NO330858B1 - Anordning for bevegelse i en rorledning - Google Patents

Abstract

Oppfinnelsen vedrører en anordning for bevegelse i en rørledning (2), som for eksempel en plugg, omfattende et hovedlegeme og gripeanordninger (3) omfattende mist to gripesegmenter bevegbart anordnet mellom en tilbaketrukket posisjon uten berøring med en innvendig vegg (21) i en rørledning (2) og en utstrakt posisjon i berøring med en innvendig vegg (21) i en rørledning (2). I henhold til oppfinnelsen omfatter anordningen minst to beskyttelsesanordninger (5) anordnet slik at de strekker seg i en radiell retning fra en utvendig hoveddiameter (110) på hovedlegemet og anordnet rundt en omkrets av hovedlegemet, der en distal ende (51) av beskyttelsesanordningene (5) strekker seg utenfor gripesegmentene (14) når 5 gripesegmentene (14) er i en tilbaketrukket tilstand men er innenfor en ytre diameter (143) av gripesegmentene (14) når gripesegmentene (14) er i en utstrakt tilstand.

Description

Oppfinnelsen vedrører en anordning for bevegelse inne i en rørledning. Anordningen omfatter et hovedlegeme og gripeanordninger, bevegelig anordnet mellom en tilbaketrukket og en utstrakt posisjon, for samvirke med en innvendig vegg i en rørledning for å holde anordningen i en fast posisjon i rørledningen.

Det er et generelt behov for å utføre arbeid på rørledninger, så som inspeksjon, reparasjon av en bestemt seksjon, avgrening og andre typer vedlikeholdsarbeid. For å utføre slikt arbeid føres det ofte inn anordninger, så som pigger og plugger, inn i rørledningen ved bestemte posisjoner. Disse piggene eller pluggene pigges eller beveges på annen måte i rørledningen til det ønskede sted der det nødvendige arbeidet skal utføres. Dersom arbeidet krever at piggen eller pluggen må befinne seg ved spesifikke steder, vil anordningen normalt omfatter gripeanordninger som aktueres når anordningen befinner seg ved det ønskede stedet for å samvirke med rørledningens innvendige vegg og holde anordningen støtt i relasjon til rørledningen. Eksempler på plugger for bruk inne i en rørledning er beskrevet i for eksempel søkerens eget patent EP 1 552 210 og også i US 4 991 651. WO 2003/067134 og US 4 465 104 beskriver beskyttelsesanordninger som har en utstrekning i radiell retning.

Anordningens gripeanordning vil normalt ha en ytre overflate som er utformet slik at den vil gripe inn i rørledningen for å holde anordningen fast relativt rørledningen. Gripeanordningen er i tillegge ofte tilvirket av et hardt materiale, så som en stållegering. Når anordningen innføres i rørledningen er det behov for å forsikre seg om at rørledningens innvendige overflate ikke skades av anordningens bevegelse gjennom rørledningen.

Et formål med oppfinnelsen er å frembringen en anordning som ikke skader rørledningens innvendige vegg når den transporteres gjennom rørledningen. Det er også et formål å frembringe en anordning som er forbedret, sammenlignet med de kjente anordninger.

Disse formål oppnås med en anordning som angitt i de medfølgende krav.

Det er ifølge oppfinnelsen frembrakt en anordning for bevegelse i en rørledning. Denne anordningen kan være en pigg eller en plugg som kan fjernes, som føres inn i rørledningen og deretter pigges og/eller beveges av en traktorenhet inne i rørledningen. Anordningen kan være autonom eller ha en navlestreng til overflaten. En rørledning skal i denne sammenheng forstås som ethvert rør for transport av et fluid, som et stigerør, fleksibelt stigerør, rørledningen på en havbunn, rør mellom to installasjoner og/eller en interkontinental rørledning. Rørledningen kan være nedsenket, løpe over land eller til og med være nedgravet i bakken.

