NO310891B1 - Rörformet del innrettet til å sammenföyes med en annen rörformet del - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en rørformet del som er innrettet til å sammenføyes med en annen rørformet del, som angitt i ingressen til det etterfølgende krav 1.

En meget betydelig arbeidsmengde har tidligere vært ned-lagt i forbindelse med skjøting av rørdeler i undervannsområ-der. Ved en metode som antas å være særlig egnet for skjøting av rørdeler under vann, benyttes et kuleledd med ytre forank-ringsmidler og en muffedel med sporforsynt innervegg som slut-ter tett rundt en rørende som skal sammenkoples. Skjøten opptar en anordning som kan plasseres med en ekspansjonshylse i rørenden, slik at hylsen, ved overføring av hydraulisk trykk til denne, ekspanderer og tvinger rørenden inn i de innvendige spor i muffedelen, for opprettelse av en avtettet skjøt med midler for tilkopling til et annet rør.

En ulempe ved disse kjente innretninger er at det må opprettes gjennomgående tømme- eller utløpsåpninger i muffedelen, for avleding av det oppsamlete vann i sporene, når rørenden deformere inn i disse.

En annen ulempe ved de kjente innretninger er mangelen på midler til trykkprøving av skjøter mens ekspansjonshyIsen fremdeles befinner seg i stilling, for å kunne avgjøre hvor-vidt det er nødvendig å utøve ytterligere ekspansjonstrykk mot rørenden, for å fullføre en ufullstendig ekspansjon.

Det er i "Offshore Engineer" for mars 1983 omtalt et eksempel på en kjent anordning av denne type, hvor ekspansjonshyIsen utvides i avhengighet av aksial komprimering av den elastiske hylse i den deformerbare rørende i skjøten, slik at rørenden tvinges inn i sporene i hylsen.

US patentskrift 4 183 555 omtaler et annet eksempel på skjøtutforming, hvor ruller tvinges utad i sideretning og dreies i en tappende som derved ekspanderer mot muffens innervegg.

Formålet med oppfinnelsen er å komme frem til en bedre løsning på de ovenfor omtalte problemer ved kjent teknikk, og dette formål oppnås ifølge oppfinnelsen ved en rørformet del av den innledningsvis angitte art, med de nye og særegne trekk som er angitt i karakteristikken til det etterfølgende krav 1. Fordelaktige utføringsformer av oppfinnelsen er angitt i de øvrige, etterfølgende krav.

Ovennevnte og andre formål og fortrinn ved oppfinnelsen vil fremgå av etterfølgende beskrivelse i tilknytning til de medfølgende tegninger, hvor

Fig. 1 viser et sideriss av anordningen ifølge oppfinnelsen, klar for montering på tappenden av en rørledning. Fig. 2 viser et delsnitt av anordningen ifølge oppfinnelsen montert på tappenden av et rør, og er delt i fig. 2a som illustrerer den høyre del av anordningen og fig. 2b som illustrerer den venstre del av anordningen. Fig. 3 viser et delsnitt av anordningen ifølge oppfinnelsen, hvor den elastiske hylse er aktivisert og rørets tappende deformert inn i spor i muffedelen, og er delt i fig. 3a som illustrerer den høyre del av anordningen og fig. 3b som illustrerer den venstre del av anordningen. Fig. 4 viser et snitt langs linjen 4-4 i fig. 2a, som illustrerer en volumkompenseringsring som er plassert i de innvendige muffespor. Fig. 5 viser et delsnitt av en forbedret rørskjøt ifølge oppfinnelsen, som testes med den forbedrete anordning ifølge oppfinnelsen etter at rørets tappende er deformert inn i muffesporene. Fig. 6 viser et delsnitt av rørskjøten ifølge oppfinnelsen, etter at formingsanordningen er fjernet. Fig. 7 viser et delsnitt av en modifisert versjon av muffe- og tappendekonstruksjonen ifølge oppfinnelsen, før formingen. Fig. 8 viser et delsnitt av en rørskjøt, opprettet ved anvendelse av den modifiserte muffekonstruksjon ifølge fig. 7.

