NO20140361A1 - Posisjoneringssystem og fremgangsmåte for automatisk innretning og korreksjon av komponenter - Google Patents

Description

POSISJONERINGSSYSTEM OG FRAMGANGSMÅTE FOR AUTOMATISK INNRETTING

OG KORREKSJON AV KOMPONENTER

KRYSSHENVISNING TIL TILKNYTTEDE SØKNADER

[0001] Denne patentsøknaden krever nytten av U.S. Patentsøknad nr. 13/315591, inngitt den 9. desember 2011, som er innlemmet heri i sin helhet.

BAKGRUNN

[0002] Gjengede tilknytninger brukes typisk til å sammenmontere rørledninger og borehullrørstrenger grunnet tidsmangel og kostnadseffektive alternativer. For eksempel, i alminnelige sveiseoperasjoner av rørkonstruksjoner i borehull, må sveiseapparatet minst delvis demonteres etter hver sveising, og dette fører til betydelige forsinkelser i rørstrengens sammenmonteringsprosess. Selv om bruk av gjengede tilknytninger mellom komponenter generelt forbedrer sammenmonteringstiden, forringes kvaliteten raskere med tiden enn ved bruk av sveiser feks., og dette fører til at tidligere vanntette forbindelser kompromitteres. Problemer i begge typer forbindelser forverres av unøyaktig innretting (feks. aksial, radial, roterende innretting, osv.) av komponentene før de forbindes. Følgelig blir framskritt som forbedrer kvalitet, installasjonstid, kostnadseffektivitet, osv. for forbindelser mellom rørkomponenter alltid godt mottatt.

KORT BESKRIVELSE

[0003] Et system for å innrette og forbinde komponenter inkludert en støttestruktur, en måleanordning som er koplet til støttestrukturen og operativt anordnet for romlig å analysere en første rørkomponent med hensyn til en andre rørkomponent for å fastsette en justeringsvektor derimellom, en innrettingsanordning som er koplet til støttestrukturen og i datakommunikasjon med måleapparatet, der innrettingsanordningen omfatter en mengde av aktuatorer operativt anordnet i parallell for å bevege minst én av den første eller andre rørkomponenten i forhold til den andre for koaksialt å anordne den første og andre rørkomponenten i samsvar med justeringsvektoren og en tilkoplingsanordning som er koplet til støttestrukturen og operativt anordnet for å sammenkople den første og andre rørkomponenten.

[0004] Et system for å innrette komponenter inkludert en støttestruktur, et måleapparat koplet til støttestrukturen og operativt anordnet for romlig å analysere en første rørkomponent med hensyn til en andre rørkomponent for å fastsette en justeringsvektor derimellom, og en innrettingsanordning som er koplet til støttestrukturen og som er i datakommunikasjon med maleanordningen, der innrettingsanordningen omfatter en mengde aktuatorer som er operativt anordnet i parallell for å bevege den første rørkomponenten i forhold til den andre rørkomponenten for koaksialt å anordne den første og andre rørkomponenten i samsvar med justeringsvektoren, der støttestrukturen er plassert i nærheten av et borehull og systemet er operativt anordnet til å lede den første og andre rørkomponenten inn i borehullet.

KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE

[0005] Følgende beskrivelser skal ikke anses som begrensende på noe vis. Med henvisning til de vedlagte tegningene, har like elementer like nummer:

[0006] Figur 1 illustrerer et system for å innrette og tilkople to komponenter slik det beskrives her;

[0007] Figur 2 illustrerer skjematisk en feilinnretting mellom en første rørkomponent og en andre rørkomponent;

[0008] Figur 3 illustrerer et tverrsnitt av systemet i figur 1;

[0009] Figur 4 illustrerer to komponenter som analyseres romlig av en sender-mottaker i et målesystem;

[0010] Figur 5 illustrerer to mangelfulle komponenter som innrettes ifølge best mulig tilpasning derimellom;

[0011] Figur 6 A og 6B viser en behandlingsanordning som innrettes med en komponent for behandling;

[0012] Figur 7-11 illustrerer forskjellige utførelsesformer av systemer for innretting av to komponenter slik det beskrives her.

DETALJERT BESKRIVELSE

[0013] En detaljert beskrivelse av én eller flere utførelsesformer av det beskrevne apparatet og framstillingsmåten presenteres her ved hjelp av eksemplifisering og ikke begrensning med henvisning til figurene.

[0014] Nå med henvisning til figur 1, hvor det vises et innrettings- og tilkoplingssystem 10. Systemet 10 slik det vises i figur 1, omfatter en sokkel 12 som feks. er montert på eller installert som en del av et riggdekk på et sted hvor det bores et borehull. Alternativt, kan sokkelen 12 være plassert på et annet sted og brukes til å sammenkople rørkonstruksjoner eller andre komponenter. Borehullet kan være plassert horisontalt, vertikalt eller i en annen retning, osv.

