NO156499B - Plugg for bruk ved tetning av et roer - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår plugg for bruk ved tetning av et

rør, av den art som angitt i innledningen til krav 1.

En plugg i samsvar med oppfinnelsen benytter en metall-til-metallavtetning som gir en pålitelig plugg som er anbringbar og uttrekkbar fra undervannsledninger. En avtetning av typen metall-til-metall har bedre avtetningsegenskaper enn vanlig ettergivende elastomere avtetningstyper. Materialer valgt for metallavtetninger er mindre utsatt for feil og resulterende lekkasjer enn de tilgjengelig elastomere materialer. Elastomere avtetningssystemer er utsatt for ødeleggelse på

grunn av elding, gassinnvirkning, kolde strømninger eller krympninger. Når den benyttes i undervannsventiltrær blir pluggen ført inn etter at kompletteringsarbeidet, klargjørings-arbeidet er gjennomført og før det angjeldende stigerøret trekkes tilbake. Når den benyttes på denne måte, er pluggen billigere og gir en mer pålitelig trykkavtetning og en mer pålitelig innretning for lukking og åpning av rør enn hydraulisk betjente ventiler eller plugger hvor det benyttes bare ettergivende avtetninger.

Det karakteristiske ved foreliggende oppfinnelse fremgår av den karakteristiske delen i krav 1.

Ytterligere trekk ved oppfinnelsen fremgår av underkravene.

Oppfinnelsen skal i det følgende nærmere beskrives ved hjelp av utførelseseksempler som er fremstilt på tegningen, som viser: fig. 1 et delsnitt av en utførelse av en plugg iføl-ge oppfinnelsen,

fig. 2 et snitt av pluggen på fig. 1 i avtettende stilling i et rør,

fig. 3 et forstørret snitt av avtetningsringen på

fig. 1 og 2 i avtettende stilling, og fig. 3A er et tilsvarende snitt som viser en modifisert avtetningsflate,

fig. 4 et snitt langs linjen 4 - 4 på fig. 1,

fig. 5 et snitt av en modifisert pluggutførelse,

fig. 6 et snitt, delvis i snitt av en annen utførelse av pluggen i avtettende stilling i et rør,

fig. 7 et delsnitt av en modifisert avtetningsring

for pluggen.

På fig. 1 er det vist en rørplugganordning som generelt er betegnet med 10 og som innbefatter et øvre rørformet hus A, et nedre rørformet hus B, en indre spindel C og en nedre lukket neseendedel D. Det øvre hus A omfatter en nakke 11 for lineføring og tilbaketrekking, som er gjenget til et legeme 12 som på sin side er gjenget til en konisk formet del 13 med en fast-låsende avsmalning som er betegnet med 13a. Legemet 12 omfatter fluidumstrømningskanaler 14 og motsatte åpninger 15 hvor en skjærbolt 16 er plassert. Skjærbolten 16 utstrekker seg gjennom en åpning 17 i spindelen C, som også vist på fig. 4.

En skjærboltfastholdingsring 18 er plassert ± et spor som er utformet i legemet 12. Den konisk formede del 13 omfatter fluidumstrømningskanaler 20 og en indre fastholdingsskulder 21 som samvirker med og understøtter en større skulder 22 som er utformet på spindelen C. Det nedre hus B inneholder en låseen-

het 25 som er utstyrt med uttrekkbare og tilbaketrekkbare låseknaster 26. Neseendedelen D er gjenget til låseenheten 25 og danner sammen med denne en ringformet avtrapning 29, i hvilken det er plassert en ringformet halvrund metallavtetningsdel 30.

Låseenheten 25 inneholder også fluidumstrømningskanaler 32. Settskruer 33 holder spindelen C gjenget til det nedre hus B,

og settskruer 34 holder låseenheten 25 gjenget til nesedelen D. Kanalene 14, 20 og 32 er anordnet for å forhindre oppfang-ing av væske i pluggen.

