NO320866B1 - Robot device with a right-angled contact with the inner wall of an oil pipeline, and use of the same - Google Patents
Robot device with a right-angled contact with the inner wall of an oil pipeline, and use of the same Download PDFInfo
- Publication number
- NO320866B1 NO320866B1 NO20020726A NO20020726A NO320866B1 NO 320866 B1 NO320866 B1 NO 320866B1 NO 20020726 A NO20020726 A NO 20020726A NO 20020726 A NO20020726 A NO 20020726A NO 320866 B1 NO320866 B1 NO 320866B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- tower
- piston
- robot device
- modules
- movement
- Prior art date
Links
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 17
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 2
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 6
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 4
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 2
- 210000003954 umbilical cord Anatomy 0.000 description 2
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 1
- 230000003466 anti-cipated effect Effects 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- -1 hospitals Substances 0.000 description 1
- 150000004677 hydrates Chemical class 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N nitrogen Substances N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 238000007790 scraping Methods 0.000 description 1
- 239000000565 sealant Substances 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 1
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 210000003371 toe Anatomy 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Manipulator (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
Description
Oppfinnelsen vedrører robotutstyr og anvendelse av dette for gjennomføring av operasjoner i rørledninger i forbindelse med produksjon og transport av petroleum og derivater derav. Mer særskilt vedrører oppfinnelsen et kjøretøy for innføring av verktøy, utstyr eller materialer i rørledninger, særlig lange rørledninger og rørledninger som er vanskelig tilgjengelige, for gjennomføring av inspeksjoner, reparasjoner og andre arbeider. Selv om den er utformet for bruk for arbeidet i forbindelse med produksjon av petroleum og derivater derav, kan oppfinnelsen også benyttes på andre industrielle områder hvor rørledninger anvendes, eller i andre trange rom hvor det måtte være behov for interne arbeidsoperasjoner, så som eksempelvis systemer for distribusjon av vann, gass, avløp, sykehus, luftkanaler etc, energigenererende anlegg, raffinerier, anlegg som innbefatter klassifiserte industrielle prosesser (kjernekraftanlegg etc), anlegg for ulike industrielle prosesser etc The invention relates to robotic equipment and its application for carrying out operations in pipelines in connection with the production and transport of petroleum and its derivatives. More specifically, the invention relates to a vehicle for introducing tools, equipment or materials into pipelines, particularly long pipelines and pipelines that are difficult to access, for carrying out inspections, repairs and other work. Although it is designed for use in work in connection with the production of petroleum and its derivatives, the invention can also be used in other industrial areas where pipelines are used, or in other confined spaces where there may be a need for internal work operations, such as systems for distribution of water, gas, sewage, hospitals, air ducts, etc., energy-generating facilities, refineries, facilities that include classified industrial processes (nuclear power plants, etc.), facilities for various industrial processes, etc.
DE 4028854, US 6308363 og US 4995459 angir alle teknikkens stilling idet de blant annet viser to identiske innretninger som er forbundet ved hjelp av et fleksibelt ledd. DE 4028854, US 6308363 and US 4995459 all indicate the state of the art in that they show, among other things, two identical devices which are connected by means of a flexible link.
Med utviklingen av nye teknologier er det mulig å gjennomføre offshore-produksjonen av petroleum på stadig større dyp. Denne scenario innbefatter et behov for installering av et utstrakt rørledningssystem på betydelige dyp. Sammen med andre teknologiske utfordringer som må finne sin løsning, i hovedsaken utfordringer som relaterer seg til de stadig økende nøyaktige og krevende spesifikasjoner for utstyr, som følge av de høye trykk, oppstår det ofte problemer som man ikke alltid har forutsatt. Et problem som oppstår er eksempelvis tilknyttet lave temperaturer, som har en innvirkning på egenskapene til det fluid som transporteres. With the development of new technologies, it is possible to carry out the offshore production of petroleum at ever greater depths. This scenario includes a need to install an extensive pipeline system at significant depths. Together with other technological challenges that must find a solution, mainly challenges that relate to the ever-increasing exact and demanding specifications for equipment, as a result of the high pressures, problems often arise that have not always been anticipated. A problem that arises is, for example, associated with low temperatures, which have an impact on the properties of the fluid being transported.
Hva angår lavtemperaturproblemer, så har man observert en tendens til redusert strømningsevne for oljen, dannelse av hydrater, avsetning av paraffiner og også ofte oppståelsen av alvorlige strømningsbegrensninger eller til og med blokkeringer i rørledningene. Tilstopping, som også kan skyldes avleiring av sand eller andre materialer, vil ofte oppstå langt fra det nærmeste adgangssted. Det vil derfor være vanskelig eller til og med umulig å utnytte vanlig kjent teknologi for innføring av verktøy, utstyr eller andre materialer frem til hindringen. I forbindelse med rørledninger, hva enten det dreier seg om undersjøiske rørledninger eller ikke, anbefales en undersøkelse av systemtilstanden, innbefattende i det minste: - undersøkelse av rørledningenes layout for derved å detektere eventuelle forskjeller mellom tegninger og praksis, - fastslåing av hvilken beskyttelsestype som forefinnes i rørledningen (mekanisk, kjemisk, katodisk etc), - studium av historikken med hensyn til operasjonelle problemer (hendelser), alder, lengde og brukstilstander etc, As far as low temperature problems are concerned, a tendency has been observed towards reduced flowability of the oil, formation of hydrates, deposition of paraffins and also often the occurrence of severe flow restrictions or even blockages in the pipelines. Clogging, which can also be caused by the deposition of sand or other materials, will often occur far from the nearest access point. It will therefore be difficult or even impossible to utilize commonly known technology for the introduction of tools, equipment or other materials up to the obstacle. In connection with pipelines, regardless of whether they are submarine pipelines or not, an examination of the system condition is recommended, including at least: - examination of the pipeline layout in order to thereby detect any differences between drawings and practice, - determination of the type of protection that exists in the pipeline (mechanical, chemical, cathodic etc), - study of the history with regard to operational problems (incidents), age, length and conditions of use etc,
- studium av rutineinspeksjon-rapporter, og andre tekniske dokumenter. - study of routine inspection reports and other technical documents.
En av de mest vesentlige faktorer som man må ta hensyn til, er dimensjonsfaktoren. Den nominelle diameter, bend, koblinger, avgreninger, ovalitet, inntrykninger og ujevnheter i rørledningens vegg etc. vil være direkte avgjørende for valg av og bruk av systemer for gjennomføring av arbeidene. Det har i den senere tid vært arbeidet meget med utviklingen av plugger og metoder for arbeider i rørledninger, særlig under hensyntagen til de nevnte dimensjonalaspekter som meget ofte bokstavelig talt innbefatter uhell langs ruten. Noen av disse aspekter, så som bend og avgreninger, vil være kjent ut i fra tegningene og/eller ut i fra undersøkelser i felten. Det er vanlig at rørledninger har skarpe bend, som i betydelig grad vil utgjøre begrensninger for utstyret i rørledningene. For tiden aksepterer den såkalte API-standard en minste krumningsradius som er tre ganger den nominelle diameter for en spesiell tverrsnittsdimensjon. Når strømningsavbrytingen er total, må det brukes en såkalt hydraulisk "kile". Det vil ikke være mulig å benytte det vanlige verktøy som benyttes for rensing av lange rørledninger, nemlig en plugg. Bruk av en plugg forutsetter tilstedeværelsen av en sfrømning og en trykkforskjell i rørledningen. Ved et brudd i en undersjøisk rørledning vil fluidet strømme ut til omgivelsene helt til trykklikevekt er oppnådd. I en slik situasjon vil rørledningen være kjennetegnet ved at den har en høy drift-instabilitet. Ethvert forsøk som innbefatter en trykkendring vil forstyrre denne viktige likevekt og medføre mer utslipp. Behovet for tømming av rørledningen, slik at man kan undersøke årsaken til uhellet nærmere, krever flere sikkerhetstiltak. Når fluid må fjernes fra en rørledning, må det benyttes pumper, med tilhørende drenering. Temporære rør må tilpasses og testes for lekkasje. One of the most important factors that must be taken into account is the dimension factor. The nominal diameter, bends, connections, branches, ovality, depressions and unevenness in the pipeline wall etc. will be directly decisive for the choice and use of systems for carrying out the work. In recent times, there has been a lot of work on the development of plugs and methods for working in pipelines, particularly taking into account the aforementioned dimensional aspects which very often literally include accidents along the route. Some of these aspects, such as bends and branches, will be known from the drawings and/or from investigations in the field. It is common for pipelines to have sharp bends, which will significantly restrict the equipment in the pipelines. Currently, the so-called API standard accepts a minimum radius of curvature that is three times the nominal diameter for a particular cross-sectional dimension. When the flow interruption is total, a so-called hydraulic "wedge" must be used. It will not be possible to use the usual tool used for cleaning long pipelines, namely a plug. Using a plug requires the presence of a flow and a pressure difference in the pipeline. In the event of a break in a submarine pipeline, the fluid will flow out to the surroundings until pressure equilibrium is achieved. In such a situation, the pipeline will be characterized by a high operational instability. Any attempt that involves a change in pressure will disturb this important equilibrium and cause more emissions. The need to empty the pipeline, so that the cause of the accident can be investigated more closely, requires several safety measures. When fluid must be removed from a pipeline, pumps must be used, with associated drainage. Temporary pipes must be fitted and tested for leakage.
