NO319125B1 - Klamring, spesielt for oljeror - Google Patents

Description

KLEMRING, SPESIELT FOR OLJERØR

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en klemring (ellers kjent som en klemme) i stor størrelse som er spesielt beregnet på å skulle holde et stivt eller fleksibelt oljerør eller lignende tungt, sylindrisk langstrakt element (rør, kabel, forsyningskabel) ved hjelp av fastklemming, og hvilken er spesielt innrettet til å brukes i en innretning for legging av rørledninger under vann, fra et rørleggingsskip.

Fransk patentsøknad nummer 98/00148, i søkerselskapets navn, hvilken søknad med fordel kan henvises til, og hvis lære inn-befattes i dette skrift gjennom henvisning, beskriver en rør-legginsinnretning i J- iay-familien. Den omfatter et tårn som kan skråstilles, plassert i og i stor høyde over rørleggings-skipets dekkshull, hvilket tårn er utformet for å ta en be-stemt rørlengde som skal legges, og en anordning for holding og bevegelse av nevnte rørlengde, idet nevnte anordning omfatter to motoriserte vogner som kan bevege seg frem og tilbake langs høyden av tårnet, og som kan ta med seg elementer for fastholding av røret. Disse holdeelementer er med stor fordel klemkjever (ellers kjent som klemmer), det vil si fak-tiske (og statiske) kleminnretninger, spesielt i motsetning til lineære spenninnretninger av kjedetypen (hvilke innebærer bevegelse av røret samtidig med klemkjevene). Ved å regulere strammingen av klemmene og forflyttingen av den ene eller andre vognen langs tårnet, er det mulig å bruke innretningen som beskrives i den ovennevnte anvendelse i et stort antall sammensetninger, noe som dermed gjør innretningen meget all-sidig, for derved å bevege røret på det som er kjent som "hånd over hånd"-måten.

Dokument GB 2 299 646 beskriver en klemme med kjever som bæ-res av forbindelsesstenger i form av et leddelt parallellogram, i samsvar med ingressen til det etterfølgende krav 1. I denne innretning, som er beregnet å skulle holde et rør hori-sontalt, er imidlertid bevegelsen av kjevene i det vesentlige langsgående og er lite egnet til det problem oppfinnelsen tar sikte på å løse, nemlig fastholding av tunge, vertikale rør.

Formålet med den foreliggende oppfinnelse er å fremskaffe en klemme som egner seg særlig godt i denne sammenheng.

Formålet med oppfinnelsen oppnås på grunn av en ringformet klemring omfattende et stivt, ringformet fundament som har en akse, og som ved hjelp av en bæreanordning bærer en koaksial ringformet kjevesammenstilling som er parallell med aksen og kan beveges i diametrale plan, idet nevnte bæreanordning for det første omfatter et stivt, ringformet legeme som omgir kjevesammenstillingen og er bevegelig gjennom aksial translasjon ved hjelp av styrbare sylinderaktuatorer som forbinder den med fundamentet, idet kjevene er forbundet med det ringformede legeme ved hjelp av minst to forbindelsesstenger som danner et leddelt parallellogram, karakterisert ved at nevnte bæreanordning også omfatter lange forbindelsesstenger som er leddet til fundamentet og på utsiden av kjevene i en stilling som er nær aksialretningen, slik at aksialtranslasjonen av det ringformede legeme i forhold til fundamentet gir en i det vesentlige radial og synkronisert forskyvning av kjevesammenstillingen.

Hver av kjevene består med fordel av en hovedkjeve bestående av en hovedbjelke og en sekundærkjeve bestående av en tilpasningsbjelke montert på hovedbjelken i en avstand som kan veksle mellom minst to stillinger, noe som gjør det mulig å utvide omfanget av rørdiametere som kan innpasses. Det fore-trekkes at reguleringen av avstanden er forskjellig fra én tilpasningsbjelke til den neste eller fra én gruppe tilpasningsbjelker til den neste, slik at et mindre antall tilpas-ningsbjeiker kan benyttes for rør med små diametere.

Denne ulikheten forsterkes ytterligere dersom tilpasnings-bjelkene velges fra sett av flere størrelser.

