NO320661B1 - Anordning for sammenkoblinger av rorledninger - Google Patents

Description

O ppfinnelsens område

Den foreliggende oppfinnelse vedrører anordninger for sammenkobling av rørledninger. Nærmere bestemt vedrører oppfinnelsen en anordning for opplinjering og sammenkobling av rørledninger, hvis rørledningsender kan være innbyrdes bevegelige før sammenkobling og således ikke opplinjert. Anordningen kan benyttes for gjentatt tilkobling/frakobling av rørledninger.

O ppfinnelsens bakgrunn og kjent teknikk

Anordninger for tilkobling og frakobling av rørledninger blir fordelaktig anbrakt i rørledninger for overføring av fluid fra for eksempel en produksjonsplattform eller et lagersted til et transportfartøy. Dette kan være ønskelig av sikkerhetsmessige årsaker, ved for eksempel for stor avdrift av fartøyet eller for stor rotasjon, med fare for både helse, miljø og verdier, eller på grunn av de funksjonelle fordeler ved å ha en tiWfrakoblbar kobling i en rørledning.

En anordning for sammenkobling av rørledninger har fordelaktig funksjonalitet for tilkobling og frakobling selv ved relativt store bevegelser mellom rørledningsendene, både i form av rotasjon, radiell og angulær bevegelse. I noen situasjoner vil det ha stor sikkerhetsmessig betydning om en anordning for sammenkobling av rørledninger kan frakobles hurtig. Det kan også være fordelaktig om tilkobling og frakobling kan foretas fjernstyrt, uten behov for manuelle operasjoner.

Det fines mange anordninger for sammenkobling av rørledninger. Det er imidlertid i ulik grad knyttet ulemper til de tidligere kjente anordninger. Noen eksempler på slike ulemper er som følger: • Det er ofte ikke tilstrekkelig kontroll over forspenning eller tiltrekningsmomentet for sammenkoblede rørledninger. • Det vil i mange tilfeller være en endring over tid av nevnte tiltrekningsmoment som følge av slitasje eller andre nedbrytningsmekanismer, med mulig resulterende lekkasje og fare for mennesker, miljø og verdier. • Verktøyet for forspenning av bolter vil i mange tilfeller ikke være permanent integrert i anordningen for sammenkobling, hvilket betyr at deler av sammenkoblingsoperasjonen som helhet må utføres manuelt. Dette påvirker også tiden for tilkobling og frakobling. • For mange anordninger finnes det ikke mulighet for hurtig frakobling, hvilket kan være et absolutt krav i en del sammenhenger, særlig av sikkerhetsmessige årsaker. • Mange koblinger har bare én barriere for tetning mellom rørledningstrykket og det ytre miljø. • For sammenkoblingsanordninger med 2 barrierer i tetningen, er det som regel kun mulig å trykkteste koblingen som et hele, dvs. at det ikke kan detekteres med sikkerhet om begge barrierene er tette. • En del anordninger for sammenkoblinger er meget følsomme med hensyn til relativ bevegelse som kan tillates mellom rørledningsendene, hvilket medfører snevre toleranser som kan aksepteres før sammenkobling.

Det er behov for en anordning for sammenkobling av rørledninger, hvilken anordning har forbedrede egenskaper med hensyn til de ovennevnte forhold.

O ppsummering av oppfinnelsen

Med den foreliggende oppfinnelse imøtekommes det ovennevnte behov ved at det tilveiebringes en anordning for opprettende sammenkobling av rørledninger, omfattende en hanndel med minst én styrepinne med avsmalnet ende og en hunndel med minst ett motsvarende utformet mottaksspor, slik at hann- og hunndelen, montert på hver sin rørledningsende, med opprettende virkning kan føres sammen slik at rørledningsendene sammenkobles, idet anordningen særpreges ved at den videre omfatter: minst én bolt, plassert parallelt med lengdeaksen til det minst ene par av styrepinne og mottaksspor, idet bolten er utstyrt med innretninger for kontrollert tiltrekking og langtidsstabil låsing, og

tetning, i form av en enkelt-, dobbelt- eller fierbarriere, for tetning på motstående tetningsflater på hann- og hunndelen, anbrakt slik at tetningen omslutter rørledningsendene som sammenkoblet.

