NO20130805A1

NO20130805A1 - Løftearmsammenstilling og fremgangsmåte for å bytte ut en holder i nevnte løftearmsammenstilling

Info

Publication number: NO20130805A1
Application number: NO20130805A
Authority: NO
Inventors: Gjerulf Ottersland
Original assignee: Mhwirth As
Priority date: 2013-06-10
Filing date: 2013-06-10
Publication date: 2014-12-11
Also published as: US20160137461A1; WO2014199260A3; GB2529336A; GB201519941D0; US9856117B2; WO2014199260A2; GB2529336B

Description

Oppfinnelsen omhandler en løftearmsammenstilling for løfting og/ eller flytting av rør, samt en fremgangsmåte for bytting av en holder anordnet for forbindelse til løftearmsammenstillingen.

Bakgrunn for oppfinnelsen

Det er et kjent problem innen rørhåndtering at det kan være tungvint å skifte holderen for gripehoder/griperuller fra en løftearm. Slike operasjoner er vanligvis tidkrevende idet holderen og løftearmen er forbundet i flere punkter i tillegg til at det er mange deler som må løsnes både i riktig rekkefølge og i riktig retning i forhold til hverandre. På samme måte kan det være tungvint å sette inn en ny holder fordi alle delene må monteres i riktig rekkefølge og i riktig retning i forhold til hverandre. Det kan være flere grunner til at en ønsker å bytte ut holderen, eksempelvis generelt vedlikehold, dersom holderen er skadet på en eller annen måte, eller dersom en ønsker en annen type holder etc.

Slik systemer fungerer i dag, må hele systemet byttes ut dersom en eksempelvis ønsker et annet arbeidsutstyr.

Av kjent teknikk kan nevnes WO 2007097698 som omhandler et arrangement som benyttes sammen med en gravemaskin. Problemstillingen er angitt å være å finne en enkel måte å integrere en opptaksanordning mellom en øvre festeanordning forbundet til en nedre arbeidsarm, og en nedre festeanordning forbundet med et arbeidsutstyr med simultan overføring av nødvendig trykkmedium. Videre er det vist to verktøy, i form av en grabb og en vibrasjonsplate, hvor verktøyene har samme sammenkoplingsgrensesnitt mot armen.

Det er en ulempe med den kjente teknikk at det er vanskelig å bytte ut arbeidsutstyret som er anordnet i nevnte holder, idet arbeidsutstyret utgjør en kompakt del av større systemer og ikke kan tas enkelt ut av systemet uten å måtte demontere et flertall deler.

Et formål med den foreliggende oppfinnelsen er derfor å avhjelpe i det minste en av ulempene forbundet med den kjente teknikk.

Mer spesifikt er det et formål med oppfinnelsen å tilveiebringe en forenklet løftearmsammenstilling for bytting av en holder for gripehoder/ griperuller fra en løftearm.

Videre er det et formål med den foreliggende oppfinnelsen å tilveiebringe et forenklet system for utbytting av verktøy, slik som gripehoder/ griperuller som skal plasseres, eventuelt byttes ut, fra holderen.

Formålet oppnås med oppfinnelsen ifølge de selvstendige kravene, hvor de uselvstendige kravene angir andre karakteristikker ved oppfinnelsen.

Sammendrag av oppfinnelsen

Oppfinnelsen omhandler en løftearmsammenstilling for løfting av langstrakte elementer, omfattende:

- en løftearm,

- en holder for i det minste ett verktøy, hvor holderen har en opphengsanordning for tilfesting til et komplementært feste på løftearmen, og i det minste en første mottaksanordning for samvirkning med en første komplementær festeanordning på det minst ene verktøyet.

Løsningen forenkler bytte av holderen for gripehoder/ griperuller for å erstattes med en annen holder.