[0015] Sokkelen 12 rommer en innrettingsanordning 14, som i den illustrerte utførelsesformen omfatter et driftsstativ 15 som er festet til sokkelen 12 ved hjelp av en mengde innstillingsaktuatorer 16. Stativet 15 og sokkelen 12 kan for eksempel være støttestrukturer for systemet 10. Aktuatorene 16 er anordnet slik at de aktiverer relativ bevegelse av stativet 15 i forhold til sokkelen 12. Aktuatorene 16 kan være hydrauliske, pneumatiske, magnetiske, elektroniske, mekaniske, osv., eller kombinasjoner av disse, feks. elektromagnetiske, hydro-mekaniske, osv. For eksempel, i én utførelsesform er hver av aktuatorene 16 en hydraulikksylinder som er sikret til sokkelen 12 og stativet 15 ved hjelp av universalforseglinger. I den illustrerte utførelsesformen, er det seks aktuatorer 16 (det er én vi ikke kan se), med tre i bunnen av sokkelen 12 og stativet 15, og tre i motsatt ende av sokkelen 12 og stativet 15. Naturligvis, i andre utførelsesformer, kan et hvilken som helst annet antall aktuatorer 16 innbefattes for å tilveiebringe tilstrekkelig nøyaktighet ved innrettingsanordningen 14 (feks. bevegelse av stativet 15 i forhold til sokkelen 12) og innrettingsanordningens 14 (og/eller stativets 15) rigiditet i forhold til sokkelen 12. Dessuten kan avstivere og dempere, feks. fjærer, hydrauliske anordninger, pneumatiske anordninger, plater, bjelker, stenger, osv. innbefattes for å

stille inn ønsket statisk og dynamisk ytelse for systemet 10.

[0016] Ved hjelp av systemet 10, kan en første rørkomponent 18a og en andre rørkomponent 18b innrettes og tilkoples. For eksempel, i én utførelsesform, festes komponenten 18b ubevegelig til driftsstativet 15 ved hjelp av fastspenningsmekanismen 20, mens komponenten 18a festes ubevegelig i forhold til sokkelen 12 ved hjelp av en egnet fastspenningsmekanisme, friksjon med veggene i et borehull, osv. På denne måten kan komponenten 18a opptre vesentlig som en referanse for videre operasjoner, feks. innretting av komponenten 18b med komponenten 18a. Fastspenningsmekanismen 20 kan feks. anordnes for å utøve radiale trykkrefter, faksjonskrefter, osv. på komponenten 18b på grunn av minst én fastspenningsaktuator 23. Aktuatoren(e) 23 kan være enhver aktuatortype, feks., hydraulikksylindere. Komponent 18a og 18b kan generelt anta formen av rør, rørkonstruksjoner, bunnhullsammenstillinger, andre generelt rørliknende eller aksialt framstikkende strukturer, eller komponenter av disse eller i forhold til disse, uansett om disse har tverrsnittform, rotasjonssymmetri, osv.

[0017] I figur 2, vises systemet 10 skjematisk der komponenten 18a har en akse 22a som er feilinnrettet i forhold til en akse 22b på komponenten 18b. Ettersom stativet 15 er fastspent til komponenten 18b, er stativet 15 konsentrisk rundt aksen 22b i den illustrerte utførelsesformen. Likevel, i en annen utførelsesform, kan aksene på driftstativet 15 og den andre komponenten 18b være forskjøvet av en forhåndsbestemt eller ønsket vinkel og låst i den vinkelen, feks. for bedre å tilpasses krumningen i et borehull 24 hvor komponent 18a og 18b skal føres inn. For eksempel kan aksene til driftsstativet 15 og den andre komponenten 18b være forskjøvet med vinkler på mellom cirka null og ti grader. Følgelig, ved å bevege stativet 15, feks. ved hjelp av innstillingsaktuatorene 16, kan orienteringen til komponent 18b i forhold til komponent 18a også stilles inn. Det skal bemerkes at mengden feilinnretting mellom akse 22a og 22b kun er med henblikk på illustrasjon og drøftelse, og kan være større eller mindre i gjeldende praksis.

[0018] I den skjematisk framstilte utførelsesformen i figur 2, er innrettingsanordningen 14 plassert over borehullet 24, slik at komponent 18a og 18b kan innrettes effektivt og tilkoples når en rørstreng dannet ut ifra disse og andre komponenter føres på tiltakende vis inn i borehullet 24. Naturligvis kan systemet 10 plasseres på et riggdekk litt over borehullet, slik at borehullet 24 også er representativt for et hull gjennom riggdekket, osv. I utførelsesformen i figur 2 er komponent 18a delvis ført inn i borehullet 24 og fastspent, holdt, rommet eller festet i forhold til borehullet 24, riggdekket, og/eller sokkelen 12. Ved å feste komponenten 18b til stativet 15 ved hjelp av fastspenningsmekanismen 20, vil den koaksiale bevegelsen av stativet 15 langs aksen 22b endre orienteringen til komponent 18b, og dermed muliggjøre innretting mellom komponent 18a og 18b. Man må være oppmerksom på at i andre utførelsesformer, kan komponent 18a være bevegelig i forhold til komponent 18b, eller begge kan være bevegelige i forhold til hverandre, så lenge relativ bevegelse mellom komponent 18a og 18b er muliggjort. I andre utførelsesformer kan anordningen 14 være plassert på et annet egnet sted eller i en annen egnet orientering (feks., horisontal, vertikal, osv.). Man må også være oppmerksom på at etter at komponent 18b er ført minst delvis inn i borehullet 24, likner den på komponent 18a, slik at en ny komponent kan innrettes med og tilkoples den motsatte enden av komponent 18b, og prosessen gjentas heretter om nødvendig.