Med sammenkobling av rørlednigsendene menes det også sammenkobling ved at forlengelsen av rørledningsendene, med åpning for fluidtransport gjennom anordningen, blir sammenkoblet. Med "tetningen omslutter rørledningsendene" menes det også at tetningen omslutter åpningen for fluidtransport gjennom anordningen. Anordningens hunn- og hanndel monteres fortrinnsvis som en forlengelse på hver sin rørledningsende, med flenser, men anordningen kan også ha utforming slik at endene kan festes inne i anordningen.

Anordning ifølge oppfinnelsen omfatter mest foretrukket to par av styrepinner og mottaksspor, med en gjenget bolt i senteraksen av hvert par av styrepinne og mottaksspor. Nevnte utførelsesform er foretrukket for de fleste rørdimensjoner.

Anordningen ifølge oppfinnelsen omfatter fordelaktig, spesielt for store rørdimensjoner, fire par eller flere av styrepinner og mottaksspor, med en gjenget bolt i senteraksen av hvert par av styrepinne og mottaksspor. Økt rørdimensjon gjør det mer fordelaktig med flere par av styrepinner og mottaksspor, fortrinnsvis med en bolt for hvert par.

Anordningen ifølge oppfinnelsen omfatter fordelaktig en innretning for hurtigutløsning av sammenkoblingen.

Anordning ifølge oppfinnelsen kan for små rørdimensjoner fordelaktig omfatte ett par av styrepinne og mottaksspor, med en bolt med gjenger eller bajonettfatning mellom rørledningen og det ene par av styrepinne og mottaksspor.

Innretningen for kontrollert bolttiltrekking og boltløfting er fordelaktig av hydraulisk type, med én innretning for hver bolt.

Anordningen omfatter fordelaktig en innretning for grov dreining rundt den ene rørledningsakse av enten hann- eller hunndelen, slik at styrepinnene og mottakssporene i hovedsak kan opplinjeres med hensyn til rotasjon.

Anordningen omfatter fordelaktig en innretning for trykktesting av tetningene, i form av en nippel og spor til hvert rom mellom tetningene, men for enkelttetning til mellom den innerste tetning og rørledningen, tilkoblet hydraulisk utstyr.

Hunndelen omfatter fordelaktig, fra senteraksen og radielt utover, åpning for fluidtransport, et nav utformet symmetrisk rundt åpningen, mottakkspor tilpasset hanndelens styrepinner, styrekanter og utvendig skjørt, idet navet, mottakssporene og styrekantene bidrar til opprettende virkning ved sammenføring av hunn- og hanndelen. Således er hann- og hunndelen, for sidene som skal føres sammen, utformet som avsmalede styrepinner, styrekanter og nav som passer inn i motsvarende utformede spor slik at opplinjeringen øker ettersom delene føres sammen.

Te<g>ninger

Fig. 1 viser et snitt av anordningen ifølge oppfinnelsen, før sammenkobling.

Fig. 2 viser anordningen sammenkoblet.

Fig. 3 viser boltene drevet ned i posisjon under nedre flens.

Fig. 4 viser boltene dreid til låst posisjon og forspent hydraulisk.

Fig. 5 viser forspenningen sikret mekanisk.

Fig. 6 viser aktivert hurtig utløser.

Fig. 7 viser en alternativ hurtigutløser, og

Fig. 8 viser en anordning ifølge oppfinnelsen med en annen utforming for sammenkobling av den nedre og øvre del.

Detaljert beskrivelse

For anordningen ifølge den foreliggende oppfinnelse benyttes fortrinnsvis hydraulisk forspenning av boltene, etterfulgt av mekanisk låsing ved hjelp av for eksempel låsemuttere. Det er mulig å benytte svært stor sammentrekningskraft, hvilket gir mulighet for store pakningsdiametre og standard flenskoblinger, og dessuten bruk av flere tetningsbarrierer i pakningssystemet, for eksempel 2 barrierer eller flere.

I anordningen ifølge oppfinnelsen er verktøyet for forspenning eller tildragning av boltene permanent oppkoblet med ett verktøy pr. bolt, hvilket muliggjør en fullstendig fjernoperert kobling med god kontroll over tildragningsmomentene. Det er fordelaktig også innbefattet en hydraulisk aktiverbar hurtigutløsning, slik at de iblant meget strenge krav for maksimalt tillatt frakoblingstid kan imøtekommes.

