NO157991B - Kopling for tett forbindelse av to roerformede elementer. - Google Patents

Kopling for tett forbindelse av to roerformede elementer. Download PDF

Info

Publication number
NO157991B
NO157991B NO814088A NO814088A NO157991B NO 157991 B NO157991 B NO 157991B NO 814088 A NO814088 A NO 814088A NO 814088 A NO814088 A NO 814088A NO 157991 B NO157991 B NO 157991B
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
locking
sleeve
zone
coupling
gripping
Prior art date
Application number
NO814088A
Other languages
English (en)
Other versions
NO814088L (no
NO157991C (no
Inventor
Jack E Miller
Original Assignee
Hunting Oilfield Services Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hunting Oilfield Services Ltd filed Critical Hunting Oilfield Services Ltd
Publication of NO814088L publication Critical patent/NO814088L/no
Publication of NO157991B publication Critical patent/NO157991B/no
Publication of NO157991C publication Critical patent/NO157991C/no

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L27/00Adjustable joints, Joints allowing movement
    • F16L27/12Adjustable joints, Joints allowing movement allowing substantial longitudinal adjustment or movement
    • F16L27/127Adjustable joints, Joints allowing movement allowing substantial longitudinal adjustment or movement with means for locking the longitudinal adjustment or movement in the final mounted position

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Quick-Acting Or Multi-Walled Pipe Joints (AREA)
  • Hydraulic Clutches, Magnetic Clutches, Fluid Clutches, And Fluid Joints (AREA)
  • Mutual Connection Of Rods And Tubes (AREA)