Som også vist på fig. 2 er hvert av låseknaster 26 utformet med en avskrånet øvre flate 4 0 som kiler seg mot en tilpasset avskrånet låsende avtrappet skulderflate 41 på låsefordypningen 4 2 som er utformet på den indre vegg til et rør-løp 43. Som vist på fig. 3 er den ringformede avtetningsdel 30 utstyrt med avskrånede avtetningsflater 4 5 og 4 6 som passer til å avtette mot respektivt en spesiell avskrånet opptaksav-tetningsskulderflate 47 utformet på den indre vegg til rørløpet 43 og en avskrånet avtetningsflate 48 som er utformet på låseenheten 25 i fordypningen 29. Rommene eller avstandene mellom flatene 41 og 47 til rørløpet 43 og flatene 40 og 45 til pluggen 10 er nøyaktig valgt slik at avtetningsdelen 30 er riktig belastet for avtetningsformål når pluggen 10 er låst i sin på-virkede stilling. Fig. 3A viser en modifikasjon av opptaksav-tetningsflaten 47 som er utstyrt med et stoppeanslag 47' som tjener til å begrense veien for avtetningsdelen 30. Stillingen til dette anslag i forhold til låsefordypningsskulderen 41 er di-mensjonsmessig valgt for å muliggjøre anvendelsen av den ønskede forbelastning i plugglegemet og avtetningsdelen for å forhindre bevegelse av pluggen når prøvetrykk utøves fra oversiden av pluggen.

På fig. 5 er det vist en modifisert neseendedel D' som inneholder en elastomer pakning 50 av vinkeltypen, som er anordnet i den mindre boring i rørløpet 43 under avtetningsflaten 47 og avtetter ringrommet mellom endedelen D' og røret 43 mot oppoverrettet strøm, men ikke nedoverrettet.

På fig. 6 er det vist en annen modifikasjon av pluggen vist på fig. 1 og 2. Alle komponenter er de samme som på fig. 1 og 2, med unntak av at istedet for neseendedelen D er gjengeforbundet en omledningsenhet E med avtetningsenheten 25. Enheten E innbefatter en svivel som er betegnet med 55 og som

er festet til omledningsdelen 56 som er utstyrt med et orienter-ingsprofil 57. Den øvre del av profilet 57 ender i et vertikalt spor 58. Omledningsdelen 56 inneholder en tilformet ende 59 som når den står i riktig stilling, som vist, passer til den

krummede kontur til et krummet rørløp 60, som utgjør en del av et undervannsolje- og/eller gassproduksjonsventiltre, som generelt er betegnet med 61. Det vertikale rørløp 43' gir en direk-te forbindelse til det krummede rørløp 60. Røret 43' er utstyrt med en fordypning 42' svarende til fordypningen 4 2 på

fig. 2 og en skulderavtetningsflate 47' svarende til skulderen 47 på fig. 2 og 3 og en orienteringskile 62.

På fig. 7 er det vist en låseenhet 25'<1> med en nedre fordypning utformet av en vegg 7 0 med en mindre diameter og en øvre skulder 71. En neseendedel D<1>' er gjenget på den nedre ende av låseenheten 25''. Veggen 7 0 er fortrinnsvis polert og gir en avtettende flate for en konisk formet metallavtetnings-ring, som generelt er betegnet med 72, og som er anordnet rundt veggen 70 mellom skulderen 71 og den øvre ende av neseendedelen D'<1.> Anordningen 72 innbefatter to avstandsringer 73 og 74 mellom hvilke det er plassert to konisk formede metallavtet-ningsringer 75. Ved belastning, som vist på fig. 7, vil ringene 75 sammenpresses for å avtette ved den indre veggavtetningsflate 80 til rørløpet 43'' og ved veggen 70 til enheten 25<*>'. Avstandsringen 74 er avskrånet ved 76 for å passe til avskråningen til skulderflaten 47 *', mot hvilken avstandsringen 74 legger seg an.

Anordningen benyttes på følgende måte:

Pluggen 10 føres inn og ut av røret 4 3 på en måte som er kjent for fagmannen. Ved installasjon av pluggen 10 for å avtette rørføringen 43, blir nakken 11 til pluggen 10 forbundet med et plasserings- og neddrivningsverktøy og senket på en line eller en rørledning gjennom røret 4 3 med delene av pluggen 10 plassert som vist på fig. 1, dvs. med huset A ubevegelig i forhold til huset B til avtetningsflaten 4 5 på den ringformede avtetning 30 lander på skulderen 47 til røret 43. Pluggen 10 blir så drevet ned for å av-skjære bolten 16 og tvinge aktivatorkonusen 13 ned og tvinge låseknastene 26 inn i fordypningene 4 2 og kileflåtene 4 0 og 41 mot hverandre. Som vist på fig. 3 vil flaten til ringen 30 og flaten til låseenheten 25, som antydet ved P, ligge flate mot flate når ringen 30 er i avtettende stilling i rørløpet 43. For å oppnå en forutbestemt belastning på avtetningsringen 30 innenfor de dimensjonelle begrensninger av pluggen 10, blir nesedelen D tilstrammet før pluggen 10 føres inn i røret 43 til den øvre avtetningsflate 46 til ringen 30 energiseres og presses tett mot den avskrådde avtetningsflate 48 til låseenheten 25. Etter forbelastning, men før plassering av pluggen i avtettende stilling i rørløpet 43, blir flatene til ringen 30 og låseenheten 25, fortrinnsvis avstandsplassert ca. 0,25 - 0,38 mm, som antydet ved P' på fig. 1. En slik forbelastning minimaliserer en ver-tikal føring av pluggen 10 og fastsetter nøyaktig avstandsdi-mensjon mellom den avskrånede avtetningsflate 45 på ringen 30