Den forbedrede formings- og testingsanordning ifølge oppfinnelsen er i fig. 1 vist i stilling ved tappenden av en rør-ledning P som skal forbindes med en muffe B. Anordningen er illustrert som i anvendelse i et undervannsområde, med rorledningen P fastholdt i klemmer C av svingtype som er montert på en bom S. En lofteline L er fastgjort til øyne E på bommen S

og strekker seg oppad til overflaten eller til en egnet løfte-innretning. Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan utøves ved fjernstyring i dype farvann eller av dykkere på grunt vann. Et formingsverktøy F fastholdes, sammen med muffen B av en arm A på en løpekatt T som er opplagret på en styreskinne R for bevegelse langs rørledningen P. Matter M er plassert på hver side av rør-ledningen P, og det anvendes oppjekkingsben J for heving av den åpne ende av rørledningen P over sjøbunnen. Bommen S med de på-monterte ben J senkes først i stilling for omslutting av tappenden av rørledningen P som skal forbindes med en ny muffe B.

Med mattene M plassert på hver side av rørledningen P, dreies klemmene C i anlegg mot rørledningen P, hvoretter rørledningen P heves ved hjelp av oppjekkingsbenene J, Hvis enden av rørled-ningen P er beskadiget, nedføres et eget verktøy (ikke vist) til inngrep med styreskinnen R, for kapping av den beskadigede rørende eller annen klargjøring av rørledningens P tappende for det etterfølgende formingstrinn ifølge oppfinnelsen. Når tappenden er klargjort, opphentes verktøyet og løpekatten T senkes til den posisjon som er vist i fig. 1.

Formingsverktøyet F er vist mer detaljert i fig. 2-5. Verktøyet F innbefatter et rørformet dorelement 10 med en gjennomgående kanal 12 og en forsenkning 14 som er åpen for sammenkopling med armen A (ikke vist i fig. 2-5) og for inn-føring av hydrauliske ledning 16, 18, 20 og 22. Yttersiden 24

av dorelementet 10 innbefatter et spor 26 som opptar segmenter 28 som ved hjelp av bolter 30 fastholder en ring 32 i stilling mot et anslag 33 på yttersiden 24. Ringen 32 innbefatter en utvendig pakningsring 34 som ligger an mot innerveggen 3 5 av en stempelhylse 36 som utgår fra en innadragende flens 38 utenfor ringen 32, som vist. Flensen 38 ligger tettende an mot et flateparti 40 på yttersiden av dorelementet 10. En flens 42

som strekker seg utad fra dorelementet 10, avtetter mot innerveggen 44 av hylsen 36. Det er anordnet kamre 46 og 48 på mot-

satte sider av flensen 38, for bevegelse av stempelhylsen 36 I avhengighet av trykkfluidtilførsel gjennom ledningene 16 og 18 til kamrene henh. 46 og 48. En kamring 50 er fastgjort med en splittring 52 til innerveggen av hylsen 36. Kamringen 50 sam-virker med låsesegmenter 54 ved sammenkopling og atskilling av dorelementet 10 og muffen B. Sammenkoplingen gjennomføres ved at låsesegmentene 54 bringes i anlegg mot flenser 56 og 58 på yttersiden av muffen B og dorelementet 10. Denne kopling av flens-type gir en pålitelig, fjernkontrollert sammenkopling mellom muffen B og dorelementet 10.

En elastisk formingshylseinnretning 60 omfatter en elastisk formingshylse 60a med ende-elementer 60b og enderinger 60c og 60d. Innretningen 60 omslutter et flateparti 61 på dorelementet 10, og enderingene 60c og 60d avtetter mot dorelementet 10, slik at hydraulisk fluidum som innstrømmer i den elastiske hylse 60a gjennom den hydrauliske ledning 22, opptas mellom hylsen 60a og flatepartiet 61. Enderingen 60c er med skruer 62 fastgjort til en anslagsflate 61a på dorelementet 10. Enderingen 60d ligger an mot anslagsflaten 61b på dorelementet 10 og fastholdes i stilling av segmenter 66 i et spor 68. Segmentene 66 er fastgjort med bolter 64 til enderingen 60d.

En test-tetningsmontasje 70 er fastgjort til enden av dorelementet 10 ved hjelp av bolter 72 som er innført gjennom en ring 74. Ringen 74 går over i en hylse 76 som er anbragt i avstand utenfor yttersiden av dorelementet 10 og strekker seg mot enderingen 60d. Et ringformet stempel 78 som er plassert mellom hylsen 76 og dorelementet 10, vil, ved å aktiviseres, skyves mot den elastiske hylseinnretning 60 og derved kompri-mere tetningsringen 80 mellom endringen 60d og innerveggen av rørledningen P. Test-tetningsmontasjen 70 omfatter en ring 84 som er fastgjort med skruer 86 til enden av stempelet 78 og som går over i en ytterhylse 88 som ligger an mot tetningsringen 80.