Anordningen for sammenkobling av rørledninger ifølge oppfinnelsen kan akseptere relativt store relative bevegelser mellom de to rørledningsendene og de to hoveddelene av anordningen, både i form av rotasjon, radiell og angulær bevegelse. Dette oppnås ved å benytte fordelaktige geometrier som medfører at den selvopprettende virkning blir betydelig, både med hensyn til rotasjon, radiell og angulær forskyvning. Når de to hoveddeler av koblingen nærmer seg hverandre under oppkobling vil hoveddelene og rørledningsendene derfor opplinjeres ettersom delene sammenkobles, hvorved den største tillatte mistilpasning mellom rørledningsendene før sammenkobling er relativt stor. Nevnte opplinjering foregår uten at noen deler av anordningen ifølge oppfinnelsen overbelastes mekanisk, hvilket oppnås ved en kombinasjon av anordningens utforming og dimensjoneringen av anordningen.

Anordningens hann- og hunndel, montert på hver sin rørledningsende, må føres i noenlunde inngrep ved hjelp av annet utstyr før sammenkobling med anordningen kan finne sted.

Det henvises nå til Fig. 1 som illustrerer en anordning ifølge oppfinnelsen, med to styrepinner 6,2 og to mottaksspor 1, 8, 7. Anordningen består av to hoveddeler, nemlig en hunndel 9 og en hanndel 10.1 hunndelen 9 er det hull for boltene 3 som er montert inn i boltforspenningsverktøy 4, 5 anbrakt i hanndelen 10. Boltene kan beveges opp og ned ved hjelp av en boltløfter som er en del av et verktøy 4, 5 for bolttildragning, og dreies ved hjelp av en dreiemotor som dreier boltløfteren, bolten og en eventuelt påmontert hurtigutløser 12. Boltene 3 er i denne posisjon parkert i en radiell guide 6, integrert i styrepinnene. Bolten kan utformes med gjenger, eller enda enklere med bajonettfatning eller kroker (slik det fremgår av ytterligere figurer). Tilsvarende er det i den nedre hoveddel, hunndelen 9, anordnet hull, enten med gjenger eller tilpassede spor.

En styrekant 8 i hunndelen har en sagtannet profil med to eller flere tenner. Tilsvarende er det på den øvre del av anordningen, på styrepinnen, anordnet en retningsguide 2 som kan være en radielt montert pinne eller sagtenner tilsvarende styrekanten 8 montert i hunndelen av anordningen. Styrekanten 8 kan enten være formet som en hel trekant (som vist i snitt A-A) for fluidkoblinger med helt passiv styring av den relative dreieretning av de to hoveddelene, eller med avkuttede tenner hvor det brukes en motor for den innledende dreining, og hvor styrekanten etter hvert overtar for finjustering av dreiningen. Hensikten med dreieinnretningene er å sikre at boltene i den øvre delen av anordningen, som illustrert i hanndelen, kommer i hovedsak på linje med hullene i den nedre del av anordningen, dvs. hullene i hunndelen. Rundt senter av fluidkoblingen er det et kjegleformet nav 1 som kan ha en øvre og en nedre styrekant for radiell styring i forhold til guiden 6. Øvre og nedre styrekant vil i kombinasjon gi en oppretting av den radielle guide 6 i forhold til navet 1. Nevnte nav er tilsvarende en spesialutformet hub eller flens. En tilsvarende opprettende virkning kan oppnås med aksielt anlegg mellom en øvre flens 10 og et utvendig skjørt 7 i kombinasjon med kun én radiell styrekant på nav 1.

Forspenningsverktøyets nedre del 4 er montert i hanndelen, på en øvre flens. Dette verktøy består av en hydraulisk del til forspenning eller tildragning av bolten når den er kommet i posisjon. Videre er det også innbefattet en låsemutter eller en låseinnretning slik at hydraulikken kan kobles ut eller avlastes uten at forspenningen tapes. Slike verktøy er kjent fra forspenning av flenser, og er kommersielt tilgjengelige.

På toppen av boltforspenningsverktøyets øvre del 5 er det illustrert en hurtigutløser 12 som kan brukes i systemer hvor svært hurtig frakobling er påkrevd. I henhold til de ytterligere figurer er denne hydraulisk aktivert ved hjelp av en sylinder i senter av boltens forlengelse. Hurtigutløsningen medfører at bolten mister forspenningen momentant og går ut av inngrep sammen med den nedre hoveddel av anordningen. Boltene er således opphengt eller festet i hurtigutløseren.

