NO331969B1

NO331969B1 - Anordninger ved rorkopling og fremgangsmate for bruk av denne

Info

Publication number: NO331969B1
Application number: NO20093570A
Authority: NO
Inventors: Gjerulf Ottersland
Original assignee: Aker Mh As
Priority date: 2009-12-21
Filing date: 2009-12-21
Publication date: 2012-05-14
Also published as: BR112012015075B1; NO20093570A1; WO2011078683A2; BR112012015075A2; WO2011078683A3

Abstract

En koplingsanordning (3) for tilkopling til et element (14) forsynt med gjenger (26), omfattende et første rotasjonslegeme (2) og et andre rotasjonslegeme (4) opplagret på det første rotasjonslegemet og koaksialt med dette, der det første rotasjonslegemet (2) er utstyrt med en gjengeforbindelse (8. 26) for tilkopling til elementet (14) via gjengeforbindelsen (26) og midler (11. 18) for rotasjon av koplingsanordningen. Mellom rotasjonslegemene (2, 4) er det anordnet en kontra gjengeforbindelse (6a.b) med en stigning som er motsatt rettet av stigningen på gjengeforbindelsen (26). hvorved det andre rotasjonslegemet (4). når det fastholdes samtidig med at det første rotasjonslegemet (2) roteres i gjengeforbindelsen (26) i elementet (14). også beveges mot legemet (14) ved hjelp av kontragjengeforbindelsen (6a.b). En anordning (110) for å bevirke relativ rotasjon mellom et første legeme (2) og et andre legeme (4) som er innrettet koaksialt med det første legemet, omfatter et første koplingselement (117) som er bevegbart mellom en tilkoplet stilling og en frikoplet stilling i forhold til det første legemet (2). og et andre koplingselement (118) om er bevegbart mellom en tilkoplet stilling og en frikoplet stilling i forhold til det andre legemet (4), samt midler for å bevirke at de første og andre koplingselementenes (117, 118) bevegelser mellom de tilkoplede og frikoplede stillingene foretas hovedsakelig langs de nevnte første og andre legemers (2, 4) lengdeakser. En fremgangsmåte omfatter å senke koplingsanordningen (3) ned til en del av til elementet (14) som befinner seg i kappe strukturen (1): skru koplingsanordningen (3) inn i borerøret elementet inntil et parti (10) på koplingsanordningen kommer i anlegg mot et parti på elementet (14): og ved hjelp av verktøy rotere det første rotasjonslegemet (2) og det andre rotasjonslegemet (4) i motsatt retning av hverandre slik at rotasjonslegemene (2. 4) skrus mot elementet (14); hvorved det oppnås en rett forspenning i forbindelsen mellom elementet (14) og koplingsanordningen (3).

Description

Anordninger ved rørkopling og fremgangsmåte for bruk av denne Oppfinnelsen vedrører boring i undergrunnen, enten på land eller til havs. Nærmere bestemt vedrører oppfinnelsen en koplingsanordning som angitt i innledningen til det medfølgende selvstendige krav 1, en fremgangsmåte for tilkopling som angitt i innledningen til det medfølgende selvstendige krav 10, og en fremgangsmåte for fråkopling som angitt i innledningen til det medfølgende selvstendige krav 14.

Bakgrunnen for oppfinnelsen

Ved boreoperasjoner benyttes det iblant sirkulasjonsverktøy for å opprettholde sirkulasjon av boreslam ved innskjøting av et nytt borerør og tilkopling av dette til boremaskinen. Man vil unngå å måtte stoppe sirkulasjonene av boreslam, fordi dette kan føre til pluggdannelse og tilstopping av sirkulasjonssystemet. Det er derfor aktuelt å kople boremaskinen til (eller fra) borerøret enten inne i sirkulasjons-verktøyet (som står på boredekket) eller flere meter oppe i boretårnet.

Spesielt når tilkopling (eller fråkopling) mellom borerøret og bormaskinen skal utføres inne i dette sirkulasjonsverktøyet, kommer man ikke til med anordninger, tenger, etc., av kjent type. Det er derfor behov for en anordning som bl.a. tillater til-og fråkopling mellom en boremaskin og et borerør på steder som er vanskelig tilgjengelig for konvensjonelle verktøy.

US 5 474 334 A viser en kopingsanordning for tilkopling til et element forsynt med gjenger, omfattende to rotasjonslegemer forsynt med gjenger, der det ene er opplagret på det andre og koaksialt med dette.