Description

Foreliggende oppfinnelse har befatning med en kopling
for tett forbindelse av to rørformede elementer. Slike koplinger er f.eks. kjent fra U.S. patentskrifter 3.149.860
og 4.124.232.
Det er kjent flere typer av koplinger hvor det anvendes parvise kiledeler for fastlåsing av to teleskopisk forbundne, rørformede elementer. Kiledelene har vanligvis innbyrdes motsatt hellende kileflater som, under relativ aksial forskyvning av kiledelene, samvirker og derved forårsaker radial ekspansjon av den ene kiledel og radial kompresjon av den annen kiledel, slik at kiledelene bringes i anlegg mot det ytre og det indre rørelement og sammenlåser disse.
Disse typer av koplinger er beheftet med flere ulemper.
En ulempe er at den aksiale forskyvning av kileelementene
normalt gjennomføres mekanisk, med det resultat at slike koplinger er lite anvendelig i risikopregede eller utilgjengelige omgivelser, særlig i undervannsmiljøer hvor minimal
fysisk dykkeraktivitet er av vesentlig betydning.
En annen ulempe ved disse koplinger er at det grunnet kiledelens skråflater må anordnes ekstra låseinnretninger for å sikre at kiledelene forblir i låst stilling.
Videre er det en ulempe ved disse koplinger at det under innbyrdes forskyvning av kiledelene kan oppstå betydelige friksjonskrefter. Det vil av den grunn kreves en skyvekraft av vesentlig størrelse for å forskyve kiledelene, og det er videre nødvendig at de rørformede elementer har en betydelig veggtykkelse for å kunne motstå en radial deformering som vil kunne redusere låsevirkningen. Dette resulterer i et unødig stort materialforbruk og i en vesentlig-økning i rørelementenes masse.
Det er dessuten en ulempe ved disse koplinger at de er
ute av stand til å opprette effektiv metall-mot-metalltetning.
De rørformede elementer må ha en veggtykkelse, særlig ved høytrykk-koplinger, som er tilstrekkelig til å gi den nød-vendige aksialstyrke, og dette vil hindre innbyrdes radialforskyvning av rørelementveggene til anlegg mot hverandre, for opprettelse av en metall-mot-metalltetning. Av denne grunn innbefatter disse koplinger uten unntagelse separate kiledeler, og det må følgelig anordnes konvensjonelle tetningsinnretninger i form av ringer eller pakninger av gummi eller syntetisk plastmateriale.
Det er velkjent at slike konvensjonelle pakningsringer har begrenset levetid, særlig i aggressive miljøer og under ugunstige forhold.
Når høytrykk-koplinger, hvis materiale og konstruksjon er av slik art at koplingene ville kunne anvendes med fordel i lange tidsrom, blir benyttet i undervannsmiljøer, vil følgelig deres levetid begrenses av pakningsinnretningenes effektive funksjonstid.
Dette er en vesentlig mangel, særlig hvis koplingene er
i anvendelse i risikopregede og utilgjengelige omgivelser.
Det er derfor et særlig behov for en høytrykk-kopling for undersjøisk bruk, som er anordnet for opprettelse av effektiv metall-mot-metalltetning for å redusere risikoen for lekkasje og andre ulemper i tilknytning til de konvensjonelle tetnings-midlers relativt begrensede levetid.
Det er følgelig et formål ved foreliggende oppfinnelse å frembringe koplinger hvor noen av de ovennevnte mangler er opphevet eller i det minste redusert.
Sammenkoplingen av to ledningseksjoner eller andre, rør-formede elementer ved undervannsmiljøer vil vanligvis kreve anvendelse av et spolerørstykke som forbindes med endene av de to ledninger eller rørformede elementer som skal sammenføyes, slik at disse sammenskjøtes.
Under arbeid med rørelementer av stor diameter som er begravd i mudder i risikopregede eller utilgjengelige omgivelser, eksempelvis under vann, eller ved behov av stikk-ledning, er det ønskelig å kunne forlenge spolestykket, for tilkopling av rørendene. Etter at tilkoplingen er fullført,
må imidlertid-lengdekompenseringsutstyret under drift kunne tåle samme trykkpåkjenninger som de rørformede elementer eller ledningsrør, overføre trykk og ha samme aksiale styrke som de rørelementer eller ledningseksjoner som er sammenføyd.
Det er derfor et annet formål ved oppfinnelsen å frembringe en låsende og lengdekompenserende skjøt for sammenkopling av ledningseksjoner eller andre rørformede elementer.
Koblingen ifølge oppfinnelsen er av den art som omfatter: (a) et første, rørformet element med et bakre endeparti for forbindelse med et rørformet element, og et fremre endeparti innbefattende en låsehylse med en ringformet gripesone, (b) et andre, rørformet element med et bakre endeparti for forbindelse med et annet, rørformet element, og et fremre endeparti innbefattende en innerhylse for samvirkning med låsehylsen som derved overlappes aksialt av gripesonen i en overlappingssone, (c) en ringformet gripedel som går over i et flateparti på den ene hylse og som kan styres mot et tilgrensende flateparti på den annen hylse i overlappingssonen, og (d) radialforskyvningsmidler for radial forskyvning av gripesonen for tvinging av den ringformede gripedel i tettende inngrep med det tilgrensende flateparti på den annen hylse for opprettelse av en ringformet tetningssone sammen med denne.
Koblingen ifølge oppfinnelsen utmerker seg ved at den ringformede gripesone er dannet ved periferisk adskilte, aksialt forløpende forsenkninger i en flate av låsehylsen som reduserer gripesonens styrke i omkretsretningen for radialforskyvning av samme, og hvor aksialtforløpende rygger mellom forsenkningene bidrar til gripesonens aksiale styrke
Ved en utførelse hvor koplingen er i form av en låsende glidekopling hvor innerhylsen er innpasset i og samvirker teleskopisk med låsehylsen, kan de aksialt forløpende forsenkninger og rygger være anordnet langs låsehylsens ytterside, og radialforskyvningsmidlene kan omfatte trykkmidler for radial sammentrykking av gripesonen.
Grunnet forsenkningene i låsehylsens yttervegg reduseres .. periferistyrken i gripesonen, og dette muliggjør effektiv komprimering av gripesonen med derav følgende opprettelse av en effektiv metall-mbt-metalltetning mellom gripetennene og sylinderens yttervegg.
Forsenkningene som reduserer periferistyrken i gripesonen vil imidlertid også forårsake en reduksjon av aksialstyrken i gripesonen. Denne reduksjon i aksialstyrke vil bli betydelig, særlig ved høytrykk-koplinger, da låsestemplet som er aksialt forskyvbart, ikke vil kunne bidra effektivt til den aksiale styrke i gripesonen,.
I den foretrukne versjon av oppfinnelsen er derfor ryggene slik utformet at de, i hvert fall delvis, kompenserer for den reduksjon i aksialstyrke, som ellers ville forårsakes av forsenkningene i gripesonen.
For å lette låsesonens radiale ekspansjon i forhold til gripesonen, når låsestemplet under drift forflyttes i aksialretning ved trykkvæskepåvirkning, kan låsestemplet være utstyrt med elastisk sviktende soner på motsatte sider av låsesonen.
De elastisk sviktende soner kan fortrinnsvis være opprettet ved at låsestemplet innbefatter partier med redusert veggtykkelse i disse soner.
I en versjon av oppfinnelsen kan det, langs låsehylsens yttervegg i gripesonen, være anordnet et kamflatesystem, og komprimeringsmidlene kan omfatte et ringformet låsestempel hvor det langs innerflaten er anordnet et komplementært kamflatesystem, og dette låsestempel er aksialt forskyvbart i forhold til gripesonen, mellom en passiv stilling og en driftsstilling hvor kamflatesystemet samvirker med det komplementære kamflatesystem, for radial sammentrykking av gripesonen.
I en foretrukket versjon av oppfinnelsen er låsehylsens kamflater dannet av rygger i gripesonen, og kamflåtene og de komplementære kamflater er slik utformet at de sistnevnte kamflater bare bringes i anlegg i aksialtforløpende, perifert sentraliserte kantsoner på ryggene, hvorved det oppnås stort sett ensartet, ringformet kompresjon av den ringformede gripedel under bruk.
De motsatt beliggende, aksialtforløpende kantsoner av hver rygg kan derfor være forsynt f.eks. med radiale spor, slik at den komplementære kamflate bare bringes i anlegg i hver ryggs aksialtforløpende, perifert sentraliserte kamsone under bruk.
I en foretrukket versjon av oppfinnelsen er låsestemplet slik plassert at det strekker seg over gripesonen og avgrenser et kompresjonskammer i koplingen, for opptakelse av et kom-presjonsfluidum under trykk, som kan forflytte låsestemplet til dets funksjonsstilling. Kompresjonskammeret er fortrinnsvis anordnet gjennomgående mellom kamflatene og de motsvarende kamflater, slik at kompresjonsvæsketrykket i kompresjonskammeret kan bevirke fjærende ekspandering av låsesonen i forhold til gripesonen og derved redusere den opptredende interferens mellom kamflatene og de komplementære kamflater under låsestemplets forflytting til sin driftsstilling.
I en versjon av oppfinnelsen kan innerenden av det første rørformede element dessuten omfatte en aksialtforløpende ytterhylse som er anordnet i radial avstand fra låsehylsen og som, mellom de nevnte deler, danner en første, sirkulær sylinder som strekker seg aksialt i retning av innerenden fra en endevegg som forbinder ytterhylsen og låsehylsen. I denne utførel-sesform av oppfinnelsen kan låsestemplet innbefatte et bakre endeparti som er glidbart montert i den første, sirkulære sylinder i tettende anlegg mot innerveggen av ytterhylsen, og derved avgrenser et bakre parti av kompresjonskammeret mellom det bakre endeparti av låsestemplet og endeveggen.
I denne versjon av oppfinnelsen kan låsestemplet også innbefatte et fremre endeparti som strekker seg ut over låsehylsen og som ligger glidbart og tettende an mot innersylinderens yttervegg, og derved avgrenser et fremre parti av kompresjonskammeret mellom låsestemplets innervegg, det fremre endeparti av låsestemplet og innersylinderens yttervegg, idet det fremre parti av kompresjonskammeret står i forbindelse med det bakre parti mellom låsesonen og gripesonen.
Videre er innerhylsen eller -sylinderen, i denne versjon, avtettende forbundet med låsehylsen som avslutning av kompresjonskammeret.
I denne versjon av oppfinnelsen kan det andre, rørformede element videre omfatte en aksialtforløpende yttersylinder som er anordnet i radial avstand fra innersylinderen og avgrenser en andre, sirkulær sylinder som fra en lukket, radial flens strekker seg i aksialretning bort fra ytterenden av det andre rørformede element, idet yttersylinderen strekker seg inn i den første sirkulære sylinder, i tettende anlegg mot ytterhylsens innervegg og derved avgrenser et uttrekkskammer mellom forsiden av låsestemplets fremre endeparti, låsestemplets ytterflate, forsiden av låsestemplets bakre endeparti og ytterhylsens samt yttersylinderens innerflater, for opptakelse av et fluidum under trykk, hvorved det andre rørformede element utstrekkes teleskopisk i forhold til det første rørformede element innen koplingen låses.