I begge tilfeller, dvs. når strømningen stopper helt og når en rørledning får et brudd, er det ønskelig med utstyr som kan føres inn i rørledningen, frem til problemstedet, og uten behov for en trykkforskjell. En innovativ teknikk for takling av bruddproblemer vil være som muliggjorde tilgang til bruddstedet gjennom rørledningen, med mulighet for tetting og utnyttelse av et utadrettet pumpetrykk, for bedring av tetningsmidlenes virkning. Muligheten for gjennomføring av slike nødreparasjoner er implisitt i oppfinnelsen. Oppfinnelsen er utviklet for å overvinne problemer av de foran nevnte typer, og også andre problemer. Oppfinnelsen kan benyttes som en verktøybærer, som beveger seg gjennom en rørledning hvis diameter ligger innenfor bestemte grenser, og som har bend innenfor de normale begrensninger. Oppfinnelsen kan også benyttes for undersøkelse av profilen til den indre rørlednings vegg, idet oppfinnelsen da benyttes som en rørmal. Sammenfattet kan oppfinnelsen egne seg for inspeksjoner og ulike typer arbeider på steder som hittil har vært utilgjengelige for kjent utstyr. Bevegelsen av oppfinnelsens gjenstand gjennom rørledninger, i begge retninger, baserer seg på friksjon og på bruk av ikke-reverserende hjul som er montert i tårn som fjernstyrt kan bringes til å rotere om den respektive vertikale akse. In both cases, i.e. when the flow stops completely and when a pipeline breaks, it is desirable to have equipment that can be fed into the pipeline, up to the problem location, and without the need for a pressure difference. An innovative technique for tackling fracture problems would be to enable access to the fracture site through the pipeline, with the possibility of sealing and utilizing an outwardly directed pump pressure, to improve the effectiveness of the sealants. The possibility of carrying out such emergency repairs is implicit in the invention. The invention has been developed to overcome problems of the aforementioned types, and also other problems. The invention can be used as a tool carrier, which moves through a pipeline whose diameter is within certain limits, and which has bends within the normal limitations. The invention can also be used for examining the profile of the inner pipeline wall, as the invention is then used as a pipe template. In summary, the invention can be suitable for inspections and various types of work in places that have hitherto been inaccessible to known equipment. The movement of the object of the invention through pipelines, in both directions, is based on friction and on the use of non-reversing wheels mounted in towers which can be remotely controlled to rotate about the respective vertical axis.
For tiden benyttes et utstyr benevnt plugg for fjerning av begroninger i rørledninger for transport av petroleum. En slik plugg er en gjenstand som har rund eller oval form og vanligvis er fremstilt av en eller annen polymer. Gjenstanden beveges gjennom rørledningen. Under turen gjennom rørledningen vil pluggen skrape av begroninger fra rørledningens innervegg. Utsendingsanordningen er plassert ved et startsted og en pluggfanger er montert i den andre enden. Currently, a device called a plug is used to remove fouling in pipelines for the transport of petroleum. Such a plug is an object that has a round or oval shape and is usually made of some polymer. The object is moved through the pipeline. During the trip through the pipeline, the plug will scrape off fouling from the pipeline's inner wall. The sending device is placed at a starting point and a plug catcher is mounted at the other end.
For at pluggen skal kunne bevege seg, kreves det en trykkforskjell mellom de to rørledningsender og tilstedeværelsen av en fluidstrøm. Er rørledningen totalt blokkert, foreligger det ingen trykkforskjell, fluidet sirkulerer ikke og det dannes en slags hydraulisk propp, slik at pluggene ikke kan benyttes. Er fluidstrømmen totalt blokkert, er et mulig alternativ til pluggen bruk av et fleksirør. Et fleksirør er et fleksibelt rør som har en viss styrke og er forsynt med midler for innføring i rørledningen, for utførelse av ulike typer arbeider. Bruksområdet til et slikt utstyr er imidlertid begrenset. Befinner blokkeringsstedet seg et stykke unna, vil det av og til til og med ikke være mulig å nå frem til blokkeringen. Selv om det har en betydelig styrke, har fleksirøret begrenset kapasitet med hensyn til utøvelse av den kraft som er nødvendig for skyving inn i rørledningen uten at fleksirøret bøyes eller deformeres for sterkt. Hovedsakelig som følge av friksjon har fleksirøret en tendens til å danne en skruevikling som ligger an mot innerveggen i rørledningen. Når fleksirøret beveger seg forover, vil friksjonen øke betydelig og det kreves stadig større kraft for innskyving av fleksirøret i rørledningen. Dannelsen av det skruelinjeformede legemet og den tilhørende fjærvirkning blir derved forsterket. Forbi et visst punkt vil dette hindre videre bevegelse av fleksirøret, fordi begrensninger i fleksirørmaterialet eller skyveutstyret vil hindre videre fremdrift. For tiden regnes det som mulig å tilbakelegge en strekning på opp til 1,5 km med slikt utstyr. Befinner mndringen seg på en større avstand, noe som er meget vanlig i utstrakte rørledningssystemer, kan fleksirøret ikke benyttes. Som del av et teknisk utviklingsprogram som er kjent som Deepstar, the Radoil Tool Co., i samvirke med Ambar Producion Services, er det utviklet en type trekkmekanisme, sammen med små vogner, for bruk i forbindelse med fleksirør for bevegelse av disse gjennom rørledninger. Man har imidlertid funnet at også dette system har begrenset innsatsmulighet og at det kreves ytterligere utvikling for å tilfredsstille de krav som stilles i forbindelse med vedlikeholdsarbeider i utstrakte rørledningssystemer. For the plug to be able to move, a pressure difference between the two pipeline ends and the presence of a fluid flow are required. If the pipeline is completely blocked, there is no pressure difference, the fluid does not circulate and a kind of hydraulic plug is formed, so that the plugs cannot be used. If the fluid flow is completely blocked, a possible alternative to the plug is the use of a flexible pipe. A flexible pipe is a flexible pipe that has a certain strength and is equipped with means for insertion into the pipeline, for carrying out various types of work. However, the field of use of such equipment is limited. If the location of the blockage is some distance away, it will sometimes even be impossible to reach the blockage. Although it has considerable strength, the flex pipe has limited capacity in terms of exerting the force necessary to push into the pipeline without bending or deforming the flex pipe too much. Mainly as a result of friction, the flexible pipe tends to form a screw winding that rests against the inner wall of the pipeline. When the flexible pipe moves forward, the friction will increase significantly and increasingly greater force is required to push the flexible pipe into the pipeline. The formation of the helical body and the associated spring action are thereby reinforced. Beyond a certain point, this will prevent further movement of the flexible pipe, because limitations in the flexible pipe material or the pushing equipment will prevent further progress. Currently, it is considered possible to cover a distance of up to 1.5 km with such equipment. If the change is at a greater distance, which is very common in extended pipeline systems, the flexible pipe cannot be used. As part of a technical development program known as Deepstar, the Radoil Tool Co., in collaboration with Ambar Producion Services, has developed a type of pulling mechanism, along with small carts, for use in connection with flexible pipes for moving them through pipelines. However, it has been found that this system also has limited investment potential and that further development is required to satisfy the requirements set in connection with maintenance work in extensive pipeline systems.
