NO163505B - Apparat for vedlikehold av kuleventil. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører et apparat for vedlikehold

av en kuleventil og særlig en kuleventil av den art som er beskrevet f.eks. i norsk patentsøknad nr. 860923.

Ved kuleventilen ifølge ovennevnte søknad kan de indre vitale komponenter såsom kule/spindel, pakninger, seter for pak-

ninger, aktuatorer, lagre etc. inspiseres, overhales, repare-

res, skiftes ut mens ventilen befinner seg f.eks. nedsenket på store havdyp uten at sjøvann trenger inn i den rørledning som ventilen er tilknyttet, eller at det fra rørledningen lekker ut strømningsmedium til det omgivende medium. Ved åpen ventil i normal driftstilstand er de omtalte indre vitale komponenter atskilt fra stømningsmediet i rørledningen ved hjelp av en tett barriere og er således effektivt beskyttet mot skadelige påvirkninger fra strømningsmediet og/eller de forurensninger og partikler dette måtte inneholde. Ventilens vitale deler er derfor sikret et betydelig bedre miljø enn hva tilfelle er for andre kjente kuleventiler for angjeldende formål, og dens vitale deler er lett tilgjengelig for vedlikehold uten bruk av komplisert og kostbart beskyttelsesutstyr.

Kuleventilen ifølge ovennevnte søknad omfatter innvendige

hylser som løper gjennom ventilen, nemlig fra ventilhusets ene åpning gjennom kulen til ventilhusets andre åpning, og disse hylser danner en tett, ubrutt strømningskanal gjennom ventilen når denne er åpen. Ventilens kule er todelt og de tettende deler samt spindel/aktuator er plassert på en øvre kuledel og de innvendige hylser er plassert i den nedre kuledel. De to kuledeler er løsbart forbundet med hverandre og danner i sammensatt tilstand en kule/spindelanordning som er lagret/-

styrt mot ventilhus og lokk.

Ved åpen ventil kan den øvre kuledel, som er forsynt med de tettende deler samt spindel/aktuator, demonteres ved å trekkes vertikalt opp av ventilnuset, mens den nedre kuledel med de innvendige hylser blir stående igjen i ventilhuset og danner den tette, ubrutte strømningskanal gjennom ventilen. Ved en slik demontering blir de fleste av ventilens vitale komponenter tilgjengelige for inspeksjon, kontroll, overhaling, reparasjon og utskifting.

Ved kuleventilen som er beskrevet i ovennevnte søknad kan imidlertid ikke hylsenes tetteringer skiftes og ventilhusets seter kan ikke slipes uten at det, dersom kuleventilen er plassert på en undersjøisk ledning, strømmer sjøvann inn i rørledningen, og olje/gass ut til det omgivende medium.

Formålet med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe et verktøy som muliggjør vedlikehold av ovennevnte ventils beveg-elige hylser og deres motsvarende anleggsflater.

Formålet er oppnådd med et verktøy som kjennetegnes ved de trekk som fremgår av det etterfølgende selvstendige patent-krav. Ytterligere fordelaktige kjennetegn er angitt i de uselvstendige krav.

Oppfinnelsen vil i det etterfølgende bli nærmere beskrevet under henvisning til de medfølgende tegninger hvori:

Fig. la viser et vertikalt snitt gjennom verktøyet.

Fig. lb viser et horisontalt snitt/riss av verktøyet.

Fig. 2a og 2b viser vertikale snitt gjennom slipeverktøyet. Fig. 3a-3c viser et demonteringsverktøy for hylsenes tetteringer. Fig. 4a-4c viser et monteringsverktøy for nye tetteringer. Fig. 5-8 viser ulike trinn i vedlikeholdsprosedyren.

Intervensjonsverktøyet er vist i detalj på figurene 1-4 og omfatter et lokk 7 med utvendige klemmer 9. Lokket er utformet for ved hjelp av klemmene 9 å kunne festes til og danne en tett forbindelse mot en ventilflens 53 (fig. 5) ved hjelp av tetteringer 28. Selve verktøyet er festet til undersiden av lokket 7 og omfatter: Vrimekanisme for 90 graders dreining av slipeverktøyet og

rørhylser 52 (fig. 5).

Slipeverktøy 1 for sliping av sfæriske tetteflater 56 og

koniske tetteflater 51 på et ventilhus.

Anordning for demontering av gamle tetteringer 26a på

rørhylsene 52.

- Anordning for montering av nye tetteringer 26b på rør-hylsene 52.

