NO324571B1 - Fôring for trykkmaler. - Google Patents

Abstract

Oppfinnelsen angår et trykkmåleinstrunient, samt en foring for dette, særlig for undersjøisk bruk og innrettet for kobling til et trykksatt medium i en beholder eller et rør gjennom minst én åpning i dette og derved å måle trykket i mediet i denne posisjonen, der trykkmåleinstrumentet er utstyrt med minst én innstikksdel for plassering i nevnte minst én åpning, hvilken innstikksdel omfatter en utad ragende foring, hvilken foring er roterbart koblet til innstikksdelen og har en innvendig sylindrisk eller konisk flate og en utvendig sylindrisk eller konisk flate og hvor innvendig og utvendig flate har parallelle eller nesten parallelle senterakser som ikke er sammenfallende.

Description

Denne oppfinnelsen angår et trykkmålerinstrument med en foring for kobling av denne til et medium hvis trykk skal måles.

I undersjøisk utstyr for olje og/eller gassproduksjon har en ofte behov for måling av trykkdifferanser. Ved slike målinger kan trykket ledes via trykktappingsrør fra området hvor trykket oppstår til differensialtrykkmåleinstrument som avleser trykkdifferansen. Det som da kan skje er at dannelse av hydrater eller forurensinger kan tette igjen de relativt tynne trykktappingsrør, noe som medfører feil på måleresultatet. US4466290 beskriver en slik løsning.

Alternativt kan det monteres skillemembraner mellom den gass og/eller væske som det skal måles på. Da benyttes en separat trykkoverføringsvæske i trykktappingsrørene til å overføre differensialtrykket til selve differensialtrykkmåleinstrumentet. Den valgte trykkoverføringsvæske vil da ha gode egenskaper som trykkoverføringsmedium, noe som gjør at problemene med tetting av trykktappingsrør unngås.

Ulempen med de ovennevnte løsningene i undersjøisk utstyr er at det trykket som det skal måles på er meget høyt og det blir derfor teknisk komplisert å montere slike skillemembraner med nødvendig styrke og tetthet. I tillegg er det også vanskelig å fylle trykkoverføringsvæske i hulrommet bak skillemembranene og trykktappingsrørene slik at det ikke er luft eller forurensinger til stede som kan skape problemer for funksjonen av trykkoverføringsvæsken.

Det er en stor fordel ved sammenstillingen av undersjøisk utstyr som benytter måling av trykkdifferanser med bruk av skillemembraner at skillemembranene og trykktappingsrørene allerede er fyllt med trykkoverføringsvæske og at hulrommene som inneholder trykkoverføringsvæske er forseglet. Ulempen da er at trykktapningsrørene og membranene lett kan skades da de utgjør en lite robust konstruksjon sammenlignet med det utstyr de monteres i.

Det er derfor en vesentlig forbedring at trykkforseglingsmembran og trykktappingsrør utgjør en samlet enhet sammen med differensialtrykkmåleinstrument hvor de hulrom som overfører trykk kan fylles med trykkoverføringsvæske og forsegles før enheten påmonteres undersjøisk utstyr.

Slike enheter finnes i forskjellige utførelser, hvorav en bestemt utførelse har en forholdsvis stor utstrekning og består av en kraftig vanntrykkresistent differensialtrykkmåleinstrumentkropp med to separate flenser som hver innholder en trykkforseglingsmembran og trykktapningsrør som stikkes inn i en åpning i trykkbæreren. De to flensene må festes til det trykkbærende utstyret på en slik måte at det ikke kan oppstå belastning som skader tetningsevnen til sammenføyning mellom flens og trykkbærende utstyr. Patentpublikasjonene CH251710, DE 1913395, RU 2041451 og GB 191328156 beskriver bruk av eksentriske pakninger for å koble sammen enheter, hhv. for å justere tilkoblingen til en trykksensor eller sammenkoblingen mellom to rør. Ingen av disse er egnet eller foreslått for bruk i trykkmålere med to eller flere kontaktpunkter slik som angitt her.

