NO175389B - Rörkopling - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en rørkopling av innsnepptypen, ifølge kravinnledningen.

Sammenkopling av strømningsledninger på vanskelig tilgjengelige steder som på dypt vann nær sjøbunnen, krever at koplingen mellom strømningsledningene kan utføres og løsnes på en rask og pålitelig måte.

Tallrike koplingssystemer for strømningsledninger kjent som kan tilveiebringe en rask forbindelse og løsning av koplingsdelene. US 3 419 071 viser en rørkopling med flere hull som inkluderer fjernstyrte hydrauliske anordninger for å bevege låsefingre radialt innover for å låse flenser i nærliggende rørseksjoner til hverandre.

US 4 265 470 viser en tapp- og hylsekopling hvor koplingsdelene er låst til hverandre ved hjelp fjærbelastede låsefingre som holdes i en tilbaketrukket stilling ved hjelp av en låsemutter og hylseanordning som omslutter fingrene.

NO 122 413 viser en kopling for en strømningsledning med et tappelement, et hylseelement og en forskyvbar hylse som samvirker med flere låsekammer. Tappelementet er forbundet til hylseelementet ved forskyvning av hylsen nedover, slik at låsekammene presses inn i mottaksspor i hylseelementet.

US 3 987 729 viser en kopling for en strømningsledning hvor koplingsdelene låses til hverandre ved hjelp av en splitt-ring istedenfor låsefingre for å unngå de dyrere fingre. I denne utførelse er splittlåseringen tvunget inn i låsestillingen ved å bevege en avskrånet hylse i aksial retning over ringen hvor låseringen kan ekspandere til sin ulåste stilling ved å flytte hylsen i motsatt retning. For å hjelpe låseringen til å utvide seg til sin ulåste stilling har hylsen et konisk element som er anordnet i det åpne rom mellom de nærliggende ender av splittlåseringen, idet dette element tvinger endene bort fra hverandre når hylsen beveges i motsatt retning. En ulempe med denne kjente utforming er den kompliserte sammenkopling av en hylse og et konisk element for å bevege splittringen mellom den utvidede og tilbaketrukne stilling.

Følgelig er det et formål med foreliggende oppfinnelse å frembringe en innsneppkopling for en strømningsledning, som omfatter en splittlåsering som kan flyttes mellom en sammentrukket og en utvidet stilling ved hjelp av en mindre komplisert styreanordning.

Det er videre et mål å frembringe en smekklås-typekopling for en strømningsledning hvor låseringen kan raskt fjernes fra den utvidede, låste stilling til dens sammenpressede, ulåste stilling selv hvis en spennkraft er til stede mellom de nærliggende koplingselementer. Disse mål oppnås med rørkoplingen ifølge foreliggende oppfinnelse, slik den er definert med de i kravene anførte trekk.

Koplingen for strømningsledningen ifølge oppfinnelsen omfatter et tappelement og et hylseelement hvor tappelementet passer koaksialt inn i hylseelementet, en splittlåsering som er anordnet i et låseringholdende spor ved ytterflaten av tappelementet, idet låseringen har en størrelse som passer i en normalt antatt utvidet stilling i et låseringspor i innerflaten av hylseelementet, en komprimerbar hylse som delvis omslutter låseringen og kan flyttes aksialt i forhold til tappelementet mellom en første stilling hvor det er liten overlapping mellom hylsen og ringen, og en andre stilling hvor det er større overlapping mellom hylsen og ringen, og en styreanordning for å få den komprimerbare hylse til å gli mellom første og andre stillinger for å bevege låseringen fra en utvidet til en sammentrukket stilling og omvendt.

Nøkkelelementet i koplingen for strømningsledningen ifølge oppfinnelsen, er den komprimerbare hylse som beveges over splittlåseringen for å flytte ringen fra dens utvidede låsestil-ling til dens sammenpressede, ulåste stilling. Den komprimerbare hylse kan utløse splittlåseringen selv hvis en spent kraft er til stede mellom koplingselemententene slik at en rask fråkopling av elementene alltid er mulig.

Oppfinnelsen vil nå bli beskrevet i detalj med hen-vising til de medfølgende tegninger hvor figur IA er et sideriss av den øvre del av koplingen for strømningsledningen ifølge oppfinnelsen i en låst stilling, figur IB er et sideriss av den nedre del av koplingen for strømningsledningen ifølge oppfinnelsen i en ulåst stilling, figur 2 er et tverrsnitt av stikkdelen av koplingen på figur IA og IB sett langs de brutte linjer E-E, figur 3 viser operasjonen for en inntrekningsinnretning som brukes for å trekke tappelementet inn i hylseelementet, og figur 4 er et sideriss av inntrekningsinnretningen pa figur 3 langs de brutte IV-IV.