Anordningen omfatter et hovedlegeme og gripeanordninger. Hovedlegemet kan være tildannet av flere legemselementer festet til hverandre men bevegbart anordnet i forhold til hverandre, som endeplatelegemselementer og et mellomliggende legemselement. Gripeanordningene omfatter mist to gripesegmenter anordnet rundt en omkrets av hovedlegemet. Disse gripesegmentene er bevegbart anordnet mellom en tilbaketrukket posisjon uten berøring med en innvendig vegg i en rørledning og en utstrakt posisjon i berøring med en innvendig vegg i en rørledning. I en utstrakt tilstand vil gripeelementene samvirke med rørledningens innvendige vegg og fastholde anordningen relativt rørledningen. Gripeanordningen kan være av ulike typer, gripeblokker beveget av leddede elementer, kileelementer som for eksempel "slips", etc.

Ifølge oppfinnelsen er det anordnet minst to beskyttelsesanordninger til anordningen som strekker seg i en radiell retning fra hovedlegemet. Beskyttelsesanordningene vil også strekke seg i en radiell retning fra en utvendig hoveddiameter på hovedlegemet. De i det minste to beskyttelsesanordningene er anordnet for i det minste delvis å være plassert mellom to nabo-gripesegmenter, og er anordnet rundt en omkrets av hovedlegemet. En distal ende av beskyttelsesanordningene strekker seg utenfor gripesegmentene når gripesegmentene er i en tilbaketrukket tilstand men er innenfor en ytre diameter av gripesegmentene når gripesegmentene er i en utstrakt tilstand.

I en utførelsesform kan beskyttelsesanordningene være festet til en del av anordningens hovedlegeme og gripeelementene anordnet for å være bevegelige i forhold til denne delen av hovedlegemet. En mulig konfigurasjon er å.ha beskyttelsesanordninger og gripeanordninger anordnet alternerende rundt en omkrets av anordningens hovedlegeme. Det kan naturligvis også være andre konfigurasjoner av beskyttelsesanordninger og gripesegmenter rundt en omkrets, som for eksempel et mønster med to gripesegmenter og en beskyttelsesanordning og så to gripesegmenter rundt en omkrets, eller et mønster med ett gripesegment, en beskyttelsesanordning, to gripesegmenter, en beskyttelsesanordning, ett gripesegment, etc, eller en kombinasjon av disses mønstrene. Ifølge et annet aspekt kan beskyttelsesanordningene være festet til hovedlegemet som sådan. Dette kan oppnås ved at for eksempel en fjærbelastet beskyttelsesanordning er festet til gripesegmentet, der beskyttelsesanordningen vil trykkes ned idet gripesegmentet strekkes ut til berøring med en innvending vegg i en rørledning. Denne innfestningen av beskyttelsesanordningen til gripesegmentet kan for eksempel være i en ytre overflate av gripesegmentet. Dersom gripesegmentet har en utforming med minst to kontaktseksjoner mellom gripesegmentene og rørledningsveggen enten i en omkretsmessig retning eller i en lengderetning i rørledningen eller begge, er det en mulighet for å posisjonere beskyttelsesanordningen i den ytre overflaten mellom slike kontaktseksjoner. Ved en slik løsning oppnår man fremdeles den samme kontaktflaten mellom gripesegmentene og rørledningen og i tillegg har man også beskyttelsen inntil gripesegmentet er satt. Ifølge nok et aspekt kan det være en kombinasjon av beskyttelsesanordninger anordnet i det minste delvis mellom to nabo-gripesegmenter og festet til gripesegmenter.

Ifølge et annet aspekt, kan beskyttelsesanordningene være tildannet av beskyttelseselementer festet til hovedlegemet med tilkoplingsanordninger. Tilkoplingsanordningene kan være sneppkoplinger, skruer eller andre former for festemidler. Beskyttelsesanordningene kan på en tilsvarende måte være festet til gripesegmentene. Man kan også se for seg at beskyttelsesanordningene er utformet som en integrert del av en del av hovedlegemet.

