av en union 44 og en stiv forsterkerdel 46 festet til grenrøret virker på samme måte som braketten 16 på fig. 1. Adskilte punkter på skruelinjeformen dannet au rørledningen 20 bærer hvert en leddforbindelse v/ist ved 47 og 48, idet 1eddforbindelsene er respektive forbundet med en stang 51 på en sylinder 50 og en ende 54 av hoveddelen på en sylinder. Leddforbindelsen 48 kan danne en del av en holder 39 festet til rørledningen 20 og leddforbindelsen 47 kan være festet på spindelen 49 for et åk 55.

Som vist på fig. 2 er ventilgrenrøret 52 senket og forbundet med toppen av brønnens 1 søyle, men enden 11 av koblings-røret 20 og enden 12 av samlerøret 19 er adskilt fra hverandre. Når det er ønskelig å forbinde endene 11 og 12 betjenes løfte-sylinderen 50 ved hjelp av konvensjonelle kretser som ikke er vist for å bibeholde oversikten på tegningen, og denne forlenger sylinderen 50 og fig. 3 viser situasjonen i det øyeblikk hvor sentrering av enden 11 begynner å finne sted når enden 12 delvis trenger inn i den sylindriske del 28 av enden 11. Straks dette trinn er nådd, kan betjening av forlengelsen av sylinderen 50 fortsettes til den situasjon som er vist på fig. 4. Med stangen 51 i anlegg mot leddforbindelsen 47 som er festet til den stive forsterkningsdel 46 og enden 54 av syUnderhuset for sylinderen 50 i anlegg mot leddforbindelsen 48 påvirkes enden 11 mot enden 12 med det resultat at kontaktpunktene A og B for deres flater innstiller aksene 14 og 15 for denne kobleinnretning på linje som allerede beskrevet ovenfor. Under denne innstilling svinger sylinderen 50 om leddforbindelsene 47 og 48 mens festepunktet for leddforbindelsen 48 med skruelinjeformen dannet av koblingsrøret 20 beveger seg bort fra enden av forsterkningsdelen 46. Når endene 11 og 12 på kobleinnretningen er forenet på denne måte, betjenes låsingen av kobleinnretningen ved hjelp av fingre, såsom fingrene 38 vist på fig. 5. Da disse operasjoner er konvensjonelle, er de ikke vist og behøver heller ikke beskrives nærmere.

Den beskrevne kobling kan anvendes ikke bare for koblingen av en enkelt rørledning med en koblingsrørledning, men også for kobling av individuelle rørledninger eller av flere rør-ledninger som er gruppert sammen og deretter er tilknyttet en multippel-kobleinnretning.

Det er ikke nødvendig at aksen for den ende av kobleinnretningen som skal kobles, må være parallell med aksen for brønnen. I virkeligheten, når ventilgrenrøret 52 er blitt forbundet med brønnhodet 1, er det mulig å benytte en løftesylinder med en horisontal akse for å forbinde en kobleinnretning med en ende hvis akse er horisontal, med en kobleinnretning hvis ende har en horisontal akse, idet kobleinnretningen befinner seg ved enden av et skruelinjeformet koblingsrør, hvis skruelinjeakse er horisontal. Koblingsoperasjonen er identisk med den som er beskrevet under henvisning til eksemplet på fig. 2-4.

Således gjelder de beskrevne utførelser for alle koblinger av to rør og enden for tilkobling til det halvstive kob-lingsrør har fortrinnsvis en akse som er vertikal i det tilfelle hvor det er ønskelig å koble ut ved vertikal tilbaketrekning det koblingsrør som bærer grenrøret. I alle tilfelle og uansett orientering av aksen for det faste rør eller samlerør, unngås imid-lertid bruken av noe som helst verktøy og systemene med senking og føring ved hjelp av kabler og styringssøyler kan utelates, hvilket er særlig viktig når koblingen skal benyttes på store dyp. Videre tillater denne type kobling overføring av verktøy ved pumping, hvor radiene for bueformen av koblingen er tilstrekkelig stor.

Claims (4)

1. Koplingsutstyr for automatisk opprettelse av en rør-forbindelse mellom en første konstruksjon (2), for eksempel et grenrør, som skal senkes ned på en neddykket annen konstruksjon (1), f.eks. et brønnhode, og en ende av en nedsenket stasjonær rørledning (9), f.eks. et samlerør, omfattende et forbindelsesrør (10, 20), hvis ene ende (4, 44) er forbundet med den første konstruksjon (2) og hvis annen ende har en første kopledel (11) som skal koples til en komplementær kopledel (12) som er festet til den nevnte ene ende av den nedsenkede stasjonære rørledning (9), og en bæreinnretning (16, 46) stivt forbundet med den første konstruksjon (2) for å bære det forbindende rør (10, 20), karakterisert ved at endene (4, 44, 11) av forbindelsesrøret (10, 20) er bevegelige i forhold til hverandre på grunn av lengden og den ikke-lineære form av forbindelsesrøret (10, 20), at en trykkavstiver (13, 50) er forbundet mellom et leddforbindelsespunkt (17, 47) festet til bæreinnretningen (16, 46) og et leddforbindelsespunkt (18, 48) festet til forbindelsesrøret (10, 20) og er slik anordnet at den kan bevirke inngrep mellom den første kopledel (11) og den komplementære kopledel (12) og at den første (11) og den komplementære (12) kopledel har flater egnet for innstilling på linje av aksene (14, 15) for den første og den komplementære kopledel under virkning av trykkavstiveren (13, 50) og av den relative bevegelighet av endene (4, 44, 11) av forbindelsesrøret (10, 20).

2. Koplingsutstyr ifølge krav 1, karakterisert ved at trykkavstiveren (13) og forbindelsesrøret (10) er slik anordnet at inngrep av den første kopledel (11) med den komplementære kopledel (12) ganske enkelt bevirkes ved senkebevegelse av den første konstruksjon (2) på den neddykkede annen konstruksjon (1).

3. Koplingsutstyr ifølge krav 1, karakterisert ved at trykkavstiveren (13, 50) inkluderer en løfte-sylinder og at trykkavstiveren (13, 50) og forbindelsesrøret (10, 20) er slik anordnet at den første kopledel (11) forblir i en avstand fra den komplementære kopledel (12) ved slutten av senkebevegelsen av den første konstruksjon (2) ned på den neddykkede annen konstruksjon (1) så lenge løftesylinderen ikke betjenes.

4. Koplingsutstyr ifølge krav 3, karakterisert ved at forbindelsesrøret (20) danner en skrueform og sylinderen (50) er innskutt mellom endene (49, 39) av skrueformen og anbragt hovedsakelig parallelt med aksen for skrueformen, idet en (49) av endene av skrueformen holdes av bæreinnretningen (46) og den annen ende (39) av skrueformen bærer den første kopledel (11) hovedsakelig i en parallell retning med skrueformens akse.