NO308964B1

NO308964B1 - violation Lenk

Info

Publication number: NO308964B1
Application number: NO980732A
Authority: NO
Inventors: Kore Sethre
Original assignee: Maritime Pusnes As
Priority date: 1998-02-20
Filing date: 1998-02-20
Publication date: 2000-11-20
Also published as: NO980732D0; NO980732L; WO1999042357A1; AU3060499A

Description

Oppfinnelsen angår en hydraulisk utløsbar bruddlenk for bruk i et langstrakt strekkelement. Bruddlenken kan også virke som et mekanisk sikringselement mot overbelastning og lar seg på en enkel og billig måte prøvebelaste og sertifi-sere . The invention relates to a hydraulically releaseable breaking link for use in an elongated tensile element. The breaking link can also act as a mechanical safety element against overload and can be tested and certified in a simple and inexpensive way.

Det finnes bruddlenker som skal brekke når man ønsker brudd, f.eks. ved fortøyning av en rigg som blir utsatt for ukontrollert utblåsing av olje eller gass. Slike bruddlenker aktiveres gjerne av en sprengladning. Sprengvirkningen medfører lett skade på omkringliggende elementer og det er derfor vanlig å montere slike bruddlenker i god avstand fra riggen. Overføring av aktiveringsignal skjer via radio, og dette er relativt komplisert når man samtidig skal forhind-re utilsiktet sprenging. There are broken links that should break when you want to break, e.g. when mooring a rig that is exposed to uncontrolled blowout of oil or gas. Such breaking links are often activated by an explosive charge. The explosive effect causes slight damage to surrounding elements and it is therefore common to mount such breakaway links at a good distance from the rig. Transmission of the activation signal takes place via radio, and this is relatively complicated when at the same time preventing accidental detonation.

Ved fralands fortøyning og forankring inngår det ofte elementer som blir utsatt for kraften i fortøyningstauet, men som ikke er dimensjonert for bruddlasten i fortøyningstau-et. For å beskytte slike elementer mot overbelastning er det derfor vanlig å sette inn en bruddlenk, som vil slites av ved en bestemt lavere belastning i tauet. Tauet består ofte av flere elementer som f.eks. kjetting, ståltau og fi-bertau . When mooring and anchoring offshore, there are often elements that are exposed to the force of the mooring rope, but which are not dimensioned for the breaking load in the mooring rope. To protect such elements from overloading, it is therefore common to insert a break link, which will wear out at a certain lower load in the rope. The rope often consists of several elements such as chain, steel rope and fiber rope.

En alternativ anvendelse av en bruddlenk er å plassere den et bestemt sted på tauet der man ønsker at et eventuelt brudd skal skje. An alternative use of a break link is to place it in a specific place on the rope where you want a possible break to occur.

Som bruddlenk har det ofte vært benyttet en kjettingløkke med lavere bruddlast enn resten av tauet. I tausystemer der bruddlenken har vært satt inn i en kjettinglengde, har man ofte valgt en kjettingløkke av samme dimensjon som de øvrige, men av et materiale med lavere bruddlast. Dette er en enkel løsning, man den har den ulempen at den definerte " bruddlast" er minimum bruddlast mens den virkelige bruddlasten kan ligge meget høyere. Et materiale med spesifisert lav bruddlast har som regel større spredning i den virkelige bruddlasten enn et materiale med høy spesifisert bruddlast. A chain loop with a lower breaking load than the rest of the rope has often been used as a breaking link. In rope systems where the breaking link has been inserted into a length of chain, a chain loop of the same dimension as the others, but of a material with a lower breaking load, has often been chosen. This is a simple solution, but it has the disadvantage that the defined "breaking load" is the minimum breaking load, while the real breaking load can be much higher. A material with a specified low breaking load usually has a greater spread in the real breaking load than a material with a high specified breaking load.

Andre ulemper med kjettingløkke som bruddlenk er at lenken må monteres i en strekkprøve-maskin for å testes og at en test ødelegger hele enheten. Other disadvantages of a chain loop as a break link are that the link must be mounted in a tensile test machine to be tested and that a test destroys the entire unit.