En annen mulighet, når fluidstrømmen er helt blokkert, er et utstyr som er kommersielt tilgjengelig under betegnelsen Well Tractor, som fremstilles av Welltec. Dette utstyr kan bevege seg i rørledninger og kan benyttes for spesielle arbeider. Denne brønntraktor er imidlertid konstruert for bruk i brønner, og dens store lengde og begrensede anvendelsesmulighet gjør den uegnet for visse typer løp og strekninger som man ofte finner i petroleum-rørledningssystemer. En brasiliansk patentsøknad PI 9904364-5, fjernstyrt kjøretøy for arbeider i rørledninger, 28. september 1999, innlevert av samme søker, vedrører utstyr som kan bevege seg i rørledninger og som kan benyttes for fjerning av totalhindringer i lengere avstander fra et adgangssted, samt for andre typer arbeidsproblemer, behov eller nødsituasjoner. Den store fordelen med dette utstyr sammenlignet med en konvensjonell plugg, rent konstruksjonsmessig, er at det er mulig å bringe frem verktøy til det ønskede området uavhengig av fluidsfrømninger. Utstyret er upåvirket av en naturlig hydraulisk blokkering som skyldes total blokkering av rørledningen. Imidlertid er dette verktøy ikke utviklet for arbeider i rørledninger som har skarpe bend. Et rørledningssystem vil vanligvis innbefatte bend opp til tre ganger rørets nominelle diameter, hvilket begrenser dette utstyrs anvendelse. Another possibility, when the fluid flow is completely blocked, is a piece of equipment commercially available under the name Well Tractor, which is manufactured by Welltec. This equipment can move in pipelines and can be used for special work. However, this well tractor is designed for use in wells, and its large length and limited application possibilities make it unsuitable for certain types of runs and stretches that are often found in petroleum pipeline systems. A Brazilian patent application PI 9904364-5, remotely controlled vehicle for work in pipelines, September 28, 1999, filed by the same applicant, relates to equipment that can move in pipelines and that can be used for the removal of total obstructions at longer distances from an access point, as well as for other types of work problems, needs or emergencies. The major advantage of this equipment compared to a conventional plug, purely in terms of construction, is that it is possible to bring tools to the desired area regardless of fluid leaks. The equipment is unaffected by a natural hydraulic blockage caused by total blockage of the pipeline. However, this tool is not designed for work in pipelines that have sharp bends. A pipeline system will usually include bends up to three times the nominal diameter of the pipe, which limits the application of this equipment.
For å overvinne dette problem, foreslås det derfor ifølge oppfinnelsen en forbedret utførelse av denne type utstyr, som innbefatter to identiske moduler som er symmetrisk sammenkoblet ved hjelp av en leddtype som gjør det lettere å passere markerte retningsendirngssteder i røret. In order to overcome this problem, the invention therefore proposes an improved version of this type of equipment, which includes two identical modules that are symmetrically connected by means of a joint type that makes it easier to pass marked direction change points in the pipe.
Det er således tilveiebrakt en robotinnretning med rettvinklet kontakt med innerveggen i en oljerørledning for fjernstyrte operasjoner i rørledninger, hvilken innretning innbefatter to identiske moduler med i hovedsaken sylindrisk form og symmetrisk sammenkoblet etter hverandre ved hjelp av et fleksibelt ledd. Robotinnretningen ifølge oppfinnelsen kjennetegnes ved at modulene innbefatter: (a) et posisjoneringstårn som er slik montert at det kan rotere om sin lengdeakse, bærehjul for anlegg mot den indre vegg i en rørledning og tilordnet et ikke-reverseringssystem, A robotic device with right-angled contact with the inner wall of an oil pipeline for remotely controlled operations in pipelines has thus been provided, which device includes two identical modules with a mainly cylindrical shape and symmetrically connected one after the other by means of a flexible link. The robotic device according to the invention is characterized by the fact that the modules include: (a) a positioning tower which is mounted in such a way that it can rotate about its longitudinal axis, carrier wheels for installation against the inner wall of a pipeline and assigned to a non-reversal system,
(b) et stempelsystem for fremdrift av innretningen, (b) a piston system for propelling the device;
(c) midler for endring av innretningens bevegelsesretning, (c) means for changing the device's direction of movement,
(d) midler for tilkobling av en umbilikal (navlestreng), og (d) means for connecting an umbilical (umbilical cord), and
(e) midler for tilkobling av arbeids-grensesnitt. (e) means for connecting working interfaces.
Foretrukne trekk ved anordningen ifølge oppfinnelsen fremgår av de medfølgende krav 2-15. Preferred features of the device according to the invention appear from the accompanying claims 2-15.
En egnet anvendelse av robotinnretningen ifølge oppfinnelsen er i rørledninger som har bend oppover til den maksimale grense i gitte rørstandarder. A suitable application of the robotic device according to the invention is in pipelines that have bends upwards to the maximum limit in given pipe standards.
Nok en fordel med denne utførelse av utstyret ifølge oppfinnelsen er et forenklet traksjonssystem som benyttes for bevegelse av gjenstanden gjennom rørledningen. Sammenlignet med utstyret i den nevnte patentsøknad PI 9904364-5, vil man se at sistnevnte utstyr innbefatter en enkelt blokk og at det der anvendte sett av støttevinger er forbedret og endret, idet man i stedet for tre sett med tre støttefinner benytter to sett med to hjul. Disse forskjeller gir ytterligere anvendelsesmuligheter sammenlignet med den utførelse som er vist og beskrevet i nevnte brasilianske patentsøknad PI 9904364-5. Oppfinnelsen kan anvendes i rørledninger som har bend opp til de maksimale standard grenser og fortrinnsvis for lette laster. Utstyret ifølge PI 9904364-5 er til forskjell herfrå primært beregnet for tyngere last og for bruk i hovedsaken rette rørledninger, eller i rørledninger som bare har bend med store radier eller mindre retningsawik. Brukt som verktøybærer kan oppfinnelsen benyttes for plassering, bevegelse, tilpassing eller innsats, sammen med annet utstyr, eksempelvis for: Another advantage of this design of the equipment according to the invention is a simplified traction system that is used for moving the object through the pipeline. Compared to the equipment in the aforementioned patent application PI 9904364-5, it will be seen that the latter equipment includes a single block and that the set of support wings used there has been improved and changed, in that instead of three sets of three support fins, two sets of two wheel. These differences provide additional application possibilities compared to the embodiment shown and described in the aforementioned Brazilian patent application PI 9904364-5. The invention can be used in pipelines that have bends up to the maximum standard limits and preferably for light loads. In contrast to this, the equipment according to PI 9904364-5 is primarily intended for heavier loads and for use in mainly straight pipelines, or in pipelines that only have bends with large radii or minor deviations in direction. Used as a tool carrier, the invention can be used for placement, movement, adaptation or use, together with other equipment, for example for:
- ikke-destruktiv inspeksjon med testsystemer så som ultralyd eller røntgenstråler, - non-destructive inspection with test systems such as ultrasound or X-rays,
- strålesystemer for kjemikalier, - radiation systems for chemicals,
- nitrogen-genereringssystemer (NGS), - nitrogen generation systems (NGS),
- avfotograferings- og overføringssystemer, - imaging and transmission systems,
- signalsystemer (lyd, magnetisk etc), - signaling systems (sound, magnetic etc),
- systemer for undersøkelse av den innvendige profil i en rørledning. - systems for examining the internal profile of a pipeline.
Nok et trekk ved oppfinnelsen, som er meget gunstig med hensyn til bruken, er gjenstandens evne til å bevege seg i to retninger: i en oppstrømsretning og i en nedstrømsretning. Systemet for reversering av bevegelsesretningen, med fjernstyring, er montert i utstyret og kan utformes på mange ulike måter. I den foretrukne utførelsesform som beskrives nærmere nedenfor reverseres bevegelsesretningen ved å rotere det hjulbærende tårn 180° om tårnets vertikalakse. Rotasjonen av bæretårnet skjer i utførelseseksempelet ved hjelp av et system av egnet plasserte og dimensjonerte armer som aktiveres hydraulisk. Det er også mulig å benytte andre systemer, eksempelvis med en elektrisk aktivator. Ved at vingene er erstattet av hjul med et ikke-reverserende system, løses problemet med slitasje på vingene som støtter og bærer kjøretøyet i den brasilianske patentsøknad PI 9904364-5. Vingene og hjulene har hele tiden kontakt med rørledningsveggen. Når det utsettes for spenningspåkjenninger som følge av friksjonen mot innerveggen i rørledningen, vil det ikke-reverserende system virke på to måter: - i en retning vil systemet rotere fritt, og muliggjøre bevegelse av den tilordnede modul, - i den andre retning vil det foretas en bremsing, hvorved modulen forankres i rørledningen. Another feature of the invention, which is very favorable in terms of use, is the ability of the object to move in two directions: in an upstream direction and in a downstream direction. The system for reversing the direction of movement, with remote control, is installed in the equipment and can be designed in many different ways. In the preferred embodiment described in more detail below, the direction of movement is reversed by rotating the wheel-bearing tower 180° about the tower's vertical axis. The rotation of the support tower takes place in the design example by means of a system of suitably positioned and dimensioned arms which are activated hydraulically. It is also possible to use other systems, for example with an electric activator. By replacing the wings with wheels with a non-reversing system, the problem of wear on the wings that support and carry the vehicle is solved in the Brazilian patent application PI 9904364-5. The wings and wheels are constantly in contact with the pipeline wall. When subjected to tension stresses as a result of the friction against the inner wall of the pipeline, the non-reversing system will act in two ways: - in one direction the system will rotate freely, enabling movement of the assigned module, - in the other direction it will a braking, whereby the module is anchored in the pipeline.
