NO323942B1 - Anordning ved rense- og smoreutstyr for gjenger - Google Patents

Abstract

Anordning ved rense- og smøreutstyr for gjenger (3b, 4b) av den art som anvendes under sammenkopling av rør (4) til en rørstreng (3), særlig i forbindelse med petroleumsutvinning, hvor rensevæske og smøremiddel sprøytes mot gjengene (3b, 4b) under relativt høyt trykk fra i det minste én dyse (5, 6) montert i det minste i en krafttangs roterbare tiltrekkingsseksjon (1), og hvor minst én doseringspumpe (7, 8) som er innrettet til å tilføre den minst ene dyse (5, 6) rensevæske eller smøremiddel, er lokalisert i den roterbare tiltrekkingsseksjonen (1).

Description

Denne oppfinnelse vedrører rense- og smøreutstyr for gjenger. Nærmere bestemt dreier det seg om et rense- og smøreutstyr for gjenger av den art som anvendes under sammenkopling av rør til en rørstreng, særlig i forbindelse med petroleumsutvinning, og hvor rensevæske og smøremiddel sprøytes mot gjen-gen under relativt høyt trykk, idet minst én dyse og minst én doseringspumpe er anbrakt i en krafttang.

Under sammenkopling av gjengede borerør er det vanlig å på-føre gjengene et smøremateriale (engelsk: dop). Formålet med påføringen av smørematerialet er foruten å underlette sammen-og fråkopling av rørene, også å tette gjengeforbindelsen mellom muffen og nippelen når den utsettes for det relativt høye fluidtrykk som forekommer under boring. Forut for påføring av smøremiddel er det fordelaktig å rengjøre de korresponderende gjengepartiene ved hjelp av for eksempel en rensevæske. Det er fordelaktig at rensevæskerester fjernes fra gjengepartiene etter rengjøring.

Det er også fordelaktig at rensing og påføring av smøremiddel foregår idet et rør skrues på rørstrengen. Det er derfor nærliggende å tilføre rensevæske og smøremiddel via dyser montert i umiddelbar nærhet av rørstrengen og da i særdeleshet på eller ved den såkalte krafttangens spennbakker.

Ved sammenføyning rager rørstrengens øvre endeparti opp gjennom krafttangens nedre seksjon, den såkalte motholdsseksjonen, med et muffeparti forsynt med innvendige gjenger.

Rørstrengen holdes i ro under sammenføyning.

Røret som skal sammenføyes med rørstrengen, føres med sitt nedre parti ned i krafttangens øvre seksjon, den såkalte tiltrekkingsseksjonen, og spennes fast umiddelbart over rør-strengens øvre parti med en nippel forsynt med utvendige gjenger vendt mot rørstrengens muffe.

Ved sammenføyning roteres røret ved at tiltrekkingsseksjonen settes i rotasjon. Ved denne rotasjonen vil fastmonterte dyser i umiddelbar nærhet og under tiltrekkingsseksjonen kunne gi tilstrekkelig og jevn tilførsel av rensevæske og smøremid-del til rørets utvendige nippelgjenger.

For* å rense og smøre den stillestående rørstrengens innvendige muffegjenger er det fordelaktig at en dyse beveger seg omkring rørstrengens senterakse, for eksempel ved at et dyse-sett er montert på den roterbare tiltrekkingsseksjonen. Det er nærliggende å tilføre rensevæske og smøremiddel fra stillestående reservoarer utenfor krafttangen via en i og for seg kjent svivelanordning og fram til dysene på den roterbare tiltrekkingsseksjonen. Tetningsanordninger hindrer lekkasje av fluider mellom roterende og stillestående svivelkomponen-ter, noe som er krevende, særlig når det gjelder rensevæsken som overføres under høyt trykk.

Fra WO 01/49968 Al er det kjent en krafttang som omfatter en delbar tiltrekkingsseksjon samt en underliggende delbar mot-holdsseksjon. Tangseksjonene er aksialt bevegelig mot og fra hverandre. Et trau for oppsamling av væske som renner ut av røret ved demontering, er anbrakt mellom seksjonene. Den ikke-roterbare motholdsseksjonen oppviser stillestående dyser for rengjøring og smøring.

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.