Det er fordelaktig dersom det i fundamentet og klemmens ho-veddel sørges for en sektor for å skyve et rør inn sidelengs eller for inspeksjon, hvilken sektor således utgjør en dør som med fordel er låsbar.

Oppfinnelsen vil lettere forstås gjennom følgende beskrivelse av én spesiell utførelse, idet det henvises til de vedføyde tegninger, hvor: Figur 1 er en tegning av klemmen ifølge oppfinnelsen, sett ovenfra; Figur 2 er en tegning av den samme klemme med sidedøren åpen, sett ovenfra; Figur 3 er et snitt langs A-A av klemmen ifølge figur 1; Figur 4 er et snitt langs A-C av klemmen ifølge figur 1, hvor snittet på venstre halvdel viser klemmen i lukket stilling (innspendt stilling), mens snittet på høyre halvdel viser den i åpen stilling (utløst stilling); Figurer 5A, SB og 5C er tegninger av en vertikal hovedbjelke for en kjeve, sett henholdsvis fra siden, forfra og ovenfra; Figurer 6A, 6B og 6C er tegninger av en tilpasningsbjelke for en kjeve, sett henholdsvis fra siden, forfra og ovenfra; Figurer 7A og 7C er tegninger av en bjelke og en tilpasningsbjelke ifølge figurer 5 og 6 brakt sammen og satt i stilling, sett henholdsvis fra siden og ovenfra; Figurer 7'A og 7'C er tegninger av en bjelke og en tilpasningsbjelke ifølge figurer 5 og 6 brakt sammen i tett konfi-gurasjon, sett henholdsvis fra siden og ovenfra; Figurer 8A og 8B er skjematiske fremstillinger av en klemme ifølge oppfinnelsen, sett henholdsvis fra siden og ovenfra, hvor kjever med en tilpasningsbjelke av en første type klemmer fast et rør med en første diameter; Figurer 9A, 9B, 10A og 10B er tegninger lignende figurer 8A og 8B, for rør med henholdsvis en andre og en tredje diameter og de samme kjever; Figurer 11A, 11B, 12A og 12B på den ene side, og 13A og 13B på den annen side, er tegninger lignende de foregående figurer for rør med henholdsvis en fjerde og femte diameter med en andre type kjever, og med en sjette diameter med den samme andre type kjever, av hvilke kun én av tre er brakt i utplas-sert stilling; Figur 14 er en tegning av konstruksjonsdetaljene i området rundt åpningen i klemmens fundament, sett fra siden; Figur 15 er en detalj tegning av sjakkelleddet som leddforbin-der en forbindelsesstang for styring av en kjeve, sett ovenfra; Figur 16 er en skjematisk fremstilling av en klemme ifølge oppfinnelsen, sett ovenfra, hvor klemmen er montert i et rør-leggingstårn som er vist med stiplede linjer.

Det henvises først til figurer 1 til 4. Klemmen 1 ifølge oppfinnelsen er i alt vesentlig satt sammen av et stivt, ringformet fundament 2 med en diameter på omkring 5 m, hvilket fundament bærer et klemlegeme 3 som har en høyde på omkring 4 m og er vertikalt bevegelig, på hvilket det er montert tolv kjever 4, også med en høyde på omkring 4 m, via fire parallelle, ca. 1,6 m lange, leddete forbindelsesstenger 5 som holder kjevene vertikale.

Fundamentet 2 består av en ringformet bjeikestruktur som i midten etterlater et hull 57 for gjennomløp av et rør med en diameter på ca. 1,6 m. Festet til den ringformede struktur og fordelt om omkretsen er legemene til tolv vertikale, hydrauliske sylinderaktuatorer 6, hvis stengers 7 øvre ende er leddet i sjakkelledd 8 som er festet til klemlegemet 3. Klemlegemet 3 består av en sylindrisk (eller flerkantet for å gjøre det praktisk å produsere den i tolv sammensatte segmen-ter) , stiv struktur som på sin innerflate, i tillegg til sjakkelleddene 8 som allerede er nevnt, har leddopplagring 9 beregnet på de sjakke11edd-formede nedre ender 10 av forbindelsesstengene 5 som er forbundet med kjevene 4. Figur 15 viser mer detaljert sjakkelleddets 10 leddforbindelse ved nedre ende av forbindelsesstangen 5, til en aksel 20 som går gjennom opplagringen 9.