En utførelse av vrimekanismen 8 er vist på fig. la og omfatter en hydraulisk opererbar vrisylinder 8. Vrisylinderen 8 står i forbindelse med en aksel 8a for dreining av slipeverktøyet 1 med rørhylsene 52 som nærmere beskrevet senere.

Slipeverktøyet 1 er montert på en ramme 4 som er direkte forbundet med vrisylinderens 8 aksel 8a. På fig. la er slipeverk-tøyet 1 vist i et riss sett fra verktøyets ene ende mens det på fig. 2a og 2b er vist i sidesnitt og større målestokk. Slipeverktøyet 1 omfatter to likeformete roterende slipeenheter i hver ende og hvor bare den ene er vist på figurene

2a og 2b. Hver slipeenhet omfatter en hydraulisk drivmotor 17 som via en tannkrans og tannhjul 16 driver en roterende ramme 15. Slipeenheten omfatter videre et første slipesegment .10 for sliping av en sfærisk tetningsflate 56 i et ventilhus og et andre slipesegment 11 for sliping av et konisk sete som utgjør ventilhylsens tetningsflate. Som det fremgår av fig. la er

slipesegmentene plassert på ribber som gjør rørløpet åpent for gjennomstrømning selv under sliping. Slipingen av de sfæriske tetteflater utføres ved at den hydrauliske sylinder 14 presser slipesegmentene. 10 radielt utover samtidig som de roterer. Rotasjonsbevegelsen overføres fra den hydrauliske motor 17. Slipingen foregår inntil slipesegmentenes ramme stopper mot et på forhånd anordnet mothold. Det forhåndsbestemte slipemonnet er da fjernet.

Sliping av ventilhylsens tetningsflater utføres ved at den hydrauliske sylinder 12 presser et hylseslipeverktøy 11 aksialt frem og inn i setet. Setet og slipesegmentene er svakt koniske, slik at den radielle matingen fås automatisk ved den aksielle bevegelsen. Rotasjonen av slipeverktøyet utføres av den hydrauliske motoren 17 og overføres via ribbene 13.

Slipingen av de koniske tetningsflåtene 51 foregår til slipe-verktøyet er kommet til sitt mothold og det forutbestemte slipemonn dermed er fjernet. Sentreringen under slipingen ivaretas delvis av verktøyets nav og delvis av et sylindrisk parti i verktøyet foran slipesegmentene. Dette går mot et tilsvarende sylindrisk parti innenfor hylsesetet.

Intervensjonsverktøyet omfatter også et demonteringsverktøy 3 for demontering av gamle metalliske tetningsringer 26a på rørhylsene og et monteringsverktøy for montering av nye tetningsringer 26b tilpasset de slipte tetningsflater.

Demonteringsverktøyet er vist i detalj på figurene 3a-3c og omfatter en hovedramme 18a, en griperamme 19a, skråkiler 20a for utvidelse av hylsens låsering 27a, fjærer 61a og styrepinner 6a mellom hovedrammen 18a og griperammer 19a, en rekke kloformete gripere 21a og en forskyvbar hylse 22a som omslutter griperene- 21a og muliggjør radial bevegelse av griperenes 21a frie ende. Etter at demonteringsverktøyet 3 er ført i korrekt posisjon (beskrives senere) kjøres hver rørhylse 52 ut ved hjelp av sin egen sylinder. Skråkilene 20a skyves ved denne bevegelse inn under låseringen 27a og ekspanderer denne ut av sitt spor på rørhylsen 52. Etterhvert som rørhylsen kjøres ut presses griperammen 19a i retning hovedrammen 18a og mot trykk-kraften fra fjærene 61a. Under denne bevegelse vil faste tapper på hovedrammen 18a presse den forskyvbare hylse 22a opp over griperene 21a og presse deres frie ende radielt innad slik at den kloformede endeflate griper over tetningsringen 26a og holder den fast. I en foretrukket utførelse presses griperenes 21a frie ender radielt innad av hylsen 22a mot fjærkraften fra fjærer anordnet f.eks. i underkant av griperene 21. Når hver rørhylse 52 trekkes tilbake av sin egen hydrauliske sylinder vil tetningsringen 26a med låseringene 27a bli holdt fast av verktøyet. På figurene 3b og 3c viser figurenes venstre halvdeler verktøyet før demontering, mens høyre halvdel viser verktøyet etter foretatt demontering og med tetningsringene 26a fastholdt.