Siden avstanden mellom de to flensene er relativt stor og fleksibiliteten til differensialtrykkmåleinstrumentkroppen er liten, vil varierende temperatur mellom trykkbærende utstyr og differensialtrykkmåleinstrumentkropp kunne gi stor belastning på flenssammenføyningene på grunn av forskjell i lengdeutvidelse mellom differensialtrykkmåleinstrumentkropp og trykkbærende utstyr. Slik belastning vil over flere temperaturendingssykluser medføre slitasje på flensetetningen dersom flensen på differensialtrykkmåleinstrumentkroppen og trykkbærende utstyr tillates å bevege seg i forhold til hverandre.

Dette kan avhjelpes ved å tilpasse delene til hverandre slik at måleintrumentet passer i det trykkbærende utstyret på en slik måte at tetningsflatene ikke kan bevege seg i forhold til hverandre. Dette er teknisk mulig å få til ved å produsere måleinstrumentet og det trykkbærende utstyret med presspasningstoleranser, men dette blir meget kostbart å maskinere fordi delene ofte sveises og maskineres i forskjellige operasjoner slik at produksjonsmåten gir naturlige dimensjonsvariasjoner.

Tilsvarende problem kan oppstå med måleinstrumenter som bare har en innstikksdel som føres inn i trykkbæreren, men som er festet til annet utstyr eller lignende i en avstand fra åpningen i trykkbæreren.

For å unngå dette problemet omfatter den foreliggende oppfinnelsen en løsning slik som angitt i det selvstendige kravet.

Ved å utstyre minst en innstikksdel med en eksentrisk støttehylse, foring eller lignende, er det mulig å få til en presspasning mellom foring og måleinstrumentet og mellom hylse og det undersjøiske utstyret samtidig som avstanden mellom to festepunkter på samme måleinstrument ikke krever veldig nøyaktige toleranser. Ved å rotere støttehylsen eller foringen vil innstikksdelene bli tilpasset avstanden mellom åpningene så lenge den er innenfor den avstandsjustering som er mulig ved gitt eksentrisitet. Ved å hindre at foringen roterer etter at differensialtrykkmåleinstrumentkroppen er montert vil en sterk nok foring være i stand til å hindre at tetningsflatene mellom differensialtrykkmåleinstrumentkroppen og det undersjøiske utstyret forskyves i forhold til hverandre og over tid ødelegges.

Oppfinnelsen vil bli forklart mer i detalj nedenfor med hensvisning til de vedlagte tegningene, som beskriver oppfinnelsen ved hjelp av eksempler. Figur 1 illustrerer en trykkmåler med to innstikksdeler plassert på en trykkbærer. Figur 2 illustrerer det ifølge oppfinnelsen regulerbare avstandsforholdet mellom

innstikksdelene.

I figur 1 vises et trykkmålerinstrument 1 som er innrettet til å måle trykk på to steder, eventuelt å måle trykkdifferansen mellom to steder. Dette utføres ved to innstikksdeler 3 som er innrettet til å føres inn i åpninger 7 i en trykkbærer 2. Via disse åpningene

kommer dermed innstikksdelene 2 i trykkmessig kontakt med et medium inne i

trykkbæreren 2.

i

Som nevnt over må posisjonene til åpningene og til innstikksdelene være samsvarende dersom man skal unngå lekkasjer og mistilpassninger i åpningene. For å avhjelpe dette er det plassert eksentriske foringer 4 ved minst én av innstikksdelene. Disse kan roteres i forhold til innstikksdelens akse, slik at sentrum på innstikksdelen kan flyttes etter hvert som sentrum for den indre sylinderen eller konen flyttes med rotasjonen. Dermed tillates en svak forskyvning mellom trykkmåleren og trykkbæreren.

Selve eksentrisiteten til foringen kan være ekstremt liten, f.eks i størrelsesorden 0,25mm på en foring med diameter 55mm, se figur 2.

Fortrinnsvis er foringen i tillegg forsyn med midler for å hindre at den roterer etter montering for eksempel friksjonsdannende områder eller lim, slik at man unngår at forskyvninger med tilhørende fare for lekkasjer oppstår. Dette må opprettholdes under store belastninger, som trykkforskjeller på 30-80 tonn.

