NO169797B

NO169797B - Koplingsanordning for roerledning

Info

Publication number: NO169797B
Application number: NO841513A
Authority: NO
Inventors: John Albert Haeber; John Keith Rains; Bradley Dean Beitler; George S Kukuchek
Original assignee: Vetco Offshore Ind Inc
Priority date: 1983-04-26
Filing date: 1984-04-16
Publication date: 1992-04-27
Also published as: GB2138908B; NO169797C; NO841513L; GB2138908A; FR2545148A1; CA1207658A; FR2545148B1; GB8410037D0; US4550936A

Description

Oppfinnelsen vedrører stigerør for dypvannsboring og produksjon og spesielt en koplingsanordning for dette formål, som angitt i den innledende delen av patentkrav 1.

Stigerør legges fra flytende fartøyer eller plattformer til undersjøiske brønnhoder for bore- og produksjons-operasjoner. Stigerørsdelene er rørformete, i størrelsesorden 50 cm diameter og 15 m lengde. De monteres på overflata og legges ut fra fartøyet til brønnhodet. Under monteringen stikkes en suksessiv del inn i en motsvarende del og deretter boltes koplingsstykket. Følgelig er enkel sentrering ønskelig.

Stigerøret er vanligvis under høyt strekk på den øvre enden for å unngå krumming og er også utsatt for periodisk bøying forårsaket av strøm og/eller drift av fartøyet. Stigerøret må holde seg tett for lekkasje over hele levetida for å hindre inntrenging av sjøvann og/eller lekkasje av boreslam under boring, og muligens olje under produksjon.

Håndtering av store rørdeler kan forårsake skade på koplingene. En utforming som tåler slik skade og/eller er lett å reparere er derfor ønskelig.

Koplingsanordningen omfatter et par koplinger på enden av en tilstøtende stigerørdeler med en rørformet kopling med innføringshylse. Hver kopling har en flens som er sammen-hengende med en rørformet del av koplingsstykket som er sveiset til stigerørsdelen.

De rørformede delene av hver kopling har en del av den innvendige diameteren som er større enn den på stigerørsdelen som de er koplet til, og hylsa passer inn i denne større diameteren, fortrinnsvis med en innvendig diameter tilnærmet lik den på tilstøtende stigerørsdel.

Flensen har et antall bolthull, og et antall bolter holder flensene sammen i gjensidig kontakt.

Hylsa er radialt tettet med koplingen idet sporet i hylsa holder en O-ring. En sammentrekkbar støttering virker i et spor på hylsa og et spor på koplingen for å holde ringen inne i en av koplingene.

Sentrering utføres ved at hylsa har et parti med mindre diameter ved enden og en større diameter mot midten. Videre er overlappingen mellom hylsa og koplingen større enn overlappingen mellom de påsatte struperørene slik at den innledende styringen utføres ved innsettingen, og stigerøret kan deretter roteres for lettvint sammenkopling av struperørene.

Begge koplingene er fortrinnsvis identiske slik at innsetting av hylsa kan foretas i hvilken som helst av koplingene, og derved kan stigerøret legges enten med hylsa opp eller ned som ønsket. Hvis hylsa skulle bli skadet, kan den fjernes og erstattes. Ethvert reparasjonsarbeid trenger å bli gjort bare på den relativt letthåndterlige innførings-hylsa, heller enn å håndtere hele rørdelen.

Selv en stivt boltet flensforbindelse har noe bevegelse under bøying som ved stigerøret. Selv om innføringshylsa ble tvunget inn i presspasning, ville den være løs sammenlignet med ei hylse som er maskinert på enden av en rørdel. Følgelig opptas bøyespenning på koplingsstykket i to ender av hylsa og tar derfor det halve av den differensielle bevegelsen på hver ende. Dette minimaliserer den differensielle bevegelsen som må tas opp av pakningene og forbedrer derfor langtids-tettingen av koplingen. Oppfinnelsen er definert i kravene.

Selv med den mest presise maskinering av store koplinger vet en at det utvikler seg en viss urundhet etter at maskinering er fullført. Med ei hylse som er utformet i samme stykke som en av flensene, kan urundhet på de tilstøtende delene ikke lett tas opp ved nedbøying av hylsa. Med den relativt løse innføringshylsa, som ikke forsterkes av en flens, kan den avbøyes til å ta opp urundheten i de tilstøtende delene og derved forbedre tettingsegenskapene.

I det følgende blir et utførelseseksempel av oppfinnelsen beskrevet med henvisning til tegningene, der

fig. 1 viser et vertikalsnitt av en komplett koplingsanordning,

fig. 2 viser et vertikalsnitt av innføringshylsa,

fig. 3 viser en detalj av innføringshylsa og det medvirkende støtteorganet, og

fig. 4 viser et vertikalsnitt av koplingen like før innfør ingen.

