NO312851B1 - Sikkerhetsbryteranordning for en rörinnspenningsinnretning - Google Patents

Abstract

Sikkerhetsbrytersystem fr en mnspennings-innretning til fastholdelse og/eller slipping såvel som heving av en rorstreng (13), hvormed et borehull blir foret, idet sikkerhetsbrytersystemet er anordnet inne i trnigp anningshirire tningftn og ikke ertsatt for noen ytre mekanisk påvirkning. For dette formål. er det pi spennkileholderen (14a, 14b) av innspenningsinnretningen festet en bryterknast (8) for en sikkerhetsbryterventil (2), som er anordnet ved grunnlegemet (10) av innspenningsinnremingen og står i funksjonsforbindelse med bryterknasten (8) når spennkSene (12a, 12b) inntar sin forskritfsmessige klemmesuHing ved rørstrengen (13).

Description

Oppfinnelsen angår en sikkerhetsbryteranordning for en innspenningsinnretning til fastholdelse og/eller slipping eller heving av en rørstreng, hvormed et borehull blir foret for fjellavstøtning eller fremstilling av en transportledning, hvilken bryteranordning er forsynt med spennkiler og kan bli betjent ved hjelp av et strømmende medium.

Ved fastspenning eller anbringelse og slipping av en rørstreng i et borehull, blir det benyttet innspenningsinnretninger som vekselvis opptar de store massekrefter av rørstrengen. En av innretningene er en holdeanordning eller opphengningsanordning (spider) hvormed en rørstreng ved hjelp av spennkiler blir holdt for sammenskruing med et ytterligere rør. For en slik holdeanordning blir det ifølge US-PS 2 545 177 benyttet en anordning til automatisk styring av settingen av spennkilene når den ønskede stilling av rørstrengen har blitt nådd.

Påsettingen av et enkelt rør på rørstrengen blir foretatt først ved hjelp av en hjelpeelevator eller -løfteklave som overtar røret fra et rørlager, setter røret på rørstrengen og holder den under sammenskruingsforløpet. Etter avslut-ningen av sammenskruingen med den rørstreng som befinner seg nedenfor det påsatte rør, blir hjelpeelevatoren fjer-net og erstattet av den annen innspenningsinnretning, en elevator eller løfteklave. Konstruksjonsmessig er denne hovedsakelig lik holdeanordningen og blir skjøvet over det innledningsvis frittstående rør som allerede er sammen-skrudd med rørstrengen, ovenfra, inntil dens spennkiler når den foreskrevne stilling på røret. Deretter blir dens spennkiler satt.

Oppnåelsen av den riktige stilling på røret er i praksis vanskelig. Elevatoren tillater ikke en nøyaktig betrakt-ning for fastleggelse av det riktige sted for dens spennkiler. Eksempelvis kan gripingen av en del av en rørmuffe føre til en avglidning ved overtagningen av de meget store massekrefter og til store skader på rørmuffen, idet det skal bemerkes at elevatoren må holde hele rørstrengen ved den øvre ende av et påskrudd rør, og senke denne straks holdeanordningen (spider) blir løsnet fra rørstrengen. Dette blir oppnådd idet elevatoren først hever hele rør-strengen litt for å avlaste holdeanordningen. Først da kan dennes spennkiler bli løsnet f.eks. ved hjelp av trykkluft. Videre skal det bli hindret at holdeanordningen (spider) blir åpnet på grunn av en misforståelse, selv om elevatoren ennå ikke har blitt lukket eller låst, og et rør eller sågar en lang rørstreng som blir holdt av spideren, derved går tapt.

Tapet av en rørstreng ved en feilaktig påsetting av elevatoren eller en feilaktig åpning av spideren er forbundet med store omkostninger og må derfor ubetinget bli unngått. Derfor ble det med en sikkerhetsanordning ifølge DE 42 27 645 C2 skaffet en mulighet til å sette spennkilene av en elevator på røret straks en rørmuffe når området for en avfølingsbryter. Denne bryterinnretning er anordnet på oversiden av elevatoren. Mekaniske påvirkninger som kan føre til en svikt, kan imidlertid ikke bli utelukket og truer den nødvendige, store bryter- eller kob-lingssikkerhet.

For å belyse teknikkens stand kan det ytterligere vises til US 2,829,617.