Hjulene kan være forsynt med annet utstyr, så som eksempelvis posisjonsdetektorer og odometre, slik at når utstyret beveges gjennom rørledningen, vil det automatisk kunne tilveiebringes en innvendig profil av rørledningen på en fjerntliggende styrepult. Utstyret ifølge oppfinnelsen kan forsynes med tilbehør og de nødvendige midler for arbeider i rørledningen og for transport av ulike typer materialer, innretninger og utstyr. Det skal spesielt nevnes at det vil være mulig å kunne gjennomføre vanskelige og kompliserte såkalte fiskeoperasjoner, som ofte vil være nødvendige i forbindelse med petroleumproduksjon. Redning av utstyr som har falt av i begrensede rom vil også kunne være mulig, med kontinuerlig overvåking. The wheels can be equipped with other equipment, such as position detectors and odometers, so that when the equipment is moved through the pipeline, an internal profile of the pipeline can be automatically provided on a remote control desk. The equipment according to the invention can be supplied with accessories and the necessary means for work in the pipeline and for the transport of various types of materials, devices and equipment. It should be mentioned in particular that it will be possible to carry out difficult and complicated so-called fishing operations, which will often be necessary in connection with petroleum production. Rescue of equipment that has fallen off in confined spaces will also be possible, with continuous monitoring.
Oppfinnelsen vedrører et robotutstyr som kan bevege seg og gjennomføre visse operasjoner med trekking av en umbilikal og medførende utstyr, verktøy eller materialer i en rørledning eller et annet begrenset rom, som fortrinnsvis har sylindrisk form. Utstyret innbefatter to identiske moduler som er sammenkoblet ved hjelp av et fleksibelt ledd som er tilknyttet stempelstenger i et hydraulisk stempelsystem, som også benyttes for fremdrift av modulene. Hver modul har i utgangspunktet et hydraulisk hovedsystem som benyttes for bevegelse av modulen, et posisjonstårn med to hjul, forsynt med et ikke-reverserende system, montert symmetrisk i forhold til utstyrets lengdeakse, og midler, eksempelvis to hydrauliske stempelsystemer, for rotasjon av posisjonstårnet 180° om den vertikale tårnakse. Som følge av en slik tårnrotasjon, kan man reversere bevegelsesretningen til utstyret i rørledningen eller det avgrensede volum. Selv om det her er nevnt og beskrevet hydraulisk utstyr, kan naturligvis andre energityper benyttes, både for bevegelse av utstyret og for rotasjon av hjultårnene. En umbilikal (navlesnor) er tilknyttet denne siden av den bakre modul. Plasseringen av og bruken av grensesnitt muliggjør at oppfinnelsen kan benyttes for plassering av verktøy, utstyr eller materialer på et fjerntliggende sted i en rørledning som har bend innenfor vanlige standard begrensninger, for fjerning av hindringer, gjennomføring av inspeksjoner eller andre arbeider. The invention relates to a robotic device that can move and carry out certain operations with the pulling of an umbilical and accompanying equipment, tools or materials in a pipeline or other limited space, which preferably has a cylindrical shape. The equipment includes two identical modules that are connected by means of a flexible link that is connected to piston rods in a hydraulic piston system, which is also used to propel the modules. Each module basically has a main hydraulic system which is used for movement of the module, a positioning tower with two wheels, provided with a non-reversing system, mounted symmetrically in relation to the longitudinal axis of the equipment, and means, for example two hydraulic piston systems, for rotation of the positioning tower 180 ° about the vertical tower axis. As a result of such a tower rotation, one can reverse the direction of movement of the equipment in the pipeline or the bounded volume. Although hydraulic equipment is mentioned and described here, naturally other types of energy can be used, both for movement of the equipment and for rotation of the wheel towers. An umbilical (umbilical cord) is attached to this side of the posterior module. The placement and use of interfaces enables the invention to be used for the placement of tools, equipment or materials at a remote location in a pipeline that has bends within normal standard limitations, for the removal of obstacles, the carrying out of inspections or other works.
Oppfinnelsen skal nå beskrives nærmere under henvisning til tegningene, hvor The invention will now be described in more detail with reference to the drawings, where
Fig. 1 viser et perspektivriss av en utførelsesform av oppfinnelsen, med hovedkomponenter. Fig. 2 viser rent skjematisk og forenklet de vesentlige interne komponenter i oppfinnelsen, med hovedvekt på det hydrauliske system og tilkoblingene. Fig. 3 viser et perspektivriss av settet av hydrauliske sylindre i hver modul i gjenstanden. Fig. 1 shows a perspective view of an embodiment of the invention, with main components. Fig. 2 shows purely schematically and in a simplified manner the essential internal components of the invention, with the main emphasis on the hydraulic system and the connections. Fig. 3 shows a perspective view of the set of hydraulic cylinders in each module of the object.
Fig. 4 viser et perspektivriss (delvis gjennomskåret) av et plasseringstårn. Fig. 4 shows a perspective view (partially cut through) of a placement tower.
Fig. 5 viser skjematisk området ved den reverseringshindrende anordning (hjul). Fig. 5 schematically shows the area of the anti-reversal device (wheel).
Fig. 6 viser i et perspektivriss noen detaljer i posisjoneirngstårnet, særlig opplagringen for tårnrotasjonen. Fig. 6 shows in a perspective view some details of the positioning tower, in particular the storage for the tower rotation.
Fig. 7 viser et sprengriss av hoveddeler i tårnrotasjonssystemet. Fig. 7 shows an exploded view of the main parts of the tower rotation system.
Fig. 8 viser et skjematisk frontriss og grunnriss av et posisjonstårn. Fig. 8 shows a schematic front view and ground plan of a position tower.
Fig. 9 viser forskjellige trinn under roteringen av et posisjoneirngstårn. Fig. 9 shows various steps during the rotation of a positioning tower.
Fig. 10 viser et perspektivriss av en bærer (lager) for et posisjoneirngstårn. Fig. 10 shows a perspective view of a carrier (bearing) for a positioning tower.
Fig. 11 viser et perspektivriss av en bærer for de hydrauliske sylindre. Fig. 11 shows a perspective view of a carrier for the hydraulic cylinders.
Fig. 12 viser et sprengriss av innvendige bæredeler og platedeler i den enkelte modul, og Fig. 12 shows an exploded view of internal support parts and plate parts in the individual module, and
fig. 13 viser et perspektivriss av skallet i en modul i gjenstanden ifølge oppfinnelsen. fig. 13 shows a perspective view of the shell in a module in the object according to the invention.
For bedre forståelse av oppfinnelsen, skal det nå beskrives under henvisning til tegningsfigurene. Det skal imidlertid nevnes at figurene bare viser et foretrukket utførelseseksempel av oppfinnelsen og at de ikke er ment å være begrensende. I samsvar med det inventive konsept som beskrives nærmere nedenfor vil fagmannen forstå at det vil være mulig å variere antall posisjoneirngshoder, antall (ikke-reverserende) hjul, aktiveringsmåten for posisjoneirngstårnene (aktuatortype, koblinger etc), andre typer forbindelser og bærere, andre former av deler samt tilføying av andre innretninger, og at slike endringer vil ligge innenfor oppfinnelsens ramme. Det skal her bare beskrives de viktige innretninger og deler, idet slike detaljer så som pakninger, bolter, forbindelser, plugger, hylser, rør, åpninger etc. er utelatt. Oppfinnelsen er vist i fig. 1 til 13. For a better understanding of the invention, it will now be described with reference to the drawings. However, it should be mentioned that the figures only show a preferred embodiment of the invention and that they are not intended to be limiting. In accordance with the inventive concept described in more detail below, the person skilled in the art will understand that it will be possible to vary the number of positioning heads, the number of (non-reversing) wheels, the activation method for the positioning towers (actuator type, couplings etc), other types of connections and carriers, other forms of parts as well as the addition of other devices, and that such changes will be within the scope of the invention. Only the important devices and parts shall be described here, as details such as gaskets, bolts, connections, plugs, sleeves, pipes, openings etc. have been omitted. The invention is shown in fig. 1 to 13.