Ved en gunstig utforming av dette trekk ifølge oppfinnelsen
er ytterhylsen og yttersylinderen anordnet innbyrdes over-lappende og ligger tettende an mot hverandre i aksialt atskilte soner, og avgrenser derved et inntrekkskammer for opptakelse av et fluidum under trykk, hvorved det andre rørformede element tilbaketrekkes i forhold til det første rørformede element.
Denne versjon av oppfinnelsen omfatter derfor et integrerende transalasjonssystem, innbefattende uttrekkskammeret og inntrekkskammeret, for innbyrdes forskyvning av de to elementer i aksialretning.
I en alternativ versjon av oppfinnelsen kan både det første og det andre rørformede element omfatte midler for montering av et uavhengig translasjonssystem på koplingen, for aksial forskyvning av det første og det andre rørformede element i forhold til hverandre.
I denne versjon av oppfinnelsen kan koplingen innbefatte
et uavhengig translasjonssystem som er permanent eller demonterbart forbundet med koplingen.
Det uavhengige translasjonssystem kan med fordel bestå av
en hydraulisk anordning for hydraulisk forskyvning av koplings-delene. Således kan f.eks. det uavhengige translasjonssystem omfatte et par monteringsringer og et antall hydrauliske sylinder-anordninger som forbinder de to ringer, innbyrdes forflyttbart, med hverandre;
I en ytterligere versjon av oppfinnelsen kan koplingen dessuten omfatte manuelt betjenbare midler for skyving av låsestemplet til dets driftsstilling. De manuelt betjenbare for-skyvingsmidler kan med fordel komme til anvendelse hvis det integrerende eller det uavhengige translasjonssystem, alt etter omstendighetene, ikke kan benyttes.
Videre kan det første rørformede element omfatte en midtre hylse som er anordnet i radial avstand i låsehylsen og danner en sirkulær plasseringssylinder i det fremre endeparti av det første rørformede element, som opptar innersylinderens fremre endeparti.
Videre har oppfinnelsen befatning med et koplingselement for opprettelse av en tettende forbindelse med et rørformet element i form av en innerhylse eller -sylinder som omfatter: et første rørformet element med et fremre endeparti innbefattende en låsehylse for teleskopisk samvirkning med låsehylsen ,
hvor låsehylsen innbefatter en ringformet gripesone som kan forskyves radialt for å bringes i inngrep med innerhylsen ved å forbindes teleskopisk med denne,
og hvor gripesonen er dannet av en ringformet gripedel langs et flateparti på låsehylsen, for å bringes i tettende inngrep med innerhylsen, for opprettelse av en ringformet tetningssone sammen med denne når gripesonen forskyves i radialretning, og hvor gripesonen også er dannet av perifert fordelte, aksialt-forløpende forsenkninger i det annet flateparti på låsehylsen, som reduserer periferistyrken i gripesonen, for radial forskyv-ing av sonen, mens aksialtforløpende rygger mellom forsenkningene bidrar til aksialstyrke i gripesonen.
Ved en foretrukket utforming av dette trekk ifølge oppfinnelsen er den ringformede gripedel anordnet langs låsehylsens innervegg, for å bringes i tettende anlegg mot ytterveggen av en innerhylse eller -sylinder som innskyves teleskopisk i låsehylsen når gripesonen sammentrykkes i radialretning.
Det vil imidlertid innsees at hvis innerhylsen er plassert
i fiksert aksialstilling i låsehylsen, kan den ringformede gripedel fungere like effektivt hvis den er anordnet på innerhylsens ytterflate.
I en foretrukket versjon av oppfinnelsen omfatter den ringformede gripedel et antall aksialt fordelte, ringformede gripetenner som går i ett med låsehylsens innervegg.
Tennene samvirker til opprettelse av en skjærflate av tilstrekkelig størrelse til å kunne oppta de aksialkrefter som koplingselementet er dimensjonert for.
Koplingselementet kan innbefatte et ringformet trykkelement
for radial sammentrykking av gripesonen.
Dette ringformede trykkelement kan være av vilkårlig, konvensjonell type. Det kan f.eks. være anordnet i form av en kompresjons-splitthylse for perifer sammentrekking, eller en kompresjonsring som er aksialt forskyvbart montert på koplingselementet, og som kan sammentrykke gripesonen i samvirkning- med denne.
Koplingselementet kan innbefatte et vilkårlig eller konvensjonelt middel for forskyvning av trykkelementet.
Kamflatene og de komplementære kamflater er utformet for å samvirke og gi en stort-sett ensartet kompresjon av gripesonen og følgelig et stort sett ensartet, perifert, metall-mot-metall-tettende inngrep mellom den ringformede gripetann, eller hver av disse, og innerhylsens yttervegg.
Kamflatene og de komplementære kamflater er følgelig slik utformet, at den ringformede kompresjonshylse vil utøve en stort sett ensartet trykk-kraft over hele innerperiferien av låsehylsen.
Kamflåtenes og de komplementære kamflåters hensiktsmessige, perifere konfigurasjon kan avgjøres, for hver forsenknings-konfigurasjon i en gripesone, ved å bestemme det trykk som over-føres langs periferien av en gripetann, og deretter justere mønstret av kamflater og/eller komplementære kamflater med henblikk på en stort sett jevn fordeling av kompresjonstrykket.
Kamflatenes og de komplementære kamflaters profil kan kon-strueres, for hver gripesone med en særskilt forsenknings-konfigurasjon, f.eks. ved anvendelse av et kommersielt tilgjengelig, endelig elementprogram i en egnet computer, på en måte som vil være kjent for den fagkyndige.
Et typisk, kommersielt tilgjengelig, endelig elementprogram er ANSYS-programmet. Forskjellige andre, endelige elementprogrammer er også kommersielt tilgjengelige, og samtlige kan tilpasses for anvendelse i høyhastighets-computere.
Ved anvendelse av slike endelige elementprogrammer, kan en enhet av endelige elementer benyttes for simulering av strukturen i gripesonen, innerhylsen og kompresjonsanordningen, hvoretter kontaktkreftene kan bestemmes i hvert punkt langs omkretsen.av en ringformet gripetann.
Deretter kan kamflatenes og/eller de komplementære kamflåters geometri justeres, hovedsakelig, på grunnlag av forsøk-feil-metoden, til kontaktkreftene langs hele omkretsen av hver gripetann er tilstrekkelig like til å gi den ønskede grad av perifer metall-mot-metalltetning.
Da kostnadene ved fremstilling av gripesonen står i forhold til antallet anordnede forsenkninger i gripesonen, bør dette antall begrenses til et minimum. Det er imidlertid åpenbart at antallet forsenkninger har tendens til å øke med diameteren av gripesonen.
For gripesonediametre under ca. 508 mm (20 inches) kan det eksempelvis være anordnet 4-12 forsenkninger, og fortrinnsvis 8 eller 12, mens det derimot kan være anordnet 12 eller flere forsenkninger for gripesoner av større diameter, og betydelig flere forsenkninger for gripesoner av vesentlig større diameter.
I et utførelseseksempel av oppfinnelsen, hvor den komplementære kamflate som dannes av kompresjonshylsens innervegg, er sirkelformet, er de motsatt beliggende, aksialtforløpende kantsoner av hver rygg forsynt med perifere spor, hvorved det avgrenses en aksialtforløpende, midtre kamsone som kan samvirke med den komplementære kamflate og derved bevirke stort sett ensartet, perifer sammentrykking av den ringformede gripedel til tettende anlegg mot innerhylsens yttervegg.
Ytterenden av hvert rørformet element kan være tilpasset for sammenkopling med et rørelement ved konvensjonelle midler som vil være kjent for den fagkyndige. De bakre endepartier kan f.eks. være slik tilpasset ved hensiktsmessig utforming for fastsveising til et rørformet element, eller ved å være utstyrt med en boltingsflens for fastbolting på en motsvarende boltingsflens som er montert på et rørelement, eller liknende.
Mens koplingen og den låsende glidekopling ifølge foreliggende oppfinnelse kan komme til anvendelse i forbindelse med sammenkopling av forskjellige typer av rørformede elementer, vil de spesielt kunne finne anvendelse ved sammenkopling av rør-formede elementer i form av rørledningseksjoner, særlig rør-ledningseksjoner av stor diameter, rørseksjoner for høye trykk og"sjø-rørledningseksjoner i undervanns- eller andre risikopregede miljøer. Således kan den låsende glidekopling ifølge oppfinnelsen være særlig egnet for sammenkopling av rørelementer i form av sjø-rørledningseksjoner eller andre rørformede elementer som anvendes under utlegging eller reparering av under-vannsrørledninger eller rørledningsystemer for overføring av olje, gass eller annet lettflytende materiale.
Komponentene i koplingene ifølge foreliggende oppfinnelse vil bli fremstilt av konvensjonelle materialer som er egnet for det tiltenkte anvendelsesområde og miljø for oppfinnelsen under bruk. Ved anvendelse eksempelvis under vann, vil koplingene ifølge oppfinnelsen, slik det kreves, være fremstilt av metall-legeringsmaterialer i overensstemmelse med ANSI- eller AOI-standard.
Oppfinnelsen er nærmere beskrevet i det etterfølgende under
henvisning til de medfølgende tegninger, hvor:
Fig. 1 viser et lengdesnitt av en utførelsesform av en låsende glidekopling ifølge foreliggende oppfinnelse, som i figurens øvre halvdel er illustrert i tilbaketrukket og ulåst stilling, mens den i figurens nedre halvdel er gjengitt i delvis forflyttet eller utstrukket og låst stilling. Fig. 2 og 4 viser, i forminsket målestokk, lengde-delsnitt av to alternative versjoner av låsende glidekoplinger ifølge oppfinnelsen. Fig. 3 viser et perspektivriss av et trykkelement som utgjør en del av koplingen ifølge fig. 2. Fig. 5 viser i forstørret målestokk et detaljert lengde-delsnitt langs linjen V-V i fig. 6 av gripesonen i koplingen ifølge fig. 1.
Fig. 6 viser et tverrsnitt langs linjen VI-VI i fig. 5
av gripesonen ifølge fig. 5.
Fig. 7 viser et tverrsnitt i likhet med fig. 6 av en alternativ gripesone med færre forsenkninger. Fig. 8 viser et lengdesnitt av en alternativ utførelses-form av den låsende glidekopling ifølge foreliggende oppfinnelse som istedenfor det integrerende translasjonssystem i koplingen ifølge fig. 1 er utstyrt med et uavhengig translasjonssystem, samt
fig. 9 viser i forminsket målestokk et perspektivriss av det uavhengige translasjonssystem ifølge fig. 8.
Det er i fig. 1 vist en låsende glidekopling 10 for anvendelse under vann, for tettende sammenkopling av to rørformede elementer (ikke vist) i form'av sjø-ledningseksjoner.
Den låsende glidekopling 10 omfatter et første, rørformet element 12 med en ytterende 14 for sammenkopling med et rør-formet element eller en rørledningseksjon.
Ytterenden 14 innbefatter som vist et avfaset, bakre endeparti som på konvensjonell måte kan fastsveises til en slik rørledningseksjon.
Det første rørformede element 12 omfatter videre en innerende 16 innbefattende en aksialtforløpende låsehylse 18 med en ringformet gripesone 20.