Hensikten med oppfinnelsen er å skaffe tilveie en sikkerhetsbryteranordning av den innledningsvis nevnte type, som er anordnet beskyttet innenfor en spenninnretning, som ikke er utsatt for mekaniske påvirkninger og med sikkerhet utelukker feilkoblinger. Denne hensikt oppnås ifølge oppfinnelsen ved at det til spennkileholderen av innspenningsinnretningen er festet en bryterknast for en sikkerhetsbryterventil som er anordnet ved grunnlegemet av innspenningsinnretningen, og som kan bli betjent av den bryterknast som kan bli beveget av spennkileholderen, når spennkilene inntar sin forskriftsmessige klemmestilling på eller ved rørstrengen.

Fortrinnsvis har bryterknasten en oppkjøringsrampe, en nedkjøringsrampe og en mellom disse anordnet, vertikal bryterflate og er overkjørbar av et kontakthjul av bryter-ventilen.

Lengden av koblingsflaten er fastlagt gjennom diameterfor-skjellen mellom det største og det minste av de rør som skal bli forskriftsmessig klemt med innspenningsinnretningen.

For bruk ved et boretårn under anvendelse av to vekselvis betjenbare innspenningsinnretninger (spider og elevator) er sikkerhetsventilen av den ene innretning koblet foran styreventilen for betjening av arbeidssylinderen til innspenning av kilene av den annen innretning.

I tillegg er det for hver innspenningsinnretning anordnet en kortslutningsbryter til omgåelse av sikkerhetsbryteren. Denne bryter blir betjent for å kunne innlede et innspen-ningsforløp ved det første rør av en rørstreng som skal bli dannet.

Bruken av ytterligere sikkerhetsventiler som gjensidig utelukker at styresylinderne for åpning og lukking av inn-spenningsinnretningene skal funksjonere samtidig og tilsvarende hindre en samtidig åpning av de to innspenningsinnretninger, f.eks. ved samtidig feilkobling, er av ytterligere stor sikkerhetsteknisk betydning.

De enkelte bestanddeler av sikkerhetsbryteranordningen er særdeles enkle, av en utførelse som er tilgjengelig i han-delen og anordnet innenfor en innspenningsinnretning, slik at mekaniske feil gjennom ytre påvirkninger ikke kan inn-treffe. Feilkoblinger blir utelukket med stor sikkerhet.

Oppfinnelsen vil i det følgende bli beskrevet nærmere under henvisning til tegningene som skjematisk viser et utførelseseksempel på oppfinnelsen.

Fig. 1 er en perspektivprinsippskisse av en sikkerhetsbry-ter med bryterknast. Fig. 2 viser et tverrsnitt gjennom en innspenningsinnretning før begynnelsen av et innspenningsforløp. Fig. 3 viser innspenningsinnretningen ifølge fig. 2, med satte kiler ved en feilaktig rørstilling. Fig. 4 viser innspenningsinnretningen ifølge fig. 2 eller 3 med satte spennkiler etter en oppnåelse av den riktige rørstilling innenfor innretningen. Fig. 5 er et koblingsdiagram for en pneumatisk drevet sikkerhet sbryteranordning .

Sikkerhetsbryteren 1 er med sitt hus 2 fast forbundet med en innspenningsinnretning og bærer på den fremre ende av en fjærende holdearm 3 et avfølingshjul 4, som kan kjøre over flatene 5, 6 og 7 av en bryterknast 8. Flatene 5 og 7 er oppkjøringsflater for avfølingshjulet og går over i bryterflaten 6. Lengden "1" er tilpasset diameterforskjel-len mellom det største og det minste rør som skal bli forskriftsmessig klemt med innspenningsinnretningen. Knasten 8 beveger seg gjennom sin faste forbindelse med spennkilene av innspenningsinnretningen i retningen for dob-beltpilen 9, og ved funksjonsforbindelse med avfølingshju-let 4 tillater knasten 8 at avfølingshjulet 4 kan nå sin bryterstilling via flatene 5 og 6.

I det viste utførelseseksempel ifølge fig. 1 er sikkerhetsbryteren ikke vist i berøringsstillingen med bryterknasten 8 for oppnåelse av en bedre oversiktlighet.

Innenfor et grunnlegeme 10 med kileflater 11 er det f.eks. anordnet to spennkiler 12a og 12b som kan bli satt vertikalt. Mellom disse kiler befinner det seg et parti av en rørstreng 13 som skal bli grepet og innspent ved setting av kilene. Spennkilene er festet til kileholdere 14a og 14b og via kraftoverføringslasker og forbindelsessteg 16a, 16b forbundet med et ringformet holdeledd 17. Det ringfor-mede holdeledd blir via innstillingsenheter som består av arbeidssylindre og innstillingsstempler 18a, 18b, innstilt vertikalt. Innstillingsenhetene kan bli betjent pneumatisk eller hydraulisk. Med henvisningstallet 19 er det f.eks. antydet en tilførselsledning for arbeidsmiddelet. Tilfør-selen blir styrt via en arbeidsventil 20, hvis betjenings-hevarm 21 er forbundet mekanisk med en. styresylinder 22. En beskyttelseskappe 23 på grunnlegemet 10 lukker hele innretningen utad i størst mulig grad.