Formålet med oppfinnelsen er å unngå disse ulemper. Dette oppnås ved en bruddlenk som definert i krav 1. Ytterligere fordelaktige trekk ved oppfinnelsen fremgår av de uselv-stendige krav. The purpose of the invention is to avoid these disadvantages. This is achieved by a break link as defined in claim 1. Further advantageous features of the invention appear from the independent claims.

Bruddlenken ifølge oppfinnelsen kan fungere både som utløs-bar lenk og som overbelastningssikring, samtidig som den er enkel og billig å prøvebelaste. Basiselementene i bruddlenken er en bolt i strekkretningen som forbinder to endefester. Det første endefestet er en del av en hydraulisk sylinder som strekkbolten er festet til, og ringstemplet i den hydrauliske ringsylinderen kan forskyves aksielt i sylinderen og på bolten slik at sylinderkraften overføres til det andre endefestet eller et konstruksjonselement som hviler mot det andre endefestet via et bruddelement, eller bolten er dreid ned til mindre tverrsnitt på det tilsiktede brudd-stedet . Ved mekanisk overbelastning vil bruddelementet svikte og det andre endefestet løsne fra bruddlenken, slik at bruddlenkens hovedkomponenter frigjøres fra hverandre. Det andre ende-festet utgjør bare en mindre del av bruddlenken. The breaking link according to the invention can function both as a release link and as overload protection, while being easy and cheap to test load. The basic elements of the fracture link are a bolt in the tensile direction that connects two end fasteners. The first end mount is part of a hydraulic cylinder to which the tension bolt is attached, and the ring piston in the hydraulic ring cylinder can be displaced axially in the cylinder and on the bolt so that the cylinder force is transferred to the second end mount or a structural element resting against the second end mount via a breaking element , or the bolt is turned down to a smaller cross-section at the intended break point. In the event of mechanical overload, the breaking element will fail and the other end attachment will detach from the breaking link, so that the breaking link's main components are released from each other. The other end attachment forms only a smaller part of the break link.

Når det tilføres hydraulisk trykk mellom bunnen av sylinderen og stemplet, vil stemplet presses mot det andre ende-festet til summen av den ytre kraften og den hydrauliske kraften når bruddelementets bruddlast. Ved prøvebelastning økes det hydrauliske trykket til bruddelementet svikter, og nøyaktigheten kan dermed dokumenteres på en enkel og billig måte. When hydraulic pressure is applied between the bottom of the cylinder and the piston, the piston will be pressed against the other end attachment until the sum of the external force and the hydraulic force reaches the breaking load of the breaking element. During test loading, the hydraulic pressure is increased until the breaking element fails, and the accuracy can thus be documented in a simple and inexpensive way.

En hydraulisk sylinder som beskrevet ovenfor, blir stor i diameter relativt endefestet, og oppfinnelsen omfatter også en konstruksjon der en eller flere sylindre ligger etter hverandre langs bolten mellom endefestene. Det hydrauliske trykket blir da overført til alle sylinderne, og man kan velge en dobling, 3-dobling, 4-dobling osv. av kraften. Derved kan ytterdiameteren reduseres vesentlig. Aksialkraften fra sylinderbunnen overføres til sylinderveggen, mens aksialkraften fra stemplet overføres til bolten, som fungerer som stempelstang. Alternativt kan diameterne på sylin-dervegg og stempelstang trappes av, og aksialkreftene tas da opp ved anlegg mot trappetrinnene. Spesielt for inner-diameteren mot bolten er det fordelaktig å benytte en hylse som glir på bolten og som utvendig har diameter-avtrapning-er som tar opp aksialkreftene fra stemplene. A hydraulic cylinder as described above is large in diameter relative to the end attachment, and the invention also includes a construction in which one or more cylinders lie one behind the other along the bolt between the end attachments. The hydraulic pressure is then transferred to all the cylinders, and you can choose to double, triple, quadruple, etc. the power. Thereby, the outer diameter can be significantly reduced. The axial force from the cylinder base is transferred to the cylinder wall, while the axial force from the piston is transferred to the bolt, which acts as a piston rod. Alternatively, the diameters of the cylinder wall and piston rod can be stepped off, and the axial forces are then taken up by contact with the steps. Especially for the inner diameter against the bolt, it is advantageous to use a sleeve that slides on the bolt and which has a diameter taper on the outside that takes up the axial forces from the pistons.