Videre tilveiebringer oppfinnelsen et forenklet system for å bytte mellom gripehoder/ griperuller som er tilpasset rør med forskjellige diametere, eller å bytte mellom ulike gripehoder/ griperuller dersom eksempelvis et gripehode blir ødelagt. Modulariteten gir mange muligheter med tanke på hvilken rørdiameter som skal håndteres, om det ønskes benyttet ett gripehode og en griperulle, eventuelt to gripehoder, to griperuller etc. Løsningen er altså å ha gripehodene eller griperullene som modulære enheter som enkelt kan settes inn i eller tas ut av holderen. Dagens løsninger muliggjør ikke dette, idet gripehodene og griperullene er kompakte deler av større systemer som ikke kan tas ut av systemet uten videre.

I en utførelse kan holderen ha i det minste en andre mottaksanordning for samvirkning med en andre komplementær festeanordning på minst et andre verktøy.

I en utførelse kan den minst første og andre mottaksanordningen ha den samme utformingen, og den minst første og andre komplementære festeanordningen kan ha den samme utformingen.

I et aspekt kan opphengsanordningen på holderen omfatte en splint og i det minste et festehull tilpasset for mottak av i det minste et festeelement.

I et aspekt kan løftearmen omfatte en opptaksanordning for opptak av splinten i opphengsanordningen på holderen. Opptaksanordningen kan være C-formet og være tilpasset til å motta splinten, slik at opptaksanordningen kan rotere om splinten.

Oppfinnelsen omhandler videre en fremgangsmåte for å bytte ut en holder anordnet i forbindelse med en løftearmsammenstilling, hvor fremgangsmåten omfatter trinnene: - frikople to festeelementer fra festehull, hvilke festeelementer har den samme senteraksen, ved å rotere en dobbeltgjenget skrue som forbinder de to festeelementene,

- ta ut holderen fra løftearmen,

- plassere en holder for opptak av en tverrgående splint anordnet på løftearmen, og skru inn de to festeelementene,

- rotere den dobbeltgjengede skruen for stramming av festeelementene.

I en utførelse kan løftearmsammenstillingen omfatte et tungløftverktøy for å unngå skade på rør ved klamming. Dette gjelder spesielt vektrør som er mye tyngre enn vanlige borerør. Tyngre rør, slik som vektrør, har ikke den samme ytterdiameteren langs hele lengden, det vil si at det er en del av røret som har større diameter enn resten av røret. Tungløftverktøyet kan være utformet med en krage som den delen av røret med større diameter hviler på. Slik unngår en at vektrøret må holdes fast ved klamming med fare for at røret kan skades. Tungløftverktøyet er satt sammen av et antall deler, og er i en utførelse utformet med en skive som har en halvsirkelform som har større diameter enn et borerør, men mindre diameter enn et den største diameteren til et vektrør. Rør kan «låses fast», det vil si at rørene omfavnes slik at røret fritt kan beveges i vertikal retning men ikke i horisontal retning, i tungløftverktøyet ved at skiven har en mindre åpning enn diameteren til røret som hviler på kragen i skiven. En andre barriere mot horisontal bevegelse av røret kan lages ved å vippe ned to vippeanordninger anordnet i en ytre ende av verktøyet. I inaktiv posisjon er de to vippeanordningene anordnet i en stilling som ikke påvirker andre operasjoner, og skiven er trukket tilbake inn i verktøyet slik at den ikke er i veien for andre operasjoner. I aktiv posisjon kjøres skiven fremover, eksempelvis ved bruk av hydrauliske sylindre eller andre løsninger, til sin arbeidsposisjon hvor den er klar til å motta vektrøret. Når vektrøret er i anslag mot skiven, kan de de to vippeanordningene vippes til en stilling som forhindrer røret fra å falle eller skli ut horisontalt fra tungløftverktøyet.