[0019] Generelt danner aktuatorene 16 et parallelt, kinematisk eller hybrid parallelt/serielt kinematisk system for innrettingsanordningen 14. Det vil feks. si at et parallelt kinematisk system anvender en mengde aktuatorer som fungerer synkront for å bevirke en orienterings-og/eller posisjonsendring hos en ønsket komponent, feks. som et gjennomsnitt av bevegelsene til hver aktuator, i motsetning til et serielt kinematisk system hvor bevegelsene til serielt anordnede aktuatorer feks. er satt sammen med hverandre for å bevirke bevegelse av den ønskede komponenten. Aktuatorene 16 kan anordnes for å muliggjøre relativ bevegelse av stativet 15, og følgelig komponenten 18b, med hensyn til sokkelen 12, og følgelig komponenten 18a, i opptil seks frihetsgrader, feks. langs tre perpendikulært anordnede koordinatakser (feks. x, y, og z) og rotasjon rundt hver av disse aksene (feks. Øx, Øy, Øz; a, p\y; eller en annen symbolbenevnelse).

[0020] Det vises en mer detaljert utførelsesform av systemet 10 i figur 3, hvor systemet 10 ytterligere omfatter en sammenstilling 26 som er glidbart og/eller dreibart montert inne i stativet 15. Slike dreibare eller glidbare elementer vil kunne omfatte egnede låsemekanismer, feks. mekaniske, elektriske, hydrauliske, magnetiske eller andre låser. Sammenstillingens 26 bevegelsesretning er langsmed og rundt den delte aksen 22b på stativet 15 og komponenten 18b. Sammenmonteringen 26 omfatter en måleanordning 28 for å analysere de tilstøtende endene på komponent 18a og 18b for å muliggjøre innretning og tilkopling av disse. Slik det drøftes mer utfyllende i det følgende, kan sammenstillingen 26 omfatte andre mekanismer, slik som en behandlingsanordning 30, en tilkoplingsanordning 32, et driftsverktøy 34, osv.

[0021] Etter feks. initiell utlegging av komponent 18b til komponent 18a, ved hjelp av driftsverktøyet 34, og feste av komponenten 18b til stativet 15, feks. ved hjelp av fastspenningsmekanismen 20, analyseres de samsvarende endene på komponent 18a og 18b romlig ved hjelp av maleanordningen 28. Det vil si at posisjon, størrelse, form, orientering, osv. hos komponent 18a og 18b bestemmes i forhold til hverandre og/eller til en referanse (feks. aksen 22b slik det bemerkes i det følgende). Slik det vises i utførelsesformen i figur 3 og 4, består måleapparatet 28 av en sender-mottaker 36 rommet i en vogn 38. Man kan naturligvis bruke en separat sender, feks. en laserdiode, og mottaker, feks. en fotosensor. Alternativt kan et digitalt bildekamera eller andre måleanordninger erstatte senderen-mottakeren 36 i andre utførelsesformer. Slik det framstilles skjematisk i utførelsesformen i figur 3, er senderen-mottakeren 36 konfigurert til å sende et signal, feks. en laservifte 40, og mottar samsvarende signaler som en følge av laserskanneren 40 som sveiper over første og andre rørkomponent 18a og 18b slik at senderen-mottakeren kan påvise posisjon og orientering til komponent 18a og 18b.

[0022] Vognen 38 er feks. dreibar rundt aksen 22b for å muliggjøre at senderen-mottakeren 36 skanner hele de 360 gradene rundt grenseflaten mellom komponent 18a og 18b. Følgelig, ved å ta en mengde av to dimensjonsavlesninger rundt hele grenseflatens omkrets mellom komponent 18a og 18b, kan det oppnås en vesentlig tredimensjonsmodell av komponenten. Fortrinnsvis muliggjør dette analyse av enhver tverrsnittsform, og måling av begge komponentene kan oppstå samtidig under et enkelt kretsløp av senderen-mottakeren 36 rundt komponent 18a og 18b. Det kan monteres ytterligere sensorer eller sendere-mottakere på vognen 38 for backup, redundans, for å minimere feil, osv. Alternativt, må det legges merke til at senderen-mottakeren 36 eller andre sensorer kan være stasjonære, mens komponenten 18b, feks. er dreibar ved hjelp av fastspenningsmekanismen 20.

[0023] Ved å feste senderen-mottakeren 36 på en ubevegelig måte til vognen 38 og registrere vognens 38 rotasjonsvinkel (feks. ved å overvåke aktuatorer som styrer rotasjon av vognen 38), er senderen-mottakeren 36 alltid på en kjent posisjon i forhold til aksen 22b, slik det angis av en referansevektor r i figur 4. Ved å sammenligne denne referansevektoren r med den skannede posisjonen, formen, størrelsen og orienteringen til komponenten 18a, kan man beregne en korreksjons- eller justeringsvektor. For eksempel kan en vektorkomponent v som overensstemmer med hver rotasjonsposisjon til vognen 38, slik det vises i figur 4 bestemmes, hvilke vektorkomponenter v som til slutt utarbeides og oppsummeres, eller alternativt, kan det opprettes en enkelt justeringsvektor etter at alle målingsdataene er analysert. Uansett har komponent 18a og 18b i eksemplet i figur 4 korrugerte tverrsnittsformer som vil bli avfølt av senderen-mottakeren 36 og innrettet i forhold til hverandre ved hjelp av egnet rotasjon og bevegelse av komponenten 18b, som en reaksjon på den beregnede justeringsvektoren.