På tegningen benevner like nummer like deler i koplingen og det tilhørende utstyr.

Figur IA og IB viser en rørkopling av innsnepptypen, for en strømningsledning som omfatter et tappelement 1 som passer koaksialt inn i et hylseelement 2. Tappelementet 1 omfatter et rørformet legeme som ytterst har et låseringholdende spor 3 og et spor 4 for en komprimerbar hylse 10, idet disse spor er skilt fra hverandre av en ringformet avtrapping 5. I holdesporet 3 for låseringen er det anordnet en splittlåsering 7 med en avskrånet ytterflate 8. Låseringen 7 har en størrelse som i en normalt utvidet stilling (som vist på figur IA), passer i et låseringspor 9 på hylseelementets 2 innside. Hylsen 10 er skyvbart anordnet i sporet 4. Hylsen 10 har en sylindrisk ytre flate og en trinnvis økende indre diameter slik at hylsen består av en seksjon 10A med liten diameter, som passer i sporet 4 og en seksjon 10B med større diameter som glidbart omslutter den ringformede avtrapping 5. Seksjonen 10B med stor diameter omfatter en innad vendende utvidet endedel 11 som i det minste delvis omslutter den avskrånede ytterflate 8 på låseringen.

Flere stenger 14A, 14B benyttes for å flytte hylsen 10 mellom en første stilling (som vist på figur IA) hvor det er liten overlapping mellom hylsen 10 og ringen 7, og en andre stilling (som vist på figur IB) hvor det er en større overlapping mellom hylsen 10 og ringen 7.

Hver stangkonstruksjon 14A, 14B omfatter en første stang 14A som er skrudd i hylsen 10 og en andre stang 14B som er montert på et hydraulisk drevet stempel (ikke vist ) i hylseelementet 2. Hver første stang 14A er skyvbart anordnet i en aksial åpning 16 i tappelementet 1 og hver andre stang 14B er skyvbart anordnet i en tilsvarende aksial åpning 17 i hylseelementet 2. Åpningene 16 og 17 er aksialt tilpasset og ført gjennom buttede endeflater 18 og 19 for tapp- og hylseelementet. Ved å drive de hydrauliske stempler kan stengene 14A, 14B flyttes synkront fra den sammentrukkede stilling vist på figur IA til den utvidede stilling vist på figur IB og derved flytte hylsen 10 fra dens første til dens andre stilling og tvinge splittlåseringen som skal sammentrekkes, til sin ulåste stilling.

Flyttingen av den komprimerbare hylse i motsatt retning, dvs fra dens andre til dens første stilling blir satt i gang ved bruk av Belle Ville-fjærskiver (ikke vist) som trekker den komprimerbare hylsen 10 bort fra låseringen 7.

Tappelementet 1 bærer fire stikkdeler 20A-D (se også figur 2). Stikkdelene 20A-D er anordnet i en midtre åpning 21 inn i tappelementet 1 og de blir båret i en vesentlig langsgående retning av en perforert bæreskive 23 som er aksialt anordnet i åpningen 21 nær endeflaten 10 for tappelementet 2. Hver stikkdel er tett tilpasset til en forstørret endedel 26 for en fluidkanal 27 i tappelementet. Hver stikkdel er i den andre ende tett tilpasset for å kunne stikkes inn i en forstørret endedel 28 i en tilsvarende fluidkanal 29 i hylseelementet 2. Tetningen mellom ytterflaten av stikkdelene 20A-D og innerflaten for de forstør-rede endedeler 26, 28 av f luidkanalene 27, 29 i tapp- og hylseelementet, er tilveiebrakt ved hjelp av flere fleksible tetningsringer 25. Arrangementet med stikkdelene 20A-D sikrer at en pålitelig og lekkasjefri forbindelse kan gjøres mellom de motsvarende kanaler i tapp- og hylseelementet selv hvis det oppstår en liten feiltilpasning mellom elementene.