Forbindelsesstengene 5 er laget i form av stive rør hvis øvre ender 11 er også formet som sjakkelledd, slik at de kan led-des om aksler 21 som går gjennom fire vertikalt innrettede huller 22 i kjevene 4, som vist på figurer 5 til 7, hvilke det nå henvises til. Kjevene 4 består av vertikale bjelker 23 som på innsiden er kantet ved hjelp av en bevegelig tilpasningsbjelke 12 som er leddforbundet med bjelken 23 ved hjelp av leddstenger 24 og 24'.

Hver bjelke 23 omfatter et profilstykke 25 med et i det vesentlige rektangulært tverrsnitt, hvis stykkes radialt innvendige flate er forlenget (i forhold til sin posisjon i den sirkelformede klemme) ved hjelp av to triangulære, profilerte flenser 26 som mellom seg etterlater et vertikalt rom 27 med et i det vesentlige U-formet tverrsnitt, hvor den lukkede ende av rommet dannes av den radialt innvendige flate 29 av profilen 25. Denne flate 29 er krenelert med en rekke tinder 30 omfattende en skrå side 31 og en rett side 32 som flanke-rer en flat topp 33, idet to tinder 3 0 er adskilt av et skår

40 med en flat bunn 34.

Hver tilpasningsbjelke 12 består av et profilstykke med et i det vesentlige rektangulært tverrsnitt, hvis stykkes tykkelse i det vesentlige tilsvarer bredden av rommet 27, i hvilket det er beregnet å skulle føres inn, og hvis lengde kan velges i samsvar med diameteren på rørene som skal spennes fast, in-nenfor et visst område. På den radialt innvendige side av tilpasningsbjeiken 12 danner kantene skråkanter 35 som skrå-ner med en vinkel på 15° i forhold til profilstykkets vertikale midtplan 36 og er parallelle med de skrå sider 37 på flenser 26. Tilpasningsbjeikens 12 radialt utvendige flate består av tinder 39 som supplerer skårene 40 i profilstykket 25. På lignende vis supplerer skårene 41 som atskiller tindene 39, tindene 30.

I dybden av tre tinder 39 på tilpasningsbjeiken 12, helst én ved øvre ende, én nær midten og én i nedre ende av bjelken,

er det en utsparing 42 hvis vertikale vegger er gjennomhullet av en åpning 43 gjennom hvilken det går en aksel som gjør det mulig å leddforbinde leddstenger 24 og 24'. Den andre ende av leddstengene 24 og et mellomliggende område av leddstang 24'

er på samme vis leddforbundet med en akse 44 som er festet i veggene i utsparinger 45 dannet i tilsvarende tinder 30 som hører hjemme i bjelken 23. Bredden og formen av utsparingene 42 og 45 muliggjør passasje og nødvendig dreiing av leddstengene 24 og 24'. Den nedre utsparing 44' er forskjellig fra den øvre og to midtre utsparinger i det at den strekker seg mot bunnen av profilstykket og også strekker seg radialt utover ved hjelp av et manøvreringshulrom 46 inne i selve profilstykket 25.

Hulrommet 46 er på den ene side beregnet å skulle romme en fortsettelse 47 av den nedre leddstang 24', og på den annen side stangen 48 og øvre ende 49 av en sylinderaktuator 50 hvis legeme er anordnet under bjelken 4. Den nedre leddstang 24' omfatter på den ene side en del som når det gjelder dimensjoner er lik leddstengene 24 og er leddforbundet med ak-selene 43 og 44 på samme måte, og på den annen side har den stive forlengelse 47, forbi leddforbindelsen ved 44, en langsgående slisse 51 i hvilken leddakselen 52 for øvre ende 49 av sylinderaktuatoren 50 glir.