og skråflaten 4 0 til låseknastene 26 i huset 25. Låseknastene 26 samvirker med den øvre skråflate 41 til låsefordypningen, og når de ekspanderes av spindelkonusen 13a, vil knastene utøve en nedoverrettet kraft på pluggen 10. Denne nedoverrettede kraft sammen med den resulterende nedoverrettede støtkraft av neddrivningsvirkningen til plasseringsverktøyet setter paknin-

gen fast med en høy reststyrke. Ekstra nedoverrettet drivning av pluggen 10 gir den ønskede belastning på flaten 4 5 til ringen 30 mot skråflaten 47 til rørløpet 43 og sikrer en fluidumtett avtetning mellom pluggen 10 og flaten 47 til rørløpet 43. Den selv-låsende avskråning 13a til konusen 13 sikrer opprettholdelsen av en fluidumtett avtetning. Den konusformede låsespindel 13a er avskrånet slik at anbringelseskreftene overføres til pluggen ved friksjon mellom spindel og knaster. Den mekaniske aktivéring som er koblet med den trykkaktiverte utforming av pakningen gjør av-tetningssystemet sammenlignbart med det som benyttes i flens-forbindelser. Fluidumtrykket kan så utøves på rørløpet rundt pluggen 10 for å prøve avtetningen. Neddrivingsverktøyet blir så løsgjort fra nakken 11 og trekkes tilbake på kjent måte.

Når det er ønsket å trekke ut pluggen 10, blir et uttrekningsverktøy ført inn i røret 4 3 på en line eller en rør-ledning og tilbaketrekningsverktøyet festes til nakken 11.

Pluggen blir så drevet oppover til aktiveringskonusen 13 beveges opp, noe som frigir knastene 26 og tillater en tilbaketrekning som muliggjør at pluggen kan trekkes ut.

Den ekstra elastomere avtetning 50, som er vist på

fig. 5, forhindrer en oppoverstrømning rundt pluggen 10 gjennom røret 43, men tillater en nedoverrettet strøm fra over pluggen 10 ved prøvning av metallavtetningen 30. Tetningen 50 kan benyttes for å supplere metallavtetningen 30 i det tilfelle at seteflaten 47 er ødelagt og ikke vil tillate en skikkelig avtetning .

Anbringelse og uttrekning av pluggen 10', som er vist på fig. 6, gjennomføres på tilsvarende måte som anbringelsen og tilbaketrekningen av pluggen 10 på fig. 1-4. Pluggen 10' senkes sammen med neddrivingsverktøyet på en line eller en rør-ledning gjennom røret 4 3 til orienteringskonturen 57 til omledningsdelen 56 samvirker med orienteringskilen 62 og bevirker at omledningsdelene roterer til det vertikale spor 58 er innrettet med kilen 62. Når avtetningsringen 30 samvirker med avtetningsflaten 47', vil den krumme flate 59 til omledningsdelen 56 være riktig innrettet i forhold til boringen for det krummede rør 60. Låseenheten 25 blir så drevet til stilling og tvinger avtet-ningsf laten 45 mot avtetningsflaten 47' og avtetningsflaten 46 mot avtetningsflaten 48 for på egnet måte riktig å belaste den ringformede ringavtetning 30. Flaten 46 kan presses tett mot avtetningsflaten 48 for å oppnå en ønsket forbelastning på avtetningsringen 30 ved tilstramning av omløpsenheten E på huset B før føring av pluggen 10' inn i røret 43'. Formen til omløps-enhetsenden 58 er slik at det krummede rør 60 er jevnt i den ytre boring til strømningsbanen når omløpsdelen er riktig på plass, som vist. Pluggen 10' og omløpsdelen 56 på fig. 6 fri-gis ved en oppdrivning og trekkes tilbake på samme måte som beskrevet ovenfor med hensyn til uttagning av pluggen 10.