Gripesonen 20 er dannet ved at låsehylsen 18 er utstyrt med ringformede gripedeler i form av et antall aksialt fordelte perifertforløpende, ringformede gripetenner 22 langs sin inner-flåte 24 i gripesonen 20.
Gripesonen 20 er videre dannet av kamprofiler 26 langs yttersiden 28 av låsehylsen 18 i gripesonen 20, og ved at låsehylsen er radialt sammentrykkbar i gripesonen 20.
Videre omfatter koplingen 10 et andre rørformet element 30 med en ytterende 32 som er tilpasset for sammenkopling med et annet rørformet element eller en rørledningseksjon, og en innerende 34 som innbefatter en innersylinder 3 6 som er teleskopisk opplagret i låsehylsen 18 og derved tillater aksial forskyvning av innersylinderen 36 i forhold til låsehylsen 18, for justering av koplingens 10 lengde mellom dens tilbaketrukne stilling, som vist i den øvre halvdel av figuren, og dens delvis forflyttede eller utstrukne stilling, som vist i den nedre halvdel av figuren, og en fullstendig forflyttet eller utstrukket
stilling (ikke vist).
Innersylinderen 36 og låsehylsen 18 er tilvirket av egnede materialer som er hensiktsmessig behandlet etter behov med henblikk på at innersylinderens 36 ytterflate 37 skal ha lavere hårdhetsgrad enn de ringformede gripetenner 22, for å sikre at gripetennene 22 vil kunne gjennomtrenge ytterflaten 37 når gripesonen 20 sammentrykkes radialt (som vist i den nedre halvdel av figuren), for opprettelse av en gripeforbindelse av vesentlig styrke mellom tennene 22 og innersylinderen 36, i tillegg til en effektiv og varig metall-mot-metalltetningssone mellom låsehylsen 18 og innersylinderen 36.
I denne foretrukne versjon av oppfinnelsen er derfor innerhylsen 36 hensiktsmessig fremstilt av en AISA-1018 eller likeverdig stållegering, mens låsehylsen 18 fortrinnsvis består av en herdet AISI-4130 stållegering eller likeverdig materiale.
Det vil innsees at passende forskjell i hårdhet mellom de innbyrdes anliggende flater må oppnås ved anvendelse av egnede materialer, kjent for de fagkyndige, og ved at materialene gjennomgår hensiktsmessig varmebehandling eller lignende.
Den låsende glidekopling 10 omfatter også et ringformet låsestempel 38 som omslutter gripesonen 20 og strekker seg i aksialretning.
Låsestemplet 38 er aksialt forskyvbart mellom en inoperativ stilling, som vist i den øvre halvdel av figuren, og en låsende funksjonsstilling, som vist i den nedre halvdel av figuren,
for låsing av glidekoplingen 10.
Låsestemplet 38 omfatter en låsesone 40 med komplementære kamprofiler 42 langs innerflaten 43 av stemplet 38 som når stemplet 38 befinner seg i sin funksjonsstilling, samvirker med kamprofilene 26 i gripesonen 20 til radial sammentrykking av gripesonen 20, hvorved de ringformede gripetenner 22 tvinges i låsende og tettende inngrep med innersylinderen 36, som tidligere beskrevet.
Låsestemplet 38 er slik innmontert i koplingen 10 at det avgrenser et trykk-kammer 44 som kan oppta kompresjonsvæske under trykk for fremskyvning av stemplet 38 til dets funksjonsstilling.
Det indre endeparti 16 av det første rørformede element 12 omfatter videre en aksialtforløpende ytterhylse 46 som er atskilt i radialretning fra låsehylsen 18, for avgrensing av et første ringformet kammer 48 som fra en endevegg 50 som forbinder låsehylsen 18 tettende med ytterhylsen 46, strekker seg aksialt i retning av det indre endeparti 16 av det første, rørformede element 12.
Endeveggen 50 innbefatter en forbindelsesledning i form av en gjenget utboring 52 som kan sammenkoples med en dyse på en ledning for fremføring av hydraulisk trykkvæske til trykk-kammeret 44, for aksialforskyvning av låsestemplet 38.
Det bakre endeparti av låsestemplet 38 strekker seg inn i det første, ringformede kammer eller sylinderen 48, og er utstyrt med en flens 54 som rager radialt utad fra det bakre
endeparti av låsestemplet 38.
Radialflensen 54 er forbundet med sylindriske tetningsringer 56, for opprettelse av tettende forbindelse mellom radialflensens 54 omkretsflate og ytterhylsens 46 innervegg 57.
Det andre, rørformede element 30 omfatter videre en aksialtforløpende yttersylinder 58 som ved hjelp av en lukket radialflens 60 nær ved ytterenden 32, er radialt atskilt fra innersylinderen 36 og derved danner en andre, sirkulær sylinder 62 som strekker seg i aksialretning mot innerenden 34 av det andre, rørformede element 30.
Yttersylinderen 58 rager inn i det første, ringformede kammer 48 og overlappes av ytterhylsen 46.
Det fremre endeparti 63 av låsestemplet 38 rager inn i den andre, sirkulære sylinder 62.
Det er, ved det fremre endeparti 63 av låsestemplet 38, anordnet en radialt innragende, fremre endeflens 64 som ved hjelp av et par tetningsringer 66 ligger tettende an mot innersylinderens 36 yttervegg 37.
Trykk-kammeret 4 4 omfatter således et bakre parti 44.1 som avgrenses mellom endeveggen 50 og radialflensen 54, og et fremre parti 44.2 som avgrenses mellom baksiden av den fremre endeflens 64 og innersylinderens 36 yttervegg 37, hvor det bakre parti 44.1 står i forbindelse med det fremre parti 44.2 i låsestemplet 38 mellom de komplementære kamprofiler 42 i låsesonen 40 og kamprofilene 26 i gripesonen 20.
For å fullføre trykk-kammeret 44 er låsehylsens 18 innervegg 24 anordnet i tettende anlegg mot innersylinderens 36 yttervegg 37 ved hjelp av et antall sirkulære tetningsringer 68.
Låsesonen 40 på låsestemplet 38 er radialt ekspanderbar i forhold til låsehylsens 18 gripesone 20, slik at når låsestemplet 38 forskyves til sin funksjonsstilling under innvirkning av trykk som utøves av et trykkmedium i trykk-kammeret 44, vil mediumstrykket samtidig bevirke radialt utadgående ekspansjon av låsesonen 40 og radialt innadgående kompresjon av gripesonen 20, hvorved graden av inngrep mellom kamprofilene 26 og de komplementære kamprofiler 42 reduseres.
Yttersylinderen 58 rager inn i det første, ringformede kammer 48, og overlappes av ytterhylsen 46.
Derved oppnås den vesentlige fordel at størrelsen av den kraft som er nødvendig for å skyve låsestemplet 38 til dets funksjonsstilling reduseres,- foruten at veggtykkelsene av innersylinderen 36 og låsestemplet 38, grunnet reduksjonen av graden av inngrep mellom kamprofilene 26 og de komplementære kamprofiler 42 kan minskes betydelig, hvorved materialforbruket nedsettes og koplingens 10 tverrsnittsdimensjon kan reduseres.
For å lette den radiale ekspansjon av låsesonen 40 er låsestemplet 38 utstyrt med elastisk sviktende partier 70 på aksialt motsatte sider av låsesonen 40.
I den viste versjon er de elastisk sviktende partier 70 opprettet ved at låsestemplets 3 8 veggtykkelse er redusert i partiene 70, hvorved den fjærende.radiale ekspandering av låsesonen 40 begunstiges.
Med henblikk på radial sammentrykking av gripesonen 20 er låsehylsen 18 forsynt med perifert fordelte forsenkninger 72
i sin yttervegg 28 i gripesonen 20.
Forsenkningene 72 er fordelt langs omkretsflaten for å
minske randstivheten i gripesonen 20.
Forsenkningene 72 er slik plassert at kamprofilene 26 dannes av aksialtforløpende, perifert fordelte rygger 2 6 som er anordnet mellom parvise, innbyrdes tilgrensende forsenkninger 72 rundt gripesonens 20 omkretsflate.
Det ringformede stempel 38 er tilvirket av et egnet materiale som tillater elastisk ekspandering i begrenset utstrekning av låsesonen 40 under låsestemplets 38 forskyvningsbevegelse mot sin funksjonsstilling, for deretter å tilbakevende til den opprinnelige tilstand når væsketrykket i trykk-kammeret 44 oppheves, og derved fastholde gripetennene i et sikkert, metall-mot-metall-tettende inngrep med innersylinderen 36.
Låsestemplet 38 kan følgelig være fremstilt av ethvert egnet materiale som er kjent for fagkyndige. I den foretrukne versjon av oppfinnelsen er låsestemplet 38 tilvirket av en varmebehandlet AISA-4130 eller 4140 stållegering som er varmebehandlet til en minimumsflytegrense av ca. 8800 kg/cm 2.
Den låsende glidekopling 10 har derfor den fordel at de aksialt fordelte gripetenner 22 fungerer som en rekke metall-mot-metall-tetningsringer for avtetting av koplingen 10, slik at denne kopling 10.blir særlig egnet for permanent installering grunnet den opprettede permanente metalltetning.
Da koplingen låses på grunn av den nære metall-mot-metall-kontakt, vil også det første, og det andre, rørformede element 12 og 30 bli permanent sammenlåst og derved sikre at koplingen i funksjon vil ha samme evne til å tåle trykkspenninger, oppta trykkmedium og gi aksial styrke som de således sammenkoplede rørseksjoner.
Den låsende glidekopling 10 har derfor den vesentlige fordel at den vil fungere uten å kreve konvensjonelle tetnings-midler i form av tetningsringer eller pakningsmateriale i form av gummi, syntetisk gummi, syntetisk plastmateriale eller lignende, for opprettholdelse av den avtettede tilstand. Den metall-mot-metalltetning som oppnås ved at de ringformede gripetenner 22 trenger inn i ytterflaten 37 av innersylinderen 36, kan ved nøyaktig utforming forventes å fungere effektivt under koplingens 10 effektive levetid.
Dette er meget fordelaktig, særlig i undervannsomgivelser, da den opprettede tetning med sikkerhet vil bevares intakt og kostnadene i tilknytning til utskifting av vanskelig tilgjengelige pakninger av gummi eller syntetisk plastmateriale vil bortfalle.
Det ringformede låsestempel 38 er aksialt forskyvbart og kan av den grunn ikke bidra i vesentlig grad til koplingens 10 aksiale styrke i gripesonen 20. Da forsenkningene 7 2 bevirker en reduksjon av aksialstyrken i gripesonen 20, er ryggene 26 innrettet for kompensering av denne reduksjon i aksialstyrke og derved gi sikkerhet for at den aksiale styrke i gripesonen 20 vil forbli stort sett den samme som i den øvrige del av låsehylsen 18, eller i hvert fall tilstrekkelig for den tiltenkte anvendelse av oppfinnelsen.
Ryggene 26 er derfor, slik det fremgår av fig. 1 og 5, utvidet i radialretning i forhold til de radiale dimensjoner av låsehylsen 18.
For oppnåelse av effektiv metall-mot-metalltetning må det ringformede låsestempel 38 påføre gripetennene 22 en perifer trykk-kraft som opptrer stort sett ensartet langs hele omkretsen av gripetennene 22. Dette trekk ved oppfinnelsen er nærmere beskrevet under henvisning til fig. 5-7.
Låsestemplet 38 er fremstilt av høyverdig stål som kan svikte elastisk, og kan av den grunn "puste" og derved kompen-sere varme- og trykksvingninger i innersylinderen 36 uten vesentlig svekking av den opprinnelige oppnådde gripekraft og tetningsvirkning.
Yttersylinderen 58 og ytterhylsen 46 kan være tilvirket av ethvert egnet, konvensjonelt materiale. Generelt kan imidlertid disse komponenter være fremstilt av bløtt stål eller lignende.
Ytterhylsen 46 overlapper yttersylinderen 58 og innbefatter en radialt innadragende endeflens 76 som ved hjelp av tetningsringer 78 befinner seg i tettende anlegg mot ytterveggen av yttersylinderen 58.