[0024] Justeringsvektoren kan deretter meddeles som instruksjoner til innrettingsanordningen 14 for å innrette komponenten 18b med aksen 22a på komponenten 18a, feks. ved parallell aktivering av innstillingsaktuatorene 16. Maleanordningen 28 kan for eksempel omfatte eller være i datakommunikasjon med alle nødvendige datamaskinkomponenter slik som RAM, ROM, harddiskdrev eller andre datalagringsmedia, prosessorer, aritmetiske eller andre logiske enheter, trådløst kommunikasjonsutstyr eller med kabel, osv.

[0025] Ettersom komponent 18a og 18b sannsynligvis ikke har en ideell geometri, er hver justeringsvektor v ytterligere bestembar som en best mulig overensstemmelse eller tilpasning inkludert forskjellige mangler ved komponent 18a og 18b, slik som ovalitet, krumning, asymmetri, osv. Som et eksempel avbilder figur 5 komponent 18a og 18b med overdrevne abnormiteter, dvs. krumning og ovalitet. Det vises en ideell geometri 42a og 42b for komponentene 18a og 18b, respektivt, som systemet 10 bestreber seg på å gjenta. For eksempel analyserer maleanordningen 28 først grenseflaten mellom komponent 18a og 18b. De relative posisjonene til komponent 18a og 18b sammenlignes da med hverandre og/eller med den ideelle geometrien 42a og 42b. Justerings- eller korreksjonsvektorene v beregnes så (feks. inkludert variablene x, y, z, a, P, y for å bestemme seks frihetsgrader). Justeringsvektorene v videregjs så til innrettingsanordningen 14 som omfatter aktuatorene 16, for å innrette komponent 18a og 18b aksialt, og så dreie komponenten 18a til å overensstemme best med eventuell ovalitet, krumning, osv. delt mellom de to komponentene 18a og 18b, slik det angis på høyre side av figur 5, for å oppnå en egnet grenseflate for tilkopling derimellom.

[0026] Etter måling og innretting, er de to komponentene 18a og 18b tilkoplet, feks. ved hjelp av tilkoplingsanordningen 30.1 én utførelsesform, er tilkoplingsanordningen 30 et sveiseapparat for å opprette en sveis ved grenseflaten mellom de to komponentene 18a og 18b. Sveiseapparatet kan bruke enhver ønsket sveiseteknologi, slik som en elektronstråle, trykksveising, osv. Fastspenningsmekanismen 20 og/eller aktuatorene 16 kan aktiveres for å holde komponenten 18b fast mot komponenten 18a under sveising. På denne måten kan fastspenningsmekanismen 20 bestå av en serieaktuator for å innkoples tilpassende til endene av komponent 18a og 18b etter at innstillingsaktuatorene 16 opprinnelig opptrer parallelt for å innrette komponenten 18b med komponenten 18a slik det beskrives detaljert over. I utførelsesformer hvor anordningen 30 er et sveiseapparat, kan et par forseglinger 44 innbefattes i driftsverktøyet 34 for å forsegle grenseflaten mellom komponent 18a og 18b, feks. for å bistå sveiseprosessen ved å danne et vakuum- eller beskyttende gasskammer, osv.

[0027] I andre utførelsesformer, kan komponentene være tilkoplet på andre måter, slik som ved hjelp av gjengede tilknytninger. I slike utførelsesformer, er ovennevnte ovalitet og krumning ikke like viktig, ettersom komponentene deretter vil måtte gjennomgå relativ rotasjonsbevegelse for å gjenges sammen. I slike utførelsesformer, vil tilkoplingsanordningen 30 kunne omfatte en fastspenningsanordning eller annen radial støtte for å bistå med å gjenge komponent 18b sammen med komponent 18a. Med henblikk på dette, bør det bemerkes at fastspenningsmekanismen 20 vil kunne utløse komponenten 18b midlertidig for å få tilkoplingsanordningen 30 til å virke, fastspenningsmekanismen 20 vil kunne være roterbar rundt aksen 22b i forbindelse med anordningen 30, fastspenningsmekanismen 20 vil kunne være roterbar rundt aksen 22b uten bruk av sammenstillingen 30, osv. Dessuten, siden innstillingsaktuatorene 16 er anordnet parallelt, kan disse aktuatorene brukes til å levere høyt dreiemoment til komponent 18b, feks., og muliggjøre at fastspenningsmekanismen 20 og/eller tilkoplingsanordningen 30 gjenger komponent 18a og 18b nesten hele veien og for innstillingsaktuatorene 16 å anvende endelig høyt dreiemoment som behøves for å stramme komponentene fast sammen før de settes inn i borehullet.