Oppfinnelsen vedrører en anordning ved rense- og smøreutstyr for gjenger av den art som anvendes under sammenkopling av rør til en rørstreng, særlig i forbindelse med petroleumsutvinning, hvor rensevæske og smøremiddel sprøytes mot gjengene under relativt høyt trykk fra i det minste én dyse montert i det minste i en krafttangs roterbare tiltrekkingsseksjon, idet minst én doseringspumpe som er innrettet til å tilføre den minst ene dyse rensevæske eller smøremiddel, er lokalisert i den roterbare tiltrekkingsseksjonen.

En tilførselsledning til den minst ene doseringspumpe er fortrinnsvis innrettet for fluidkommuniserende tilkopling til et rensevæske- eller smøremiddelreservoar når krafttangens til-trekkingsseks j on inntar en inaktiv hvileposisjon.

Rensevæske- og smøremiddelreservoaret er fordelaktig satt under et overtrykk.

Den minst ene doseringspumpens drivanordning er fortrinnsvis i fluidkommuniserende forbindelse med et hydraulisk trykksystem som er integrert i den roterbare tiltrekkingsseksjonen og som er uten forbindelse til krafttangens ikke-roterbare sek-sjoner.

Den minst ene doseringspumpens drivanordnings fluidkommuniserende forbindelse med den roterbare tiltrekkingsseksjonens hydrauliske trykksystem er fortrinnsvis sekvensiell og kon-trollert av krafttangens bevegelse, av én eller flere aktuatorer eller en kombinasjon av disse.

Krafttangens roterbare tiltrekkingsseksjon er fordelaktig forsynt med minst én trykkluftdyse som står i fluidkommuniserende forbindelse med en trykkluftakkumulator lokalisert i den roterbare tiltrekkingsseksjonen.

Krafttangens roterbare tiltrekkingsseksjons minst ene trykkluftdyses fluidkommuniserende forbindelse med trykkluftakkumulatoren er fortrinnsvis sekvensiell og styrt av dose-ringspumpen for rensevæske.

En tilførselsledning til trykkluftakkumulatoren er fordelaktig innrettet for fluidkommuniserende tilkopling til en trykkluftkilde når krafttangens tiltrekkingsseksjon inntar en inaktiv hvileposisjon.

I det etterfølgende beskrives et ikke-begrensende eksempel på en foretrukket utførelsesform som er anskueliggjort på med-følgende tegninger, hvor: Fig. 1 viser et sideriss, delvis i snitt av et dyse- og pumpearrangement i en krafttang ifølge oppfinnelsen; og Fig. 2 viser en prinsippskisse av et samlet arrangement ifølge oppfinnelsen, hvor dyser, pumper, drivmid-ler, fluidakkumulator, -reservoar og -kilder samt ventiler er vist skjematisk.

På tegningene betegner henvisningstallet 1 en krafttangs roterbare tiltrekkingsseksjon, mens krafttangens motholdssek-sjon er betegnet med henvisningstallet 2.

En rørstreng 3 er med et muffeformet øvre endeparti 3a spent fast ved hjelp av motholdsseksjonens 2 spennbakker 2a på i og for seg kjent vis. Muffepartiet 3a er forsynt med innvendige gjenger 3b.

Et rør 4 er med et nippelformet nedre endeparti 4a spent fast ved hjelp av tiltrekkingsseksjonens 1 spennbakker la på i og for seg kjent vis. Nippelpartiet 4a er forsynt med utvendige gjenger 4b som korresponderer med muffepartiets 3a gjenger 3b.

Den roterbare tiltrekkingsseksjonen 1 er forsynt med en første dyse 5 for fordeling av en rensevæske, idet dysen 5 er på fluidkommuniserende vis forbundet med en første doseringspumpes 7 trykkside. På lignende vis er en andre dyse 6 for fordeling av et smøremiddel på fluidkommuniserende vis forbundet med en andre doseringspumpes 8 trykkside. Dysene 5, 6 er rettet mot det innvendige gjengepartiet 3b på den ikke-roterende rørstrengens 3 øvre parti.