Fig. 1 viser et skjematisk perspektivriss av en foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen. Utstyret eller gjenstanden 1, eller et robot-kjøretøy, består av to identiske moduler 2a, 2b som er symmetrisk sammenkoblet ved hjelp av et fleksibelt ledd 3. Bærehjul 5, forsynt med et ikke-reverseirngssystem, er montert på motliggende steder relativt gjenstandens 1 lengdeakse, i posisjoneirngstårn 4. Disse tårn 4 har et aktiveringssystem som medfører at de kan rotere 180° om den respektive vertikale tårnakse. Dette hydrauliske system kan imidlertid være et pneumatisk system, et elektrisk system eller av en annen egnet type. En umbilikal 8 er forbundet med den bakre modul 2b. I overgangen 3 mellom modulene 2a, 2b er det en mansjett 7, i hovedsaken innbefattende en fjær, eksempelvis en skruefjær, omgitt av en beskyttende mantel av et materiale som har egnede mekaniske, kjemiske og termiske egenskaper. Mansjetten 7, som må kunne ta opp cykliske endringer i den innbyrdes avstanden mellom modulene 2a, 2b, er også utformet for å holde de to moduler etter hverandre ved hjelp av den tilhørende fjær og for å beskytte det fleksible ledd og de indre hydrauliske rør som er anordnet i de to moduler 2a, 2b. Hver av de to moduler har et skall 6. Et antall vesentlige trekk ved oppfinnelsen er vist i fig. 1 og nevnt foran. Ved at gjenstanden 1 består av to moduler 2a, 2b er dens fleksibilitet betydelig bedret og den er gitt en bedre evne til å gå gjennom bend med mindre radier, over en gitt total lengde, enn tidligere kjent utstyr som innbefatter en enkelt blokk med samme lengde. Bæresystemet, som innbefatter hjul 5 med tilknyttet ikke-reverseirngssystem, to hjul pr. modul, er meget enkelt, har lang levetid og krever lite vedlikehold. Hjulene 5, som er montert i tårnene 4 som kan dreies om den vertikale tårnakse, kan dreies slik at deres konstante retninger snus. Som følge herav reverseres gjenstandens 1 bevegelsesretning. Tårnene 4 kan dreies på ulike måter og på relativ enkel måte. Systemet for aktivering og bærende understøttelse av gjenstanden 1 virker i begge retninger og hindrer fastklemming av gjenstanden 1 i rørledningen. Fleksible ledd 3 mellom modulene 2a, 2b, basert på midler som elastiske, forsøker hele tiden å holde modulene 2a, 2b i innrettet tilstand, slik at gjenstanden 1 derved bedre kan beveges gjennom rørledningen. Selv om det ikke er vist i figuren, har den fremre modul eksempelvis midler for dannelse av grensesnitt for ulike typer operasjoner så som inspeksjon, fjerning av hindringer, skraping, filming etc. Fig. 1 shows a schematic perspective view of a preferred embodiment of the invention. The equipment or object 1, or a robot vehicle, consists of two identical modules 2a, 2b which are symmetrically connected by means of a flexible link 3. Carrier wheels 5, provided with a non-reversing system, are mounted at opposite locations relative to the object 1's longitudinal axis , in positioning tower 4. These towers 4 have an activation system which means that they can rotate 180° about the respective vertical tower axis. However, this hydraulic system can be a pneumatic system, an electrical system or of another suitable type. An umbilical 8 is connected to the rear module 2b. In the transition 3 between the modules 2a, 2b there is a cuff 7, mainly including a spring, for example a coil spring, surrounded by a protective mantle of a material that has suitable mechanical, chemical and thermal properties. The sleeve 7, which must be able to accommodate cyclical changes in the mutual distance between the modules 2a, 2b, is also designed to hold the two modules one after the other by means of the associated spring and to protect the flexible joint and the internal hydraulic pipes which is arranged in the two modules 2a, 2b. Each of the two modules has a shell 6. A number of essential features of the invention are shown in fig. 1 and mentioned above. By the fact that the object 1 consists of two modules 2a, 2b, its flexibility is significantly improved and it is given a better ability to go through bends with smaller radii, over a given total length, than previously known equipment that includes a single block of the same length . The carrying system, which includes wheels 5 with an associated non-reversing system, two wheels per module, is very simple, has a long life and requires little maintenance. The wheels 5, which are mounted in the towers 4 which can be turned about the vertical tower axis, can be turned so that their constant directions are reversed. As a result, object 1's direction of movement is reversed. The towers 4 can be turned in various ways and in a relatively simple way. The system for activating and supporting the object 1 works in both directions and prevents the object 1 from getting stuck in the pipeline. Flexible link 3 between the modules 2a, 2b, based on means such as elastic, constantly tries to keep the modules 2a, 2b in an aligned state, so that the object 1 can thereby be better moved through the pipeline. Although not shown in the figure, the front module has, for example, means for forming interfaces for various types of operations such as inspection, removal of obstacles, scraping, filming, etc.
Fig. 2 viser hovedkomponentene i oppfinnelsen, i et skjematisk og forenklet horisontalsnitt. De to moduler 2a, 2b, som er identiske, er montert symmetrisk relativt gjenstandens 1 tverrakse. Hver modul 2a, 2b innbefatter et posisjoneringstårn 4, to stempelsystemer 9 for aktivering av det tilordnede posisjoneirngstårn 4, og et stempelsystem 10 for bevegelse av modulene 2a, 2b og derved gjenstanden 1. Man vil se at stempelstengene 11 i stempelsystemet 10 for bevegelse av modulene 2a, 2b er forbundet med hverandre ved hjelp av et fleksibelt ledd 13, eksempelvis et universalledd. Selv om altså avstanden d mellom stemplene 17 i de to stempelsystemer 10 er konstant (tilnærmet lik summen av lengdene til de tilhørende stempelstenger) når gjenstanden 1 befinner seg i innrettet tilstand, vil dette ikke være noen hindring for gjenstanden 1 med hensyn til tilpassing til tre-dimensjonale retningsendringer i rørledningen. Fig. 2 shows the main components of the invention, in a schematic and simplified horizontal section. The two modules 2a, 2b, which are identical, are mounted symmetrically relative to the transverse axis of the object 1. Each module 2a, 2b includes a positioning tower 4, two piston systems 9 for activating the assigned positioning tower 4, and a piston system 10 for moving the modules 2a, 2b and thereby the object 1. It will be seen that the piston rods 11 in the piston system 10 for moving the modules 2a, 2b are connected to each other by means of a flexible joint 13, for example a universal joint. Thus, even if the distance d between the pistons 17 in the two piston systems 10 is constant (approximately equal to the sum of the lengths of the associated piston rods) when the object 1 is in an aligned state, this will not be an obstacle for the object 1 with regard to adaptation to three - dimensional changes in direction in the pipeline.
Gjenstanden 1 beveges som beskrevet nedenfor. Stempelsystemene 10 er anordnet i den respektive modul 2a, 2b og modulene avstøttes mot innerveggen i en rørledning ved Object 1 is moved as described below. The piston systems 10 are arranged in the respective modules 2a, 2b and the modules are supported against the inner wall of a pipeline by
hjelp av hjul 5, som er forsynt med et ikke-reverseringssystem. For enkelthets skyld skal her hjulene 5 også betegnes som ikke-reverserende hjul 5. Modulene 2a, 2b kan således bevege seg fritt i en retning, enten mot høyre eller mot venstre (fremover eller bakover), avhengig av i hvilken retning de ikke-reverserende hjul 5 er stilt. Av fig. 2 vil man se at gjenstanden 2 skal bevege seg mot høyre. De ikke-reverserende hjul er stilt inn på en slik måte at de bare muliggjør en bevegelse av modulene 2a, 2b mot høyre, hvorved enhver tendens for bevegelse mot venstre motvirkes. For å lette forståelsen skal her modulen (eller stempelsystemet) til venstre betegnes som den bakre modul, mens modulen (eller stempelsystemet) til høyre betegnes som fremre modul. using wheel 5, which is equipped with a non-reversal system. For the sake of simplicity, the wheels 5 shall also be referred to as non-reversing wheels 5. The modules 2a, 2b can thus move freely in one direction, either to the right or to the left (forwards or backwards), depending on the direction in which the non-reversing wheel 5 is set. From fig. 2, you will see that object 2 should move to the right. The non-reversing wheels are set in such a way that they only enable a movement of the modules 2a, 2b to the right, whereby any tendency for movement to the left is counteracted. To facilitate understanding, here the module (or piston system) on the left is referred to as the rear module, while the module (or piston system) on the right is referred to as the front module.