Tungløftverktøyet er primært for løfting av de tyngste stands/ rørlengder (1 stand = 3-4 sammenskrudde borerør, -27-40 meter total lengde). Men det kan også brukes til å løfte alle rør som har en skulder å løfte under. Det har alle typer borerør og vektrør, så har man en skive med en krage til de rørdimensjoner man skal bruke på en aktuell rigg, kan tungløftverktøyet brukes. Skiven kan enkelt byttes ut avhengig av diameteren til røret som skal løftes.

En ikke-begrensende utførelsesform av oppfinnelsen vil nå bli beskrevet med henvisning til de medfølgende figurene, der like deler er gitt like henvisningstall, og hvor:

Kort beskrivelse av figurene

Figur 1 viser en søylemaskin til hvilken en løftearmsammenstilling ifølge en første utførelse av oppfinnelsen er påmontert;

Figur 2 viser detaljer ved utsnitt A på figur 1.

Figur 3 viser detaljer rundt en holder forbundet med en løftearm og to verktøy; Figur 4 viser et mer detaljert utsnitt av forbindelsen mellom løftearmen og holderen; Figur 5A - 5E viser sekvensielle utsnitt av bytting av holderen fra løftearmen; Figur 6A viser en utførelse av holderen med et tungløftverktøy i en inaktiv posisjon; Figur 6B viser en utførelse av holderen med et tungløftverktøy i en aktiv posisjon; Figur 6C og 6D viser en utførelse av holderen med et vektrør plassert i tungløftverktøyet, og hvor to vippeanordninger låser et rør i tungløftverktøyet; Figur 7 A og 7B viser perspektivsnitt av et verktøy, eksemplifisert ved en griperulle;

Beskrivelse av en utførelsesform av oppfinnelsen

Figur 1 viser en del av en søylemaskin 1 til hvilken en løftearmsammenstilling 30 ifølge en første utførelse av oppfinnelsen er påmontert.

Søylemaskinen 1 omfatter en nedre vogn 2 som er anordnet for bevegelse langsetter en tannstang 7 på et dekk. En søyle 12 forløper fra den nedre vognen 2 opp til en øvre vogn 9, hvilken øvre vogn 9 er anordnet i den øvre enden av søylemaskinen 1 og kan beveges langs en øvre skinne 3. Den øvre skinnen 3 kan eksempelvis være tilfestet et boretårn (ikke vist). På denne måten kan søylemaskinen 1, inkludert øvre 9 og nedre vogn 2, beveges parallelt med et dekk. Søylemaskinen 1 er videre vist med en løftearmsammenstilling 30 som kan beveges opp og ned langs søylen 12 og strekkes ut i en variabel avstand i forhold til søylens 12 lengdeakse. Løftearmsammenstillingen 30 benyttes vanligvis i forbindelse med håndtering av rør. Det er også vist en øvre guidearm 19 og en nedre guidearm 18 over og under griperarmen 30. Den øvre og nedre guidearmen 18, 19 er vist i en inntrukket posisjon. Figur 2 viser detaljer ved utsnitt A på figur 1 med en løftearmsammenstilling 30. Løftearmsammenstillingen 30 omfatter en løftearm 4, en holder 20 forbundet til løftearmen 4, og to verktøy 5, 6 i form av en griperulle 5 og en gripeholder 6 festet til holderen 20. Figur 3 viser flere detaljer rundt holderen 20 og dennes tilfesting til henholdsvis løftearmen 4 og verktøyene 5, 6. Figur 4 viser et mer detaljert utsnitt av forbindelsen mellom løftearmen 4 og holderen 20. Holderen 20 har en første og andre mottaksanordning 14 (se figur 6) for samvirkning med en første og andre komplementær festeanordning på et andre verktøy 5, 6. Den første og andre mottaksanordningen 14 kan ha den samme utformingen. På samme måte kan den minst første og andre komplementære festeanordningen ha den samme utformingen.

Opphengsanordningen 15 kan videre omfatte første og andre låseskiver lia, 11b som sørger for at festeelementene 10 ikke skrur seg ut av den dobbeltgjengede skruen 13 utilsiktet.

