NO323331B1 - Anordning ved hydraulisk krets - Google Patents

Abstract

Anordning ved hydraulisk krets for aktivering av en krafttangs (1) minst ene klembakke (14) hvor krafttangen (1) omfatter to innbyrdes svingbare hushalvdeler (2), idet hushalvdelene (2) er innrettet til å kunne dreies mellom en lukket virksom stilling og en åpen uvirksom stilling, og hvor en radialt delt drivring (6, 8) som er forsynt med mot krafttangens (1) senterakse (10) rettede hydraulisk aktiverte minst ene klembakke (14) er anbrakt i hushalvdelene (2), idet drivringen (6, 8) er opplagret og tilkoplet minst én drivmotor (12) for rotasjon av drivringen (6, 8) om senteraksen (10), og hvor en hydraulisk pumpesylinder (16) er leddbart koplet mellom drivringens (6, 8) første drivringdel (6) og drivringens (6, 8) andre drivringdel (8) og innrettet til å kunne rotere sammen med drivringen (6, 8) om senteraksen (10). P24898hEprio - 13.6.05

Description

Denne oppfinnelse vedrører en hydraulisk krets. Nærmere be-stemt dreier det seg om en hydraulisk krets for aktivering av en krafttangs minst ene klembakke hvor krafttangen omfatter to innbyrdes svingbare hushalvdeler. Hushalvdelene er innrettet til å kunne dreies mellom en lukket virksom stilling og en åpen uvirksom stilling. En radialt delt drivring som er forsynt med mot senter av krafttangen rettede hydraulisk aktiverte klembakker er anbrakt i hushalvdelene, idet drivringen er opplagret og tilkoplet en drivanordning for rotasjon av drivringen om en i hovedsak vertikal akse som sammenfaller med det nevnte senter, og hvor en hydraulisk pumpesylinder er leddbart koplet mellom en første drivringdel og en andre drivringdel.

I tilknytning til boreoperasjoner i grunnen hvor det anvendes skjøtbare borerør, for eksempel under petroleumsutvinning, er mekaniserte rørtenger i form av kraftenger velkjent og i ut-strakt bruk.

Krafttenger av denne art omfatter vanligvis hydraulisk eller mekanisk aktiverte gripere eller klembakker som er innrettet til gripende å kunne klemme om et rør.

Det er vanlig at krafttenger enten kan åpnes eller er forsynt med en radiell åpning slik at krafttangen kan forskyves i radiell retning til og fra røret.

Ved anvendelse av hydraulisk aktiverte klembakker, som grunnet kraftangens utforming må befinne seg i en med røret drei-bar klembakkeholder, er det problematisk å få overført hydraulisk trykkfluid til klemsylindrene.

Flere løsninger er kjent. Én løsning er å anbringe en hydraulisk krets som omfatter et hydraulikkfluidreservoar, en pumpe og nødvendige ventiler i klembakkeholderen. Pumpen kan være utformet som en stempelpumpe som drives av en utenfor klembakkeholderen seg befinnende hydraulisk sylinder slik det er beskrevet i WO dokument 92/18744.

Denne anordning har imidlertid en klar ulempe ved at krafttangen må stå stille under den nevnte hydraulikksylinders drift av stempelpumpen. Anordningen ifølge WO 92/18744 medfø-rer således tidstap under hver sammenkoplingsoperasjon.

Oppfinnelsen har til formål å avhjelpe eller 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.

Krafttangen ifølge oppfinnelsen er av den art som omfatter to innbyrdes svingbare hushalvdeler hvor hushalvdelene er innrettet til å kunne dreies mellom en lukket virksom stilling og en åpen uvirksom stilling. En radialt delt drivring som er forsynt med mot senter av krafttangen rettede hydraulisk aktiverte klembakker, er anbrakt i hushalvdelene. Drivringen er opplagret og tilkoplet en drivanordning for rotasjon av drivringen om krafttangens senterakse. Krafttangen er ifølge oppfinnelsen forsynt med en hydraulisk pumpesylinder som er leddbart koplet mellom en første drivringdel og en andre drivringdel.