Diameterne på foringen bør fortrinnsvis utføres presist slik at foringen får minimal klaring mot målerkropp eller trykksensor for ønsket effekt. Den kan utføres med sylindrisk med jevn diameter i lengderetningen eller konisk med økende diameter i lengderetningen. Sistnevnte kan forenkle monteringen noe når marginene er små, særlig dersom den ytre diameteren som skal slutte mot trykkbæreren er konisk.

Figur 1 viser den foretrukne utførelsen av oppfinnelsen der innstikksdelen er plassert på trykkmålerinstrumentet, men en motsatt løsning der selvsagt også mulig der tilkoblingsdelene er byttet om slik at innstikksdelene er montert på røret og innrettet til å føres inn i åpninger på trykkmåleinstrumentet. Av praktiske årsaker er det enklest å ha de roterbare foringene på innstikksdelene, men dette kan også utføres på andre måter.

I figur 2 illustreres to foringer, begge med en ytre diameter Yd som passer i åpningene 7 i trykkbæreren 2 og indre diametere Id som passer til den ytre diameteren på innstikksdelene 3. Som det fremgår har foringene i varierende bredde langs omkretsen. Avstanden mellom de ytre diameterne Dl er bestemt av avstanden mellom åpningene og er derfor fast, mens avstanden mellom de indre diameterne D2 vil variere med foringenes orientering. Dermed har man en mulighet for å justere denne avstanden ved å rotere en eller begge foringene, slik at man kan tilpasse avstanden mellom innstikksdelene 2 til åpningenes posisjoner.

Tetning kan oppnås som vist i figur 1 der trykkmåleren utstyres med en planslipt flens som presses mot pakninger 5 i trykkbæreren 2. Alternative utførelser med pakninger i åpningene eller knyttet til et sete som kobles mot foringene kan også tenkes, eventuelt kan selve foringene ha trykktettende virkning etter montering.

Innstikksdelene 3 kan ut utføres på flere måter, som nevnt over med enten en trykkoverførende membran eller passasje for mediet i trykkbæreren 2. Selve målerinstrumentet vil normalt festes til trykkbæreren ifølge metoder som er velkjent for en fagmann, og som avhenger av trykket som skal måles. Avhengig av situasjonen kan den festes med bolter eller bare ved tilkoblingen til trykkbæreren via hullene 7.

Selve målingene som utføres av trykkmåleren vil kunne variere. De to åpningene kan for eksempel være tilkoblet to forskjellige posisjoner i en venturi i et rør som danner en innsnevring med forskjellig gjennomstrømningsareal, slik at man kan måle trykkforskjellene mellom de to posisjonene og for eksempel gi et mål på strømningshastigheten til rørinnholdet. Det kan også måles absolutt-trykk ved en eller begge innstikksdelene.

Hvorvidt det anvendes en foring ifølge oppfinnelsen i en eller flere åpninger vil avhenge av det antatte behovet for justering. I tillegg til foringen kan trykkbæreren uføres med strekkavlastning i form av en stressreduserende nakke/spor 6 i flens for å gi en ytterligere reduksjon av faren for å gi lekkasjer. Disse vil oppta stress i materiale grunnet dimensjonsendringer i trykkbæreren eller måleinstrumentet.

Dermed vil monteringen kunne foregå ved at en eller flere foringer roteres for å tilpasse innstikksdelenes 3 posisjoner til åpningenes 7 relative posisjoner. Deretter festes måleinstrumentet på fagmessig vanlig måte til trykkbæreren 2, for eksempel ved bruk av bolter eller lim, der fremgangsmåten avhenger av trykkforhold og forventet belastning.

For å oppsummere angår den foreliggende oppfinnelsen følgende aspekter ved trykkmålerinstrumenter der det anvendes minst én foring, støttehylse eller lignende som har en innvendig sylindrisk eller konisk flate og en utvendig sylindrisk eller konisk flate og hvor innvendig og utvendig flate har parallelle eller nesten parallelle senterakser som ikke er sammenfallende, slik at man ved å rotere denne i forhold til en av senteraksene kan justere den relative posisjonen mellom innstikksdelen 3 på trykkmåleren 1 og trykkbæreren 2.

Foringen kan utføres som tetning, men i mange tilfeller vil den kun fungere som understøttelse i koblingen mens tetningen oppnås med andre midler, som pakninger eller lignende.