Yttersylinderen 58 innbefatter en radialt utadragende endeflens 80 som ved hjelp av tetningsringer 82 ligger tettende an mot innerveggen av ytterhylsen 46 og derved avgrenser et retraksjonskammer 84.
En gjenget utboring 86 leder inn i retraksjonskammeret 84 for opptakelse av en gjenget dyse for tilføring av et fluidum under trykk.
Når koplingen 10 befinner seg i ulåst stilling kan det andre, rørformede element 30, under påvirkning av et trykkfluidum som innføres i retraksjonskammeret 84, inntrekkes i det første, rørformede element 12, hvorved koplingens 10 aksiallengde reduseres.
Det er videre avgrenset et ekstensjonskammer 88 mellom forsiden 90 av den radiale flens 54 og baksiden 92 av den lukkede radiale flens 60.
Ekstensjonskammeret innbefatter en gjenget utboring 94
som er anordnet i ytterhylsen 46, for opptakelse av en dyse for tilføring av et fluidum under trykk. Under påvirkning av et trykkfluidum som innføres i ekstensjonskammeret 88 kan følgelig det andre, rørformede element 30 utstrekkes i forhold til det første, rørformede element 12, når koplingen 10 befinner seg i ulåst stilling.
Sammen med ekstensjonskammeret 88 danner følgelig retraksjonskammeret 84 et integrerende translasjonssystem for koplingen 10.
Som vist i den nedre halvdel av figuren er det langs innerveggen av ytterhylsen 46 anordnet en ringformet randsone 96 som danner en stoppflate henimot forsiden 90 av den radiale flens 54 på -låsestemplet 38, når stemplet 38 befinner seg i sin funksjonsstilling. Følgelig vil den ringformede randsone 96 hindre at låsestemplet 38 forskyves aksialt ut over dets låsestilling.
Både kamprofilene 26 og de komplementære kamprofiler 42 omfatter to aksialt atskilte avtrapningsflater henh. 26.1 og 26.2 samt 42.1 og 42.2. Dette medfører den fordel at låsestemplet 3 8 ikke behøver å forflyttes mer enn ca. halvdelen av den resulterende inngrepslengde for effektivt å kunne betjene låse- og tetningsmekanismen i koplingen 10. Fordelen med dette er at koplingen 10 kan være kortere enn om ingen avtrapningsflater var anordnet.
Kamprofilene 26 og de komplementære kamprofiler 42 for-løper parallelt med koplingsaksen uten å danne mellomliggende vinkler i forhold til denne. Dette medfører den viktige fordel at det ikke behøves ekstra låsemidler for permanent fastholding av kamprofilene i deres funksjonsstillinger. Det antas at denne parallelle plassering i praksis bare er gjennomførbar grunnet de kjenntegnende trekk ved foreliggende oppfinnelse.
Under anvendelse kan ytterendene 14 og 32 fastgjøres til rørformede elementer i form av rørledningseksjoner eller spole-stykker som skal sammenføyes. Dette gjennomføres hensiktsmessig ved sveising. Ved påfølgende innpumping av hydraulisk fluidum i ekstensjonskammeret 88 under samtidig tømming av retraksjonskammeret 84, vil koplingen 10 forlenges i aksialretning. På omvendt måte kan koplingen 10 forkortes aksialt ved innpumping av hydraulisk trykkmedium i retraksjonskammeret under samtidig tømming av ekstensjonskammeret 88.
Når koplingen 10 har den nødvendige aksiallengde, innpumpes trykkfluidum i kompresjonskammeret 44 under samtidig tømming av ekstensjonskammeret 88, slik at låsestemplet 38 forskyves til sin funksjonsstilling og derved fastlåser koplingen 10 permanent.
Det indre endeparti 16 av det første, rørformede element 12 omfatter videre en midthylse 100 som er anordnet aksialt i
låsehylsen 18, for å avgrense en ringformet føringssylinder 102 for opptakelse av innersylinderen 36.
Ytterhylsen 46 er plassert i stilling på det første, rør-formede element 12 ved hjelp av endeveggen 50 som utgår integrerende fra en monteringshylse 104 som fastholdes i stilling av en låsemutter 106.
Koplingen 10 frembyr ytterligere fordeler. En fordel av særlig betydning i undervannsomgivelser er at det bare kreves minimal fysisk dykkerinnsats_ for effektiv betjening av koplingen 10. Ved anvendelse av hydraulisk væske som trykkmedium vil væsken dessuten aiutomatisk fungere som smøremiddel for samvirkende flatepartier under betjening av koplingen 10.
Som følge av at translasjonskomponentene i koplingen 10
er anordnet parallelt med koplingens låsekomponenter, får koplingen 10 et stort slaglengde/totallengdeforhold.
Koplingen 10 har den ytterligere fordel at samtlige deler
i koplingen 10, bortsett fra ytterst lokaliserte partier, befinner seg i det elastiske deformasjonsområde. Dette vil i høy grad forenkle konstruksjonsberegningene og gi sikkerhet for en forutsigbar virkemåte av koplingen 10.
En 254 mm kopling i overensstemmelse med den foretrukne og viste versjon av oppfinnelsen ble underkastet visse strekk-prøver.
Det fremgikk av den første prøve at det maksimumstrykk som krevdes for å betjene koplingen 10 utgjorde 0.08 kp/cm 2. Middel-opplåsingstrykket ble konstatert å ligge på 59.5 kp/cm 2, og hoveddelen av låsestemplets translasjonsbevegelse foregikk ved dette trykk.
Etter å være låst ble koplingen fylt med vann og testet hydrostatisk ved trykk mellom 35 og 231 kp/cm 2.
Under den andre prøve ble den låste kopling utsatt for
en effektiv strekk-kraft av 35770 kg. Prøven viste en forskjell på 0.025 mm mellom den opprinnelige og den endelige måleuravles-ning. Denne lille differanse kan ikke tilskrives sviktning eller glidning, og antas derfor å skyldes akseptable målefeil. Koplingen 10 tålte alle trykk og påførte strekk-krefter.
En høytrykk-kopling for tettende sammenkopling av to rør-formede elementer (ikke vist) er i fig. 2 og 3 betegnet generelt med 210. Koplingen 210 omfatter stort sett de samme funksjons-messige komponenter som koplingen 10. Motsvarende komponenter av koplingen 210 er derfor betegnet med samme henvisningstall men med tillegg av prefikset "2".
Koplingen 210 omfatter et første, rørformet element 212
med et bakre endeparti 214 for tilkopling til et rørformet element.
Det fremre endeparti av det første, rørformede element 216 omfatter en låsehylse 218 med en ringformet gripesone 220 som er dannet av perifert fordelte, aksialtforløpende forsenkninger 272 som er anordnet i ytterveggen 228 av låsehylsen 218 og som reduserer periferistyrken i gripesonen 220 med henblikk på radial sammentrykking av sonen.
Gripesonen 220 dannes også av aksialtforløpende rygger
226 mellom forsenkningene 272 som bidrar til den aksiale styrke i gripesonen 220. Gripesonen 220 innbefatter videre et antall aksialt atskilte, ringformede gripetenner 222 som strekker seg. radialt innad fra innerveggen 224.
Det første, rørformede element eller koplingselementet 212 omfatter videre en midthylse 2100 som avgrenser en ringformet føringssylinder 2102.
Det første, rørformede element eller koplingselementet 212 omfatter også trykkmidler i form av en splittet kompresjonshylse (vist mer detaljert og i forstørret målestokk i fig. 3), for radial sammentrykking av gripesonen 220.
Som vist omfatter koplingen 210 et andre, rørformet element 230 med et ytre endeparti 232 for tilkopling til et annet, rørformet element, og med et fremre endeparti 234 som er teleskopisk montert i låsehylsen 218, med innerenden plassert i den ringformede føringssylinder 2102.
Det er imidlertid åpenbart at det andre, rørformede element 230, istedenfor å utgjøre en del av koplingen 210, like godt kan danne det fremre endeparti av et forlenget rørelement. I et slikt tilfelle kan derfor det første, rørformede element eller koplingselementet 212 være tilkoplet et slikt fremre endeparti av et forlenget rørelement.
I den viste utførelsesform er det hydrauliske translasjonssystem 289 (bare skjematisk vist) montert mellom det første og det andre, rørformede element 212 og 232, for anvendelse under teleskopisk utstrekking eller inntrekking av de to elementer i forhold til hverandre.
Det vil innsees at hvis det andre, rørformede element 230 danner det fremre parti av et forlenget, rørformet element, kan det hydrauliske translasjonssystem 289 enten være midlertidig forbundet med'elementet 230 eller det kan, om nødvendig, være anordnet andre midler for utstrekking eller inntrekking.
Når det første og det andre, rørformede element 212 og 230 under bruk befinner seg i riktig aksialstilling i forhold til hverandre, kan kompresjonshylsen 238 sammentrykkes rundt låsehylsen 218, slik at gripesonen 220 sammenpresses radialt mot innerhylsen eller innersylinderen 236 i det fremre endeparti 234 av det andre, rørformede element 230.
Som beskrevet i forbindelse med fig. 1, vil gripetennene 222 ved radial kompresjon av gripesonen 220, deformere og gjennomtrenge ytterveggen 237 av innerhylsen 236, og derved opprette et fast inngrep med denne og en effektiv metall-mot-metall-tetningssone for avtetting av koplingen 210.
Den ringformede innervegg i den splittede kompresjonshylse 23 8 danner derfor i realiteten en komplementær kamstyringsanordning som i samvirke med ryggene eller kamribbene 226 tjener for radial komprimering av gripesonen 220.
Ryggene 226 er også i dette tilfelle hensiktsmessig utformet med henblikk på tilstrekkelig jevn fordeling av trykk-kraften rundt gripesonens 220 omkretsflate, for op<p>nåelse av effektiv, perifer tetning ved hjelp av gripetennene 222.
Selv om den har samme anvendelsesmuligheter som koplingen 10, vil koplingen 210 bli økonomisk rimeligere, men kreve mer dykkerarbeid for fullføring av sammenkoplingen. Koplingen 210 vil derfor foretrekkes anvendt fremfor koplingen 10 i mindre farlige eller mindre utilgjengelige omgivelser, eksempelvis i grunne farvann, som rettferdiggjør den reduserte pris for koplingen 210.
Fig. 4 viser en ytterligere, alternativ versjon 410 av koplingen ifølge oppfinnelsen. Denne kopling 410 er i hovedtrekk den samme som koplingen 210, og motsvarende komponenter er betegnet med samme henvisningstall, bortsett fra at prefikset "4" erstatter prefikset. "2".
Istedenfor den splittede kompresjonshylse 238 er det i koplingen 410 anordnet en sirkulær kompresjonsring 438 som er montert på låsehylsen 418.
Kompresjonsringen 438 innbefatter en aksialt skrånende innervegg som fungerer som kamstyringsanordning for samvirkning med de kamprofiler som dannes av ryggene 426, med henblikk på sammentrykking av gripesonen 4 20. Den komplementære kamstyr-ingsanordnings og kamprofilenes 426 hellingsgrader er overdrevet på tegningen. Hellingsgraden vil i praksis ligge f.eks. mellom 2 og 3 grader.
Kompresjonsringen 438 er opplagret på låsehylsen 418 ved hjelp av en integrerende montert, ringformet skulder 439 på låsehylsen 418, og ved hjelp av perifert fordelte bolter'441 som er innført gjennom skulderen 439 og innskrudd i kompresjons-' ringen 438. Kompresjonsringen 438 kan følgelig forskyves i aksialretning ved dreining av boltene 441.
Koplingen 410 har samme anvendelsesmuligheter som koplingen
210.