Til bedre forståelse av oppfinnelsen skal den forklares nærmere under henvisning til de utførelseseksempler som er skjematisk illustrert på de vedføyede tegninger, hvor: Fig. 1 viser et sideriss, delvis i aksialsnitt, av en før-ste bruddlenk ifølge oppfinnelsen i intakt tilstand, For a better understanding of the invention, it shall be explained in more detail with reference to the design examples that are schematically illustrated in the attached drawings, where: Fig. 1 shows a side view, partly in axial section, of a first break link according to the invention in an intact state,

fig. 2 viser bruddlenken på fig. 1 etter at brudd er opp-stått i denne, fig. 2 shows the broken link in fig. 1 after a breach has occurred in this,

fig. 3 viser riss i likhet med fig. 1 av en andre bruddlenk ifølge oppfinnelsen, fig. 3 shows a drawing similar to fig. 1 of a second breaking link according to the invention,

fig. 4 viser bruddlenken på fig. 3 etter at brudd er opp-stått , fig. 4 shows the broken link in fig. 3 after a breach has occurred,

fig. 5 viser et riss i likhet med fig. 1 og fig. 3 av en tredje bruddlenk ifølge oppfinnelsen, og fig. 5 shows a view similar to fig. 1 and fig. 3 of a third breaking link according to the invention, and

fig. 6 viser bruddlenken på fig. 5 etter at brudd er opp-stått . fig. 6 shows the broken link in fig. 5 after a breach has occurred.

De seks figurene viser forskjellige løsninger av bruddele-menter, utvendige og innvendige hylser, utvendige og innvendige sikringsarrangement, strekkbolter, sylinderbunner, stempler, sylinder og endefester, men disse kan kombineres vilkårlig innenfor oppfinnelsens ramme. The six figures show different solutions of breaking parts, external and internal sleeves, external and internal securing arrangements, tension bolts, cylinder bases, pistons, cylinder and end fittings, but these can be combined arbitrarily within the scope of the invention.

Figur 1 viser en utførelse med bare en ringsylinder. Det første endefestet 1 med ringsylinderen er festet til strekkbolten 3. Ringstemplet 4 har pakningsringer 11 og 12. Hydraulisk trykkolje tilføres gjennom boringen 10 i bunnen av ringsylinderen. Når det tilføres trykkolje, vil ringstempelet 4 presses mot det andre endefestet 2, som holdes på plass av strekkbolten 3 via bruddelement 5. Bruddelementet 5 har form som en underlagsskive. Bruddelementet 5 har også anlegg mot strekkbolten 3. Ved brudd vil bruddelement 5 klippes mellom strekkbolt 3 og endefeste 2, og bruddlenkens to hoveddeler er dermed frigjort som vist i fig. 2. Figure 1 shows an embodiment with only one ring cylinder. The first end attachment 1 with the ring cylinder is attached to the tension bolt 3. The ring piston 4 has sealing rings 11 and 12. Hydraulic pressure oil is supplied through the bore 10 in the bottom of the ring cylinder. When pressurized oil is supplied, the ring piston 4 will be pressed against the other end attachment 2, which is held in place by the tension bolt 3 via breaking element 5. The breaking element 5 has the shape of a washer. The breaking element 5 also bears against the tension bolt 3. When breaking, the breaking element 5 will be clipped between the tension bolt 3 and end attachment 2, and the two main parts of the breaking link are thus released as shown in fig. 2.