Stigerørsdeler 10 og 12 har koplinger 14 og 16 påsveiset ved 18 og 20. Hvert koplingsstykke omfatter en rørformet del 22 og 24 og en flens 26 og 28 som henger sammen med den.

Hver rørformet del har en del av den innvendige diameteren 30 større enn den innvendige diameteren 32 på stigerørsdelen. Den innvendige diameteren 34 på ei innføringshylse 36 er stort sett den samme som den innvendige diameteren på stigerørsdelen.

Innføringshylsa er rørformet og har utsida av hver ende tilpasset til den innvendige formen av den motsvarende rørformede delen. Hylsa er også anbrakt i sin helhet inne i den rørformede delen.

Hver rørformede del hat et støttespor 38 og 40 rundt den indre periferien. Et støttespor 42 er anbrakt på ytterperiferien av innføringshylsa 36. En delt holdering 44 er anbrakt delvis innenfor det ene søttesporet og delvis innenfor det andre søttesporet slik at innføringshylsa 36 holdes inne i koplingsstykket 16.

Flensdelen av hver kopling har et antall bolthull 46 med et antall bolter 48 som kopler flensene sammen i gjensidig kontaktforhold.

Innføringshylsa 36 har en første større utvendig diameter 50 mot sin sentrale del og en andre mindre diameter 52 mot endene. Som best vist i fig. 4 letter dette den innledende sentreringen av koplingsstykket.

Hvert av koplingsstykkene er identisk. Mens støttesporet 38 ikke brukes som illustrert, kan støtteringen anbringes i den øvre delen av innføringssporet slik at innføringshylsa holdes i det øvre koplingsstykket 14 heller enn det nedre koplingsstykket 16.

Holderingen 44 er fortrinnsvis innvendig skrådd slik at den normalt er i stillingen vist i fig. 2. I alle tilfeller må ringen presses sammen til den stillingen for innstallering av innføringshylsa 36 inne i koplingen 16. En låsering 54 holdes på dette tidspunktet i den oppover rettede stillingen vist i fig. 2.

Når innføringshylsa er plassert inne i koplingen, og hvis støtteringen 44 smetter utover og inn i sporet 40, beveges låseringen 54 ganske enkelt ned for å holde støtteringen. Hvis støtteringen ikke smetter utover, vil flata 56 på låseringen tvinge støtteringen utover når støtteringen 54 beveges nedover. Etter at låseringen 54 er beveget nedover, settes det inn en blokkeringsring 58, som kan ha form av en O-ring, over låseringen og beskytter derved mot uønsket oppoverrettet bevegelse av låseringen.

Et hakk 60 i låseringen tillater at den holdes fast for oppoverrettet bevegelse under demontering av forbindelsen. Skulle støtteringen ikke frigjøres, vil ei 45° flate drive ringen innover ved oppoverrettet bevegelse av innførings-hylsa.

Et radialt pakningsorgan i form av en O-ring 66 i sporet 68 er anbrakt på den mindre diameteren av innføringshylsa på en ende. En liknende O-ring 70 i sporet 72 er anbrakt på den motsatte enden av innføringshylsa. På den større diameteren av innføringshylsa er O-ringen 74 anbrakt i spor 76 og frembringer et andre pakningsorgan på hver ende av hylsa. Disse frembringer ikke bare dobbel tetting på hver ende av hylsa, men de bidrar til sentreringen av innføringshylsa i den rørformede delen og forbedrer derved tettingsegenskapene på hver av O-ringene.

Hylsa er fri til å bevege seg med hensyn til koplingene i et lite omfang siden den ikke er sveiset til dem. Følgelig kan strekk som oppstår i koplingene under bøying tas opp i begge endene av innføringshylsa i motsetning til koplings-stykker der hylsa er utformet i samme stykket som en av koplingene. Derfor deles differensiell bevegelse mellom tetteflatene til den halve, og derved forbedres koplings-stykkets evne til å tette gjennom hele den periodiske bøyningen som oppstår.

Struperørene 80 og 82 er løst festet til de motsvarende flensene 26 og 28, røret 80 har en innvendig kopling 84, eller linje 82 har en utvendig kopling 86.

Overlappingen er inntrengingsdybden til koplingen. Det følger at den delen med den maksimale overlappingen vil være den første til å gå i inngrep under innføringsoperasjonen. Som best vist i fig. 4\ oppstår det innledende inngrepet mellom den utvendige diameteren 52 på innføringshylsa 36 og den innvendige diameteren 30 på koplingsstykket 14, idet dette er den delen av koplingsstykket med den maksimale overlappingen. Denne forskjellen i diametre forenkler den innledende sammenføyingen av forbindelsen.