Utformingen av gripesonen 20 på koplingens 10 låsehylse
18 er vist mer detaljert i fig. 5 og 6.
Gripesonen 20 er dannet av 12 perifert fordelte, aksialt-forløpende forsenkninger 72. Dybden og bredden av forsenkningene 72 er dimensjonert med henblikk på å redusere periferistyrken i tilstrekkelig grad til å tillate effektiv, radial komprimering av gripetennene 22, for oppnåelse av inngrep og avtetning som tidligere beskrevet.
De aksialtforløpende rygger 26 mellom parvis tilgrensende forsenkninger 72 strekker seg radialt ut over låsehylsens 18 ytterperiferi, og danner derved kamprofiler 26.1 og 26.2, foruten at de øker aksialstyrken i gripesonen 20 og derved kompenserer den reduksjon i aksialstyrke som skyldes forsenkningene 72.
Materialmengden i gripesonens 20 tverrsnittsflate vil
derfor være stort sett uforandret.
Periferistyrken i gripesonen 20 er således redusert i tilstrekkelig grad for effektiv, radial kompresjon uten vesentlig reduksjon av aksialstyrken.
Den geometriske form av ryggene eller kamprofilene 26, som er vist i fig. 5 og 6, ble utviklet ved computersimulering av endelige elementer som tidligere beskrevet, under anvendelse av et kommersielt tilgjengelig ANSYS endelig-elementprogram i en høyhastighetscomputer.
Utformingen ble justert forsøksvis i forhold til de computer-beregnede kontaktkrefter langs innerperiferien av hver gripetann 22, helt til kontaktkreftene var tilstrekkelig like til å gi en effektiv, sirkulær metall-mot-metalltetning mellom de ringformede gripetenner 22 og ytterveggen 37 av innerhylsen 36.
Det bør bemerkes at de motsatt beliggende, aksiale kanter 150. av hver aksialtforløpende rygg 26 er utflatet, for å fore-bygge kontakt mellom kantene 150 og de komplementære kamprofiler 42 på låsestemplet 3 8 som er sirkulært.
De komplementære kamprofiler 4 2 bringes således i funksjonsstilling i anlegg mot de aksialtforløpende og perifert krummede, midtre periferisoner av hver rygg eller kamprofil 26.
Hver rygg 26 er i tillegg forsynt med et midtre, aksialt-forløpende innsnitt 152 som ytterligere vil begunstige en jevn fordeling av kompresjonskraften.
Med denne spesielle utforming ble det konstatert at den radiale kompresjon av gripesonen 20 var tilstrekkelig ensartet langs periferien av hver gripetann 22, til å gi en effektiv, metall-mot-metalltetning for høye trykk.
Fig. 7 viser en alternativ versjon av gripesonen sammen-lignet med fig. 5 og 6.
Det er i fig. 7 bare vist åtte forsenkninger 72.
Den computerkontrollerte utforming indikerte også i dette tilfelle at effektiv trykkfordeling ved hjelp av låsestemplet 3 8 kunne oppnås ved utflating av de motsatt beliggende kantsoner
150 av ryggene 26, slik at de avtrappede kamflater 26.1 og 26.2 ble dannet av de aksialtforløpende partier av ryggene 26.
Det vil fremgå av fig. 1, 5, 6 og 7 at de forskjellige tetningsringer som inngår i koplingen 10, er anordnet bare av hensyn til den innledende montering, aksiale justering og låsing av koplingen 10. Etter at den er låst vil koplingen være sikkert høytrykkavtettet utelukkende som følge av den opprettede metall-mot-metalltetning.
Det er derfor en særlig fordel ved denne versjon av oppfinnelsen at effektiv, radial kompresjon av gripesonen 20 kan oppnås på effektiv måte med et minimum av dykkerinnsats, for opprettelse av en høytrykkbestandig metall-mot-metalltetning. Denne metall-mot-metalltetning vil fungere effektivt i et lengre tidsrom, og dessuten tjene for effektiv, aksial låsing av koplingen 10. Mens periferistyrken i gripesonen 20 er redusert med henblikk på effektiv, radial sammentrykking, vil de aksialt-forløpende rygger opprette den nødvendige aksialstyrke i gripesonen.
De aksialtforløpende rygger tjener dessuten som kamprofiler som ved hensiktsmessig utforming gir en radial kompresjonskraft som er tilstrekkelig jevn for effektiv, perifer avtetning ved hjelp av gripetennene 22.
I fig. 8 og 9 betegner henvisningstallet 810 generelt en kopling som i hovedtrekk motsvarer koplingen 10 ifølge fig. 1, bortsett fra at koplingen 810 er modifisert for å gi rom for et uavhengig demonterbart translasjonssystem 950 istedenfor det integrerende translasjonssystem i koplingen 10, og for å muliggjøre manuell forflytting av låsestemplet, om nødvendig.
I hovedsak overensstemmer koplingen 810 i alle øvrige henseender med koplingen 10. Innbyrdes motsvarende deler er derfor betegnet med henvisningstall i overensstemmelse med henvisningstallene i fig. 1.
Det uavhengige translasjonssystem 950 omfatter et par monteringsringer 952 og 954 samt et antall hydrauliske sylinderaggregater 956 som forbinder de to ringer 952 og 954 med hverandre på innbyrdes forflyttbar måte.
Hver av de hydrauliske sylinderaggregater 956 omfatter en hydraulisk sylinder 958 som er opplagret på monteringsringen 952 og opptar et glidbart montert stempel (ikke vist) og en stempelstang 960 som strekker seg ut fra stemplet og den hydrauliske sylinder 958. Hver stempelstang 960 er opplagret på monteringsringen 954.
Hver av monteringsringene 952 og 954 innbefatter en indre, ringformet forsenkning 962 som er tilpasset koplingen 810, som beskrevet i det nedenstående.
Hver av monteringsringene 952 og 954 omfatter videre to halvsirkelformede seksjoner 964 som er svingbart forbundet med hverandre om en leddtapp 966. Seksjonene 964 kan følgelig atskilles fra hverandre, slik at det uavhengige translasjonssystem 950 kan monteres på koplingen 810, eller demonteres fra koplingen 810 etter bruk. For montering av systemet 950 i stilling blir de halvsirkelforitiede seksjoner 964 av hver mon-teringsring 952 og 954, alt etter omstendighetene, sammenlåst ved egnede midler 968. Låsemidlene kan om ønskelig være anordnet i form av en "over center"-låseinnretning 968.
Hver hydraulisk sylinder 958 er forsynt med gjengede kanaler 969 hvilke det kan tilkoples hydrauliske ledninger med henblikk på teleskopisk utstrekking eller inntrekking av monteringsringene i translasjonssystemet 950.
I koplingen 810 er den lukkede radialflens 60 utstyrt med en"ringformet monteringsflens 970 for innpassing i den motsvarende, ringformede forsenkning 962 i monteringsringen 952, som derved plasseres fast i stilling på koplingen 810.
Koplingens 810 ytterhylse 846 er likeledes forsynt med en ringformet monteringsflens 970 for innpassing i den motsvarende, ringformede forsenkning 962 i monteringsringen 954 som derved plasseres i stilling på ytterhylsen 846 og dermed på det første, rørformede element 12.
Det uavhengige translasjonssystem 9 50 er i fig. 8 vist montert i sin funksjonsstilling på koplingen 810. På samme måte som i fig. 1, er koplingen 810 vist i tilbaketrukket, ulåst stilling i den øvre halvdel av fig. 8, mens den nedre halvdel av figuren viser koplingen 810 i delvis - forflyttet og låst stilling.
Under anvendelse kan de ytre endepartier 14 og 32 fast-gjøres til rørelementer i form av ledningseksjoner eller spole-stykker som skal sammenføyes. Dette kan hensiktsmessig gjennom-føres ved sveising.
Ved påfølgende innpumping av et hydraulisk fluidum i de hydrauliske sylindre 958, kan translasjonssystemet 950 og følgelig koplingen 810 forlenges aksialt i ønsket utstrekning.
Når koplingen 810 er bibrakt den nødvendige aksiallengde> kan et hydraulisk fluidum under trykk innpumpes i trykk-kammeret 44, med henblikk på aksial forskyvning av låsestemplet 38 til dets funksjonsstilling, for låsing av koplingen 810.
Det uavhengige translasjonssystem 950 kan deretter avlastes, låseinnretningen 968 frigjøres og systemet 950 demonteres for gjenanvendelse på en annen kopling.
Utførelsesformen ifølge fig. 8 og 9 har derfor den fordel
at det uavhengige translasjonssystem 950 kan fremstilles separat, og monteres på koplingen for anvendelse ved behov, samt demonteres på enkel og effektiv måte for gjenanvendelse på andre koplinger.
Det er en annen fordel ved denne versjon av oppfinnelsen
at det uavhengige translasjonssystem kan fremstilles av relativt lettproduserbare standardkomponenter, uavhengig av koplingen 810. Prisen for det uavhengige translasjonssystem 950 vil derfor kunne ligge vesentlig lavere enn prisen for det integrerende translasjonssystem i koplingen 10. Som følge av kostnadene ved frem-stillingen av det integrerende translasjonssystem i koplingen 10 -vil dessuten koplingen 810 ikke bare bli atskillig billigere
enn koplingen 10, men kombinasjonen av koplingen 810 og det uavhengige translasjonssystem 950 vil også koste betydelig mindre enn koplingen 10.
Videre omfatter koplingen 810 manuelt betjenbare midler 880 for anvendelse ved manuell forskyvning av låsestemplet 38 til dets funksjonsstilling hvis stemplet ikke kan forflyttes hydraulisk av en eller annen grunn, eksempelvis ved brudd på de pakninger som isolerer trykk-kammeret 44.
Forflytningsmidlene 880 er anordnet ved at monteringshylsen 904 i koplingen 810 er glidbart montert på det første, rørformede element 12, men aksialt plassert på dette ved hjelp av låsebolter 882. Låseboltene 882 fjernes hvis de manuelle forflytningsmidler 880 skal anvendes istedenfor de hydrauliske via trykk-kammeret 44. Forflytningsmidlene 880 omfatter for-skyvningsbolter 884 som med jevne- perifere mellomrom er innført gjennom gjengede utboringer i en sikringsmutter 906. Forskyvningsboltene ligger an mot en avstandsring 886 som er anbragt på monteringshylsen 904.
Hvis det hydrauliske system svikter under anvendelse, vil låseboltene 882 kunne fjernes manuelt av en dykker, slik at monteringshylsen 904 frigjøres for aksial forflytning langs låsehylsen 18 på det første, rørformede element 12.
Dykkeren vil deretter kunne dreie forskyvningsboltene 884 manuelt, slik at de tvinges mot avstandsringen 886. Avstandsringen 886 vil i sin tur trykke mot endeveggen 50, og derved forskyve endeveggen 50 og ytterhylsen 846 sammen med låsestemplet 38, helt til stemplet befinner seg i sin låste funksjonsstilling. Det er åpenbart at det uavhengige translasjonssystem 950 vil være trykkavlastet under denne prosess, for å tillate forflytning av ytterhylsen 846 med avstandsringen 886
og låsestemplet 38.
De manuelt betjenbare forflytningsmidler vil øke sikker-heten. Dette er en klar fordel, særlig når koplingen 810 er i anvendelse i et risikopreget eller utilgjengelig miljø.
Den utførelsesform av oppfinnelsen som er vist i fig. 8, har den ytterligere fordel at en dykker eller operatør vil kunne kontrollere at låsestemplet 38 er fullstendig forskjøvet til den låsende funksjonsstilling. Dette kan gjennomføres ved observering av-posisjonen av radialflensen 54 på låsestemplet 38 i forhold til den frie ende av ytterhylsen 846. Når dykkeren ser eller føler at enden av radialflensen 54 flukter med enden av ytterhylsen 846, er det åpenbart at låsestemplet 38 er forskjøvet til sin endelige og effektive låsestilling.