I den tilbaketrukne stilling som er vist på figurer 7A og 7C, er stangen 48 i sylinderaktuator 50 trukket tilbake, og dette har tvunget leddstangen 24' til å dreie seg helt rundt, slik at akselen 43 bringes i høyest mulig stilling; samlingen av leddstenger 24 og 24' har dreid seg samtidig og plassert til-pasningsbj eiken 12, som fremdeles er vertikal, i sin høyeste stilling, i hvilken den på grunn av måten tindene og skårene som er anordnet på bjelken 23 på den ene side og på tilpas-ningsbj eiken 12 på den annen side, fullstendig utfyller hverandre, er i fullstendig inngrep med rommet 27, og derfor plassert fullstendig mellom flensene 26 på bjelken 23. Sam-menpasningen av tindene og skårene på bjelken og tilpasnings-bj eiken sikrer at de vertikale krefter som utøves av ett element på det andre, motvirkes helt. Den skrå side 31 og den tilsvarende skrå side på komplementærelementet gjør det mulig for leddstengene å dreie seg rundt og for de sammenpassede deler å gå ut av inngrep. I tillegg vil de horisontale kompo-nenter i krefter som skyldes vekten av et rør (skissert inn som 100), og som virker på tilpasningsbjeiken, hvilke krefter har en tendens til å skille de to elementer på grunn av skjevheten i kontaktflatene, motvirkes av, på den ene side friksjonen mellom de to sider, den ene på den andre, og den stillingsopprettholdende kraft fra sylinderaktuator 50, og på den annen side av den fysiske umulighet i å skille de to elementer fra hverandre, idet bjelken 23 på utsiden er blokkert i radialretningen av resten av klemstrukturen, og tilpas-ningsbjelken 12 på innsiden er blokkert i radialretningen av røret 100 mot hvilket det faktisk hviler. Slutteffekten er en forbedring i spennkraften.

I den utplasserte stilling som er vist på figurer 7'A og 7'C, er stangen 48 i sylinderaktuator 50 plassert ut, og har ført til at leddstangen 24' har dreid seg slik at akselen 23 når

sitt laveste punkt ved enden av sin sirkelbane. I denne stilling hviler tilpasningsbjeiken 12 via sine tinder 39 på bjel-kens 23 tinder 30 og stikker ut fra flensene 26 som vist på figur 7'C. Vekten av et rør (skissert inn som 100) i kontakt med tilpasningsbjeikene 12 har en tendens til å presse til-pasningsbj eiken enda fastere mot bjelken, fordi leddstengenes 24 og 24' aksler 43 befinner seg nedenfor akslene 44. Ved å plassere ut eller trekke tilbake tilpasningsbjeikene er det mulig å skape en forskjell på 9 cm i forhold til aksen gjennom klemmen (det vil si en 18 cm forskjell i diameter for et rør som holdes i klemmen).

Bjelken 23 omfatter de fire ovennevnte innrettede akselhull 22, og radialt utover og mot øvre ende av bjelken 23 rommer en nese 13 akselen 53 som ledder de øvre ender av tolv lange forbindelsesstenger 14 (ca. 4,8 m lange) som er nær vertikale, og hvis nedre ender er leddet til fundamentet 2 ved 15 (jfr. figurer 3 og 4).

Ved å sammenligne høyre og venstre halvdel av figur 4, kan det ses at ved å strekke ut sylinderaktuatorens 6 stang, he-ves sjakkelleddet 8 og hele legemet 3(venstre halvdel); kjevene 4, som holdes bakfra ved hjelp av leddet 53, står ikke fritt til å heve seg samtidig med legemet 3; dermed finner det sted en relativ rotasjon av forbindelsesstengene 5 om sine ledd på akselen 20, idet forbindelsesstengene inntar en mer horisontal stilling (for eksempel mellom 7 og 22° i forhold til horisontalplanet i innspent stilling). Ettersom legemet 3 befinner seg i en fast avstand fra midtaksen 56 gjennom klemmen, fører dette til at kjevene 4 beveger seg nærmere midtaksen 56 i samsvar med den innspenning av røret som kan ha blitt plassert i klemmen 1. Under denne bevegelse mot aksen forblir kjeven 4 vertikal på grunn av det leddete paral-lellogramsystem som består av forbindelsesstengene 5, og po-sisjonen har kun endret seg litt i høyderetningen på grunn av den svake rotasjon av den lange, nær vertikale forbindelsesstang 14 som sørger for forbindelsen med fundamentet 2. Dersom fundamentet 2 tas som referanse, og dersom det antas at et rør mot hvilket kjevene 4 er klemt overfører sin vekt til disse kjever, kan det ses at den resulterende kraft på kjevene 4, hvilken kraft har en tendens til å presse disse kjever nedover, samtidig har en tendens til å flytte dem nærmere aksen 56 på grunn av leddforbindelsene som er etablert ved hjelp av forbindelsesstengene 14, som er forbundet med det faste fundament og derfor har en tendens til å klemme rø-ret enda bedre fast.