Under åpning av kraftangen befinner den første drivringdel seg i én av hushalvdelene mens den andre drivringdel befinner seg i den andre hushalvdel. Når hushalvdelene svinges fra hverandre, svinger også den første drivringdel bort fra den andre drivringdel, hvorved pumpesylinderens stempelstang forskyves ut av pumpesylinderen. Når hushalvdelen svinges tilbake til sin lukkede stilling, forskyves stempelstangen inn i pumpesylinderen.

Denne stempelstangforskyvning anvendes for å pumpe hydraulikkfluid fra et hydraulikkfluidreservoar og inn i en akkumulator.

Når klembakkene skal forskyves til inngrep om et rør, ledes hydraulikkfluid via styreventiler til respektive klembakkesy-1indre. Ved at klembakkesylindrene kommuniserer med akkumulatoren, holdes klembakkene forspent mot røret.

Når klembakkene skal trekkes tilbake fra røret, stenges for-bindelsen til akkumulatoren idet hydraulikkfluid da strømmer ut fra klembakkesylindrene, hvorved klembakkene forskyves tilbake av sine respektive returfjærer.

I en foretrukket utførelsesform strømmer hydraulikkfluidet fra klembakkesylindrene og inn i en beholder med begrenset volum for å hindre at klembakkene forskyves unødig langt tilbake. Et unødig langt returslag ville betinge at relativt mye hydraulikkfluid måtte tilføres fra akkumulatoren under den på f ø1gende klemoperasjon.

Det begrensede volum utgjøres fortrinnsvis av en volumsylin-der hvor volumsylinderens stempelareal er betydelig større på sylinderens pluss-side enn på dens minusside. Se nærmere for-klaring i beskrivelsens spesielle del.

Den hydrauliske krets ifølge oppfinnelsen styres av en retningsventil hvor retningsventilens styreorgan påvirkes av en i forhold til drivringen stillestående styrering. Styreringen forskyves til og fra retningsventilen ved hjelp av hydrauliske styresylindre. Når styreringen forskyves inn mot retningsventilen, styrer retningsventilen hydraulikkfluid til klembakke sy lindr ene. Under rotasjon av drivringen i hushalvdelene ligger retningsventilens styreorgan, når retningsventilen er aktivert, an mot styreringen.

Pumpesylinderen kan med fordel være forsynt med et omkransen-de hydraulikkfluidreservoar.

Ved anvendelse av en hydraulisk krets ifølge oppfinnelsen i tilknytning til en krafttang, foregår oppfylling av akkumula-torene med hydraulikkfluid under trykk mens krafttangen luk-kes. Det er således unødvendig å kople en hydraulisk krets til en ekstern fluidtilførsel eller til en mekanisk over-føring for å få tilført nødvendig trykkfluid.

I det etterfølgende beskrives et ikke-begrensende eksempel på en foretrukket utførelsesform som er anskueliggjort på med-følgende tegninger, hvor: Fig. 1 viser en krafttang ifølge oppfinnelsen; Fig. 2 viser krafttangens hushalvdeler i en åpen stilling; og Fig. 3 viser en hydraulisk krets for styring av krafttangens klembakker.

På tegningene betegner henvisningstallet 1 en krafttang om-fattende to innbyrdes svingbare hushalvdeler 2 som på i og for seg kjent måte er felles hev- og senkbart koplet til et stativ 4.

En todelt drivring omfatter en første drivringdel 6 og en andre drivringdel 8 som er innbyrdes sammenkoplbare slik at de utgjør én drivring, og som er innrettet til å kunne dreie om sin egen senterakse 10 ved hjelp av drivmotorer 12 når hushalvdelene 2 befinner seg i sin lukkede, virksomme stilling, se fig. 1.

Et antall klembakker 14 som befinner seg i drivringdelene 6 og 8, er radialt forskyvbare og innrettet til å kunne gripe om et ikke vist rør.

Hushalvdelene 2 er forhindret fra å kunne dreies fra sin lukkede stilling før drivringdelene 6 og 8 er avlåst i sine respektive hushalvdeler 2.

En pumpesylinder 16 er leddbart koplet mellom drivringdelene 6 og 8, idet pumpesylinderens 16 hus, som omfatter et hydrau-likkf luidreservoar 18, er koplet til den første drivringdel 6 mens pumpesylinderens 16 stempelstang 20, se fig. 3, er koplet til den andre drivringdel 8. Pumpesylinderen 16 roterer sammen med drivringdelene 6 og 8. Pumpesylinderen 16 befinner seg innenfor senteraksen 10 når hushalvdelene 2 skal dreies fra hverandre.