Pakningene 11 sørger for tetning mellom den øvre flens 10 i hanndelen og navet 1 i hunndelen når anordningens hoveddeler er helt sammenføyd. Pakningene 11 kan anordnes både aksielt og radielt.

På Fig. 2 illustreres anordningen ifølge oppfinnelsen sammenstilt.

På Fig. 3 vises boltene drevet ned i posisjon under den nedre flens 9 i hunndelen, og i snitt under den nedre flens er boltene illustrert i ulåst posisjon.

På Fig. 4 er boltene dreid til låst posisjon og forspent hydraulisk med stemplet på boltforspenningsverktøyets nedre del 4 mot den øvre flens 10 i hanndelen.

På Fig. 5 vises at forspenningen er sikret mekanisk, idet hydraulikken er avlastet med en låsemutter.

På Fig. 6 vises en aktivert hurtigutløser 12, mens på Fig. 7 vises en alternativ hurtigutløser 12.

På Fig. 8 illustreres anordningen ifølge oppfinnelsen med alternativ styring for sammenkobling av de to hoveddeler, og derved rørledningsendene. Den illustrerte utførelsesform har to radielle styreriller på navet 1 som sørger for både radiell og aksiell oppretting.

Claims (10)

1. Anordning for opprettende sammenkobling av rørledninger, omfattende en hanndel (10) med minst én styrepinne (6, 2) med avsmalnet ende og en hunndel (9) med minst ett motsvarende utformet mottaksspor (1,8, 7), slik at hann- og hunndelen, montert på hver sin rørledningsende, med opprettende virkning kan føres sammen slik at rørledningsendene sammenkobles, karakterisert ved at anordningen videre omfatter: minst én bolt (3), plassert parallelt med lengdeaksen til det minst ene par av styrepinne og mottaksspor, idet bolten er utstyrt med innretninger (4, 5) for kontrollert tiltrekking og langtidsstabil låsing, og tetning (11), i form av en enkelt-, dobbelt- eller fierbarriere, for tetning på motstående tetningsflater på hann- og hunndelen, anbrakt slik at tetningen omslutter rørledningsendene som sammenkoblet.

2. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at anordningen omfatter to par av styrepinner (6,2) og mottaksspor (1,8, 7), med en gjenget bolt (3) i senteraksen av hvert par av styrepinne og mottaksspor.

3. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at anordningen omfatter fire par av styrepinner (6,2) og mottaksspor (1, 8, 7), med en gjenget bolt (3) i senteraksen av hvert par av styrepinne og mottaksspor.

4. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at anordningen omfatter ett par av styrepinner (6,2) og mottaksspor (1, 8, 7), med en bolt (3) med gjenger eller bajonettfatning mellom rørledningen og det ene par av styrepinne og mottaksspor.

5. Anordning ifølge et hvilket som helst foranstående krav, karakterisert ved at innretningen (4, 5) for kontrollert bolttiltrekking er av hydraulisk type, med én innretning for hver bolt.

6. Anordning ifølge krav 5, karakterisert ved at innretningen (4, 5) for kontrollert bolttiltrekking også kan benyttes til boltløfting og boltsenking.

7. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at den omfatter en innretning for grov dreining rundt den ene rørledningsakse av enten hann- eller hunndelen, slik at styrepinnene og mottakssporene i hovedsak kan opplinjeres med hensyn til rotasjon.

8. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at anordningen omfatter en innretning for trykktesting av tetningene, i form av en nippel og spor til hvert rom mellom tetningene, men for enkelttetning til mellom den innerste tetning og rørledningen, tilkoblet hydraulisk utstyr.

9. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at hunndelen omfatter, fra senteraksen og radielt utover, åpning for fluidtransport, et nav utformet symmetrisk rundt åpningen, mottakkspor tilpasset hanndelens styrepinner, styrekanter og utvendig skjørt, idet navet, mottakssporene og styrekantene bidrar til opprettende virkning ved sammenføring av hunn- og hanndelen.

10. Anordning ifølge et hvilket som helst av krav 1-9, karakterisert ved at anordningen omfatter en hurtigutløser (12).