Muffen B er spesielt tilvirket med flere innvendige spor 90, 92 og 94 som hvert for seg er i form av et dobbeltspor med en kort, innadrettet midtrand 96. Volumkompenseringsringer 98 er innmontert i hvert spor. Som det fremgår av fig. 4, er hver av ringene 98 tilvirket som en splittring som danner et hult, gassfylt metallrør som strekker seg stort sett langs innverveggen av det tilhørende spor. Rørendene er avtettet, som vist, og ringen er slik dimensjonert at den opptar en vesentlig del av rommet i det spor hvori den er innmontert.

Formingsverktøyet F med låsesegmenter 54 som er forbundet med muffen B, innfores i tappenden av rorledningen P, til tappenden ligger an mot et anslag 100 på innersiden av muffen B. Denne stilling er vist i fig. 2a og 2b. Med formingsverktøyet F

i denne posisjon overføres hydraulisk væske gjennom ledningen 22 til det indre av den elastiske hylse 60a. Når et tilstrekkelig trykk er opprettet, vil hylsen 60a ekspandere i tappenden av rør-ledningen P, hvorved tappenden ekspanderer eller tvinges i tettsluttende anlegg mot innerveggen av muffen B. Denne stilling er vist i fig. 3a og 3b. Det er viktig at det anvendte trykk er tilstrekkelig, slik at tappenden av rørledningen P vil ekspandere inn i hvert dobbeltspor, til anlegg mot randsonene 96. Ved denne ekspansjon reduseres volumet av sporene 90, 92 og 94, slik at avtetningen mot kantene av sporene 90, 92 og 94 og mot midtranden 96 ville forhindres dersom sporene var vannfylte. Ved den forbedrede konstruksjon ifølge oppfinnelsen vil imidlertid ringene 98 kompensere denne volumendring, ved å sammentrykkes i tilstrekkelig grad til å forebygge trykkøkning i sporene 90, 92 og 94. Denne volumkompensasjon muliggjør fullstendig avtetning uten å betinge avløp fra det indre av sporene 90, 92 og 94 til utsiden av muffen B.

Etter at formingsprosessen er fullført, som vist i fig. 5, avledes hydraulisk trykkvæske i ledningen 22, og skjøt-testingen innledes ved innføring av hydraulisk trykkvæske gjennom ledningen 102 og inn i rommet mellom ringen 74 og det ringformede stempel 78. Stempelet 78 vil derved skyves mot hylseinnretningen 60 og tvinge tetningsringen 80 i tettende anlegg mellom enderingen 60d og innerveggen av rørledningens P tappende, som vit. c i fig. 5. Med test-tetningsmontasjen 70 innstilt på denne måte overføres testtrykk gjennom ledningen 20, for testing av skjøten. Da flensen 56 er avtettet mot flensen 58 ved hjelp av tetningsringen 57 og formingstetningsinnretningen 60 er avtettet, vil eventuell lekkasje og det trykkfall som ville reflekteres ved overflaten, være et resultat av lekkasje gjennom den opprettede skjøt mellom muffen B og rorledningens tappende.

Den forbedrede skjøt, med formingsverktøyet F fjernet ved løsgjøring av låsesegméntene 54, er i fig. 6 vist med tappenden deformert inn i sporene 90, 92 og 94 og mot randsonene 96. Kom-penseringsringene 98 er deformert for å kompensere den volum-minskning som skyldes inntvingingen av tappenden i sporene 90,

92 og 94. Skjøten innbefatter muffen B med flensen 56 som er innrettet for sammenkopling ved hjelp av en fjernstyrt flens-kopling av den type som benyttes for tilknytning av verktøyet F.