Figur 3 viser en utførelse med tre ringsylinderkamrer arrangert aksielt etter hverandre. Det første endefestet 1 er sveiset til bunnen av ringsylinderen som fungerer som sy-lindervegg for alle tre ringsylindrene. De tre ringsylindrene har trinnvis økende diameter, og trinnene tar opp aksialkraften fra de tre løse sylinderbunnene 4, 6 og 8. Strekkbolten 3 er festet til bunnen av ringsylinderen. Den første ringflaten overfører aksialkraften fra ringstempelet 4, den neste overfører aksialkreftene fra ringstempel 6, og den siste ringflaten på stempel 8 fungerer som det tredje Figure 3 shows an embodiment with three ring cylinder chambers arranged axially one after the other. The first end attachment 1 is welded to the bottom of the ring cylinder which functions as a cylinder wall for all three ring cylinders. The three ring cylinders have progressively increasing diameters, and the steps take up the axial force from the three loose cylinder bases 4, 6 and 8. The tension bolt 3 is fixed to the bottom of the ring cylinder. The first ring surface transmits the axial force from the ring piston 4, the next one transmits the axial forces from ring piston 6, and the last ring surface of piston 8 acts as the third

stempelet. Utvendig styrer stempel 4, 6 og 8 i ringsylinderen. Sylinderbunnene 7 og 9 har lik inner- og ytterdiameter med ringstemplene 6, 8. Pakningene 11-19 sørger for nødven-dig hydraulisk tetning. Stempel 8 har anlegg mot endefeste 2, som er festet til strekkbolten 3 med et bruddelement 5. All aksiell kraft overføres dermed fra endefeste 1 til en-def este 2 via bruddelement 5. All aksiell kraft overføres dermed fra endefeste 1 til endefeste 2 via bruddelement 5. Trykkoljeboringen 10 har avgreininger 10', 10'' og 10''' til de tre trykkolje-kamrene, og baksiden av de løse ringstemplene er drenert til atmosfæretrykk via kanal 8', 8'' og 8'''. Ved brudd vil bruddelement 5 klippes mellom strekkbolt 3 og endefeste 2 og bruddlenkens to hoveddeler frigjøres fra hverandre som vist i fig. 4. the stamp. Externally, pistons 4, 6 and 8 in the ring cylinder control. The cylinder bases 7 and 9 have the same inner and outer diameter as the ring pistons 6, 8. The gaskets 11-19 provide the necessary hydraulic sealing. Piston 8 bears against end bracket 2, which is attached to tension bolt 3 with a breaking element 5. All axial force is thus transferred from end bracket 1 to end bracket 2 via breaking element 5. All axial force is thus transferred from end bracket 1 to end bracket 2 via breaking element 5. The pressure oil bore 10 has branches 10', 10'' and 10''' to the three pressure oil chambers, and the rear of the loose ring pistons is drained to atmospheric pressure via channels 8', 8'' and 8''. In case of breakage, the breaking element 5 will be clipped between tension bolt 3 and end attachment 2 and the two main parts of the breaking link will be released from each other as shown in fig. 4.

Figur 5 viser også en utførelse med tre ringsylinderkammer arrangert aksielt etter hverandre, men en del elementer av-viker fra utførelsen i figur 3 og 4. Figure 5 also shows an embodiment with three ring cylinder chambers arranged axially one after the other, but some elements deviate from the embodiment in Figures 3 and 4.

De vesentlige forskjellene er at aksialkraften fra noen av ringsylindrene tas opp av sikringsringene 21 og 22 og at stempel 8 også er sylinder for de øvrige stempel. The essential differences are that the axial force from some of the ring cylinders is taken up by the retaining rings 21 and 22 and that piston 8 is also a cylinder for the other pistons.

Ringsylinderbunnene og ringstemplene har alle samme ytterdiameter og innerdiameter, og bruddelement 5 er arrangert som strekkstav med definert bruddsone. The ring cylinder bases and the ring stamps all have the same outer diameter and inner diameter, and breaking element 5 is arranged as a tension rod with a defined breaking zone.

Trykkoljeboringen 10 er ført aksielt gjennom strekkbolt 3 til de respektive ringsylinderkamrene via boring 10', 10'' og 10'''. Baksiden av ringstempel 4, 6 og 8 er drenert til atmosfære via kanal 8', 8'' og 8' ' ' . The pressure oil bore 10 is guided axially through tension bolt 3 to the respective ring cylinder chambers via bores 10', 10'' and 10''. The back side of ring piston 4, 6 and 8 is drained to atmosphere via channel 8', 8'' and 8''.