I stempelsystemene 10 danner stemplene 17 fire kamre, som er parvis anordnet. I hvert stempelsystem er det således to komplementære kamre I og II. Kamrene I er området til venstre for stempelet 17 i det bakre stempelsystem, og til høyre for stempelet 17 i det fremre stempelsystem. Kamrene II innbefatter området til høyre for stempelet 17 i det bakre stempelsystem og til venstre for stempelet 17 i det fremre stempelsystem. I en trykksettingscyklus (kamrene I i det fremre og bakre stempelsystem i et første trinn og deretter kamrene II i det fremre og bakre stempelsystem) vil skallene til driv-stempelsystemene 10 og derved de tilordnede moduler 2a, 2b bevege seg mot og fra hverandre. Resultatet er at hele gjenstanden 1 vil bevege seg som sådan. Antatt at stemplene 17 i utgangspunktet er i en mellomstilling, med samtlige kamre I og II med i hovedsaken samme volum: - fluid føres inn i kamrene I. Da summen av lengdene til stempelstengene 11 er konstant, lik d, og da trykkene i kamrene I er omtrent like, vil den bakre sylinder tendere til å bevege seg mot venstre, hvilket hindres av de ikke-reverserende midler. Derfor vil stempelet 17 i det bakre stempelsystem gå mot høyre, men stempelsylinderen og den tilordnede modul 2a forblir stasjonært. Det fremre stempelsystem vil ha en tendens til å bevege seg mot høyre og vil også bevege seg, da slik bevegelse ikke hindres av de ikke-reverserende midler. Da den bakre sylinder (bakre modul) er stasjonær og den fremre beveger seg forover, vil de to moduler bevege seg fra hverandre. Kamrene I når sine maksimale volum og In the piston systems 10, the pistons 17 form four chambers, which are arranged in pairs. In each piston system there are thus two complementary chambers I and II. The chambers I are the area to the left of the piston 17 in the rear piston system, and to the right of the piston 17 in the front piston system. The chambers II include the area to the right of the piston 17 in the rear piston system and to the left of the piston 17 in the front piston system. In a pressurization cycle (chambers I in the front and rear piston system in a first stage and then chambers II in the front and rear piston system) the shells of the drive-piston systems 10 and thereby the assigned modules 2a, 2b will move towards and apart. The result is that the entire object 1 will move as such. Assuming that the pistons 17 are initially in an intermediate position, with all chambers I and II having essentially the same volume: - fluid is fed into the chambers I. Since the sum of the lengths of the piston rods 11 is constant, equal to d, and then the pressures in the chambers I are approximately equal, the rear cylinder will tend to move to the left, which is prevented by the non-reversing means. Therefore, the piston 17 in the rear piston system will move to the right, but the piston cylinder and the associated module 2a remain stationary. The forward piston system will tend to move to the right and will also move, since such movement is not prevented by the non-reversing means. As the rear cylinder (rear module) is stationary and the front one moves forward, the two modules will move apart. Chambers I reach their maximum volumes and
kamrene II når sine minimumsvolum. chambers II reach their minimum volumes.
- Fluid føres nå inn i kamrene II. Tilsvarende tømmes kamrene I. Den bakre modul 2a (sylinder) har en tendens til å bevege seg mot høyre og hindres ikke av de ikke-reverserende midler. Stempelsylinderen beveger seg derimot mot høyre når kammeret 2 fylles. Den fremre sylinder (modul) tenderer til en bevegelse mot venstre. Slik bevegelse hindres av det ikke-reverserende system. Da frontmodulen 2a altså forblir stasjonær og den bakre modul 2a beveger seg mot høyre, vil modulene bevege seg mot hverandre. Ved slutten av denne fase vil kamrene II ha - Fluid is now fed into chambers II. Correspondingly, the chambers I are emptied. The rear module 2a (cylinder) tends to move to the right and is not prevented by the non-reversing means. The piston cylinder, on the other hand, moves to the right when chamber 2 is filled. The front cylinder (module) tends to a movement to the left. Such movement is prevented by the non-reversing system. As the front module 2a thus remains stationary and the rear module 2a moves to the right, the modules will move towards each other. At the end of this phase, chambers II will have
maksimalt volum og kamrene I minimumsvolum. maximum volume and the chambers I minimum volume.
- Disse to faser blir så gjentatt. Man vil innse at ved avslutningen av en fullstendig cyklus (to faser), vil gjenstanden 1 som en helhet ha beveget seg et trinn fremover. I den første fase går frontmodulen 2b mot høyre, mens den bakre modul 2a er stasjonær. I den neste fase går den bakre modul 2a mot høyre, mens den fremre modul 2b er stasjonær. Sluttresultatet av disse to faser er at hele gjenstanden 1 som sådan har gått et bevegelsestrinn mot høyre i løpet av en trykksettingscyklus. Gjenstandens 1 bevegelsesretning kan reverseres ved å rotere posisjoneirngstårnene 4 180°. De to tårn 14 roteres samtidig, slik at derved også retningene til de ikke-reverserende systemer 5 snus samtidig, hvorved man reverserer eller snur bevegelsen til modulene 2a, 2b under en drivcyklus som beskrevet foran. Sluttresultatet er at gjenstanden 1 beveger seg i motsatt retning. Antall hjul 5 i hver - These two phases are then repeated. One will realize that at the conclusion of a complete cycle (two phases), object 1 as a whole will have moved one step forward. In the first phase, the front module 2b moves to the right, while the rear module 2a is stationary. In the next phase, the rear module 2a moves to the right, while the front module 2b is stationary. The end result of these two phases is that the entire object 1 as such has moved one step to the right during a pressurization cycle. The direction of movement of the object 1 can be reversed by rotating the positioning towers 4 180°. The two towers 14 are rotated simultaneously, so that the directions of the non-reversing systems 5 are also reversed at the same time, whereby the movement of the modules 2a, 2b is reversed or reversed during a drive cycle as described above. The end result is that object 1 moves in the opposite direction. Number of wheels 5 in each
modul 2a, 2b kan være et annet enn som vist og beskrevet, og samtlige hjul behøver ikke nødvendigvis ha de ikke-reverserende midler. module 2a, 2b may be different from that shown and described, and all wheels do not necessarily have to have the non-reversing means.
I den beskrevne, foretrukne utførelsesform aktiveres tårnene 4 ved hjelp av hydrauliske stempelsystemer 9, to for hvert tårn 4. Disse stempelsystemer 9 er forbundet med tåmene 4 ved hjelp av stempelstenger 12 som påvirker armer 23. Armene 23 har respektive koblingsmidler 24 (se fig. 3). Disse armer, som har spesielt beregnede vinkler, er egnet plassert og beveges synkront, for derved å roterere det respektive tårn 4 om den vertikale tårnakse. Det er klart at den beskrevne aktivering kan modifiseres under utnyttelse av andre typer aktuatorer, eksempelvis elektriske eller pneumatiske aktuatorer i stedet for hydrauliske aktuatorer, slik det er nevnt tidligere. For å kunne variere den relative stilling mellom modulene 2a, 2b er disse forbundet med hverandre ved hjelp av fleksible midler (dreieledd 13, mansjett 7 og fjær 14) og også fluidledninger 16 må utformes og anordnes slik at man oppnår den nødvendige fleksibilitet. Fig. 2 viser også rent skjematisk de hydrauliske rørledninger 15, eller rørledninger for andre fluider for stempelsystemene 9, 10.1 området mellom modulene 2a, 2b er det anordnet fleksible rørledninger 16. Fig. 2 viser videre den skrueviklede fjær 14 i mansjettetn 7, det fleksible ledd 13 mellom stempelstengene 11 til stempelsysteme 10 for bevegelse av gjenstanden 1, en ventil 19 for styring av gjenstandens 1 bevegelse, en ventil 20 for reversering av gjenstandens 1 bevegelsesretning, en stoppventil 21 og en beholder 22 for hydraulisk fluid, når sådant fluid benyttes. Fig. 3 viser et perspektivriss av en foretrukket utførelsesform av et sett av hydrauliske stempelsystemer for hver modul 2a, 2b. De tre stempelsystemer 9,9,10 er montert ved siden av hverandre ved hjelp av en bære- og forbindelsesplate 25 som danner en stiv anordning som utgjør en del av strukturen i modulen 2a, 2b. Bæreplaten 25 er plassert under det stempelsystem 10 som tjener til å bevege gjenstanden 1. Stempelsystemene 9 for aktivering av tårnet 4 er her eksempelvis monter på bæreplaten 25 ved hjelp av lagerblokker 26. Stempelstangen 12 til stempelsystemet 9, som aktiverer posisjonstårnet 4, er forbundet med en stang 23 som påvirker tårnet 4. Stangen 23 har i sin ende en koblingsdel, her en gaffel 24, for tilknytning til tårnet 4. Fig. 4 viser et gjennomskåret perspektivriss av et tårn 4. Gjennomskjæringen tjener til å