Fig. 7 viser en modifisert muffe B', omfattende en stort sett rørformet mantel med en flens 110 i den ene ende og en midt-kanal 112. Midtkanalen 112 innbefatter et anslag 114 hvorimot tappenden P' bringes i anlegg ved å plasseres i stilling. Den annen ende av midtkanalen 112 innbefatter en avsmalnende seksjon 116 som letter innføringen av tappenden P', en rett seksjon 118 som leder inn i gripeseksjonen 120, en tetningsseksjon 122, en rett seksjon 124 utenfor anslaget 114, og en seksjon 126 i flensen 110 som er innrettet for opptakelse av en pakning for avtetting mot det tilstøtende rør hvortil anordningen er koplet, som tidligere beskrevet.

Gripeseksjonen 120 omfatter spor 121 med en mellomliggende ribbe 123 og avtrappede flatepartier 129 og 131 på hver side av sporene 121. Den etterfølgende deformering av tappenden P' i gripeseksjonen 120 ville normalt medføre overdreven trykkøkning i seksjonen 120. Volumkompenseringsmidler 133 er installert i gripeseksjonen 120 for å sikre at enhver trykkøkninq holdes under et forutvalgt nivå. Tetningsseksjonen 122 omfatter en rekke spor 130 med mellomliggende ribber 132. Tetnings-seks jonen er utstyrt med kompenseringsmidler 134 i sporene 130, slik at vann som eventuelt er oppsamlet mellom yttersiden av tappseksjonen P' og innerveggen av tetningsseksjonen 122 under deformeringen, kan forskyve volumkompenseringsmidlene uten å forstyrre inntvingingen av tappenden P' i tettende anlegg mot ribbene 132. Ved denne foretrukne utførelsesform av oppfinnelsen består de foretrukne volumkompenseringsmidler 133 og 134

av et antall forutvalgte, hule kuler i en epoksymatrise. Mikrokulene er slik valgt at de ikke vil briste eller sammenpresses ved et trykk som tilsvarer eller understiger vanntrykket i den dybde hvori skjøten skal opprettes, og at de vil sammenpresses ved et trykk som er mindre enn de trykk som utvikles ved opprettelse av skjøten, og derved gi den ønskede volumkompensasjon.

Som det fremgår av fig. 8, vil det ved innmontering av tappenden P' i muffen B' fremkomme en modifisert skjøt 138, hvor det indre endeparti av tappenden P' er deformert inn i tetnings-seks jonen i22, i tettsluttende anlegg mot ribbene 132, og hvor deler av volumkompenseringsmidlet 134 er knust, som vist, og derved gir den ønskede volumkompensasjon. Videre er partiet av tappenden P' i gripeseksjonen 120 deformert utad til anlegg mot ribben 123 og de avtrappede flatepartier 129 og 131, og deler av volumkompenseringsmidlet 133 er knust slik at tappenden P' er avtettet i muffen B' og likeledes forankret i denne og i stand til å tåle de krefter som antas normalt å tilstrebe atskilling av skjøten.

Mange typer av mikrokuler er kommersielt tilgjengelig, eksempelvis "Eccofloat" som fremstilles av Emerson & Cuming Co., Canton, Massachusetts. Det bør bemerkes at mikrokulenes materiale, størrelse og styrke er tatt i betraktning, sammen med matrise-egenskapene, ved bestemmelsen av hensiktsmessig volumkompen-seringsmiddelsmengde. Volumet av de knuste porer, som kan fylles av det oppsamlede vann under deformeringen, må være tilstrekkelig til å hindre at det, mellom delene, oppstår en trykk-økning som vil vanskeliggjøre deformeringen av tappenden inn i muffens tetningsseksjon. Mikrokulene kan støpes i forskjellig materiale, forutsatt at sluttresultatet gir den ønskede volumkompensasjon som tillater riktig deformering av tappenden i muffen, slik at skjøten blir holdbar og tett. Volumkompenseringen kan også gjennomføres ved anvendelse av en matrise med innvendige bobler, forutsatt at materialet kan dupliseres i motsvarighet til egenskapene hos volumkompenseringsmidlene ifølge foreliggende oppfinnelse.

Selv om mikrokulene og matrisene kan innstøpes i sporene

og derved forankres i stilling, foretrekkes anvendelse av pre-fabrikerte splittringer som deformeres og innføres i sine spor.