Monteringsverktøyet har nær identisk utforming som demonte-ringsverktøyet og omfatter en hovedramme 18b, en griperamme 19b, skråkiler 20b, en rekke kloformete gripere 21b som i utgangspunktet holder fast en ny tetningsring 26b med låsering 27b, og en forskyvbar hylse 22b som omslutter griperene 21b. Etter at monteringsverktøyet 2 er ført i korrekt posisjon (beskrives senere), kjøres hver rørhylse 52 ut ved hjelp av sin egen sylinder. Sirkelen som monteringsverktøyets skråkiler 20b danner vil ha en noe mindre diameter enn rørhylsens 52 innvendige diameter. Dette bevirker at rørhylsen 5 2d ved frem-skyving entrer den nye låseringen 27b og ekspanderer denne. Når rørhylsen 52 er kommet så langt at låseringen 27b er over-ens med ringsporet i rørhylsen 52, vil låseringen 27b smette ned i ringsporet og vil være aksialt fiksert. Som under demon-teringen vil hylsen under bevegelsen presse griperammen 19b i retning hovedrammen 18b mot virkningen fra fjærer 61b. Når bevegelsen stopper ved hylsens fremre posisjon vipper fjær-belastede haker 23 som sitter på hovedrammen inn over den forskyvbare hylse 22b som holder griperene 21b i posisjon i inngrep med den nye tetningsring 26b. Når rørhylsen 52 returnerer ekspanderer fjærene og hakene 23 vil trekke den forskyvbare hylse 22b av griperene 21b. Under siste del av rørhylsens 52 bevegelse presses gripernes 21b frie ender fri fra den nye tetningsring 26b. Etterhvert som rørhylsene returnerer ytterligere vil hver låsering 27b komme på plass i bunnen av rør-hylsens 52 ringspor og låse tetningsringen 26b på plass på hylseenden. De nye tetningsringer vil nå være montert.

Intervensjonsverktøyets virkemåte vil i det etterfølgende bli nærmere forklart idet det beskrives en normal vedlikeholds-prosedyre for kuleventilshylser og anleggsflater ved hjelp av verktøyet.

Første del av prosedyren vil være at ventilens lokk og kulens øvre parti som er festet til lokket fjernes idet ventilens hylser 52, står i åpen posisjon og tillater normal gjennom-strømning gjennom ventilen (se fig. 5). Også det hydraulisk kontrollsystem for hylsenes 52 sylinderrom 58 er fremdeles på plass idet dette er plassert i underkant av hylsene 52.

Neste trinn i prosedyren vil være å montere intervensjonsverk-tøyet, som er vist på fig. la, ned på en ventilflens 53. For å fiksere intervensjonsverktøyet i forhold til ventilflenser 53 er det fortrinnsvis anordnet en svalehalestyring (ikke vist). Figur 6 viser intervensjonsverktøyet montert på ventilen idet lokket 7 ved hjelp av lokkets låseklemmer 9 er tett forbundet til ventilf lensen. 53.

Tredje trinn (fig. 7) i prosedyren vil være å trekke rør-hylsene 52 tilbake. Dette utføres ved at et ringrom 57 trykk-settes samtidig som ringrommet 58 avlastes. Trykket i rør-ledningen vil derved bre seg til hele det indre ventilhus. Etter at trykket er utlignet er det. klart for fjerde trinn i prosedyren (fig. 8) som innebærer at slipeverktøyet 1, og rørhylsene 52 med tilhørende deler dreies 90° ved hjelp av vrisylinderen 8. Slipeverktøyet vil nå være kommet på plass og klar for sliping av ventilsetene og med rørhylsene 52 pekende mot ledeskinner 5, 32.

Femte trinn i prosessen vil være sliping av de sfæriske flater

og koniske ventilseter som beskrevet ovenfor. Flatene på hver side slipes samtidig.

Sjette trinn i prosessen vil være demontering av gamle tetningsringer 26. Demonteringsverktøyet 3 er før bruk parkert på undersiden av lokket 7 i en første posisjon. Når demontering skal foregå kjøres verktøyet 3 ned i en andre posisjon ved hjelp av en drivmotor 6 og et kjedetrekk. Demonteringsverk-

tøyets 3 ledetrinser 25a løper i de tilnærmet vertikale lede-skinnene 32. I nedre posisjon fikseres verktøyet til lede-skinnene 32 ved hjelp av styrepinner (ikke vist). Etter at demontering av gamle tetningsringer 26a cg låseringer 27a er foretatt som beskrevet tidligere, kjøres demonteringsverktøyet 3 tilbake i parkert posisjon.

