NO320735B1 - Krafttang - Google Patents

Description

KRAFTTANG

Denne oppfinnelse vedrører en krafttang. Nærmere bestemt dreier det seg om en krafttang uten radiell åpning hvor krafttangen er særlig velegnet for anvendelse til rørmonte-ring under boring i grunnen slik det er kjent for eksempel fra petroleumsutvinning. Tangen er forsynt med en om tangen omkransende svivelkopling for å kunne overføre trykkfluid fra en ekstern trykkfluidkilde og til tangen under tangens rotasjon om rørets lengdeakse.

Fra blant annet petroleumsutvinning er det kjent å anvende krafttenger for montering og demontering av rørlengder til eller fra en rørstreng i tilknytning til en borerigg. Det er vanlig å anvende mekaniserte rørtenger som, etter at en rør-skjøt er sammenskrudd eller fraskrudd, forskyves i hovedsak horisontalt bort fra rørstrengen, idet rørstrengen befinner seg i boreriggens boresenter.

Denne fremgangsmåte betinger at krafttangen må være forsynt med en radiell åpning hvorved krafttangen kan forskyves i horisontalplanet når den fjernes fra rørstrengen.

Det er innlysende at en radiell åpning av denne art i en krafttang som må kunne rotere om rørets lengdeakse, er komp-kompliserende for krafttangens konstruksjon. Åpningen svekker i betydelig grad den om røret omkransende konstruksjon. En følge av dette er at konstruksjonen må oppdimensjoneres for å kunne oppta de relativt store krefter som overføres mellom krafttangen og rørstrengen. En forholdsvis komplisert mekanisk anordning må anvendes for å lukke den radielle åpning når krafttangen er i bruk, og også i mange tilfeller for å overføre krefter mellom åpningens sidepartier.

Oppfinnelsen har til formål å avhjelpe eller å redusere i det minste én av ulempene ved kjent teknikk.

Formålet oppnås i henhold til oppfinnelsen ved de trekk som er angitt i nedenstående beskrivelse og i de etterfølgende patentkrav.

Ifølge oppfinnelsen er krafttangen forsynt med en ikke opp-delt drivring som omkranser boresenterets vertikale senter-akse. Drivringen er tildelt en relativt stor innvendig diameter for at for eksempel boreverktøy av betydelig større utvendig diameter enn rørstrengen skal kunne forskyves gjennom krafttangen.

Drivringen er dreibart lagret i krafttangens hus, og drives fortrinnsvis på i og for seg kjent måte av minst én hydrau-lisk motor.

I drivringen er det anordnet minst én trykkfluiddrevet ra-dial forskyvbar klemanordning (klembakke). Mest fordelaktig er et antall klembakker fordelt om røret i to grupper. Hver klembakkegruppe er løsbart koplet til drivringen, idet hver klembakkegruppe er innrettet til å kunne løftes ut av drivringen, for eksempel i forbindelse med vedlikehold eller når et større objekt skal forskyves gjennom krafttangen.

Trykkfluid fra et tilkoplet trykkfluidsystem tilføres klem-bakkenes fluidsylindre via en svivelkopling som tettende omkranser drivringen. Svivelkoplingens svivelring er stasjonær i forhold til krafttangens hus.

Det er en betydelig fordel at klembakkene i sin uvirksomme stilling er trukket tilbake i forhold til rørstrengen, blant annet for å hindre gnistdannelse mellom rørstrengen og klembakkene under boring. Svivelkoplingen er således i en foretrukket utførelsesform forsynt med én første kanal som kommuniserer med fluidsylindrenes pluss-side, en andre kanal som kommuniserer med fluidsylindernes minus-side, samt en drener-ingskanal.

Klembakkene er ved sitt mot røret anliggende parti fortrinnsvis forsynt med utskiftbare gripere. Sett av gripere kan fremstilles med ulik dimensjon og utforming, slik at de kan tilpasses den aktuelle rørdimensjon og ønsket inngrepsgeomet-ri mellom griperen og rørstrengen.. Oppfinnelsen muliggjør at klembakkene kan forskyves relativt langt tilbake i forhold til rørstrengen.