Det komplementære festet 16 på løftearmen 4 omfatter en opptaksanordning 8 for opptak av en tverrgående splint 22 i opphengsanordningen 15 på holderen 20. Opptaksanordningen 8 kan være C-formet, hvor splinten 22 er anordnet for å kunne mottas inne i opptaksanordningen 8.

Holderen 20 er utformet med en opphengsanordning 15 (detaljer på figur 6A) for tilfesting til et komplementært feste 16 på løftearmen 4. Opphengsanordningen 15 omfatter en splint 22 og i det minste et festehull 23a, 23b tilpasset for mottak av to festeelementer 10, for eksempel bolter, skruer, tapper, hylser etc. Videre er det vist en dobbeltgjenget skrue 13. I alternative utførelser kan den dobbeltgjengede skruen 13 være en mutter, hylse, hydraulisk sylinder etc. Den dobbeltgjengede skruen 13 er slik utformet at den har høyreslåtte gjenger på den ene siden og venstreslåtte gjenger på den andre siden. Den dobbeltgjengede skruen 13 ligger på den samme langsgående aksen som de to festeelementene 10, slik at festeelementene 10 samtidig skrus inn eller ut fra hver sin side av den dobbeltgjengede skruen 13 ved rotasjon av den dobbeltgjengede skruen 13. Festeelementene 10 opplagres mot senter av den dobbeltgjengede skruen 13 i ulåst posisjon (jf. figur 5D), mens de i låst posisjon (jf. figur 5E) skrus ut fra senter og inn i festehullene 23a, 23b.

Figur 5A - 5E viser sekvensielle utsnitt av bytting av holderen 20 fra løftearmen 4, hvor de forskjellige sekvensene vil bli nærmere forklart i det etterfølgende. Figur 5 A viser holderen helt separert fra løftearmen 4. Ved montering beveges holderen 20 og løftearmen 4 mot hverandre slik som fremgår på figur 5B.

Opphengsanordningen 15 på holderen er utformet med en splint 22 (motholdspinne), samt en stopplate 17 som et komplementært feste på løftearmen 4 vil ligge an mot under sammenstilling av holderen 20 til løftearmen 4. Når løftearmen 4 er senket ned til stopplaten 17, føres løftearmen 4 bakover, langs stopplaten 17, mot splinten 22 som den automatisk vil treffe på grunn av guidingen via stopplaten (se figur 5B). Når løftearmen 4 er ført i inngrep mot splinten 22, vil festehullene 23a, 23b komme overens med festeelementene 10. Denne situasjonen er vist på figurene 5C og 5D.

Festeelementene 10 vil nå kunne, ved rotasjon av den dobbeltgjengede skruen 13, skrus ut i festehullene 23a, 23b. Når festeelementene 10 er skrudd ut i festehullene 23a, 23b, se figur 5E, vil to låseskiver lia, 11b anordnes i låsespor 27a, 27b i festeelementene 10 og sørge for at festeelementene 10 ikke utilsiktet skrur seg ut av den dobbeltgjengede skruen 13, jf. figur 5E hvor låseskivene lia, 11b er anordnet i låsesporene 27a, 27b.