Ved montering av nye tetningsringer 26b med låseringer 27, som utgjør syvende trinn i vedlikeholdsprcsedyren, kjøres monte-ringsverktøyet 2 ned fra en første parkert posisjon på fig. la til en andre posisjon, idet ledetrinsene 25b ligger an mot skinnene 5. Montering av begge tetningsringer 26b foregår samtidig og som beskrevet tidligere. Etter endt montering kjøres monteringsverktøyet 2 tilbake i parkert posisjon.

Sliping av ventilseter, samt utskifing av de metalliske tetteringer på rørhylsene 52 er nå utført.

Intervensjonsverktøyet skal nå evakueres fra ventilhus. Før så

kan skje må følgende operasjoner utføres:

Nedre kulehalvdel og dermed sl.ipeverktøy skal vris 90 vinkel-grader ved hjelp av vrisylinner 8 til utgangsposisjon (fig. 5). Rørhylsene 52 kjøres frem og tetter for rørsystemet. Rør-løpet vil nå være isolert fra ventilhuset.

Trykket i ventilhuset utlignes slik at trykket i huset og utvendig trykk er det samme.

Intervensjonsverktøyet kan nå løses fra ventilhuset ved at låseklavene 9 trekkes tilbake og lokket 7 med påmontert verk-tøy trekkes ut av ventilhuset.

Claims (10)

1. Apparat for vedlikehold av en kuleventils forskyvbare rørhylser (52), dens anleggsflater og pakninger, karakterisert ved at apparatet omfatter et lekk (7) utformet for å kunne festes til og.danne en tett forbindelse mot en ventilflens (53) og det til lokkets (7) underside er festet: slipeverktøy (1) for sliping av sfæriske tetteflater (56) og koniske tetteflater (51) på et ventilhus demonteringsverktøy (3) for demontering av gamle tetteringer (26a) på rørhylsene (52) monteringsverktøy (2) for montering av nye tette ringer (26b) på rørhylsene (52) vrimekanismer for 90 graders dreining av slipeverk- tøyet (1) og rørhylsene (52).

2. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved at lokket (7) omfatter utvendige klemmer (9) for å kunne festes til ventilflensen (53) og tetteringer (28) for å danne en tett forbindelse.

3. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved at slipeverktøyet (1) omfatter to likeformete roterende slipeenheter idet hver siipeenhet omfatter en hydraulisk drivmotor (17) som via en tannkrans og tannhjul (16) driver en roterende ramme (15), et første slipesegment (10) for sliping av en sfærisk tetningsf late (56) i et. ventilhus og et andre slipesegment (13) for sliping av et konisk sete som utgjør rørhylsens tetningsflate, idet slipingen av de sfæriske tetteflater utføres ved at en hydraulisk sylinder (14) presser slipesegmentene (10) radielt utover samtidig som de roteres av drivmotoren (17), og sliping av rørhylsens (52) tetningsflater utføres ved at en hydraulisk sylinder (12) presser et roterende hylseslipeverktøy (11) aksialt frem og inn i et sete.

4. Apparat ifølge krav 1 og 3, karakterisert ved at slipeverktøyet (1) er montert på en ramme (4) som er direkte forbundet med vrisylinderens (8) aksel (8a) .

5. Apparat ifølge krav 3, karakterisert ved at slipesegmentene (10) og hylseslipeverktøyet (11) er plassert på ribber som gjør at rørløpet er åpent for gjen-nomstrømning selv under sliping.

6. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved at demonteringsverktøyet (3) omfatter en hovedramme (18a), en griperamme (19a), skråkiler (20a) for utvidelse av rørhylsenes låsering (27a), fjærer (61a) og styrepinner (6a) mellom hovedrammen (18a) og griperammen (19a), en rekke kloformete gripere (21a) og en forskyvbar hylse (22a) som omslutter griperene (21a) og muliggjør radial bevegelse av griperenes (21a) frie ende.

7. Apparat ifølge krav 6, karakterisert ved at demonteringsverktøyet (3) omfatter ledetrinser (25a) som er plassert, i ledeskinner (32) .

8. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved at monteringsverktøyet (2) omfatter en hovedramme (18b), en griperamme ('19b) , en rekke kloformete gripere (21b) som i utgangspunktet holder fast en ny tetningsring (26b) med låsering (27b), og en forskyvbar hylse (22b) som omslutter griperene (21b).

9. Apparat ifølge krav 8, karakterisert ved at monteringsverktøyet (2) omfatter ledetrinser (25b) som er plassert i ledeskinner (5).

10. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved at vrimekanismen (8) omfatter en hydraulisk opererbar vrisylinder som er forbundet med akselen (8a).