vise noen av delene i tårnet. Tårnet 4 har en i hovedsaken sylindrisk form. Ikke-reverseringsmidler 5 er montert i tårnet 4 ved hjelp av en tverrakse 28 i en bærer 27. Denne bærer 27 består av to avlange platedeler som danner en gaffel, se også fig. 5. Den ene enden er tilknyttet hjulet 5, mens den andre enden ved hjelp av en aksel 32 er tilknyttet et fremspring 31 som her er plassert på innsiden av tårnets 4 sylindriske hus 33. Bæreren 27 holdes i en driftsstilling ved at den avstøtter seg mot elastiske midler 29. Disse midler 29 hindrer den utragende, hjulbærende ende av bæreren 27 å dreie seg nedover, samtidig som de bevirker at hjulet 5 presses mot innerveggen i rørledningen. Midlene ligger an mot innsiden i tårnhuset 33. Bæreren 27 kan således dreie seg en viss vinkel om akselen 32 hvorved bæreren er tilknyttet veggen i tårnet 4. Denne dreiebevegelse begrenses av de elastiske midler 29 og muliggjør at hjulet 5 kan føye seg etter ujevnheter og lignende i rørledningens innervegg. De elastiske midler 29 kan trykkreguleres slik at derved hjulets 5 friksjonskraft mot innerveggen i rørledningen kan stilles inn. Fig. 5 viser hvordan ikke-reverseringen virker. Den ikke-reverserende virkning oppnås ved hjelp av bæreren 27, de elastiske midler 29, plasseringen av fremspringet 31 etc. På sin utside har tårnet 4 her et slags skjørt 30 for opplagring av tårnet på en støtte/bærer 41, se fig. 8, slik at tårnet 4 kan rotere om sin vertikale akse. Fig. 6 viser noe forenklet noen elementer i tårnet 4 som utgjør en del av dets aktiverings (rotasjons)-system. Tårnets 4 sideflate og andre indre komponenter er utelatt for å lette oversikten og forståelsen av de nedenfor beskrevne komponenter. I tårnhuset er det montert to lagre 35 som er forbundet med gaflene 24 på armene 23 som benyttes for rotasjon av tårnet 4. Disse lagre 35 kan eksempelvis være montert på braketter 34 ut fra innerveggen i tårnet 4. Brakettene 34 er fortrinnsvis plane og har en i hovedsaken trapesoidal form. De er montert her i et respektivt vertikalplan gjennom lagrene 35. Brakettene er fortrinnsvis montert med den lengste siden mot innerveggen i tårnet 4, mens den andre mindre side virker som tilknytningsflate for lageret 35. Brakettene 34 er identiske og er plassert parsymmetrisk relativt et tverrplan som går sentralt gjennom lagrene 35. Brakettene danner en bæreanordning. De to bæreanordninger er montert inne i tårnet 4, i samme høyde og diametralt motliggende. I hver bæreanordning kan det være et tomrom mellom den øvre og den nedre brakett. Dette tomrom er sammen med en åpning 36 i tårnsiden anordnet for å muliggjøre at armene 23 kan gå der. Åpningene 36 i tårnets sideflate er i form av et i hovedsaken horisontalt og elliptisk spor som strekker seg sideveis ca. % av tårnets 4 omkrets. Hvert sett av braketter 34 bærer et lager 35. Fig. 7 viser et sprengriss og viser noen av de vesentlige komponenter i fra fig. 3 og 6 for holding av tårnene 4 i deres relative stillinger. Den ene enden av en arm 23, som tjener til dreiing av tårnet 4, er forbundet med enden til stempelstangen 12 i det tilordnede hydrauliske stempelsystem 9. Armens 23 andre ende er forbundet med en gaffel 24 ved hjelp av en bolt 39. Gaffelen 24 er tilkoblet og samvirket med lageret 35. Lageret 35 er montert på brakettene 34. Armens 23 gaffel 24 er tilkoblet lageret 35 ved hjelp av en bolt 40, pasningsringer 37 og en låsepinne 38. Ved hjelp av denne anordning vil en langsgående bevegelse av stempelstangen 12 i stempelsystemet 9 overføres til en dreiebevegelse av tårnet 4 og til brakettene der, som er utformet i fast forbindelse med tårnet 4. Da det forefinnes to armer, som er tilknyttet på diametralt motliggende steder i tårnet 4, vil armene gi et dreiemoment for rotasjon av tårnet 4 når armene beveges i sine respektive lengderetninger. Fig. 8 viser et forenklet riss ovenfra samt et vertikalsnitt gjennom tårnet 4. Som vist i grunnrisset, har tårnets sideflate et område a som er massivt og sterkt og strekker seg over ca. 90°. Det resterende området, som er mindre sterkt, har en åpning 36, best vist i vertikalrissset, hvis høyde varierer gradvis for passering og bevegelse av aktiveringsarmene 23. Tårnet 4 er montert på en bærer/lager 41, bare vist i vertikalrisset, som muliggjør at tårnet kan rotere om sin lengdeakse. Fig. 10 viser et perspektivriss av bæreren/lageret 41 for tårnet 4. Denne del har en i hovedsaken kubisk form og er hul. Delen har sirkulære åpninger for tårnet 4 i den øvre og nedre endeside. Bæren/lageret 41 har sideskjørt med åpninger for forbindelse med stempelsystemenes bærer 42 ved hjelp av avstivningsflenser 44. Fig. 9 viser en rotasjonssekvens for tårnet 4 i den foretrukne utførelsesform av oppfinnelsen. To på egnet måte plasserte hydrauliske stempelsystemer 9 aktiverer tilhørende armer 23. Armene bærer en respektiv gaffel 24 som er tilknyttet tårnet 4 via et respektivt lager 35. På denne måten kan det utøves et dreiemoment på tårnet 4 for rotering av dette over en vinkel på 180°. Derved snus retningen til de ikke-reverserende midler og således også bevegelsesretningen til gjenstanden 1. Fig. 11 viser et perspektivriss av stempelsystemenes bærestruktur 42. Den har som vist form av en omvendt U (i frontriss). Den øvre, i hovedsaken rektangulære flate har i hovedsaken sirkulære utsparinger i de frie kanter (bunnen av Uen) for forbindelse med de fluidrør som går til og fra stempelsystemet 10, som benyttes for bevegelse av gjenstanden 1.1 sideflatene (Uens ben) er det midler, eksempelvis hull, for sammenkobling med bæreren/lageret 41 ved hjelp av avstivende stenger 45. Fig. 12 viser i et sprengriss deler av gjenstanden, nemlig bærer/lager 41 for tårnet 4, bæreren 42 for stempelsystemet, de nevnte avstivende stenger 45 og sideskallplater 6. Fig. 13 viser et perspektivriss av hele skallet 6 til en modul. Skallet har en hovedsakelig rørform, med en avsmalnende ende og med avrundet endeform. In the preferred embodiment described, the towers 4 are activated by means of hydraulic piston systems 9, two for each tower 4. These piston systems 9 are connected to the toes 4 by means of piston rods 12 which act on arms 23. The arms 23 have respective coupling means 24 (see fig. 3). These arms, which have specially calculated angles, are suitably positioned and moved synchronously, thereby rotating the respective tower 4 about the vertical tower axis. It is clear that the described activation can be modified using other types of actuators, for example electric or pneumatic actuators instead of hydraulic actuators, as mentioned earlier. In order to be able to vary the relative position between the modules 2a, 2b, these are connected to each other by means of flexible means (pivot joint 13, cuff 7 and spring 14) and also fluid lines 16 must be designed and arranged so that the necessary flexibility is achieved. Fig. 2 also shows purely schematically the hydraulic pipelines 15, or pipelines for other fluids for the piston systems 9, 10. In the area between the modules 2a, 2b, flexible pipelines 16 are arranged. Fig. 2 also shows the screw-wound spring 14 in the sleeve 7, the flexible link 13 between the piston rods 11 of the piston system 10 for movement of the object 1, a valve 19 for controlling the movement of the object 1, a valve 20 for reversing the direction of movement of the object 1, a stop valve 21 and a container 22 for hydraulic fluid, when such fluid is used. Fig. 3 shows a perspective view of a preferred embodiment of a set of hydraulic piston systems for each module 2a, 2b. The three piston systems 9,9,10 are mounted next to each other by means of a support and connection plate 25 which forms a rigid device which forms part of the structure in the module 2a, 2b. The support plate 25 is placed under the piston system 10 which serves to move the object 1. The piston systems 9 for activating the tower 4 are here, for example, mounted on the support plate 25 by means of bearing blocks 26. The piston rod 12 of the piston system 9, which activates the position tower 4, is connected to a rod 23 that affects the tower 4. The rod 23 has at its end a connecting part, here a fork 24, for connection to the tower 4. Fig. 4 shows a cross-sectional perspective view of a tower 4. The cross-section serves to show some of the parts in the tower . The tower 4 has a mainly cylindrical shape. Non-reversing means 5 are mounted in the tower 4 by means of a transverse axis 28 in a carrier 27. This carrier 27 consists of two oblong plate parts which form a fork, see also fig. 5. One end is connected to the wheel 5, while the other end by means of a shaft 32 is connected to a projection 31 which is here placed on the inside of the tower 4 cylindrical housing 33. The carrier 27 is held in an operating position by it resting against elastic means 29. These means 29 prevent the projecting, wheel-carrying end of the carrier 27 from rotating downwards, at the