I en foretrukket utførelsform utgjør krafttangen en øvre mon-terings tang i en sammontasje med en underliggende motholdstang. Sammontasjen er ved hjelp av vertikale føringer koplet til et horisontalforskyvbart understell for at sammontasjen skal kunne forskyves bort fra boresenteret.

Krafttangen og motholdstangen er innbyrdes høydeforskyvbare for å kunne kompensere for rørenes relative aksialforskyvning under sammenskruing og fraskruing, og for å kunne utføre ar-beid mellom tengene. Det er fordelaktig at det mellom krafttangen og motholdstangen er anordnet vektkompenserende sy-lindre for å kunne oppta last under sammenskruing av ømfintlige gjenger.

Mellom krafttangen og motholdstangen er det mest fordelaktig anordnet en oppsamlingsanordning for borefluid. Oppsamlingsanordningen er koplet til et slamavsug.

Motholdstangen kan med fordel forsynes med en traverserende løfteinnretning på sin underside for eksempel for å kunne løfte ut kilebeltet og lignende.

I forhold til kjent teknikk kan tiden som medgår til sammen-kopling og demontering av rør reduseres, idet tiden som anvendes til forskyving av krafttangen til og fra boresenteret faller bort. Krafttangens relativt enkle konstruksjon medfø-rer en forbedret driftsikkerhet og lavere vedlikeholdsutgif-ter.

Alle spinne- og kraftoperasjoner utføres ved hjelp av tangen og det er således ikke nødvendig å anvende en separat såkalt spinneenhet.

Konstruksjonen er kompakt og bygger relativt lite i rør-strengens lengderetning. Den er velegnet for innbygging av rense- og smøreutstyr for rørlengdenes gjenger.

I det etterfølgende beskrives et ikke-begrensende eksempel på en foretrukket utførelsesform som er anskueliggjort på med-følgende tegninger, hvor: Fig. 1 viser perspektivisk en sammontasje av en krafttang, hvor en klembakkegruppe av illustrative hensyn er fjernet, og en motholdstang på et horisontalforskyvbart understell, idet sammontasjen er forskjøvet til sin øvre stilling; Fig. 2 viser det samme som i fig. 1, men her befinner sammontasjen seg i sin nedre stilling; Fig. 3 viser perspektivisk i større målestokk krafttangen med fjernet deksel; Fig. 4 viser et snitt III-III i fig. 3; Fig. 5 viser perspektivisk i større målestokk motholdstangen hvor deksel og klembakkegrupper er fjernet; Fig. 6 viser det samme som i fig. 1, men her er motholdstangen forskjøvet noe nedover i forhold til krafttangen; og Fig. 7 viser skjematisk oppsamlingsanordningen for borefluid.

På tegningene betegner henvisningstallet 1 en sammontasje av en krafttang 2 og en motholdstang 4 som befinner seg på en borerigg 6 koaksialt med boreriggens 6 boresenter 8. Sammontasjen 1 er vertikalforskyvbart koplet til to i forhold til boresenteret 8 diamentralt motstående føringssøyler 10.

Føringssøylene 10 er forbundet til et understell 12 som ved hjelp av hjul 14 og ikke viste hydraulikkmotorer er horison-tal f or skyvbar t på til boreriggen 6 forbundne skinner 16.

I sin virksomme stilling befinner sammontasjen 1 seg således like over boreriggens 6 kilebelte 18, idet en rørstreng 2 0 rager opp gjennom kilebeltet 18 og videre opp gjennom sammontasjen 1. Rørstrengen 20 utgjøres av sammenskrudde rør-lengder 22.

Krafttangen 2, se fig. 3 og 4, omfatter et krafttanghus 24 som er forsynt med en til føringssøylene 10 korresponderende gjennomgående føring 26, og en via en lagerkrans 28 forbundet udelt drivring 30. Lagerkransen 28 er forsynt med en tann-krans 32 som er i inngrep med ikke viste tannhjul på to hydraulikkmotorer 34. Tannkransen 32 er ved hjelp av ikke viste boltforbindelser forbundet til drivringen 30. Hydraulikkmotorene 34 er således innrettet til å dreie drivringen 30 om boresenteret 8. Det er mekanisk fordelaktig at de to hydraulikkmotorer 34 er anordnet på diamentralt motstående sider av drivringen 30.