Claims (11)

1. Kopling {10, 210, 410, 810) for tett forbindelse av to rørformede elementer omfattende: (a) et første, rørformet element (12, 212, 412) med et bakre endeparti (14, 214, 414) for forbindelse med et rørformet element, og et fremre endeparti (16, 216) innbefattende en låsehylse (18, 218, 418) med en ringformet gripesone (20, 220, 420) , (b) et andre, rørformet element (30, 230, 430) med et bakre endeparti (32, 232, 432) for forbindelse med et annet, rørformet element, og et fremre endeparti (34, 234) innbefattende en innerhylse (36, 236, 436) for samvirkning med låsehylsen (18, 218, 418) som derved overlappes aksialt av gripesonen (20, 220, 420) i en overlappingssone, (c) en ringformet gripedel (22, 222) som går over i et flateparti (24, 224) på den ene hylse (18, 218, 418) og som kan styres mot et tilgrensende flateparti (37, 237) på den annen hylse (36, 236, 436) i overlappingssonen, og (d) radialforskyvningsmidler (38, 238, 438) for radial forskyvning av gripesonen (20, 220, 420), for tvinging av den ringformede gripedel (22, 222) i tettende inngrep med det tilgrensende flateparti (37, 237) på den annen hylse (36, 236, 436), for opprettelse av en ringformet tetningssone sammen med denne, karakterisert ved at den ringformede gripesone (20, 220, 420) er dannet ved periferisk adskilte, aksialt forløpende forsenkninger (72, 272, 472) i en flate (28, 228) av låsehylsen (18, 218,418) som reduserer gripesonens styrke i omkretsretningen for radialforskyvning av samme, og hvor aksialtforløpende rygger (26, 126, 426) mellom forsenkningene bidrar til gripesonens (20, 220, 420) aksiale styrke.
2. Kopling ifølge krav 1, i form av en låsende glidekopling (10, 210, 410, 810) hvor innerhylsen (36, 236, 436) er innpasset i og samvirker teleskopisk med låsehylsen (18, 218, 418), karakterisert ved at de aksialtforløpende forsenkninger (72, 272, 472) og rygger (26, 226, 4,26) er anordnet langs låsehylsens (18, 218, 418) ytterside (28, 228), og at radialforskyvningsmidlene (38, 238, 438) omfatter trykkmidler (38, 238, 438) for radial sammentrykking av gripesonen (20, 220, 420).
3. Kopling ifølge kravene 1 eller 2, karakterisert ved at det er anordnet kamprofiler (26) langs låsehylsenes (18) ytterflate i gripesonen (20), og at trykkmidlene (38) omfatter et ringformet låsestempel (38) med en låsesone (40) med komplementære kamprofiler (42) langs innerflaten (43), hvor låsestemplet (38) er aksialt forskyvbart i forhold til gripesonen (20) mellom en passiv stilling og en funksjonsstilling hvori kamprofilene (26) samvirker med de komplementære kamprofiler (42) til radial sammentrykking av gripesonen (20).
4. Kopling ifølge krav 3, karakterisert ved at kamprofilene (26) på låsehylsen (18) er dannet av ryggene (26) i gripesonen (20), og at kamprofilene (26) og de komplementære kamprofiler (42) er slik utformet at de komplementasre kamprofiler (42) bare bringes i anlegg mot aksialtforløpende, perifert sentraltliggende kamsoner (26.1, 26.2) på ryggene (26), med henblikk på stort sett ensartet, sirkulær sammentrykking av den ringformede gripedel (22) under anvendelse.
5. Kopling ifølge krav 4, karakterisert ved at de motsatt beliggende, aksialtforløpende kantsoner (150) på hver rygg (26) er radialt forsenket, slik at de komplementære kamprofiler (42) bare bringes i anlegg mot den aksialtforløpende, perifert sentraltliggende kantsone (26.1, 26.2) på hver rygg (26) under anvendelse.
6. Kopling ifølge kravene 3, 4 eller 5, karakterisert ved at låsestemplet (38) er slik plassert at det strekker seg over gripesonen (20) og avgrenser et trykk-kammer (44) i koplingen (10, 810); for opptakelse av et trjfkkfluidium for skyving av låsestemplet (38) til dets funksjonsstilling, hvor trykk-kammeret (44) forløper gjennomgående mellom kamprofilene (26) og de komplementære kamprofiler (42), for opptakelse av trykkfludium med henblikk på fjærende ekspandering av låsesonen (40) i forhold til gripesonen (20) med derav følgende minsking av inngrepet mellom kamprofilene (26) og de komplementære kamprofiler (42) under forflytningen av låsestemplet (38) til funksjonsstillingen.
7. Kopling ifølge krav 6, karakterisert ved at låsestemplet (38) innbefatter elastisk ettergivende partier (70) på motsatte sider av låsesonen (40) , som vil lette den radiale ekspandering av låsesonen (40) i forhold til gripesonen (20) under forflytningen av låsestemplet (38) ved hjelp av hydraulisk trykkfludium.
8. Kopling ifølge krav 6 eller 7, karakterisert ved at det fremre endeparti (16) av det første, rørformede element (12) videre omfatter en aksialtforløpende ytterhylse (46, 846) som er adskilt i radialretning fra låsehylsen (18) og derved danner en første, ringformet sylinder (48) mellom hylsene som forløper aksialt i retning mot det fremre endeparti (16) fra en endevegg (50) som forbinder ytterhylsen (46, 846) med låsehylsen (18), og at låsestemplet (38) omfatter et bakre endeparti (54) som er glidbart montert i den første, ringformede sylinder (48), i tettende anlegg mot innerveggen (57) av ytterhylsen (46, 846), og derved avgrenser et bakre parti (44.1) av trykk-kammeret (44) mellom det bakre endeparti (54) av låsestemplet (38) og endeveggen (50).
9. Kopling ifølge krav 8, karakterisert ved at låsestemplet (38) omfatter et fremre endeparti (63) som rager ut over låsehylsen (18) og som ligger glidbart og tettende an mot ytterflaten (37) av innerhylsen (36) i det andre, rørformede element (30), og derved avgrenser et fremre parti (44.2) av trykk-kammeret (44) mellom låsestemplets (38) innerflate (43) , det fremre endeparti (63) av låsestemplet (38) og ytterflaten (37) av innerhylsen (36), hvor det fremre parti (44.2) av trykk-kammeret står i forbindelse med det bakre parti (44.1) mellom låsesonen (40) og gripesonen (20) , og at innerhylsen (36) ligger tettende an mot låsehylsen (18) og derved fullfører trykk-kammeret (44) .
10. Kopling ifølge krav 8 eller 9, karakterisert ved at det andre, rørformede element (30) omfatter en yttersylinder (58) som er radialt adskilt fra innerhylsen (36) og danner en andre, ringformet sylinder (62) som forløper i aksialretning fra ytterenden (32) mot det fremre endeparti (34) av det andre, rørformede element (30), og at yttersylinderen (58) : strekker seg inn i den første, ringformede sylinder (48), og at ytterhylsen (46) overlapper yttersylinderen (58), samt at den frie ende (76) av ytterhylsen (46) ligger tettende an mot yttersylinderens (58) ytterflate, mens den frie ende av yttersylinderen (58) ligger tettende an mot ytterhylsens (46) innerflate (57) i aksialt adskilte soner og derved avgrenser et retraksjonskammer (84) i overlappingssonen, for opptakelse av et fludium under trykk for tilbaketrekking av koplingen (10), og avgrenser et ekstensjonskammer (88) i den første og den annen ringformede sylinder (48, 62) for opptakelse av et fludium under trykk for utstrekking av koplingen (10).
11. Kopling (810) ifølge ett eller flere av kravene 1-9, karakterisert ved at den som i og for seg kjent omfatter et demonterbart translasjonssystem (950) som er montert på koplingen (810) og som innbefatter et par monteringsringer (952, 954) og et antall hydrauliske sylinderaggregater (956) som forbinder de to ringer (952, 954) med hverandre, slik at de kan forskyves innbyrdes og derved bevirke aksial forskyvning av det første og det andre, rørformede element (12, 30) i forhold til hverandre.
NO814088A 1980-12-08 1981-11-30 Kopling for tett forbindelse av to roerformede elementer. NO157991C (no)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US21425180A 1980-12-08 1980-12-08
US06/320,889 US4436325A (en) 1980-12-08 1981-11-16 Coupling