same time as they cause the wheel 5 to be pressed against the inner wall of the pipeline. The means abut against the inside of the tower housing 33. The carrier 27 can thus turn at a certain angle about the shaft 32, whereby the carrier is connected to the wall of the tower 4. This turning movement is limited by the elastic means 29 and enables the wheel 5 to adjust itself to unevenness and the like in the inner wall of the pipeline. The elastic means 29 can be pressure regulated so that the frictional force of the wheel 5 against the inner wall of the pipeline can be adjusted. Fig. 5 shows how the non-reversal works. The non-reversing effect is achieved by means of the carrier 27, the elastic means 29, the location of the projection 31 etc. On its outside, the tower 4 here has a kind of skirt 30 for storing the tower on a support/carrier 41, see fig. 8, so that the tower 4 can rotate about its vertical axis. Fig. 6 shows somewhat simplified some elements in the tower 4 which form part of its activation (rotation) system. The tower's 4 side surfaces and other internal components have been omitted to facilitate the overview and understanding of the components described below. Two bearings 35 are mounted in the tower housing, which are connected to the forks 24 on the arms 23 which are used for rotation of the tower 4. These bearings 35 can, for example, be mounted on brackets 34 from the inner wall of the tower 4. The brackets 34 are preferably flat and have a essentially trapezoidal in shape. They are mounted here in a respective vertical plane through the bearings 35. The brackets are preferably mounted with the longest side against the inner wall of the tower 4, while the other smaller side acts as a connection surface for the bearing 35. The brackets 34 are identical and are placed symmetrically relative to a transverse plane which runs centrally through the bearings 35. The brackets form a support device. The two support devices are mounted inside the tower 4, at the same height and diametrically opposed. In each carrier there may be a void between the upper and the lower bracket. This void, together with an opening 36 in the tower side, is arranged to enable the arms 23 to go there. The openings 36 in the side surface of the tower are in the form of a mainly horizontal and elliptical track which extends laterally approx. % of the tower's 4 circumference. Each set of brackets 34 carries a bearing 35. Fig. 7 shows an exploded view and shows some of the essential components in from fig. 3 and 6 for holding the turrets 4 in their relative positions. One end of an arm 23, which serves to rotate the tower 4, is connected to the end of the piston rod 12 in the associated hydraulic piston system 9. The other end of the arm 23 is connected to a fork 24 by means of a bolt 39. The fork 24 is connected and cooperating with the bearing 35. The bearing 35 is mounted on the brackets 34. The fork 24 of the arm 23 is connected to the bearing 35 by means of a bolt 40, fit rings 37 and a locking pin 38. By means of this device, a longitudinal movement of the piston rod 12 in the piston system 9 is transmitted to a turning movement of the tower 4 and to the brackets there, which are designed in fixed connection with the tower 4. Since there are two arms, which are connected at diametrically opposite places in the tower 4, the arms will provide a torque for rotation of the tower 4 when the arms are moved in their respective longitudinal directions. Fig. 8 shows a simplified view from above as well as a vertical section through the tower 4. As shown in the ground plan, the side surface of the tower has an area a which is massive and strong and extends over approx. 90°. The remaining area, which is less strong, has an opening 36, best shown in the vertical view, the height of which varies gradually for the passage and movement of the actuation arms 23. The tower 4 is mounted on a carrier/bearing 41, only shown in the vertical view, which enables the tower can rotate about its longitudinal axis. Fig. 10 shows a perspective view of the carrier/bearing 41 for the tower 4. This part has a mainly cubic shape and is hollow. The part has circular openings for the tower 4 in the upper and lower end sides. The carrier/bearing 41 has side skirts with openings for connection with the piston systems' carrier 42 by means of stiffening flanges 44. Fig. 9 shows a rotation sequence for the tower 4 in the preferred embodiment of the invention. Two suitably placed hydraulic piston systems 9 activate associated arms 23. The arms carry a respective fork 24 which is connected to the tower 4 via a respective bearing 35. In this way, a torque can be exerted on the tower 4 to rotate it over an angle of 180 °. Thereby, the direction of the non-reversing means is reversed and thus also the direction of movement of the object 1. Fig. 11 shows a perspective view of the support structure 42 of the piston systems. As shown, it has the shape of an inverted U (in front view). The upper, mainly rectangular surface has mainly circular recesses in the free edges (the bottom of the Uen) for connection with the fluid pipes that go to and from the piston system 10, which are used for movement of the object 1.1 the side surfaces (the legs of the Uen) are means, for example holes, for connection with the carrier/bearing 41 by means of stiffening rods 45. Fig. 12 shows in an exploded view parts of the object, namely carrier/bearing 41 for the tower 4, the carrier 42 for the piston system, the aforementioned stiffening rods 45 and side shell plates 6 Fig. 13 shows a perspective view of the entire shell 6 of a module. The shell has a mainly tubular shape, with a tapered end and with a rounded end shape.
Claims (16)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NO20020726A NO320866B1 (en) | 2002-02-13 | 2002-02-13 | Robot device with a right-angled contact with the inner wall of an oil pipeline, and use of the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NO20020726A NO320866B1 (en) | 2002-02-13 | 2002-02-13 | Robot device with a right-angled contact with the inner wall of an oil pipeline, and use of the same |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO20020726D0 NO20020726D0 (en) | 2002-02-13 |
| NO20020726L NO20020726L (en) | 2003-08-14 |
| NO320866B1 true NO320866B1 (en) | 2006-02-06 |
Family
ID=19913326
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO20020726A NO320866B1 (en) | 2002-02-13 | 2002-02-13 | Robot device with a right-angled contact with the inner wall of an oil pipeline, and use of the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| NO (1) | NO320866B1 (en) |
-
2002
- 2002-02-13 NO NO20020726A patent/NO320866B1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| NO20020726D0 (en) | 2002-02-13 |
| NO20020726L (en) | 2003-08-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU2003286260B2 (en) | Fluid collecting device | |
| US6588983B1 (en) | Trenchless pipe replacement apparatus and technique | |
| US4458721A (en) | Pipeline flow restrictor | |
| NO336007B1 (en) | Two-way propulsion apparatus for use in a pipeline and a method for cleaning the pipeline | |
| US7175367B2 (en) | Cable pulling machine | |
| US6012878A (en) | Pressure balanced subsea tapping machine | |
| NO834330L (en) | DRILLING DEVICE FOR USE IN DRILL | |
| WO2013096385A1 (en) | Apparatus and method to clean a tubular member | |
| CN106164558B (en) | Tool for working on a pipe wall and related method | |
| AU2010209727B2 (en) | Double layer conduit | |
| WO2011147021A1 (en) | Expandable polymer bladder apparatus for underwater pipelines and wells | |
| NO20110269A1 (en) | Unit for inserting a flexible element into a pressurized wellhead housing | |
| NO20110997A1 (en) | SYSTEM AND PROCEDURE FOR SUPPLYING MATERIALS TO AN UNDERGRADUATE SOURCE | |
| NO320389B1 (en) | Remote controlled vehicle for operations inside pipelines | |
| US7559722B2 (en) | Method and apparatus for pipe reforming and clearing | |
| US8979435B2 (en) | Rod pulling and pushing machine for pipe bursting | |
| NO316295B1 (en) | Method and apparatus for removing a hydrate plug | |
| EP1336792B1 (en) | Pipeline pig with piston propulsion system | |
| NO320866B1 (en) | Robot device with a right-angled contact with the inner wall of an oil pipeline, and use of the same | |
| US10401100B2 (en) | Remote controlled portable resonance induction cleaning system | |
| CN207935628U (en) | A kind of erection device for water-soluble pipeline plug | |
| CN102069742B (en) | Rotatable folding flow guide pipe | |
| US9744571B1 (en) | Portable resonance induction cleaning system | |
| AU2021403615A1 (en) | Apparatus for propulsion and operations inside a cylindrical body | |
| AU785045B2 (en) | Robotic internal gauge with contact at right angles to the oil pipeline |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Lapsed by not paying the annual fees |