På høyre halvdel av figur 4 har fullstendig tilbaketrekking av sylinderaktuatoren 6 plassert legemet 3 i dettes laveste stilling og fått forbindelsesstengene 5 til å dreie seg rundt i forhold til legemet 3 og inn i sine nærmest vertikale stillinger (52° i forhold til horisontalplanet), noe som fører til at kjeven 4 plasseres i den av sine stillinger som er lengst vekk fra midtaksen 56, det vil si i den stilling hvor klemmen er åpen på sitt videste. I denne stilling er avstanden mellom kjevene lik diameteren av åpningen 57 i fundamentet 2.

Fundamentet 2 og legemet 3 kan åpne seg over et stort nok sirkelsegment til å gjøre det mulig å skyve et rør inn i klemmen, og kan for eksempel danne en passasje 58 på 0,8 m som vist på figur 2. Åpningen oppnås ved å dreie et segment om et ledd 16 ved bruk av en manøvrerende sylinderaktuator 17. Lukking og låsing utføres ved en ringformet del 18 som samvirker med låseaktuatorer 19 {jfr. figurer 2 og 4). Ved kantene av det dreiende sirkelsegment har fundamentet 2 over-lappende skjøter 55.

Klemmen 1 ifølge oppfinnelsen kan installeres som vist på figur 16 i en vogn 60 med motoriserte hjul 61, hvilken vogn selv er montert i et rørleggingstårn 62 (jf. ovennevnte pa-tentsøknad 98/00148). Klemmen kan også monteres på et hvilket som helst annet "hånd-over-hånd" forflyttingssystem som i seg selv er kjent.

Selvsagt er det anordnet en hydraulisk styreenhet (ikke vist) for å drive de ulike hydrauliske sylinderaktuatorer i klemmen.

Måten klemmen 1 virker på for innspenning av rør med ulike diametere vil nå bli forklart med spesiell henvisning til figurer 8 til 13. For å gjøre det mulig for klemmen ifølge oppfinnelsen å tilpasse seg de ulike rørdiametere, må følgende trekk kombineres på riktig måte: For det første kjevetilpas-ningsbjelkenes 12 ulike dimensjoner, for det andre utplasse-ring eller tilbaketrekking av nevnte tilpasningsbjelker inn i kjevenes hovedbjelker (dersom relevant; uavhengig fra én tilpasningsbjelke til en annen), og for det tredje selvsagt re-gulering av avstanden mellom kjevene som et resultat av den styrte heving eller senking av klemlegemet 3, og som et resultat av bevegelsen av de ulike forbindelsesstenger 5 og 14. Figurene 8, 9 og 10 viser bruken av en klemme i hvilken kjevenes 4 tilpasningsbjelker 12 er av den minste størrelse (den som også er vist på figur 7), hvor tilpasningsbjeikene 12 ligger helt mellom flensene 26 på bjelken 23 når kjevene befinner seg i tilbaketrukket stilling. På figurene 8A og 8B klemmer klemmen fast et rør 100 med en diameter på 0,22 m. Sylinderaktuatorene 6 er plassert ut i maksimal utstrekning, og forbindelsesstengene 5 befinner seg ved minimum hellings-vinkel ai forhold til horisontalplanet (7°). Kjevenes sylinderaktuatorer 50 befinner seg i utstrakt stilling som vist ved hjelp av leddstangens 24' skråstilling og tilpassnings-bjelkens 12 utstrakte stilling i forhold til kjevenes bjelker 23. Som vist ved hjelp av figur 8B, kan de skråskårne flenser 26 på bjelkene 23 på den ene side og de skråskårne sider på tilpasningsbjeikene 12 på den annen side, komme meget nær hverandre når de er klemt fast rundt et rør. Avstanden e mellom to tilstøtende flenser er ca. 13 mm.