Fig. 2 viser en del av en rørstreng 13 med en rørmuffe 24 innenfor spennkilene som ennå er åpne. Den store diameter av rørmuffen hindrer imidlertid settingen av spennkilene 12a og 12b til deres forskriftsmessige stilling. Bryterknasten 8 når derfor ikke avfølingshjulet 4 av sikkerhetsbryteren 1. Den samme virkning fås ved et innspenningsfor-løp med et rør som riktignok er forskriftsmessig anbrakt, men som har en for stor diameter.

En ytterligere feilstilling av rørstrengen innenfor en innspenningsinnretning er vist på fig. 3. Den rørstreng som skal bli klemt, har ikke nådd spennkilene 12a og 12b. Ved betjening av innstillingsenheten 18a og 18b, kan spennkilene derfor raskt bli senket til den nedre ende av kileflaten 11. Derved løper bryterknasten 8 raskt forbi avfølingshjulet 4, slik at det ikke oppnås et virksomt bryterforløp som skal bli utløst av sikkerhetsbryteren, og som frigjør innstillingsenhetene av den annen, ikke viste innstillingsinnretning for løsning. Den samme virkning fås ved et innspenningsforløp med et rør som riktignok er kor-rekt anbrakt, men som har en for liten diameter.

Fig. 4 viser rørstrengen i den foreskrevne klemmestilling innenfor innstillingsinnretningen. Spennkilene griper rørstrengen under forbindelsesmuffen 24. Spennekilene kan gjennomføre innspenningsforløpet ved hjelp av innstillingsenhetene 18a og 18b og derved innta sin foreskrevne stilling innenfor spennkileflaten 11. Ved senkningen av spennkilene 12a og 12b, når den bryterknast 8 som er festet til holdeleddet 14b av spennkilen, området for avfø-lingshjulet 4 og trykker dette mot huset 2 av sikkerhetsbryteren. Avfølingshjulet står herunder i funksjonsforbindelse med holdeflaten 6 av bryterknasten 8, hvorved denne ikke kan bli beveget ytterligere nedad, slik at avfølings-hjulet stadig ligger an mot holdeflaten og opphever sper-ringen via styresylinderen av den annen innspenningsinnretning (ikke vist), slik at denne kan frigjøre rørstrengen.

En bryterboks 3 0 (fig. 5) inneholder bryterelementene for det ønskede, automatiske forløp av arbeidsoperasjonene ved et boretårn med en holdeinnretning (spider) og en senke-og heveanordning (elevator) 32. Fra bryterboksen forløper de tilsvarende forbindelsesledninger til sikkerhetsventilene 1 og 101 ved holdeinnretningen 31 og ved senke-

og heveanordningen (elevator) 32 såvel som til de tilhø-rende styresylindre 22 og 122 som befinner seg ved innret-

ningene. Bestanddelene av hele sikkerhetssystemet vil bli beskrevet nedenfor ved hjelp av de enkelte operasjonstrinn idet det startes med sammenskruingsoperasjonen. Herved blir senke- og heveinnretningen for enkelhets skyld betegnet med den vanlige betegnelse "elevator" og holdeinnretningen betegnet med "spider" som er vanlig innenfor bransjen.

Hele innretningen blir forsynt med trykkluft fra en trykk-luftkilde 40.

Innledningsvis er spideren og elevatoren lukket. Sikkerhetskortslutningsventilen 41 for spideren 31 som kan bli lukket for hånd, blir åpnet. Den identiske sikkerhetskort-slutningsventil 141 for elevatoren kan forbli lukket. Deretter blir betjeningsventilen 42 for spideren innsjaltet. Denne åpner seg. Et rør kan bli trædd inn i spideren ved hjelp av en hjelpeelevator. Via betjeningsventilen 42 blir spideren deretter lukket under forutsetning av at bryterknasten når og beholder sin bryterstilling. Deretter blir sikkerhetskortslutningsventilen 41 utsjaltet og sikret, hvoretter sikkerhetssystemet er innkoblet via sikkerhetsbryteren 1.