Ifølge nok et aspekt, kan i det minste en distal ende av beskyttelsesanordningene være tildannet av et ikke-metallisk materiale. Man kan også se for seg at den hele delen som danner beskyttelsesanordningene festet til hovedlegemet eller gripesegmentet er tildannet av et ikke -metallisk materiale.

Ifølge et annet aspekt kan beskyttelsesanordningene ved en distal ende omfatte rotasjonsanordninger. Rotasjonsanordninger kan være hjul, ruller eller kulelagre. Beskyttelsesanordningenes distale ende kan også være utformet med sklielementer, skiver, etc. Den distale endens form kan også være annerledes, avhengig av anordningens bruk. Den del av beskyttelsesanordningen som danner den distale enden, kan være vinklet eller krummet i noen seksjoner for å forhindre at anordningen fanges eller festes ved elementer inne i rørledningen eller i trange deler av en rørledning. Disse krumme eller vinklede seksjonene vil normalt være seksjoner som er vendt i anordningens bevegelsesretning inne i rørledningen.

I ett aspekt omfatter gripeanordningene en bowlseksjon ("bowl section") utformet av en del av hovedlegemet. Gripesegmentene i form av slips-elementer vil være bevegbare langs glidende overflateseksjoner av bowlseksjonen for bevegelse mellom en tilbaketrukket og utstrakt tilstand for gripeanordningene. Dette kan oppnås ved å ha en endeplate på anordningen i anlegg mot slipsene og ved å bevege endeplaten relativt bowlseksjonen, slipsene beveges mellom den tilbaketrukne og utstrakte tilstanden. De glidende overflateseksjonene kan også være bevegelige i en radiell retning for rask bevegelse mellom en tilbaketrukket og en utstrakt stilling for gripeanordningen.

Ifølge et aspekt kan beskyttelsesanordningene også strekke seg i en aksial retning i anordningen. Anordningens aksialretning vil være en retning som normalt er parallell med en aksialretning for rørledningen, når anordningen er i bruk. Utstrekningen i aksialretningen kan være for i det minste en del av bowlseksjonen.

I ett aspekt er anordningen en autonom plugg som kan fjernes. Det kan være anordnet tetningsanordninger i relasjon til hovedlegemet, for tetning mot en innvendig vegg av en rørledning. Tetningsanordningene kan være et ringformet pakningselement, anordnet mellom to legemselementer, for eksempel en endeplate og bowlseksjonen, tillatt å beveges relativt hverandre i pluggens aksialretning for å bevege pakningselementet fra en tilbaketrukket tilstand til et utstrakt tilstand i tettende kontakt med en innvendig vegg av rørledningen.

Tetningsanordningen og/eller gripeanordningen, i formen av et ringformet pakningselement og slips-segmenter, kan aktueres ved relativ bevegelse av ulike legemselementer som danner anordningens hovedlegeme. De relative bevegelsene mellom de ulike legemselementene kan oppnås med et sentralt beliggende fluiddrevet stempel og sylinder arrangement, der sylinderen er tilknyttet én endeplate og stempelet er tilknyttet den motsatte endeplaten, og når disse beveges relativt hverandre aktueres gripe og tetningsanordningene.

Ifølge nok et aspekt kan det være ytterligere beskyttelsesanordninger anordnet ved anordningens aksiale ende. Disse beskyttelsesanordningene kan være av samme type som de som er redegjort for over eller være av en annen type beskyttelsesanordning.

Anordningens hovedlegeme skal i denne sammenheng forstås å være hovedlegemets elementer uten gripesegmenter og pakningselementet. En utvendig hoveddiameter av hovedlegemet vil være en utvendig diameter for disse elementene. Med gripeanordninger i form av "slips" anordnet rundt en bowlseksjon på hovedlegemet, vil en utvendig hoveddiameter på pluggen normalt være en utvendig diameter av bowlseksjonen dannet av ett legemselement.

En ikke-begrensende utførelsesform av oppfinnelsen vil nå bli beskrevet med henvisning til de medfølgende tegningene, der, Figur 1 viser et delvis snitt av en anordning ifølge oppfinnelsen, som en plugg, i en rørledning i en ikke-satt konfigurasjon, Figur 2 viser anordningen i figur 1 i en satt konfigurasjon inne i rørledningen,

Figur 3 viser en ytterligere detalj av en del av figur 1.