Et deksel 36 er anordnet dekkende over krafttanghuset 24.

I drivringen 30 og samroterende med denne, er det anordnet to halvmåneformede klembakkegrupper 38 hvorav bare én av illustrative hensyn er vist på tegningene.

Hver klembakkegruppe 38 er typisk forsynt med tre klembakker 40 som er fordelt om brønnsenteret 8. En klembakke 40 omfatter en sylinderblokk 42 som er forsynt med tre på en vertikal rekke anordnede sylinderboringer 44. I hver av sylinderbo-ringene 44 er det anbrakt et korresponderende aksialforskyv-bart stempel 46 som tetter mot sylinderboringen 44 ved hjelp av en stempelpakning 48. En bakre pakning 50 forhindrer at trykkfluid kan strømme ut mellom stemplet 46 og sylinderboringen 44 ved stemplets 46 bakparti.

Stemplene er løsbart forbundet til klembakkegruppens 38 hus 52 ved hjelp av respektive boltforbindelser 54.

På sylinderblokkens 42 mot boresenteret 8 vennende parti er det anordnet en griper 56. Griperen 56 kan være koplet til sylinderblokken 42 ved hjelp av ikke viste svalehalespor og/eller boltforbindelser.

Omkransende drivringen 30 er det anordnet en ved hjelp av svivelpakninger 58 tettende svivelring 60, idet svivelringen 60 er stasjonær i forhold til krafttanghuset 24. Svivelringen 60 er forsynt med en første kanal 62 som kommuniserer med stemplenes 46 pluss-side via en førte fluidforbindelse 64, en andre kanal 66 som kommuniserer med stemplenes 46 minus-side via en andre fluidforbindelse 68, og en ytterligere kanal 70.

Sylinderen 44 og stemplet 46 er derved dobbeltvirkende.

Svivelringen 60 utgjør sammen med svivelpakningene 58 og drivringen 30 en svivelkopling.

Motholdstangen 4 omfatter et motholdstanghus 74 med føringer 76 som korresponderer med føringssøylene 10, og en holderring

46 for to på denne tegning ikke viste klembakkegrupper. Ved

føringene 76 er det anordnet tannhjul 78 som er i inngrep med føringssøylenes 10 respektive tannstenger 80, se fig. 1 og 2.

Tannhjulene 78 drives av hver sin hydraulikkmotor 82 via gear 84.

Et par hydraulikksylindre 86 er innrettet til å kunne justere den vertikale avstand mellom krafttangen 2 og motholdstangen 4.

En oppsamlingsanordning omfatter en oppsamlingsbelg 90, se fig. 6. Oppsamlingsbelgen 90 er innrettet til å kunne tette mellom krafttangen 2 og motholdstangen 4.

Oppsamlingsanordningen dreneres via et rør 96 til en vakuum-tank 98, se fig. 7. Vakuumtanken 98 fylles og tømmes på i og for seg kjent måte ved hjelp av ventiler 100 og en vakuum-pumpe 102.

Når en rørlengde 22 skal skjøtes til rørstrengen 20, forskyves montasjen 1 vertikalt på føringssøylene 10 ved hjelp av hydraulikkmotorene 82, gearene 84, tannhjulene 78 og tann-stengene 80 inntil motholdstangen 4 på kjent måte korresponderer med rørstrengens 20 øvre ikke viste muffeparti. Den vertikale avstand mellom motholdstangen 4 og krafttangen 2 justeres slik at griperne 56 korresponderer med rørlengdens 22 nedre muffeparti.

Klemmbakkene 40 forskyves inn til rørlengden ved at trykkfluid strømmer til svivelringens 60 første kanal 62 og videre gjennom den første fluidforbindelse 64 og til stemplenes 46 pluss-side. Det overskytende fluid som befinner seg på stemplets 46 minus-side, strømmer via den andre fluidforbindelse 68 og den andre kanal 66 tilbake til et ikke vist hydraulikk-aggregat.