Innførings- og plasseringsmåten for pluggen 10'' på fig. 7 svarer til det som er tidligere beskrevet i forbindelse med fig.1 - 4. I nedsenkningsstilling er metallavtetningsringene 7 5 trukket tilbake og avstandsringen 7 3 støter mot skulderen 71 og avstandsringen 74 støter mot toppen av nesedelen D<1>'. Skråfiaten 76 til den nedre avstandsring 74 står i kontakt med flaten 47'' til rørløpet 43''. Når pluggen 10'' fortsetter å bevege seg ned på grunn av trykket som resulterer fra nedsett-ingsdriften, vil metallavtetningsringene 7 5 bli sammentrykket og bevirke at deres ytre kanter beveges ut til samvirke med veggflaten 80 til rørløpet 43'' over flaten 47''. Fortsatt bevegelse bevirker at de ytre kanter av avtetningsringene 7 5 blir tvunget tett mot flaten 80, mens de indre kanter til avtetningsringene 75 blir presset tett mot den polerte flate til veggen 70 på låseenheten 25'' for å avtette rommet mellom pluggen 10'' og rørløpet 43''. Effektiviteten til avtetningen blir så prøvet, som beskrevet i forbindelse med fig. 1-4. Selv om to avtetningsringer 7 5 er vist, kan hvis ønsket en eller mer enn to avtetningsringer 7 5 bli benyttet.

Selv om ringformede avtetningselementer 3 0 i utfør-elsen på fig. 1 - 4 er vist og beskrevet som erstattbare avtetningsdeler, kan slike avtetningsdeler også utformes i ett med og utgjøre en del av låseenheten 25. I dette tilfelle vil det bare være en avtetningsflate 4 5 på den ringformede aytet-ningsdel.

Avtetningsmateriale i form av rustfrie stålringer kan være bundet til avtetningsflåtene 47, 48, 80 og 70 for å beskytte disse flater mot korrosjon. Selv om rørpluggen som er benyttet her er beskrevet i forbindelse med undervannsutstyr, er det selvfølgelig også mulig med annet enn undervannsbruk av rørpluggen. Andre forandringer og modifikasjoner kan utføres i de viste utførelser innenfor oppfinnelsens ramme.

Claims (3)

1. Plugg (10) for bruk ved tetning av et rør (43), som har en låsefordypning (42) og en konisk tetningsoverflate (47) dannet på den indre veggen, hvor pluggen omfatter et første og andre hus (A og B), en indre spindel (C) som forbinder det første og andre huset (A og B) sammen for å begrense bevegelsen mellom husene, låseinnretninger (13a, 25, 26) på det første og andre huset (A og B) beregnet på å låse pluggen (10) i røret (43) når det første huset (A) blir beveget relativt i forhold til det andre huset (B), idet låseinnretningen på det første huset (A) innbefatter et kjegleformet avsnitt (13a) og låseinnretningen på det andre huset (B) innbefatter en låseenhet (25) utstyrt med utvidbare og tilbaketrekkbare knaster (26) som kan bli utvidet av det kjegleformede avsnittet (13a), hvor knastene (26) har en konisk overflate (40) for fastkiling mot den koniske flaten (41) til fordypningen (42), hvor det andre huset (B) inneholder en konisk overflate (48) og en ringformet metalltetning (30), og hvor metalltetningen (30) har en første konisk tetningsoverflate (45) for tetning mot tetningsflaten (47) på røret (43) og en andre konisk tetningsoverflate (46) for tetning mot tetningsflaten (48) på det andre huset (B) for å tette rommet mellom røret (43) og det andre huset (B), karakterisert ved at låseinnretningen på det andre huset (B) videre innbefatter en endedel (D, E) som er aksialt innstillbart forbundet med låseenheten (25) og sammen med denne danner en ringformet avtrap-ping (29) som opptar metalltetningen (30), slik at avstanden mellom de koniske overflatene (40) på knastene og den første tetningsoverflaten (45) på metalltetningen er nøyaktig forutbestemt for å sikre at metalltetningen (30) er riktig belastet for tetning når pluggen (10) er låst i rørfordypningen (42).

2 . Plugg (10) ifølge krav 1, karakterisert ved at metalltetningen (30) innbefatter i det minste en tetnings-ring med indre og ytre avtetningskanter.

3 . Plugg (10) ifølge krav 1, karakterisert ved at den innbefatter et stoppanslag (47') på røravtetningsflaten for å begrense veien for metallavtetningsinnretningen (30).