Stempelstangen 20 forskyves således ut og inn av pumpesylinder en 16 når hushalvdelene 4 svinger til en åpen, respektive en lukket, stilling.

Pumpesylinderens 16 stempel 22, se fig. 3, er forsynt med en første enveisventil 24 som tillater strømning av hydraulikkfluid fra pumpesylinderens 16 minuskammer 26 og til pumpesylinderens 16 plusskammer 28. Plusskammeret 28 inntar i fig. 3

sitt minste volum.

Minuskammeret 26 kommuniserer med hydraulikkfluidreservoaret 18 via en åpning 30.

En avlastningsventil 32 kommuniserer med plusskammeret 28 via et trykkrør 34, idet avlastningsventilen 32 forbinder plusskammeret 28 med hydraulikkfluidreservoaret 18 når stemplet 22 befinner seg i sin minusstilling.

Trykkrøret 34 forløper via en andre enveisventil 36 til en akkumulatorgruppe 38, en aktiveringsventil 40, en overtrykksventil 42 og en retningsventil 44.

Overtrykksventilen 42 er innrettet til å kunne åpne for til-bakestrømning av hydraulikkfluid via et returrør 46 til hyd-raulikkf luidreservoaret 18 dersom hydraulikkfluidtrykket i akkumulatorgruppen 38 overstiger en forutbestemt verdi.

Returrøret 46 er også tilkoplet retningsventilens 44 utløp.

Hver av klembakkene 14 er forsynt med en klembakkesylinder 48 som kommuniserer med aktiveringsventilen 40 og en returventil 50 via et aktiveringsrør 52.

Returventilen 50 kommuniserer med en volumsylinders 54 pluss-side via et pluss-siderør 56, idet pluss-siderøret 56 via en andre overtrykksventil 58 kommuniserer med returrøret 46.

Volumsylinderens 54 stempel 60 har et betydelig større areal på sin pluss-side enn på sin minusside, idet volumsylinderens 54 minusside via et minussiderør 62 kommuniserer med trykkrø-ret 34 i en posisjon mellom pumpesylinderen 16 og den andre enveisventil 36. Den nevnte arealforskjell bevirker at det forbrukes relativt lite hydraulikkfluid under trykk for å forskyve stemplet 60 tilbake til utgangspunktet.

Aktiveringsventilen 40 og returventilen 50 styres av retningsventilen 44 via henholdsvis et første styrerør 64 og et andre styrerør 66. Retningsventilen 44 betjenes ved å forskyve en styrering 68, se også fig. 2.

Når hushalvdelene 2 dreies fra hverandre, forskyves stempelstangen 20 med stemplet 22 i retning ut fra pumpesylinderen 16, idet avlastningventilen 32 stenger like etter at forsky-vingen er startet. Hydraulikkfluid strømmer, etter hvert som stemplet 22 forskyves via den første enveisventil 24, fra minuskammeret 26 og fra hydraulikkfluidreservoaret 18 og inn i plusskammeret 28.

Når hushalvdelene 2 dreies mot hverandre, forskyves stemplet 22 i minusretningen hvorved hydraulikkfluid strømmer under trykk via trykkrøret 34 og den andre enveisventil til akkumulatorgruppen 38. Hydraulikkfluid under trykk ledes via retningsventilen 44 og det andre styrerør 66 til returventilens 50 styreport.

Et relativt lite fluidvolum strømmer også via minussiderøret 62 og til volumsylinderen 54 minusside, hvorved stemplet 60 forskyves i sin minusretning og forskyver hydraulikkfluid som befinner seg i volumsylinderens 54 plusskammer via pluss-siderøret 56, returventilen 50 og aktiveringsrøret 52 til klembakkesylindrene 48.

Fluid kan strømme via den andre overtrykksventil 58 og returrøret 46 til hydraulikkfluidreservoaret 18 når det oppstår overtrykk i klembakkesylindrene 48.