[0028] Før tilkopling av tilkoplingsanordningen 30, er behandlingsanordningen 32 inkludert i noen utførelsesformer for først å behandle komponent 18a og/eller 18b. For eksempel omfatter behandlingsanordningen 32 et verktøy 46 montert på en vogn 48. Verktøyet 46 omfatter enhver egnet anordning for kutting, knusing, boring, dreiing, sliping, saging eller annen anordning for å klargjøre overflatene på komponentene, fraskille rørkonstruksjoner som er festet sammen, bearbeide komponentene, polere overflater på komponentene, osv. Verktøyet 46 kan dessuten omfatte eller være ledsaget av verktøy for sveising, slaglodding, liming, klebing eller ellers påsetting av deler, feks. bunnhullsammenstillingsdeler, på rørkomponent 18a og 18b. Det kan inkluderes flere verktøy for samtidig bearbeiding, feks., som kontrolleres individuelt eller synkront, feks. ved hjelp av en kamanordning. Verktøyet 46 kan brukes til å glatte, rengjøre, skissere, omforme eller ellers klargjøre komponent 18a og 18b for sveising; å fjerne overskytende, radialt framstikkende materiale etter sveising; å kutte ender av komponent 18a og 18b for å avsløre nye overflater for tilkopling; gjenge opp, reparere, eller ellers danne gjenger i komponent 18a og 18b; osv. Vognen 48 brukes til å innrette verktøyet 46 med komponent 18a og/eller 18b, for eksempel, ved å overføre x, y, eller z -retninger eller forårsake rotasjon om disse. Fortrinnsvis vil det å gjøre behandlingsanordningen til en del av sammenstillingen 26 som er rommet i stativet 15, muliggjøre at innrettingsanordningen 14 innretter innrettingsanordningen 32 slik det beskrives over. Det vil si, slik det angis i figur 6A og 6B, at det å feste bearbeidingsanordningen 32 langs aksen 22b og så innrette aksen 22b med aksen 22a, innretter verktøyet 46 med komponent 18a og 18b for å muliggjøre mer nøyaktige kutt herav. Dessuten skal det forstås at behandlingsanordningen 32 også kan brukes til å kutte eksisterende sveiser eller forbindelser i en automatisert demontering av en rørledning eller borestreng, f. eks, som en reaksjon på nødsituasjoner eller vanskelige værforhold, osv. Ved bruk av maleanordningen 28, skal det også bemerkes at både roterende og ikke-roterende symmetriske komponenter kan behandles ved hjelp av behandlingsmaskinen ved å kommunisere til behandlingsanordningen 32 de målte posisjonene, orienteringene, osv. til komponent 18a og 18b.

[0029] I enkelte utførelsesformer, oppstår behandlingen av behandlingsanordningen 32 før måling og innretting, mens det oppstår etterpå i andre. I en annen utførelsesform, analyseres komponent 18a og 18b ved hjelp av maleanordningen 28 og innrettes aksialt ved hjelp av innrettingsanordningen 14, behandles av behandlingsanordningen 32, og gjenanalyseres så og gjeninnrettes for å tilpasses eventuelle endringer som oppstår som en følge av bearbeidingen. Mens den opprinnelig transporterer komponent 18b til komponent 18a, feks., med bærekabler eller liknende, kan maleanordningen 28 forbli stasjonær, uten å rotere rundt komponent 18a og 18b, for å forhåndsinnrettes eller få komponent 18b relativt nært (feks., "på samme nivå som") komponent 18a. Når de er forhåndsinnrettet, kan en fullstendig måling slik det beskrives over, oppstå. Det bør bemerkes at generelt kan trinnene beskrevet her gjentas så vidt det er nødvendig, de kan ombyttes osv. i forskjellige utførelsesformer. For eksempel, selv etter at komponentene er tilkoplet, kan de analyseres av maleanordningen 28 og atskilles av behandlingsanordningen 32 hvis feks. det oppsto en feil, en dårlig sveis eller dårlige resultater av en gjenget tilknytning, osv. Fortrinnsvis muliggjør utførelsesformene beskrevet her fleksible, gjentakelige og helt eller delvis automatiserte systemer for innretting og tilkopling av komponenter, og derved effektiviseres installasjonen, økes sikkerheten ved å opprette avstand mellom personell og tungt utstyr og verktøy i bevegelse, osv.

[0030] I én utførelsesform i figur 7, vises et system 110. Mange elementer i system 110 likner på de i system 10 og er tilsvarende gitt samme referansetall, men innledes med tallet T (dvs. at 100 er blitt tilføyd grunntallene). Ethvert slikt innledet tall deler generelt de ovennevnte beskrivelsene av de samsvarende komponentene som har referansetall som ikke omfatter en innledende T, med mindre noe annet er bemerket. Systemet 110 omfatter fastspenningsmekanismene 120a og 120b, som er angitt i form av reifklør, selv om andre fastspenningsmekanismer kan brukes. Lik fastspenningsmekanismen 20 til de ovennevnte utførelsesformene, er fastspenningsmekanismen 120b for komponent 18b anbrakt i stativet 115. Fastspenningsmekanismen 120a for komponenten 18a befinner seg på en bunn 113 som er innbefattet i sokkelen 112, feks. en del av et riggdekk som befinner seg over et borehull.

[0031] Det vises et system 210 i figur 8, som generelt likner på system 10 og 110 som drøftes over. Hver komponent i systemet 110 som likner på de i de ovennevnte utførelsesformene, har fått samme grunnreferansetall , men innledes med '2' (dvs. at 200 er tilføyd grunntallet). Komponenter som har referansetall som innledes med '2', deler de ovennevnte beskrivelsene av de samsvarende komponentene som har samme grunnreferansetall, men uten å innledes med '2', med mindre det ellers bemerkes og slike beskrivelser derfor ikke gjentas. Systemet 210 omfatter en innrettingsanordning 214 som omfatter en første stativdel 215a og en andre stativdel 215b. Den første stativdel en 215a likner generelt på stativet 215 som er drøftet over, i det at den er bevegelig festet til en sokkel 212 ved hjelp av en mengde innstillingsaktuatorer 216. Den første stativdelen 215a kan for eksempel omfatte sammenstillingen 26 eller anordninger hos denne, feks. maleanordningen 28, innrettingsanordningen 30, tilkoplingsanordningen 32, osv. Den andre stativdelen 215b omfatter en fastspenningsmekanisme 220b og kan beveges atskilt ved hjelp av minst én ytterligere aktuator 217 anordnet mellom stativdel 215a og 215b. Aktuatorene 217 er feks. anordnet serielt med aktuatorene 216, slik at systemet 210 er et hybrid kinematisk system. Fortrinnsvis, ved å sette en fastspenningsmekanisme 220b på stativdelen 215b og andre elementer og/eller anordninger (feks. sammenstillingen 26, maleanordningen 28, innrettingsanordningen 30, tilkoplingsanordningen 32, osv.) på den andre stativdelen 215a, kan komponenten 18b beveges i lengden ved hjelp av aktuatorene 217 uten å avbryte plasseringen av de andre elementene og anordningene. For å oppnå de ovennevnte fordelene, kan stativdel 215a og 215b begge være ubevegelig innrettet langs aksen 24b, med bare aktuatorene 217 som tillater relativ bevegelse mellom stativdel 215a og 215b langs aksen 24b. På denne måten kan komponenten 18b være roterende og aksialt innrettet som drøftet ovenfor, og så trykket langsgående mot komponenten 18a ved hjelp av aktuatorene 217 med eller uten hjelp fra aktuatorene 216, feks., til sveising eller annen tilkopling som skal iverksettes.