Etter styring fra den innledende sammenføyingen går den større utvendige diameteren 50 på innføringshylsa i inngrep med den indre flata 50 og bringer forbindelsen i nøyaktig opprettet stilling. Denne overlappingen er større enn den på struperørene.

Etter at det er oppnådd riktig rotasjon av struperørene for å gå i inngrep med hverandre, fullføres sammenføying og får koplingsstykkene 84 og 86 på struperørene til å gå i inngrep med hverandre.

Flensen tettes deretter sikkert med et antall bolter 48.

Claims

1. Koplingsanordning for et stigerør, som utsettes for høye strekk- og bøyebelastninger, som omfatter: en første kopling (14) med en første rørformet del (22) sveiset til en første stigerørdel (10), og en flensdel (26) som er en del av den første rørformede delen (22), en andre kopling (16) med en andre rørformet del (24) sveiset til en andre stigerørsdel (12), og en flensdel (28) som er en del av den andre rørformede delen (24),karakterisert ved at de rørformede delene (22,24) av hver kopling (14,16) har en del av den innvendige diameteren større enn den på respektive tilhørende stigerørsdel (10,12), den rørformete delen (22,24) av minst en a* koplingene har et koplingshylseholdende spor (38,40) rundt sin indre periferi, og koplingsanordningen videre omfatter festreorgan (48) for å feste flensdelene (26,28) sammen i gjensidig kontaktforhold, ei rørformet innføringshylse (36) med utsida av hver ende tilpasset til den innvendige formen av den motsvarende rørformete delen og anbringbar inne i de rørformete delene, minst ett pakningsorgan for radial tetting mellom innføringshylsa og en motsvarende rørformet del, et rørhylseholdende spor (42) anbrakt på den utvendige periferien av innføringshylsa (36), og en holdering (44) anbrakt i rørhylseholdesporet og bevegelig utover delvis inn i koplingshylseholdesporet når innføringshylsa (36) er anbrakt i en rørformet del på en kopling hvorved innføringshylsa (36) holdes løst inne i koplingen.

2. Koplingsanordning i samsvar med patentkrav 1, karakterisert ved at den omfatter en flensdel på hver kopling med et antall bolthull, og et antall bolter for å bolte flensdelene sammen i gjensidig kontaktforhold.

3. Koplingsanordning i samsvar med patentkrav 1-2, karakterisert ved at innføringshylsa (36) .sett fra dens sentrale område mot hver ende har en første større utvendig diameter og en andre mindre diameter nærmere hver ende, hvorved innføringen av stigerørsdelen (12) blir gjort lettere.

4. Koplingsanordning i samsvar med patentkrav 1-3, karakterisert ved at hylsa har en innvendig diameter stort sett like stor som den på stigerørsdelen (10,12) som koplingene er sveiset fast på.

5. Koplingsanordning i samsvar med patentkrav 1-4, karakterisert ved at hver av koplingene har hylseholdespor, idet koplingene er identiske.

6. Koplingsanordning i samsvar med patentkrav 1-5, karakterisert ved at holderingen (44) omfatter en innvendig skrådd splittring (44), og en innvendig skrådd låsering (54) som er glidbar i hylseholdesporet og tilpasset til å gli bak holderingen når denne smettes inn i hylseholdesporet, samt at det foreligger låseorgan for å holde låseringen bak holderingen.

7. Koplingsanordning i samsvar med patentkrav 1-6, karakterisert ved at pakningsorganet omfatter et spor i hylsa og en O-ring (74) anbrakt i sporet.

8. Koplingsanordning i samsvar med patentkrav 1-7, karakterisert ved at den også har pakningsorgan på både de større og de mindre diameterne på hver ende av hylsa.

9. Koplingsorgan i samsvar med patentkrav 1-8, karakterisert ved at et struperør er fastgjort til hver stigerørsdel, omfattende en hun-sentreringskopling fastgjort til en av flensdelene, og en han-sentreringskopling fastgjort til den andre av flensdelene, idet overlappingen på han/hun-delene av sentreringskoplingene er mindre enn overlappingen mellom innføringshylsa, plassert i en koplings rørformete del, og den andre koplingens rør-formete del, hvorved innledende sentrering oppstår mellom innføringsstussen og koplingen.

10. Koplingsanordning i samsvar med patentkrav 1-9, karakterisert ved at hylsa (36) har en indre diameter som er vesentlig den samme som stigerørdelene (10,12) som respektive kopling (14,16) ei sveiset til.