På det rør som blir holdt i spideren, blir det satt og påskrudd et ytterligere rør ved hjelp av hjelpeelevatoren. Deretter kan den åpnede elevator bli skjøvet over det på-skrudde rør. Ved trykking av betjeningsbryteren 142 lukkes elevatoren via styresylinderen 122 og fastspenner det på-skrudde rør. Via bryterknasten blir sikkerhetsbryteren 101 på elevatoren aktivert. Derved blir arbeidsmiddelets vei til betjeningsventilen 42 frigitt.

Avslutningsvis kan spideren bli åpnet ved på trykking av betjeningsventilen 42. Den tilhørende bryterknast 8 forla-ter bryterstillingen ved sikkerhetsventilen 1. Arbeidsmiddelet til betjeningsventilen 142 blir avsperret og tømt. Elevatoren kan nå senke den rørstreng som har blitt dannet av de to første, sammenskrudde rør til den ønskede stilling. Deretter blir bryteren 42 igjen betjent, hvorved styresylinderen 22 blir aktivert og lukker spideren. Etter at bryterknasten har nådd sin forskriftsmessige stilling, spenner sikkerhetsbryteren 1 på ny, slik at elevatoren blir frigitt for åpning.

Ventilene 43 og 143 er sikkerhetsventiler som gjensidig

hindrer at styresylinderne 22 og 122 blir betjent samtidig og derved at spennkilene av spideren og elevatoren kan bli løsnet samtidig. Begge ventiler kan bli avstengt ved hjelp av stengeventilene 44 og 144 for å kunne innlede et ar-beidsforløp med opptagning av det første rør i spideren og elevatoren.

Claims (8)

1. Sikkerhetsbryteranordning for en innspenningsinnretning innrettet til å holde fast og/eller slippe eller heve en rørstreng, hvormed et borehull blir foret ut for fjell-avstøtting eller dannelse av en transportledning, hvilken sikkerhetsbryteranordning er forsynt med spennkiler (12a, 12b) og innrettet til å kunne bli betjent ved hjelp av et strømmende arbeidsmedium, karakterisert ved at det til spennkileholderen (14) av innspenningsinnretningen'er festet en bryterknast (8) for en sikkerhetsbryterventil (1), som er anordnet ved grunnlegemet (10) av innspenningsinnretningen og står i funksjonsforbindelse med bryterknasten (8) når spennkilene (12a, 12b) inntar sin forskriftsmessige klemmestilling ved rørstrengen.

2. Sikkerhetsbryteranordning ifølge krav 1 til bruk ved et boretårn under anvendelse av to vekselvis betjenbare innspennings innretninger, karakterisert ved at sikkerhetsbryterventilen (1) av den ene innretning (elevator eller løfteklave) er koblet oppstrøms for styreventilen for betjening av arbeidssylinderen til innspenning av kilene av den annen innretning (spider eller opphengningsinnretning) og vice versa.

3. Sikkerhetsbryteranordning ifølge krav 1, karakterisert ved at bryterknasten (8) oppviser en oppkjøringsrampe (7), en avkjøringsrampe (5) og en mellom disse anordnet bryterflate (6) og er innrettet til å kjøres over av et kontakthjul (4) av bryterven-tilen.

4. Sikkerhetsbryteranordning ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at lengden "1" av bryterflaten (6) er fastlagt av diameterdifferensen mellom det største og det minste av de rør som kan bli forskriftsmessig klemt fast med innspenningsinnretningen .

5. Sikkerhetsbryteranordning ifølge kravene 2 og 3, karakterisert ved at det for hver innspenningsinnretning er anordnet en kortslutningsbry-terventil (41,141) for å styre rundt sikkerhetsbryteren.

6. Sikkerhetsbryteranordning ifølge et av kravene 2-5, karakterisert ved at sikkerhetsventiler (43,143) er koblet oppstrøms for styresylindrene (22,122) for posisjonering av spennkilene av de to innspenningsinnretninger på en slik måte at styresylinderen av den ene innretning blir blokkert ved betjening av styresylinderen av den annen innspenningsinnretning .

7. Sikkerhetsbryteranordning ifølge krav 6, karakterisert ved at stengeventiler (44,144) til avbrytning av driften av sikkerhetsventilene (43,143) er koblet oppstrøms for sikkerhetsventilene (43,143), idet stengeventilene er innrettet til bli koblet for omstyring rundt sikkerhetsbryterne ved betjening av kortslutningsventilene (41,141).

8. Sikkerhetsbryteranordning ifølge krav 6 og 7, karakterisert ved at sikkerhetsventilene (43,143) og stengeventilene (44,144) er forsynt med returfjærer til automatisk tilbakestilling etter en trykkavlasting.