Figurene 6A, 6B, 6C og 6D viser en utførelse av holderen 20 med et tungløftverktøy 25 i henholdsvis en inaktiv posisjon (figur 6A), og i en aktiv posisjon (figur 6B). Tungløftverktøyet 25 benyttes for å unngå skade på rør ved klamming. Det skal forstås at holderen i tillegg vanligvis vil omfatte verktøy 5, 6, men at disse delene er tatt ut for å tydeliggjøre prinsippet til tungløftverktøyet 25. Tyngre rør, slik som for eksempel vektrør, har ikke den samme ytre diameteren langs hele rørets lengde, det vil si at det er en del av røret som har større diameter enn resten av røret. Tungløftverktøyet 25 er utformet med en krage 26 som den delen av vektrøret med større diameter hviler på, se spesielt figur 6C hvor et vektrør hviler på kragen 26 i tungløftverktøyet 25. Tungløftverktøyet 25 er vist med en skive 24 med en halvsirkelform som har større diameter enn et borerør, men mindre diameter enn et vektrør, hvor vektrøret plasseres. Skiven 24 omslutter mer enn halve omkretsen av den delen av vektrøret med større diameter, derfor vil ikke vektrøret kunne komme ut av åpningen i skiven 24. For å fjerne et vektrør som er anordnet med sin større diameter i skiven 24, må en nedre ende av vektrøret landes på dekk og løftearmen 4 må senkes slik at toppen av skiven 24 kommer inn i det området av vektrøret med mindre diameter. Først da kan vektrøret tas ut av tungløftverktøyet 24.

Vektrøret med mindre diameter over en del av sin lengde kan «låses fast», det vil si at rørene omfavnes slik at røret fritt kan beveges i vertikal retning men ikke i horisontal retning, i tungløftverktøyet 25 ved fjernstyring ved å vippe ned vippeanordninger 21a, 21b anordnet i en ytre ende av tungløftverktøyet 25 ved manipulering av en sylinder 28 anordnet i motsatt ende av vippeanordningene 21a, 21b. Vippeanordningene 21a, 21b kan fungere som en andre barriere ved at de stenger åpningen slik at røret ikke kan falle ut horisontalt fra tungløftverktøyet 25. Når tungløftverktøyet benyttes for å løfte enkle vektrør (~ 9 meter lange), eksempelvis ved standbygging, løfter en under skulderen som er anordnet nær en øvre ende av vektrøret. Løfting i toppenden gjøres ved bygging av rørlengder, 3-4 enkeltrør = et stand. Såkalt «tripping» gjøres ved flytting av hele stands til og fra brønnen. En løfter da nærmere midten av standet, og fordi en nå løfter et stand, kan en holde rundt standet oppe og nede ved hjelp av guidearm ene 18 og 19 (figur 1) og dermed kan en på en sikker måte løfte og flytte hele standet.

I inaktiv posisjon er de to vippeanordningene 21a, 21b anordnet i en stilling som ikke påvirker andre operasjoner, og skiven 24 er trukket tilbake slik at den ikke er i veien for andre operasjoner. I aktiv posisjon kjøres skiven 24 fremover, eksempelvis ved bruk av hydrauliske sylindre eller andre løsninger, til sin aktive posisjon hvor den er klar til å motta vektrøret. Når røret er i anslag mot skiven 24, vippes de to vippeanordningene 21a, 21b til en stilling som forhindrer røret fra å falle eller skli ut horisontalt av tungløftverktøyet 25. Figur 6B viser vippeanordningene 21a, 21b fortsatt i sin inaktive posisjon, men det skal forstås at etter at et rør er plassert inntil skiven 24, vil vippeanordningene 21a, 21b vippes ned og «låse røret fast» i tungvektverktøyet 25, nærmere bestemt tillate vertikal bevegelse av røret men ikke horisontal bevegelse av røret.

Figur 7 A og 7B viser et perspektivsnitt av et verktøy, eksemplifisert ved en griperulle 29. Griperullene 29 kan enkelt skiftes ut ved først å løsne en låseskrue 31 som frigjør en låseskive 32. Låseskiven 32 kan så dreies slik at en får tilgang til en pinne 33. Ved å skru løs og ta ut pinnen 33, frigjør man griperullene 29 og en kan enkelt bytte ut den/ de som må skiftes. Ved montering reverseres fremgangsmåten ovenfor.