Idet stemplet 22 når sin minusstiIling, stilles avlastningsventilen 32 om, slik at hydraulikkfluid i plusskammeret 28 og trykkrøret 34 frem til den andre enveisventil 36 kan dreneres

til hydraulikkfluidreservoaret 18.

Styreringen 68 stiller ved forskyvning retningsventilen 44 om, slik at hydraulikkfluid under trykk kan strømme via det første styrerør 64 mens det andre styrerør 66 avlastes til returrøret 46. Derved åpner aktiveringsventilen 40 for at hydraulikkfluid kan strømme fra akkumulatorgruppen 38 via ak-tiveringsrøret 52 og til klembakkesylindrene 48, hvorved klembakkene 14 forskyves og bringes i inngrep med det ikke viste rør.

Når klembakkene 14 skal forskyves tilbake, forskyves styreringen 68 bort fra retningsventilen 44 slik at retningsventilen 44 stilles om. Derved stenges aktiveringsventilen 40 mens returventilen 50 åpnes.

Hydraulikkflid strømmer nå, grunnet klembakkenes returfjærer 68, via aktiveringsrøret 52, returventilen 50 og plusside-røret 56 til volumsylinderens 54 pluss-side. Stemplet 60 forskyves derved til sin pluss-stilling hvorved volumsylinderen 54 mottar en tilstrekkelig mengde hydraulikkfluid fra klembakke sy lindr ene 48 til at klembakkene trekkes tilbake en øns-ket avstand, men ikke mer enn nødvendig for at den mengde hydraulikkfluid som behøves fra akkumulatorgruppen 38 for å skyve klembakkene 14 fram ikke skal bli for stor.

Claims (8)

1. Anordning ved hydraulisk krets for aktivering av en krafttangs (1) minst ene klembakke (14) hvor krafttangen (1) omfatter to innbyrdes svingbare hushalvdeler (2), idet hushalvdelene (2) er innrettet til å kunne dreies mellom en lukket virksom stilling og en åpen uvirksom stilling, og hvor en radialt delt drivring (6, 8) som er forsynt med minst en mot krafttangens (1) senterakse (10) rettede hydraulisk aktiverte klembakke (14) er anbrakt i hushalvdelene (2), idet drivringen (6, 8) er opplagret og tilkoplet minst én drivmotor (12) for rotasjon av drivringen (6, 8) om senteraksen (10), karakterisert ved at en hydraulisk pumpesylinder (16) er leddbart koplet mellom drivringens (6, 8) første drivringdel (6) og drivringens (6, 8) andre drivringdel (8) og innrettet til å kunne rotere sammen med drivringen (6, 8)' om senteraksen (10).

2. Anordning i henhold til krav 1, karakterisert ved at den første drivringdel (6) befinner seg i én av hushalvdelene (2) mens den andre drivringdel (8) befinner seg i den andre hushalvdel (2) under åpning av hushalvdelene (2) .

3. Anordning i henhold til krav 1, karakterisert ved at pumpesylinderen (16) via en første enveisventil (36) kommuniserer med en akkumulator (38), idet akkumulatoren (38) via en aktiveringsventil (40) kommuniserer med minst én klembakkesylinder (48) .

4. Anordning i henhold til krav 3, karakterisert ved at hydraulikkfluid som strømmer fra den minst ene klembakkesylinder (48) er ledet inn i en beholder med lite volum, hvorved den minst ene klembakke (14) er forhindret fra å kunne forskyves unødig langt tilbake.

5. Anordning i henhold til krav 4, karakterisert ved at det begrensede volum utgjøres av en volumsylin-der (54) hvor volumsylinderens (54) stempel (60) har et betydelig større areal på sin pluss-side enn på sin minusside.

6. Anordning i henhold til krav 1, karakterisert ved at den hydrauliske krets styres av en retningsventil (44) hvor retningsventilens (44) styreorgan påvirkes av en i forhold til hushalvdelene (2) stillestående styrering (68).

7. Anordning i henhold til krav 6, karakterisert ved at styreringen (68) forskyves til og fra retningsventilen (44) ved hjelp av hydrauliske styresylindre.

8. Anordning i henhold til krav 1, karakterisert ved at pumpesylinderen (16) er forsynt med et omkran-sende hydraulikkfluidreservoar (18).