[0032] I én utførelsesform i figur 9, vises et system 310. Hver komponent i systemet 310 som likner på de i de ovennevnte utførelsesformene, har fått samme grunnreferansetall, men innledes med '3' (dvs. at 300 er tilføyd grunntallet). Ethvert slikt innledet tall deler vanligvis de ovennevnte beskrivelsene av de samsvarende komponentene som har samme grunnreferansetall, men som ikke innledes med '3', med mindre det ellers bemerkes og slike beskrivelser derfor ikke gjentas. Lik systemet 210, omfatter et stativ 315 i systemet 310 en første stativdel 315a og en andre stativdel 315b. Den første stativdelen 315a er tilkoplet en sokkel 312 ved hjelp av mengden parallelle aktuatorer 316. I den viste utførelsesformen er det seks aktuatorer 316. I motsetning til de andre utførelsesformene drøftet ovenfor, er aktuatorene 316 tilkoplet kun i én ende av stativet 315 og sokkelen 312 i motsetning til motsatte ender. En ekstra aktuator 317 består av et roterende drev i systemet 310 for roterende å tilkople de andre stativdel ene 315b til den første stativdelen 315a. Det er innbefattet en klemme 320b i stativdelen 315b slik at aktiveringen av det roterende drevet 317 fører til rotasjon av komponenten 18b i forhold til komponenten 18a. Denne aktuatoren 317 er følgelig anordnet serielt med aktuatorene 316, slik at systemet 310 er et hybrid kinematisk system. Det er innbefattet en sammenstilling 326 (feks. innbefattet enhver eller alle anordningene 28, 30, 32, osv.) mellom komponent 18a og 18b for å måle, analysere, behandle, tilkople, osv., slik det er beskrevet tidligere. Sammenstillingen 326 kan tilkoples stativdelen 315b, styres separat, osv.

[0033] I én utførelsesform i figur 10, vises et system 410. Hver komponent i systemet 410 som likner på de i de ovennevnte utførelsesformene, har fått samme grunnreferansetall, men innledes med '4' (dvs. at 400 er tilføyd grunntallet). Ethvert slikt innledet tall deler vanligvis de ovennevnte beskrivelsene av de samsvarende komponentene som har samme grunnreferansetall, men som ikke innledes med '4', med mindre det ellers bemerkes, og slike beskrivelser derfor ikke gjentas. Lik systemet 310, omfatter systemet 410 en mengde parallelle aktuatorer som befinner seg kun i én ende av en sokkel 412 og et stativ 415. Men i system 410, er det ikke noe roterende drev inkludert og relativ rotasjon mellom komponent 18a og 18b kontrolleres i stedet, feks. alene av aktuatorene 416. En sammenstilling 426 (feks. innbefattet enhver eller alle anordningene 28, 30, 32, osv.) kan tilkoples stativet 415, kontrolleres separat, osv.

[0034] Det tilveiebringes et system 60 i figur 11 som en utførelsesform som ikke ved første overblikk synes å likne på de tidligere drøftede utførelsesformene. Spesifikt er systemet 60 et eksempel på et hybrid kinematisk system. Men det vil stå klart at systemet 60 deler mange likheter og fordeler med de ovennevnte utførelsesformene. Systemet 60 omfatter et første aktuatorsett 62 og et andre aktuatorsett 64, med hver av aktuatorene 64 tilknyttet én av aktuatorene 62 (én aktuator 62 vises ikke). Det første aktuatorsettet 62 er serielt anordnet med det andre aktuatorsettet 64, mens det andre aktuatorsettet 64 er anordnet parallelt i forhold til hverandre. Hver av de første aktuatorene 62 er tilkoplet én ende på én av de andre aktuatorene 64 feks. på et spor eller en glidedel 66. Sporene 66 og aktuatorene 62 er feks. festet til en sokkel 68, som befinner seg feks. over eller i nærheten av en utblåsingssikring 70, et borehull, osv.