Som vist på figur IA og B omfatter hylseelementet 2 en føringstrakt 30 for å føre tappelementet 1 i en koaksial stilling i forhold til hylseelementet 2 under inntrekningsoperasjonen. For å tilveiebringe en lett forbindelse og løsning av forbindel-seselementene har hylseelementet 2 en innerdiameter som øker trinnvis i en retning fra endeflaten 19 mot føringstrakten 30. Tappelementet har en ytterdiameter som trinnvis øker på en tilsvarende måte i samme retning.

For å hindre inntrengning av faste partikler i området rundt låseringen 7 og de andre bevegelige deler er det anbrakt en rekke tetningsringer 31 ved ytterflaten av tappelementet og inn i de aksiale åpninger 17 som rommer stengene 14A.

Koplingen virker som følger. Når tappelementet 1 blir trukket inn i hylseelementet 2 er de andre stengene 14B i den forlengede stilling (som vist på figur IB) og skyver den komprimerbare hylse i den andre stilling for denne. Derved vil låseringen 7 bli skjøvet i dennes sammentrukne stilling. Når tappelementet 1 har nådd stillingen som vist på figur IA blir den komprimerbare hylse flyttet mot den første stilling ved å sammentrekke stangkonstruksjonene 14A, 14B og derved gjøre det mulig for låseringen 7 å smekke inn i sporet 9 for låseringen i hylseelementets innerflate.

Ved fråkopling av tappelementet 1 fra hylseelementet 2 blir stangkonstruksjonene 14A, 14B drevet ved hjelp av hydrauliske drevne stempler (ikke vist) for å flytte den komprimerbare hylse 10 fra den første stilling (vist på figur IA) til dens andre stilling (vist på figur IB). Flyttingen av den komprimerbare hylsen 10 over skråflaten 8 på splittlåseringen 7, tvinger låseringen 7 til å trekke seg sammen og derved utløse låseringen 7 fra sporet 9 for låseringen i hylseelementets 2 innerflate. Følgelig blir aksialkraften som utøves av stengene 14A mot den komprimerbare hylse 10 overført via den ringformede avtrapping 5 til tappelementet 1 og skyver derved tappelementet 1 bort fra hylseelementet 2.

Stangkonstruksj onen 14A, 14B og den komprimerbare hylse 10 gir således en enkel og pålitelig drivmekanisme som kan tvinge splittlåseringen til sin sammentrukne, ulåste stilling og deretter skyve tappelementet 1 bort fra hylseelementet 2.

Som vist på figur 3 og 4 kan hylseelementet 1 anordnes på en nedsenket eller flytende konstruksjon 35, og tappelementet 1 kan plasseres i enden av en rørledning 43 med flere hull. I denne situasjon kan operasjonen med å trekke tappelementet 1 inn i hylseelementet 2 utføres ved fjernbetjening av inntrekningsinnretningen 36 som er plassert på et par føringsposter 37 som er anordnet på konstruksjonen 35 nærliggende hylseelementet 2.

Inntrekningsinnretningen omfatter et par kroker 38, 39 som samvirker med et par tapper 40 montert i siden på tappelementet 1. Krokene 38, 39 er montert på et par vesentlig parallelle hydrauliske stempler 41, 42 som kan trekkes tilbake synkront for å trekke tappelementet 1 i en vesentlig aksial tilpasset stilling inn i hylseelementet 2.

Føringstrakten 30 omfatter en aksial åpning 46 som samvirker med et trekkhull 48 montert på tappelementet 1 og forlengelsen av sideveggene for åpningen 46 er det tilveiebrakt et par føringselementer 47 for å få tappelementet 1 til å gli i en bestemt retning inn i hylseelementet 2.

Figur 4 viser inntrekningsinnretningen 36 etter at den har blitt brukt til å trekke tappelementet 1 inn i hylseelementet 2. Ved avslutningen av koplingsoperasjonen kan inntrekningsinnretningen 36 gjenvinnes fra føringspostene 37 etter løsing av krokene 38, 39 fra tappene 40. Innretningen 36 kan gjeninstal-leres på føringspostene 37 hvis fråkopling av koplingselementene ønskes. Under frakoplingsoperasjonen kan krokene 38, 39 trekke tappelementet 1 inn i hylseelementet 2 mens stangkonstruksjonene skyver hylsen 10 over splittlåseringen 7 for å tilveiebringe en lett løsning av låseringen 7 fra låseringens spor 9. En detaljert beskrivelse av operasjonen og fremgangsmåten for å gjenvinne og gjeninstallere inntrekningsinnretningen på figur 3 og 4 er vist i GB 2 163 404.