Ifølge en utførelse angår oppfinnelsen et trykkmåleinstrument for undersjøisk bruk som har en trykktettende flens som er utstyrt med en innstikksdel med en under montering roterbar foring slik som angitt over.

Ifølge en annen utførelse angår oppfinnelsen et trykkmåleinstrument for undersjøisk bruk som har minst to trykktettende flenser hvor minst et av disse er utstyrt med en innstikksdel med en under montering roterbar foring slik som angitt over.

Ifølge ytterligere en utførelse angår oppfinnelsen et differensialtrykkmåleinstrument for undersjøisk bruk som har minst to trykktettende flenser hvor minst et av disse er utstyrt med en innstikksdel med en under montering roterbar foring slik som angitt over.

Ifølge ytterligere en utførelse angår oppfinnelsen et absoluttrykkmåleinstrument for undersjøisk bruk som har minst to trykktettende flenser hvor minst et av disse er utstyrt med en innstikksdel med en under montering roterbar foring slik som angitt over.

Oppfinnelsen angår også anvendelsen av en foring eller lignende i trykkmåleinstrumenter for undersjøisk bruk hvor foringen har en innvendig sylindrisk eller konisk lagringsflate og en utvendig sylindrisk eller konisk lagringsflate og hvor innvendig og utvendig lagringsflate har parallelle eller nesten parallelle senterakser som ikke er sammenfallende. Foringen har fortrinnsvis to lagringsflater som kan være sylindriske eller koniske og som har parallelle eller nesten parallelle akser, og kan innrettes til å hindres fra å rotere om sin ytre lagringsflate. En foring som nevnt over som har en avstand mellom lagringsflatenes akser som er mye mindre enn lagerflatenes diameter.

Claims (8)

1. Et trykkmåleinstrument særlig for undersjøisk bruk og innrettet for kobling til et trykksatt medium i en beholder eller et rør og derved å måle trykket i mediet i denne posisjonen, der trykkmåleinstrumentet er utstyrt med minst to første tilkoblingsdeler innrettet til kobling mot motsvarende andre tilkoblingsdeler på nevnte beholder eller rør, karakterisert vedat hver av nevnte første og andre tilkoblingsdeler utgjøres av par bestående av en innstikksdel med trykkmessig kommunikasjon for trykkmåleren og en åpning for mottak av innstikksdelen, at det omfatter minst én foring som er roterbart koblet til minst ett av parene med tilkoblingsdeler, der foringen har en innvendig sylindrisk eller konisk flate innrettet til å holdes mot innstikksdelen og en utvendig sylindrisk eller konisk flate innrettet til kobling mot åpningen, og hvor innvendig og utvendig flate har parallelle eller nesten parallelle senterakser som ikke er sammenfallende, slik at avstanden mellom sentrum på foringen montert på nevnte minst én tilkoblingsdel og sentrum på andre tilkoblingsdeler endres ved rotasjon av foringen i forhold til nevnte minst én foringsdel.

2. Trykkmåleinstrument ifølge krav 1, der tilkoblingsdelene på måleinstrumentet utgjøres av innstikksdeler, og at nevnte foring er roterbart koblet til dminst én av disse.

3. Trykkmåleinstrument ifølge krav 2, omfattende to av nevnte innstikksdeler som hver er forsynt med nevnte foring.

4. Trykkmåleinstrument ifølge krav 3, der trykkmåleinstrumentet utgjøres av et differensialtrykkmåleinstrument for undersjøisk bruk innrettet til å måle trykkdifferansen mellom nevnte to innstikksdeler.

5. Trykkmåleinstrument ifølge krav 3, der trykkmålerinstrumentet utgjøres av et absoluttrykkmåleinstrument for undersjøisk bruk som har minst to av nevnte innstikksdeler hvor minst en av disse er utstyrt med nevnte roterbare foring.

6. Trykkmåleinstrument ifølge krav 1, der foringen er anordnet ved en trykktettende flens på innstikksdelen.

7. Trykkmåleinstrument ifølge krav 1, der minst én åpning er forsynt med stressavlastning.

8. Trykkmålerinstrument ifølge krav 7, der stressavlastningen utgjøres av stressreduserende nakke/spor som omgir åpningen.