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO814088L NO814088L (no) 1982-06-09
NO157991B true NO157991B (no) 1988-03-14
NO157991C NO157991C (no) 1988-06-22

Family

ID=26908818

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO814088A NO157991C (no) 1980-12-08 1981-11-30 Kopling for tett forbindelse av to roerformede elementer.

Country Status (7)

Country Link
US (1) US4436325A (no)
EP (1) EP0053901B1 (no)
AU (1) AU546275B2 (no)
BR (1) BR8108022A (no)
CA (1) CA1175460A (no)
DE (1) DE3174650D1 (no)
NO (1) NO157991C (no)

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4570707A (en) * 1984-03-09 1986-02-18 Otis Engineering Corporation Releasable latch for downhole well tools
US4720124A (en) * 1985-08-02 1988-01-19 Cameron Iron Works, Inc. Telescoping joint
US4844513A (en) * 1986-12-05 1989-07-04 Consolidated Technologies, Inc. Remotely operable quick connector for a coupling device
US4761023A (en) * 1986-12-24 1988-08-02 Cameron Iron Works, Inc. Telescoping joint
DE3813574C1 (no) * 1988-04-22 1989-08-24 Effem Gmbh, 2810 Verden, De
AU631195B2 (en) * 1989-09-14 1992-11-19 Cooper Cameron Corporation Adjustable connection apparatus
EP0418434B1 (en) * 1989-09-14 1993-11-10 Cooper Industries, Inc. Adjustable connection apparatus
US5098132A (en) * 1990-06-12 1992-03-24 Cooper Industries, Inc. Length compensating joint
US5799834A (en) * 1996-10-21 1998-09-01 Marley Pump Telescoping column pipe assembly for fuel dispensing pumping systems
US5853113A (en) * 1996-10-21 1998-12-29 Marley Pump Telescoping column pipe assembly for fuel dispensing pumping systems
US6106024A (en) * 1998-06-04 2000-08-22 Cooper Cameron Corporation Riser joint and apparatus for its assembly
US6471249B1 (en) * 1998-10-08 2002-10-29 John K. Lewis Adjustable pipe connector
US20090026765A1 (en) * 2007-07-24 2009-01-29 Oceaneering International, Inc. Connector Jumper
US9267615B1 (en) 2013-10-30 2016-02-23 Cortec, L.L.C. Method and apparatus for removing, repairing, refurbishing, replacing, and/or installing valve between two fixed spool pieces
IT201600081363A1 (it) * 2016-08-02 2018-02-02 Saipem Spa Sistema e metodo di connessione per connettere due condotti in un corpo d'acqua
GB2554890B (en) 2016-10-12 2019-01-02 Poulton Tech Limited A seal assembly
US10309564B1 (en) * 2018-11-08 2019-06-04 Oil States Energy Services, L.L.C. Extendable spool
US10858902B2 (en) 2019-04-24 2020-12-08 Oil States Energy Services, L.L.C. Frac manifold and connector
US10570692B1 (en) 2019-06-17 2020-02-25 Oil States Energy Services, L.L.C. Zipper bridge
US11091993B2 (en) 2019-06-17 2021-08-17 Oil States Energy Services, L.L.C. Zipper bridge

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1044999A (fr) * 1951-11-10 1953-11-23 Embout démontable pour le raccordement des tuyauteries souples
GB1267406A (en) * 1969-05-14 1972-03-22 Compoflex Co Ltd Improvements in end fittings for hoses and tubes
US3724882A (en) * 1971-05-10 1973-04-03 Ford Motor Co Tube-to-hose connection
US3977702A (en) * 1975-03-13 1976-08-31 Hydrotech International, Inc. Pipe coupling with retrievable setting means
DE7914106U1 (de) * 1979-05-16 1979-08-23 Gustav Eisele, Metallwarenfabrik, 7050 Waiblingen Vorrichtung zum befestigen eines anschlussnippels an einem schlauch

Also Published As

Publication number Publication date
EP0053901B1 (en) 1986-05-14
US4436325A (en) 1984-03-13
CA1175460A (en) 1984-10-02
NO814088L (no) 1982-06-09
AU7813881A (en) 1982-06-17
DE3174650D1 (en) 1986-06-19
NO157991C (no) 1988-06-22
BR8108022A (pt) 1982-09-21
AU546275B2 (en) 1985-08-22
EP0053901A1 (en) 1982-06-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO157991B (no) Kopling for tett forbindelse av to roerformede elementer.
US8333409B2 (en) Threaded joint with pressurizable seal
US4608739A (en) Connector of and sealing of tubular members
US3744822A (en) Apparatus for a sealing external surface of a tubular member
US3321217A (en) Coupling apparatus for well heads and the like
US4085951A (en) Hydril-type connector
NO145996B (no) Roerkoblingsanordning.
US4761023A (en) Telescoping joint
US3647245A (en) Telescopic joint embodying a pressure-actuated packing device
NO310248B1 (no) Ventil
NO171929B (no) Anordning og fremgangsmaate for skjoeting av roer
GB2115454A (en) Metal-to-metal seal
NO315720B1 (no) Gjenvinnbar, ekspanderbar pakningsanordning med antiutpressingssystem for avtetning av et hovedsakelig ringformet rom mellom et sylindriskobjekt og en boring
US4078832A (en) Pipe coupling with improved seal means
NO344329B1 (no) Metall-til-metalltetning for glatt boring
US9784066B1 (en) Downhole bridge plug or packer assemblies
CN110043734B (zh) 独立的液压夹紧和密封的配合件
US3986728A (en) Pipe coupling
NO322977B1 (no) Hydraulisk undervannskopling
NO156499B (no) Plugg for bruk ved tetning av et roer
NO780293L (no) Koplingsanordning for en produksjonsledning
USRE31993E (en) Cylinder gripping apparatus
NO177398B (no) Pakningsanordning til tetting av hull i veggen av et rör i en avviksbrönn og et verktöy til setting av pakningsanordningen
US4276771A (en) Hydrostatic testing apparatus
NO170904B (no) Roerforbindelsesskjoet