I figurene 1 og 2 er anordningen ifølge oppfinnelsen viset i et delvis snitt, der den midtre delen av anordningen er vist i snittriss, over en senterakse 9 til anordningen i figurene, og et sideriss der anordningen inne i rørledningen 2 er fjernet er vist under senteraksen 9.

Anordningen er i det viste eksempelet en autonom plugg for midlertidig avtetning av rørledningen 2 i to adskilte seksjoner, med en høytrykksside på venstre side i figur 2. Pluggen omfatter gripeanordninger 3, og tetningsanordninger 4, som beveges fra en tilbaketrukket tilstand som vist i figur 1 når pluggen pigges gjennom rørledningen 2 til en utstrakt tilstand der gripeanordningen 3 og tetningsanordningene 4 er i berøring med en innvendig vegg 21 i rørledningen 2, som vist i figur 2. Pluggen omfatter videre et hovedlegeme som omfatter en bowlseksjon ("bowl section") 11 en første endeplate 12 og en andre endeplate 13. Endeplatene 12, 13 danner de aksiale endene av pluggen og er vendt mot fluidene på begge sider av pluggen. Med den konfigurasjonen av tetningsanordningen 3 og gripeanordningene 4 som angitt i den viste utførelsesformen, er det den første endeplaten 12 som vil være vendt mot a fluid med et høyere trykk når det er en trykkforskjell over pluggen i en satt tilstand

Tetningsanordningene 4 omfatter et ringformet pakningselement som er anordnet mellom den første endeplaten 12 og bowlseksjonen 11. Gripeanordningene 3 omfatter gripesegmenter 14, 14' anordnet rundt en omkrets av hovedlegemet. Disse gripesegmentene 14 er bevegbart festet til bowlseksjonen 11, muligens ved t-formede spor og fremspring. Gripesegmentene 14 har et kileformet tverrsnitt og har en innvendig glideflate 141 i anlegg mot en glideflateseksjon 111 på bowlseksjonen. Denne glideflateseksjon 111 har en vinkel i forhold til pluggens senterakse 9. Gripesegmentene 14 har videre en ytre gripeflate 140, som normalt er dannet med minst en seksjon men høyere friksjonsfaktor enn resten av de ytre overflatene på et gripesegment 14.Gripesegmentene er også tildannet med en endeoverflate 142, som er i anlegg mot den andre endeplaten 13. Gripesegmentene 14 beveges fra en tilbaketrukket tilstand (figur 1) til en utstrakt tilstand (figur 2) ved å bevege endeplatene 12, 13 mot hverandre. Ved denne bevegelsen skyves gripesegmentene 14 på endeoverflaten 142 av endeplaten 13 i en aksialretning og ved denne bevegelsen langs bowlseksjonens 11 glideflateseksjon 111 og dermed utover i en radiell retning til en utstrakt tilstand. På en tilsvarende måte skyves tetningselementet 4 ved den første endeplatens 12 aksiale bevegelse relativt bowlseksjonen 11 og den andre endeplaten 13, for bevegelse av pakningselementet fra en tilbaketrukket tilstand til en utstrakt tilstand. Endeplatenes 12, 13 bevegelse oppnås ved et sentralt beliggende stempel og sylinderarrangement (ikke vist) inne i pluggen, der de første og andre endeplatene er tilknyttet henholdsvis stempelet og sylinderen.