US 5645131 viser et apparat for å rotere et første legeme i forhold til et andre legeme. Apparatet er forsynt med koplingselementer som er bevegbare mellom tilkoplet og frakoplet tilstand.

Sammendrag av oppfinnelsen

Det er derfor frembrakt en koplingsanordning for tilkopling til et element forsynt med gjenger, omfattende et første rotasjonslegeme og et andre rotasjonslegeme opplagret på det første rotasjonslegemet og koaksialt med dette, der det første rotasjonslegemet er utstyrt med en gjengeforbindelse for tilkopling til elementet via gjengeforbindelsen og midler for rotasjon av koplingsanordningen,karakterisert vedat det mellom rotasjonslegemene er anordnet en kontragjengeforbindelse med en stigning som er motsatt rettet av stigningen på gjengeforbindelsen, hvorved det andre rotasjonslegemet, når det fastholdes samtidig med at det første rotasjonslegemet roteres i gjengeforbindelsen i elementet, også beveges mot legemet ved hjelp av kontragjengeforbindelsen.

I en utførelsesform er det første rotasjonslegemet forsynt med en barriereinnretning for tettende anlegg mot elementet og det andre rotasjonslegemet samt eventuelle rotasjonslegemer mellom det første og andre rotasjonslegeme, hvorved forspenningskrefter overføres mellom elementet og rotasjonslegemene, og inntrengning av fluider mellom det første rotasjonslegemet og de øvrige rotasjonslegemene forhindres.

I en utførelsesform omfatter koplingsanordningen ifølge oppfinnelsen inngrepspartier på rotasjonslegemene, for operasjon av koplingsanordningen ved hjelp av holde-og-rotasjonsanordninger, og der inngrepspartiene befinner seg en aksial avstand a fra kontragjengeforbindelsen.

Inngrepspartiene på rotasjonslegemene befinner seg i en utførelsesform en aksial avstand b fra det første rotasjonslegemets gjengeforbindelse.

Gjengeforbindelsen er i en utførelsesform høyregjenget og

kontragjengeforbindelsen venstregjenget.

Det første rotasjonslegemet omfatter fortrinnsvis et rør, så som en pup joint eller lignende, og elementet omfatter fortrinnsvis et rør, så som et borerør eller lignende.

I en utførelsesform innbefatter midlene for å bevirke rotasjon et første koplingselement som er bevegbart mellom en tilkoplet stilling og en frikoplet stilling i forhold til det første rotasjonslegemet, og et andre koplingselement om er bevegbart mellom en tilkoplet stilling og en frikoplet stilling i forhold til det andre rotasjonslegemet, innbefatter videre midler for å bevirke at de føTSte og andre koplingselementenes bevegelser mellom de tilkoplede og frikoplede stillingene foretas hovedsakelig langs de nevnte første og andre rotasjonslegemers lengdeakser.

De nevnte midlene omfatter i en utførelsesform lineære aktuatorer og komplementære rygger og fordypninger på koplingselementene og på de første og andre legemene.

I en utførelsesform omfatter anordningen ifølge oppfinnelsen et hus med et første dreieelement som ved hjelp av dreiemidler er dreibart i huset om de nevnte legemenes lengdeakse, og der huset videre omfatter et motholdselement festet til huset, og der videre et første koplingselement i huset er bevegbart langs nevnte lengdeakse mellom en tilkoplet stilling og en frikoplet stilling med det ene rotasjonslegemet, og der videre et andre koplingselement i huset er bevegbart langs nevnte lengdeakse mellom en tilkoplet stilling og en frikoplet stilling med det andre rotasjonslegemet, og der det første koplingselementet er tilknyttet motholdselementet og det andre koplingselementet er tilknyttet det første dreieelementet, hvorved de to rotasjonslegemene kan roteres i forhold til hverandre når de første og andre koplingselementene er tilkoplet sine respektive rotasjonslegemer og det første dreielementet dreies i huset.

Det er videre frembrakt en fremgangsmåte for tilkopling mellom en koplingsanordning ifølge oppfinnelsen og et element, der tilkoplingen utføres ved hjelp av ett eller flere verktøy som tilkoples koplingsanordningen en avstand b fra den delen av koplingsanordningen som er koplet til eller skal koples til elementet,

kjennetegnet ved følgende trinn for tilkopling:

a) senke koplingsanordningen ned til en del av til elementet som befinner seg i kappestrukturen; b) skru koplingsanordningen inn i borerøret elementet inntil et parti på koplingsanordningen kommer i anlegg mot et parti på elementet; c) rotere det første rotasjonslegemet og det andre rotasjonslegemet i forhold til hverandre slik at rotasjonslegemene skrus mot elementet;

hvorved det oppnås en rett forspenning i forbindelsen mellom elementet og koplingsanordningen.