[0035] Det er innbefattet en mengde fastspenningsanordninger 72 for å feste hver av aktuatorene 64 til komponenten 18b. Det bemerkes at i stedet for ekstern langsgående framstikkende støttebjelker og andre rammeverk, slik det vises i hvert av stativene 15, 15 a, og 15b, fastspennes systemet 60 i stedet direkte på komponenten 18b, og fastholder slik koaksial anordning mellom hver av fastspenningsanordningene 72 og komponenten 18b. Ved å inkludere en sammenstilling 74, feks. å inkludere maleanordningen 28, tilkoplingsanordningen 30, behandlingsanordningen 32, osv., og å feste sammenstillingen 74 til én av fastspenningsmekanismene 72, opprettholdes de samme fordelene som drøftes ovenfor, når sammenstillingen 74, og følgelig alle de ønskede anordningene innrettes med komponenten 18b for behandling, måling, tilkopling, osv. Videre, på grunnlag av det ovenstående, bemerkes det at ved å feste aktuatorene 62 og sporene 66 på en korrekt måte, feks. slik at aktiveringsretningen til minst noen av aktuatorene 62 ikke er parallell med noen av de andre aktuatorene 62, og ved å gjøre fastspenningsmekanismene 72 minst delvis roterbare, oppnås seks frihetsgrader.

[0036] En annen funksjon eller fordel kan forstås med henblikk på systemet 60 i figur 11. Det vil si at systemet 60 omfatter en roterbar fastspenningsmekanisme 76 for komponenten 18a. Den roterbare fastspenningsmekanismen 76 er for eksempel inkludert i utblåsingssikringen 70. Fagkyndige innen området vil forstå at de ovenfor drøftede klemmene for komponenten 18a, feks. klemmene 120a, 220a, 320a, 420a, osv., alle kan endres på samme måte slik at de også er roterbare, feks. ved å inkludere en mekanisme lik mekanismen 76 (eller drevet 317, osv.). Den roterbare fastspenningsmekanismen 76 muliggjør at komponenten 18a, som er minst delvis innført i borehullet (eller festet til en rørstreng som er ført inn i borehullet) roteres langs med komponenten 18b. Fortrinnsvis muliggjør dette for eksempel at begge komponentene 18a og 18b roteres samtidig ved samme hastighet for å sveise komponentene sammen ved hjelp av prosesser slik som lasersveising, elektronstrålesveising, osv. Mekanismen 76 muliggjør også feks. at komponentene 18a og 18b roteres i motsatte retninger eller ved forskjellige hastigheter, feks. én ved høy hastighet og én ved lav hastighet, for å muliggjøre mer effektiv friksjonssveising, eller gjenging av komponenten 18a og 18b sammen. Rotasjon av komponenten 18a under tilkopling reduserer også differensiell fastklemming av rørstrengen inkludert komponenten 18a, forbedrer transport av borkaks under boring, og reduserer eller eliminerer avbrytelser mellom borings-eller rørstrengjnstallasjonsprosessen og tilkoplingsprosessen. Ved solid fastspenning av komponenten 18a i dens ende for eksempel, vil ikke en nedbøyning, krumning, bøyning, osv. forårsaket i rørstrengen som er koplet til komponenten 18a under rotasjon av denne, påvirke enden av komponenten 18a, slik at innretting og tilkopling kan oppstå. I et annet eksempel kan de ovennevnte anordningene, feks. maleanordningen 28, behandlingsanordningen 30 og/eller tilkoplingsanordningen 32 dreies i en motsatt retning i forhold til den til komponenten 18a og 18b for ytterligere å øke hastigheten av analysen, klargjøringen, bearbeidingen eller tilkoplingen

av komponenten 18a og 18b.

[0037] Selv om oppfinnelsen er blitt beskrevet med henvisning til en eksempelvis utførelsesform eller utførelsesformer, vil det forstås av fagkyndige innen området at det kan bli gjort forskjellige endringer og at ekvivalenter kan bli erstattet med elementer herav uten å avvike fra oppfinnelsens omfang. Dessuten kan mange endringer gjøres for å tilpasse en spesiell situasjon eller materiale til oppfinnelsens lære uten å avvike fra det vesentlige området herav. Derfor er det ment at oppfinnelsen ikke skal begrenses til den særlige beskrevne utførelsesformen som den beste framgangsmåten som er overveid for å iverksette denne oppfinnelsen, men at oppfinnelsen skal omfatte alle utførelsesformer som kommer inn under patentkravenes område. I tegningene og beskrivelsen er det også beskrevet eksempelvise utførelsesformer av oppfinnelsen og selv om spesifikke benevnelser kan ha blitt brukt, er de med mindre noe annet er oppgitt brukt i generisk og beskrivende betydning og ikke med det formål å begrense, og oppfinnelsens område er derfor ikke så begrenset. Videre antyder ikke bruken av benevnelsene første, andre, mv. noen rekkefølge eller betydning, men benevnelsene første, andre, mv. er snarere brukt for å atskille ett element fra et annet. Dernest antyder ikke bruken av benevnelsene, en, ett, mv. en mengdebegrensning, men antyder snarere tilstedeværelsen av minst ett av de henviste elementene.

Claims (28)

1. System for å innrette og tilkople komponenter som omfatter: en støttestruktur; en måleanordning koplet til støttestrukturen og operativt anordnet for romlig å analysere en første rørkomponent med hensyn til en andre rørkomponent for å fastsette en justeringsvektor derimellom; en innrettingsanordning som er koplet til støttestrukturen og som er i datakommunikasjon med maleanordningen, der innrettingsanordningen omfatter en mengde aktuatorer som er operativt anordnet i parallell for å bevege minst én av den første eller andre rørkomponenten i forhold til den andre for koaksialt å anordne den første og andre rørkomponenten i samsvar med justeringsvektoren; og en tilkoplingsanordning som er koplet til støttestrukturen og operativt anordnet for å sammenkople den første og andre rørkomponenten.