Griperne 56 griper derved tak i sine respektive rørpartier mens hydraulikkmotorene 34 dreier drivringen 30 og klembakkegruppene 38 om boresenteret 8 samtidig som det hele tiden tilføres trykk gjennom svivelringen 60 til stemplenes 46 pluss-side.

Krafttangen 2 forskyves nedover mot motholdstangen 4 mens sammenskruingen pågår.

Etter at ønsket tiltrekningsmoment er oppnådd, stanses rota-sjonen av drivringen 30. Klembakkene 40 trekkes tilbake fra rørstrengen 20 ved at trykkfluid via svivelringen 60 tilføres stemplenes 46 minus-side.

Sammontasjen 1 er derved frigjort fra rørstrengen 20 og kan om ønskelig forskyves til sin nedre stilling, se fig. 2.

Når en rørlengde 22 skal løsgjøres fra rørstrengen 20, utfø-res operasjonen på tilsvarende måte som beskrevet ovenfor. Borefluid som befinner seg i rørlengden 22 og som strømmer ut når rørlengden 22 frakoples, fanges opp av oppsamlingsbelgen 90. Det oppfangede fluid strømmer via røret 96 til vakuumtanken 98.

Når boreverktøy eller andre objekter som har større utvendig diameter enn rørstrengen 20 skal forskyves gjennom montasjen 1, kan gripere 56 relativt enkelt fjernes fra sine respektive klembakker 40, alternativt kan klembakkegruppene 38 løftes ut

Claims (10)

1. Krafttang (2) for anvendelse ved rørmontering og rørde-montering under boring i grunnen slik det er kjent for eksempel fra petroleumsutvinning, omfattende en drivring (30) og i det minste én klemanordning (40) hvor klemanordningen (40) er innrettet til å kunne gripe i en rør-streng (20), idet krafttangen (2) er forsynt med en drivanordning {32, 34) for rotasjon av klemanordningen (40) om rørstrengens (20) lengdeakse, karakterisert ved at klemanordningen (40) kommuniserer med en fluidtilførsel via en om drivringen (30) omkransende svivelring (60).

2. Krafttang (2) i henhold til krav 1, karakterisert ved at drivringen (30) er udelt.

3. Krafttang (2) i henhold til krav 1, karakterisert ved at klemanordningen (40) utgjøres av en klembakke idet klembakken (40) er forsynt med minst ett stempel (46) i en sylinder (44), idet stemplet (46) kommuniserer med fluidtilførselen via den om drivringen (30) omkransende svivelring (60).

4. Krafttang (2) i henhold til krav 3, karakterisert ved at sylinderen (44) og stemplet (46) er dobbeltvirkende idet stemplets (46) pluss-side kommuniserer med en første kanal (63) i svivelringen (60), mens stemplets (46) minus-side kommuniserer med en andre kanal i svivelringen (60).

5. Krafttang (2) i henhold til krav 1, karakterisert ved at flere klemanordninger (40) er samlet i en fra drivringen (30) løsbar klembakkegruppe (38).

6. Krafttang (2) i henhold til krav 3, karakterisert ved at klembakken (40) ved sitt gripende parti er forsynt med en løsbar griper (56).

7. Krafttang (2) i henhold til krav 1, karakterisert ved at krafttangen (2) utgjør en sammontasje (1) med en motholdstang (4).

8. Krafttang (2) i henhold til krav 7, karakterisert ved at krafttangen (2) sammen med motholdstangen (4) er vertikalforskyvbar langs minst to førings-søyler (10).

9. Krafttang (2) i henhold til krav 8, karakterisert ved at føringssøylene (10) er anbrakt på diamentralt motsatte sider av rørstrengen (20) .

10. Krafttang (2) i henhold til krav 7, karakterisert ved at mellomrommet mellom krafttangen (2) og motholdstangen (4) er avskjermet av en oppsamlingsbelg (90) .