I bruk beskriver oppfinnelsen en fremgangsmåte for å bytte ut en holder anordnet i forbindelse med en løftearmsammenstilling 30. Dette gjøres ved å løsne to festeelementer 10 fra festehull 23a, 23b ved å rotere den dobbeltgjengede skruen 13 som er felles for de to festeelementene 10. Ved å gjøre dette frigjøres holderen 20 fra løftearmen 4 slik at denne kan tas ut og erstattes med en annen holder 20 som plasseres for opptak av den tverrgående splinten 22 anordnet som en del av det komplementære festet 16 til løftearmen 4. Videre posisjoneres holderen 20 slik at de to festeelementene 10 kan skrus inn i festehullene 23a, 23b. Deretter roteres den dobbeltgjengede skruen 13 for stramming av festeelementene 10.

Ved å benytte det ovenfor beskrevne utførelsesformen, oppnår en formålet med oppfinnelsen, nemlig det å tilveiebringe en forenklet sammenstilling for bytting av en holder for gripehoder/ griperuller fra en løftearm, samt å tilveiebringe et forenklet system for utbytting av verktøy, slik som gripehoder/ griperuller som skal plasseres, eventuelt byttes ut, fra holderen, og en fremgangsmåte for å gjøre dette.

Utførelsesformen beskrevet heri er kun ment for illustrasjonsmessige formål og skal ikke anses å være begrensende på noen som helst måte. Det er åpenbart at en fagmann på området kan gjøre modifikasjoner eller endringer på oppfinnelsen uten å gå utenfor oppfinnelsens ramme, slik som definert i de vedføyde patentkravene.

Claims

1. Løftearmsammenstilling (30) for løfting av langstrakte elementer, omfattende: - en løftearm (4), - en holder (20) for i det minste ett verktøy (5, 6), hvor holderen (20) har en opphengsanordning for tilfesting til et komplementært feste på løftearmen (4), og i det minste en første mottaksanordning for samvirkning med en første komplementær festeanordning på det minst ene verktøyet (5, 6).

2. Løftearmsammenstilling (30) ifølge krav 1, hvor holderen (20) videre har i det minste en andre mottaksanordning for samvirkning med en andre komplementær festeanordning på et minst andre verktøy (5, 6).

3. Løftearmsammenstilling (30) ifølge et av de foregående kravene, hvor den minst første og andre mottaksanordningen (14) har den samme utformingen, og den minst første og andre komplementære festeanordningen har den samme utformingen.

4. Løftearmsammenstilling (30) ifølge et av de foregående kravene, hvor opphengsanordningen på holderen (20) omfatter en splint (22) og i det minste et festehull (23a, 23b) tilpasset for mottak av i det minste et festeelement.

5. Løftearmsammenstilling (30) ifølge krav 4, hvor løftearmen (4) omfatter en opptaksanordning (8) for opptak av splinten (22) i opphengsanordningen på holderen (20).

6. Løftearmsammenstilling (30) ifølge hvilke som helst av de foregående kravene, hvor holderen (20) videre omfatter et tungløftverktøy (25) for løfting av vektrør.

7. Løftearmsammenstilling (30) ifølge krav 6, hvor tungløftverktøyet (25) omfatter en forskyvbar skive (24) med en krage (26), og vippeanordninger (21a, 21b) for å låse vektrøret i tungløftverktøyet (25).

8. Fremgangsmåte for å bytte ut en holder (20) anordnet i forbindelse med en løftearmsammenstilling (30) ifølge hvilket som helst av kravene 1-7, hvor fremgangsmåten omfatter trinnene: - frikople to festeelementer (10) fra festehull (23a, 23b), hvilke festeelementer (10) har den samme senteraksen, ved å rotere en dobbeltgjenget skrue (13) som forbinder de to festeelementene (10), - ta ut holderen (20) fra løftearmen (4), - plassere en holder (20) for opptak av en tverrgående splint (22) anordnet på løftearmen (4), og skru inn de to festeelementene (10), - rotere den dobbeltgjengede skruen 13 (13) for stramming av festeelementene (10).