Claims (11)

1. Fremgangsmåte for sammenføyning av en første rørformet del (B) med et innvendig spor (90, 121,130) og en utvendig flens (56) til en andre rørformet del (P) med en diameter som tillater den å opptas i den første rørformete del (B), omfattende innføring av den andre rørformete del (P) i den første rørformete del (B) med en elastisk hylse (60a) i en sammenføyningsanordning (F) anbrakt i den andre rørformete del (P), og utøvelse av fluidtrykk i den elastiske hylse (60a) for å bevirke at den andre rørformete del (P) tvinges utad inn i sporet i den første rør-formete del (B) for derved å danne en metallisk tetningsforbindelse mellom de rør-formete deler (B, P), karakterisert ved at innføring av et sammentrykkbart volumkompenseringsmiddel (98, 133, 134) som er i stand til å minske sitt volum som reaksjon på en trykkøking i sporet (90,121, 130) i den første rørforme-te del (B) forut for innføring av den andre rørformete del (P), idet volumkompense-ringsmiddelet (98, 133, 134) er innrettet til å oppta det rom som ellers ville vært fylt med væsker som ville samlet seg i sporet (90, 121, 130) og til å sammentrykkes under trykket som oppstår ved formingen av den andre rørformete del (P) i sporet (90, 121, 130) slik at motstanden fra materialet i sporet ikke hindrer formingen av den andre rørformete del (P) i sporet.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at innføringen av et volumkompenseringsmiddel omfatter anbringelse av et sammentrykkbart, gassfylt metallrør (98) i sporet (90, 121, 130) forut for innføring av den andre rørformete del (P) i den første rørformete del (B).

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at innføring av et volumkompenseringsmiddel omfatter anbringelse av sammentrykkbare mikrokuler (133, 134) i en matriks i sporet (90, 121,131) forut for innføring av den andre rørformete del (P) i den første rørformete del (B).

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den innbefatter testing av skjøten mellom den første og andre rørdel (B, P) for å konsta-tere at den er fluidtett, mens den elastiske hylse (60a) fremdeles er i stilling i den andre rørformete del (P).

5. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1 til 4, karakterisert ved at den første del (B) er en muffe med en koOplingsflens (56).

6. Rørformet del (B) som er egnet til å sammenføyes med en andre rørformet del (P), hvor den rørformete del (B) har et rørformet legeme med en innvendig diameter som den andre rørformete del (P), ved bruk, kan opptas i, hvilken rør-formet del (B) har minst ett innvendig, radialt spor (90) i det rørformete legeme, karakterisert ved sammentrykkbarevolumkompenseringsmidler(98, 133, 134) som er anbrakt i sporet (90) og i stand til å minske sitt volum som reaksjon på en trykkøking, hvorved, ved bruk, volumkompenseringsmidlenes (98, 133,

134) evne til å minske sitt volum er slik at når den andre rørformete del (P) ekspanderes radialt for å danne en skjøt med den ene rørformete del (B), kan den minske sitt volum for å tillate den andre rørformete delens (P) vegg i det minste delvis å trenge inn i sporet (90) for å danne en metallisk tetning mellom de rørfor-mete deler (B, P).

7. Rørformet del ifølge krav 6, karakterisert ved at den omfatter en flens (56) som omgir det rørformete legemets (13) utvendige ende motsatt den ende som inneholder sporet (90).

8. Rørformet del ifølge krav 6 eller 7, karakterisert ved at den på sin innside er utformet med et antall spor (130) som hvert opptar volumkompenseringsmidler (134) og danner en tetningsseksjon (122), og en utsparing på innsiden av den rørformete del anordnet i avstand mot enden av den rørformete del (B) for å oppta den andre rørformete del (P) og er utformet med et antall spor (121) i ut-sparingen med volumkompenseringsmidler (133) i hvert av sporene, hvorved ut-sparingen og sporene i denne danner en gripeseksjon (120) i den rørformete del (B).

9. Rørformet del ifølge et av kravene 6 til 8, karakterisert ved at det volumkompenseringsmidlene omfatter et sammentrykkbart gassfylt rør (98) anordnet i hvert av sporene.

10. Rørformet del ifølge et av kravene 6 til 8, karakterisert ved at det sammentrykkbare volumkompenseringsmiddel omfatter et antall sammentrykkbare mikrokuler (133, 134) i en matriks.

11. Rørformet del ifølge krav 6, karakterisert ved at den omfatter et antall nær inntil hverandre beliggende, innvendige spor (90,121, 130) med volumkompenseringsmidler (98, 133, 134) i hvert av sporene.