Det er i følge oppfinnelsen anordnet beskyttelsesanordninger 5 rundt en omkrets av pluggens hovedlegeme, noe av hvilket er vist i figurene. Beskyttelsesanordningene 5 er i den viste utførelsesformen festet til hovedlegemets bowlseksjon 11 med koplingsanordninger 55 i form av bolter. Det kan som allerede nevnt være andre typer tilkoplingsanordninger for å feste beskyttelsesanordningene til hovedlegemet eller alternativt til gripesegmentene. Beskyttelseanordningene 5 er anordnet mellom gripesegmentene 14, 14', slik at en del av beskyttelsesanordningen 5 er anordnet mellom gripesegmentene 14 i en tilbaketrukket tilstand av gripesegmentene 14 og hele beskyttelsesanordningen er anordnet mellom gripesegmentene 14 i en utstrakt tilstand av disse. Når man ser rundt omkretsen vil det være et repeterende mønster av et gripesegment 14, en beskyttelsesanordning 5, et gripesegment 14, en beskyttelsesanordning 5, etc. Det kan naturligvis være andre mulige konfigurasjoner av dette og den aksiale posisjoneringen av beskyttelsesanordningene kan også endres slik at ikke hele beskyttelsesanordningen er mellom gripesegmentene når disse er i en utstrakt tilstand.

Beskyttelseselementet 5 er vist å ha en lengde i pluggens aksialretning, denne lengden kan varieres avhengig av bruken av anordningen inne i rørledningen. I den viste utførelsesformen, se figur 3, omfatter beskyttelsesanordningen 5 en ytre overflate 51, som danner den distale enden av beskyttelsesanordningen 5. Denne ytre overflaten 51 er vist med en første vinklet overflate 56 vendt mot pluggens bevegelsesretning. Den ytre overflaten 51 er også utformet med en andre vinklet overflate 57. Denne andre vinklede overflaten 57 er anbrakt ved den motsatte enden av den ytre overflaten 51 og er vendt i en bevegelsesretning for pluggen dersom den skulle bli pigget begge veier, som kan skje i noen tilfeller. Den ytre overflaten 51 er også utformet som en noe krum overflate mellom disse vinklede overflatene. Disse vinklede og krumme overflatene gir mindre mulighet for at beskyttelsesanordningen griper inn i en trang seksjon av rørledningen eller et element som strekker seg inn i rørledningen eller gjør det letter for beskyttelsesanordningen å passere gjennom en smalere del av røret. Beskyttelsesanordningen 5 kan også være dannet uten en eller begge av disse vinklede overflatene. Den ytre overflaten kan også være en nesten lineær overflate eller ha lineære seksjoner eller en kombinasjon a lineære, krumme og vinklede. Beskyttelsesanordningen 5 er videre utformet med en indre overflate 54 i anlegg med en overflate på bowlseksjonen 11. Denne indre overflaten 54 er utformet med to vinklede deler som er komplementær med en del av bowlseksjonen, for å holde beskyttelsesanordningen 5 støtt og fast relativt bowlseksjonen 11. De ytre overflatene 51 ved de ulike beskyttelsesanordningene 5 anordnet rundt en omkrets av hovedlegemet, vil også danne en utvendig hoveddiameter 50 for beskyttelsesanordningen, som indikert i figur 3. Denne utvendige hoveddiameteren 50 er større enn en utvendig hoveddiameter 143 dannet av gripesegmentene i en tilbaketrukket tilstand av gripesegmentene, som indikert i figur 3. Ved dette vil beskyttelsesanordningen 5 forhindre gripesegmentene fra å komme i berøring med rørledningens 2 innvendige vegg 21, når de er i en tilbaketrukket tilstand. Beskyttelsesanordningen 5 vil derfor beskytte rørledningens innvendige vegg 21. som best vist i figur 1, vil beskyttelsesanordningen 5 også ha en første sideoverflate 52 og en andre sideoverflate 53, hvilke sideoverflater 52, 53 er vendt mot nærliggende gripesegmenter 14, 14', som indikert i figur 1.