Endefeste 1 har feste for strekkbolt 3 og overfører aksial-kraf t direkte til endefeste 2 via bruddelement 5. Ved trykk i tilkobling 10 vil kanal 10', 10'' og 10''' overføre hydraulisk trykk til stempel 4, 6 og 8. Kraft på stempel 4 overføres stempel 8 via sikringsring 22. Kraft på stempel 6 overføres stempel 8 via sikringsring 22. Kraft på stempel 8 overføres direkte til endefeste 2. Kraft på endefeste 2 overføres til bruddelement 5. Kraft på bruddelement 5 over-føres til strekkbolt 3. Kraft i strekkbolt 3 tas opp som reaksjonskraft fra stempel 9 via sikringsring 21, fra stempel 7 via sikringsring 21 og direkte fra endefeste. Ved brudd vil bruddelement 5 deles og bruddlenkens to hoveddeler 1,2 frigjøres fra hverandre som vist i fig. 6. End bracket 1 has an attachment for tension bolt 3 and transmits axial force directly to end bracket 2 via breaking element 5. In case of pressure in connection 10, channels 10', 10'' and 10''' will transfer hydraulic pressure to pistons 4, 6 and 8. Force on piston 4 is transmitted to piston 8 via retaining ring 22. Force on piston 6 is transmitted to piston 8 via retaining ring 22. Force on piston 8 is transmitted directly to end attachment 2. Force on end attachment 2 is transmitted to breaking element 5. Force on breaking element 5 is transferred to tension bolt 3. Force in tension bolt 3 is taken up as a reaction force from piston 9 via securing ring 21, from piston 7 via securing ring 21 and directly from the end mount. In case of breakage, the breaking element 5 will split and the breaking link's two main parts 1,2 will be released from each other as shown in fig. 6.

Claims

1. Break link for use in an elongated tension element, comprising two end attachments (1, 2) which are connected to each other via a tension bolt (3) and a break element (5), characterized in that one or more ring cylinder spaces are arranged coaxially with the tension bolt (3), which ring cylinder chambers have channels (10, 10', 10'', 10''') for the supply of pressurized oil from a common reservoir, and that the axial forces from the ring cylinder chambers are carried on from the pistons (4, 6, 8) and the bases (1, 7, 9) to the end fasteners (1, 2) via a tension bolt (3) and a breaking element (5) in order to thereby be able to trigger a break in the breaking link at the desired point in time, so that the two main parts of the breaking link are thereby released from each other by using power from a hydraulic system.

2. Broken link according to claim 1, characterized in that it comprises several ring cylinder chambers with ring pistons (4, 6, 8) and ring bottoms (1, 7, 9) with gradually increasing diameter both inside and outside, which work together, which ring pistons (4, 6, 8) and ring bottoms ( 1, 7, 9) causes a multiplication of the axial force without increasing the diameter of the cylinder or the hydraulic pressure to release the two parts of the breaking link from each other.

3. Broken link according to claim 1, characterized in that the outer diameter and inner diameter of all the ring spaces are the same, that the axial force from the ring pistons (4, 6, 8) is transferred to the cylinder through securing rings (22) to the end mount (2), and that the axial force from the ring bases (1, 7, 9) is transferred to tension bolt (3) through securing rings (21) and via a breaking element (5) to end attachment (2).

4. Breaking link according to one of the preceding claims, characterized in that the breaking element is a downward turn in the tension bolt (3).

5. Break link according to one of the claims 1 - 3, characterized in that the break element has the shape of a base plate 5 which has concentric circular limitation of the contact rafts on both sides, but so that the contact surface (3) of one side lies just within said limitation while the other (8) is just outside.

6. Break link according to one of claims 1-3, characterized in that the break element is a cylindrical break pin (5) which runs through an end attachment (2) and a tension bolt (3).

7. Breaking link according to one of claims 1 - 3, characterized in that the breaking element (5) is a tensile rod and consists of a cylindrical part where the cylindrical part on the inside is threaded with a tension bolt (3) and on the outside is provided with a collar which has contact with a surface of the end attachment (2), as the cylindrical part (5) has a part that is turned down or otherwise made weaker where a possible fracture will occur.