2. System i henhold til krav 1, der støttestrukturen er et driftsstativ som er bevegelig festet til en sokkel ved hjelp av mengden aktuatorer.

3. System i henhold til krav 2, der den første rørkonstruksjonen er festet til sokkelen og den andre rørkonstruksjonen er festet til driftsstativet.

4. System i henhold til krav 2, der den andre rørkomponenten er ubevegelig koaksialt innrettet med driftsstativet.

5. System i henhold til krav 2, der den andre rørkomponenten er ubevegelig låst i en forhåndsbestemt vinkel i forhold til respektive akser på driftsstativet og den andre rørkomponenten.

6. System i henhold til krav 1, der maleanordningen, innrettingsanordningen, tilkoplingsanordningen eller kombinasjoner av minst én av de foregående er bevegelige langs en akse på den andre rørkomponenten.

7. System i henhold til krav 1, der støttestrukturen omfatter en første stativdel og en andre stativdel, der den første stativdelen er festet til en sokkel ved hjelp av mengden aktuatorer, den andre stativdelen er festet til det første stativet ved hjelp av minst én sekundær aktuator.

8. System i henhold til krav 7, der den første rørkomponenten er festet til sokkelen og den andre rørkomponenten er festet til det andre stativet.

9. System i henhold til krav 7, der det første stativet og det andre stativet er koaksialt anordnet og den sekundære aktuatoren muliggjør langsgående bevegelse mellom det første og andre stativet langs en delt akse.

10. System i henhold til krav 1, der maleanordningen er perifert dreibar rundt en grenseflate mellom den første og andre rørkomponenten.

11. System i henhold til krav 1, der maleanordningen omfatter en sender og en mottaker.

12. System i henhold til krav 11, der senderen og mottakeren bruker bildedannelse, optikk, lasere eller kombinasjoner av dette.

13. System i henhold til krav 1, der justeringsvektoren omfatter seks variabler.

14. System i henhold til krav 13, der de seks variablene defineres langs hver av tre loddrett anordnede aksiale dimensjoner og ved rotasjon rundt hver av de tre aksiale retningene.

15. System i henhold til krav 1, der tilkoplingsanordningen er dreibar for å feste den første og andre rørkomponenten sammen ved hjelp av gjenger.

16. System i henhold til krav 1, der tilkoplingsanordningen omfatter et sveiseverktøy for å sveise den første og andre rørkomponenten sammen.

17. System i henhold til krav 1, som ytterligere omfatter en behandlingsanordning for å bearbeide én eller begge av den første og andre rørkomponenten.

18. System i henhold til krav 17, der behandlingsanordningen er operativt anordnet for: å forberede den første og andre rørkomponenten til sveising; å fjerne overskytende materiale etter sveising; å kutte den første og andre rørkomponenten for demontering; å danne gjenger inn i den første og andre rørkomponenten; eller kombinasjoner som omfatter minst én av det foregående.

19. System i henhold til krav 17, der behandlingsanordningen er operativt anordnet for å sveise, slaglodde eller lime komponenter på den første rørkomponenten, den andre rørkomponenten, eller kombinasjoner som omfatter minst én av det foregående.

20. System i henhold til krav 1, der den første rørkomponenten, den andre rørkomponenten, eller kombinasjoner som omfatter minst én av det foregående, er komponenter i en bunnhullsammenstilling.

21. System i henhold til krav 1, der den første og andre rørkomponenten også er roterende innrettet ved hjelp av innrettingsanordningen.

22. System i henhold til krav 19, der opprettelse av justeringsvektoren omfatter overveielse av tverrsnittsform, ovalitet, krumning, eller kombinasjoner av minst én av det foregående for den første og andre rørkomponenten, slik de analyseres av maleanordningen.

23. System i henhold til krav 1, der maleanordningen, innrettingsanordningen, tilkoplingsanordningen er repeterbare og funksjonelle i enhver rekkefølge.

24. System i henhold til krav 1, som ytterligere omfatter minst én serieaktuator som er serielt tilkoplet mengden aktuatorer anordnet i parallell.

25. System for å innrette komponenter, som omfatter: en støttestruktur; en måleanordning koplet til støttestrukturen og operativt anordnet for romlig å analysere en første rørkomponent med hensyn til en andre rørkomponent for å fastsette en justeringsvektor derimellom; og en innrettingsanordning som er koplet til støttestrukturen og som er i datakommunikasjon med maleanordningen, der innrettingsanordningen omfatter en mengde aktuatorer som er operativt anordnet i parallell for å bevege den første rørkomponenten i forhold til den andre rørkomponenten for koaksialt å anordne den første og andre rørkomponenten i samsvar med justeringsvektoren, der støttestrukturen er plassert i nærheten av et borehull og systemet er operativt anordnet til å lede første og andre rørkomponent inn i borehullet.

26. System i henhold til krav 25, der den andre rørkomponenten er en del av en rørstreng som minst delvis er ført inn i borehullet under innretting av den første og andre rørkomponenten.

27. System i henhold til krav 26, der den andre rørkomponenten er festet til en dreibar mekanisme for å dreie den første rørkomponenten og rørstrengen under innretting av den første og andre rørkomponenten.

28. System i henhold til krav 27, der dreiing av den dreibare mekanismen er operativt anordnet for å bidra til å danne en sveiset eller gjenget tilknytning mellom den første rørkomponenten og den andre rørkomponenten etter innretting av disse.