Det vil fremgå at istedenfor å bruke inntrekningsinnretningen vist på figur 3 og 4 kan andre fjernbetjente inn-trekningsinnretninger brukes.

Det vil videre fremgå at koplingen for strømningsled-ningen ifølge oppfinnelsen kan brukes til å kople en hvilken som helst type strømningsledning med et eller flere hull både offshore og på land.

Claims (9)

1. Rørkopling av innsnepptypen, med et tappelement (1) som passer koaksialt inn i et hylseelement (2), en låseanordning (7) utformet til å passe inn i et mottaksspor (9) for låseanordningen i hylseelementet (2), en komprimerbar hylse (10) som i det minste delvis omgir låseanordningen (7) og som er aksialt forskyvbar i forhold til tappelementet (1) mellom en første stilling hvor det foreligger en mindre overlapping mellom hylsen (10) og låseanordningen (7), og en andre stilling hvor det foreligger en større overlapping mellom hylsen (10) og låseanordningen (7), og hvor en aktuator (14A, 14B) er innrettet til å bringe den komprimerbare hylsen (10) til å gli mellom første og andre stillinger for således å bevege låseanordningen (7) fra en ekspandert til en sammentrukket stilling og omvendt, KARAKTERISERT VED at låseanordningen (7) omfatter en splittlåsering som er anordnet i et holdespor (3) for låseringen i tappelementets ytre flate, og at låseringen (7) i en antatt normalt ekspandert stilling, passer inn i mottakssporet (9) for låseanordningen, som danner et holdespor for låseringen i hylseelementets (2) indre overflate.

2. Rørkopling ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at den komprimerbare hylse (19) har en trinnvis økende indre diameter og omfatter en seksjon (10A) med liten indre diameter, som er glidbart anordnet i et spor (4) for den komprimerbare hylse, på tappelementets (1) ytre flate, og en seksjon med stor indre diameter med et traktformet endeparti som i det minste delvis omgir låseringen, at en seksjon (10B) med stor indre diameter har et traktformet endeparti (11) som i det minste delvis omgir låseringen ((7), og at seksjonen (10B) med stor indre diameter i det minste delvis omgir en ringformet skulder som atskiller holdesporet (3) for låseringen fra sporet (4) for den komprimerbare hylse.

3. Rørkopling ifølge krav 2, KARAKTERISERT VED at den omfatter anordninger for orientering av tappelementet (1) i en fastlagt orientering i hylseelementet (2).

4. Rørkopling ifølge krav 3, KARAKTERISERT VED at ak-tuatoren (14A, 14B) omfatter flere stangkonstruksjoner som strekker seg gjennom aksialt fluktende åpninger (16, 17) gjennom mot hverandre liggende endeflater på tapp- og hylseelementene (1, 2), idet hver stangkonstruksjon omfatter en første stang (14A) som er fast forbundet med den komprimerbare hylse og passerer gjennom en langsgående åpning (16) som strekker seg mellom holdesporet (4) for den komprimerbare hylse og tappelementets (1) endeflate (18).

5. Rørkopling ifølge krav 3, KARAKTERISERT VED at tapp-og hylseelementene (1, 2) hvert omfatter flere sammenkoplbare fluidpassasjer (27, 29).

6. Rørkopling ifølge krav 5, KARAKTERISERT VED at flere stikkdeler (20A-D) bæres av tappelementet og er festet i en ende til et forstørret endeparti av en fluidpassasje (27) i tappelementet (1) og er videre slik dimensjonert at de tettende er presset inn i et forstørret endeparti i en tilsvarende fluidpassasje (29) i hylseelementet (2).

7. Rørkopling ifølge krav 6, KARAKTERISERT VED at stikkdelene holdes i det vesentlige i koplingens lengderetning i en midtre åpning (21) i tappelementet (1) ved hjelp av en perforert holdeplate (23) som er anordnet i åpningen nær tappelementets endeflate, perpendikulært til aksen,

8. Rørkopling ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at tappelementets (1) ytre flate har en diameter som øker trinnvis i lengderetningen bort fra dets endeflate (18), og at hylseelementets (2) indre flate har en diameter som øker tilsvarende i samme retning.

9. Rørkopling ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at en inntrekksanordning (36) er demonterbart montert i hylseelementet (2) og omfatter et par hydraulisk aktiverbare kroker (38, 39) som samvirker med et par tapper (40) som rager ut fra tappelementet (1) i rett vinkel.