Eneste forandring på figurene 9A og 9B er at sylinderaktuatorene 50 er blitt trukket tilbake, og tilpasningsbjeikene 12 er derfor blitt trukket tilbake i innskjæringen i bjelkene 23, noe som således gir en økning i diameter på to ganger 90 mm, dvs. at det muliggjør fastklemming av et rør med en diameter 0 på 0,4 m.

For å bytte til konfigurasjonen på figurene 10A og 10B, er sylinderaktuatorene 6 blitt trukket litt tilbake for dermed å senke legemet 3 for å gi forbindelsesstengene 5 en klemvinkel a på 22° og muliggjøre fastklemming av et rør 100 med en diameter 0 lik 0,6 m. Avstanden e mellom de tilstøtende flenser 26 av kjevene er 67 mm.

På figurene 11 til 13 gjøres det bruk av en andre størrelse av tilpasningsbjelker 12 som selv i ikke-utstrakt tilstand som vist ved leddstengenes 24' stilling på figurer 11A og 12A, stikker ut fra flensene 26 på bjelkene som vist på figurene 11B og 12B. I tilfelle figurene 11A og 11B er vinkelen a 7°, diameteren 0 0,2 m( og avstanden e 14 mm. I tilfelle figurene 12A og 12B er vinkelen a 20°, diameteren 0 0,39 m, og avstanden e er 66 mm. Det kan således ses at i denne kon-figurasjon kan det klemmes fast rør med samme diameter som i konfigurasjonen på figurer 9A og 9B.

På figurene 13A og 13B er det blitt benyttet samme størrelse på tilpasningsbjeikene 12, men med kun fire av dem i utstrakt tilstand, hvor disse således er i stand til å klemme fast et rør med meget liten diameter (0 = 0,08 m), idet de øvrige åtte tilpasningsbjelker befinner seg i tilbaketrukket stilling for ikke å være til hinder for at de fire utstrakte tilpasningsbjelker skal kunne bevege seg ekstremt nær hverandre.

Claims (4)

1. Ringformet klemring omfattende et stivt, ringformet fundament (2) som har en akse, og som ved hjelp av en bæreanordning bærer en koaksial ringformet sammenstilling av kjever (4), hvilken sammenstilling er parallell med aksen og er bevegelig i diametrale plan, idet nevnte bæreanordning på den ene side omfatter et stivt, ringformet legeme (3) som omgir kjevesammenstillingen (4) som er bevegelige i aksial translasjon ved hjelp av styrbare sylinderaktuatorer (6) som forbinder den med fundamentet (2), idet kjevene (4) er forbundet med det ringformede legeme (3) ved hjelp av minst to forbindelsesstenger (5) som danner et leddet parallellogram, karakterisert ved at nevnte bæreanordning også omfatter lange forbindelsesstenger (14) leddet til fundamentet (2) og til utsiden av kjevene (4) i en stilling som er nær den aksiale retning, slik at aksial translasjon av det ringformede legeme (3) i forhold til fundamentet (2) gir en i det vesentlige radial og synkronisert forskyvning av kjevesammenstillingen (4).

2. Klemme som angitt i krav 1, karakterisert ved at hver av kjevene (4) består av en hovedbjelke (23) og en tilpasningsbjelke (12) montert på hovedbjelken i en avstand som kan forandres mellom minst to stillinger.

3. Klemme som angitt i krav 2, karakterisert ved at tilpasningsbjeikene (12) velges fra sett med flere størrelser.

4. Klemme som angitt i et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at det i fundamentet (2) og klemlegemet (3) er sørget for at en sektor kan åpnes for å skyve et rør inn sidelengs eller for inspeksjon.