Doseringspumpenes 7, 8 drivmiddel 7', 8' er på sin trykkside på fluidkommuniserende vis forbundet med et hydraulikkanlegg 13 via trykkledninger 7a, henholdsvis 8a. Et hydraulikkanlegg hvor hydraulisk trykk skaffes til veie gjennom tiltrekkingsseksjonens lukkebevegelse for å gripe omkring røret 4, er velegnet til formålet. Trykkledningene 7a, 8a er ført via en retningsventil 16, henholdsvis 17, som kan aktiveres ved at en vertikal bevegelse av tiltrekkingsseksjonen 1 eller ved en kombinasjon av aktuatorens 18 og tiltrekkingsseksjonens 1 bevegelse i vertikal retning bringer en ringformet aktuator 18 som ligger over og parallelt med tiltrekkingsseksjonen 1, i kontakt med retningsventilen 16, 17 og betjener denne. Rense-væskepumpens 7 og smøremiddelpumpens 8 drivmiddelreturside er på fluidkommuniserende vis forbundet med drivmiddelets trykkside via returledninger 7b, henholdsvis 8b, trykkledningene

7a, henholdsvis 8a, og retningsventilen 16, henholdsvis 17,

når retningsventilene 16, 17 ikke er betjent av aktuatoren 18 eller tiltrekkingsseksjonen 1 eller ved en kombinasjon av aktuatorens 18 og tiltrekkingsseksjonens 1 bevegelse i vertikal retning.

Tiltrekkingsseksjonen 1 er også forsynt med en trykkluftakkumulator 20 som via trykkluftledninger 20a står i fluidkommuniserende forbindelse med en trykkluftdyse 25 via en retningsventil 24. Retningsventilen 24 er via en aktuator 24a forbundet med rensevæskepumpen 7 slik at når rensevæskepum-pens 7 drivmiddel når en forutbestemt fase i sin pumpedriven-de syklus, for eksempel når den når sin lineære endeposisjon i pumpeslaget, åpnes retningsventilen 24 slik at trykkluft kan passere fra akkumulatoren 20 og ut gjennom trykkluftdysen 25. Akkumulatoren 20 har tilstrekkelig volum til å forsyne trykkluftdysen 25 med nok trykkluft til å fjerne rensevæskerester. Trykkluftdysen 25 er rettet mot det innvendige gjengepartiet 3b på den ikke-roterende rørstrengens 3 øvre parti.

Når tiltrekkingsseksjonen 1 står stille og er åpnet, står rensevæskepumpen 7, smøremiddelpumpen 8 og akkumulatoren 20 i fluidkommuniserende forbindelse med en trykksatt rensevæskekilde 22, henholdsvis et smøremiddelreservoar 21 og en trykkluftkilde 23, via ledninger 7c, henholdsvis 8c og 20c, og hurtigkoplinger 11, henholdsvis 12 og 19, lokalisert i gren-sesnittet 15 mellom den bevegelige tiltrekkingsseksjonen og en omkringliggende, statisk krafttangstruktur. Ved denne sekvensielle fluidkommuniserende forbindelsen fylles pumpene 7, 8 og akkumulatoren 20 med en mengde rensevæske, henholdsvis smøremiddel og trykkluft. Når krafttangens tiltrekkings-seks jon 1 igjen beveges for å gripe et rør 4, frakoples for-bindelsene mellom pumpene 7, 8, henholdsvis akkumulatoren 20, og rensevæskekilden 22, henholdsvis smøremiddelreservoar 21 og trykkluftkilden 23, ved at de respektive hurtigkoplingene 11, 12 og 19 aktiviseres på i og for seg kjent vis.

Den stillestående motholdsseksjonen 2 er på i og for seg kjent vis forsynt med en rensevæskedyse 9, smøremiddeldyse 10 samt trykkluftdyse (ikke vist) som står i permanent fluidkommuniserende forbindelse med den trykksatte rensevæskekilden 22, henholdsvis med smøremiddelreservoaret 21 og trykkluftkilden 23, via styringsventiler (ikke vist). Motholdsseksjonens 2 dyser er rettet mot det roterbare rørets 4 utvendige gjengeparti 4b.

Tilførselen av rensvæske og smøremiddel til dysene 5, 6 skjer typisk under trykk i størrelsesorden 50-60 mPa.