Pluggen kan i tillegg til beskyttelsesanordningen 5 anordnet i relasjon til

gripesegmentene eller anordnet ved gripesegmentet 14, være forsynt med ytterligere beskyttelsesanordninger. Disse ytterligere beskyttelsesanordningene vil også ha en distal ende som strekker seg utenfor gripesegmentenes utvendige hoveddiameter når gripesegmentene er i en tilbaketrukket tilstand. Disse ytterligere beskyttelsesanordningene kan være skiver festet til hovedlegemet som angitt med henvisningstallene 6 og 7 i figur 1 og/eller de kan være utformet som ringformede overflatedeler på hovedlegemet med en distal ende utformet av et ikke-metallisk materiale, som for eksempel indikert med henvisningstall 6', 7' i figur 1. Disse ytterligere beskyttelsesanordningene kan også være sklielementer, hjul eller andre elementer som forhindrer pluggens elementer fra å skade rørledningens innvendige vegg ved transport i rørledningen, ved pigging og/eller traktorbevegelse.

Pluggen som er vist i utførelsesformen har et selvlåsende system med en gitt trykkforskjell over pluggen. Dette gir at med en høyere trykkforskjell over pluggen vil det etableres et høyere tetningstrykk i pluggens pakningselement.

Oppfinnelsen har nå blitt beskrevet med en utførelsesform. En fagperson vil forstå at det kan utføres en rekke endringer og modifikasjoner til denne utførelsesformen innenfor omfanget av oppfinnelsen slik dette er angitt i de medfølgende krav. Beskyttelsesanordningene kan være festet til gripeanordningene, det kan være alternative konfigurasjoner av gripeanordninger og beskyttelsesanordninger. Beskyttelsesanordningene kan være festet til anordningen på en annen måte, etc.

Claims (9)

1. Anordning for bevegelse i en rørledning (2), omfattende et hovedlegeme og gripeanordninger (3) omfattende mist to gripesegmenter (14) anordnet rundt en omkrets av hovedlegemet, idet gripesegmentene (14) er bevegbart anordnet mellom en tilbaketrukket posisjon uten berøring med en innvendig vegg (21) i en rørledning (2) og en utstrakt posisjon i berøring med en innvendig vegg (21) i en rørledning (2),karakterisert vedat anordningen omfatter minst to beskyttelsesanordninger (5) som er anordnet for i det minste delvis å være plassert mellom to nabo-gripesegmenter (14, 14'), og videre anordnet slik at de strekker seg i en radiell retning fra en utvendig hoveddiameter (110) på hovedlegemet og anordnet rundt en omkrets av hovedlegemet, der en distal ende (51) av beskyttelsesanordningene (5) strekker seg utenfor gripesegmentene (14) når gripesegmentene (14) er i en tilbaketrukket tilstand men er innenfor en ytre diameter (143) av gripesegmentene (14) når gripesegmentene (14) er i en utstrakt tilstand.

2. Anordning ifølge krav 1,karakterisert vedat beskyttelsesanordningene er festet til gripesegmentene (14).

3. Anordning ifølge krav 1,karakterisert vedat beskyttelsesanordningene (5) er utformet av beskyttelseselementer (5) festet til hovedlegemet med tilkoplingsanordninger (55).

4. Anordning ifølge krav 1,karakterisert vedat i det minste en distal ende (51) av beskyttelsesanordningene (5) er tildannet av et ikke-metallisk materiale.

5. Anordning ifølge krav 1,karakterisert vedat beskyttelsesanordningene (5) ved en distal ende (51) omfatter rotasjonsanordninger.

6. Anordning ifølge krav 1,karakterisert vedat gripeanordningene (3) omfatter en bowlseksjon (11) utformet av en del av hovedlegemet og gripesegmentene (14) i form av slips-elementer, bevegbare langs a glidende overflateseksjon (111) av bowlseksjon (11) for bevegelse mellom en tilbaketrukket og utstrakt tilstand for gripeanordningene (3).

7. Anordning ifølge krav 6,karakterisert vedat beskyttelsesanordningene (5) strekker seg i en aksial retning for i det minste en del av bowlseksjon (11).

8. Anordning ifølge krav 1,karakterisert vedtetningsanordninger (4) anordnet i relasjon til hovedlegemet, for tetning mot en innvendig vegg (21) av en rørledning.

9. Anordning ifølge krav 1,karakterisert vedytterligere beskyttelsesanordninger (6, 7) ved anordningens (1) aksiale ende.