Tilførselen av rensevæske, trykkluft og smøremiddel mot gjengepartiene 3b, 4b styres sekvensielt med følgende rekke-følge: 1. Tiltrekkingsseksjonens 1 rotasjon stanses; 2. Tiltrekkingsseksjonen 1 åpnes, hydraulikkanlegget 13 bygger opp trykk, og hurtigkoplingene 11, 12 og 19 kopler tiltrekkingsseksjonen 1 til smøremiddelreservoaret 21, rensevæskekilden 22 og trykkluftkilden 23; 3. Et rør 4 gripes, settes i rotasjon og senkes ned mot rørstrengens 3 øvre parti; 4a. Doseringspumpene 7 og 8 betjenes sekvensielt ved at hydraulikkanlegget 13 fjernstyres for å tilføre i rekkefølge rensevæske, trykkluft og smøremiddel til den ikke-roterende rørstrengens 3 gjengeparti 3b gjennom dysene 5, 25 og 6; 4b. Samtidig tilføres sekvensielt rensevæske, trykkluft og smøremiddel gjennom motholdsseksjonens respektive stil- . lestående dyser til det roterende rørets 4 gjengeparti 4; 5. Røret 4 sammenføyes med rørstrengen 3 ved at tiltrek-kingsseks jonen 1 fortsetter å rotere og å senke røret 4 inn-til et foreskrevet tiltrekkingsmoment er oppnådd.

Den foreliggende oppfinnelsen eliminerer behovet for overfø-ring av fluid via én eller flere svivelkonstruksjoner og forenkler dermed vedlikeholdet av krafttangen, øker drifts-sikkerheten og forbedrer kvaliteten på skruforbindelsene i rørstrengen.

Claims (9)

1. Anordning ved rense- og smøreutstyr for gjenger (3b, 4b) av den art som anvendes under sammenkopling av rør (4) til en rørstreng (3), særlig i forbindelse med petroleumsutvinning, hvor rensevæske og smøremiddel sprøytes mot gjengene (3b, 4b) under relativt høyt trykk fra i det minste én dyse (5, 6) montert i det minste i en krafttangs roterbare tiltrekkingsseksjon (1), karakterisert ved at minst én doseringspumpe (7, 8) som er innrettet til å tilføre den minst ene dyse (5, 6) rensevæske eller smøremiddel, er anordnet i den roterbare tiltrekkings-seks jonen (1) .

2. Anordning i henhold til krav 1, karakterisert ved at en tilførselsledning (7c) til en første av den minst ene doseringspumpe (7) er innrettet for fluidkommuniserende tilkopling til en rensevæskekilde (22) når krafttangens tiltrekkingsseksjon (1) inntar en inaktiv hvileposisjon.

3. Anordning i henhold til krav 1, karakterisert ved at en tilførselsledning (8c) til en andre av den minst ene doseringspumpe (8) er innrettet for fluidkommuniserende tilkopling til et smøremiddelreservoar (21) når krafttangens tiltrek-kingsseks jon (1) inntar en inaktiv hvileposisjon.

4. Anordning i henhold til krav 2 og 3, karakterisert ved at rensevæskekilden (22) og smøremiddelreservoaret (21) er satt under et overtrykk .

5. Anordning i henhold til krav 1, karakterisert ved at den minst ene doseringspumpens (7, 8) drivanordning står i fluidkommuniserende forbindelse (7a, 16, 8a, 17) med et hydraulisk trykksystem (13) som er integrert i den roterbare til-trekkingsseks jonen (1) og som er uten fluidkommuniserende forbindelse til krafttangens ikke-roterbare strukturer.

6. Anordning i henhold til krav 5, karakterisert ved at den minst ene doseringspumpens (7, 8) driyanordnings fluidkommuniserende forbindelse (7a, 16, 8a, 17) med den roterbare tiltrekkingsseksjonens hydrauliske trykksystem (13) er sekvensiell og kon-trollert av tiltrekkingsseksjonens (1) bevegelse, én eller flere aktuatorer (18) eller en kombinasjon av disse.

7. Anordning i henhold til krav 1, karakterisert ved at krafttangens roterbare tiltrekkingsseksjon (1) er forsynt med minst én trykkluftdyse (25) som står i fluidkommuniserende forbindelse (20a, 24) med en trykkluftakkumulator (20) anordnet i den roterbare tiltrekkingsseksjonen (1).

8. Anordning i henhold til krav 7, karakterisert ved at krafttangens roterbare tiltrekkingsseks]ons (1) minst ene trykkluftdyses (25) fluidkommuniserende forbindelse (20a, 24) med trykk-luf takkumulatoren (20) er sekvensiell og styrt av do-seringspumpen (7) for rensevæske.

9. Anordning i henhold til krav 7, karakterisert ved at en tilførselsledning (20c) til trykkluftakkumulatoren (2 0) er innrettet for fluidkommuniserende tilkopling til en trykkluftkilde (23) når krafttangens tiltrekkingsseksjon (1) inntar en inaktiv hvileposisjon.