Fortrinnsvis befinner tilkoplingsstedet på elementet seg inne i en kappestruktur og at verktøyene tilkoples koplingsanordningen utenfor kappestrukturen og opereres utenfor kappestrukturen.

I en utførelsesform omfatter trinn c å rotere det andre rotasjonslegemet i motsatt retning av skruretningen i trinn b. I en utførelsesform omfatter trinn c å holde det andre rotasjonslegemet fast mens det første rotasjonslegemet roteres i samme retning av skruretningen i trinn b.

Det er videre frembrakt en fremgangsmåte for fråkopling mellom en koplingsanordning ifølge oppfinnelsen og et element, der fråkoplingen utføres ved hjelp av ett eller flere verktøy som tilkoples koplingsanordningen en avstand b fra den delen av koplingsanordningen som skal koples fra elementet, kjennetegnet ved følgende trinn for fråkopling: a) rotere det første rotasjonslegemet og det andre rotasjonslegemet i motsatt retning av hverandre inntil forspenningen mellom elementet og

koplingsanordningen opphører;

b) skru koplingsanordningen ut av elementet; og

c) heve koplingsanordningen opp fra den delen av til elementet som befinner

seg i kappestrukturen.

Eventuelt kan trinn a omfatte å holde det andre rotasjonslegemet fast mens det første rotasjonslegemet roteres i samme retning av skruretningen i trinn b.

Koplingsanordningen og momentverktøyet ifølge oppfinnelsen kan raskt og enkelt installeres på en hvilken som helst boremaskin, uten strukturelle modifiseringer av boremaskinen. Ingen andre deler av boremaskinen enn hovedakslingen belastes og det kan uten hjelp av andre innretninger kobles til og fra borestrengen inne i et annet legeme, så som en sirkulasjonssub eller lignende, og ved en vilkårlig høyde i boretårnet.

Disse og andre karakteristiske trekk ved oppfinnelsen vil bli belyst i den følgende beskrivelse av foretrukne ikke-begrensende utførelsesformer, med henvisning til de medfølgende tegningene der: Figur la er en splittegning av en første utførelsesform av koplingsanordningen ifølge oppfinnelsen, og viser delene sett fra en side delvis i snitt; Figur lb viser anordningen i figur la i en sammensatt tilstand; Figur 2a er en forstørrelse av området merket A i figur la; Figur 2b er en forstørrelse av området merket B i figur lb; Figur 3a er en splittegning av en andre utførelsesform av koplingsanordningen ifølge oppfinnelsen, og viser delene sett fra en side delvis i snitt; Figur 3b viser anordningen i figur 3a i en sammensatt tilstand, og viser også enkeltelementer; Figur 4a er en forstørrelse av området merket A i figur 3a; Figur 4b er en forstørrelse av området merket B i figur 3b; Figur 4c er en forstørrelse av området merket C i figur 3b; Figur 5a er en splittegning av en tredje utførelsesform av koplingsanordningen ifølge oppfinnelsen, og viser delene sett fra en side delvis i snitt; Figur 5b viser anordningen i figur 5a i en sammensatt tilstand; Figur 6a er en forstørrelse av området merket A i figur 5b; Figur 6b er en forstørrelse av området merket B i figur 5a; Figur 6c er en forstørrelse av området merket C i figur 5a; Figur 6d er en forstørrelse av området merket D i figur 5b; Figur 6e er en forstørrelse av området merket E i figur 5b; Figur 7a er en sidetegning av et koplingsverktøy, og viser en utførelsesform av et momentverktøy montert på den tredje utførelsesformen av koplingsanordningen ifølge oppfinnelsen; Figur 7b viser anordningene i figur 7a, rotert 90° om koplingsanordningens lengdeakse; Figur 8a viser momentverktøyet sett fra en ende (f.eks. ovenfra); Figurene 8b - 8h viser en utførelsesform av ulike deler i momentverktøyet, der: • Figurene 8b og 8c viser en ytterring, sett henholdsvis fra siden og ovenfra; • Figurene 8d og 8e viser nedre dreiering, sett henholdsvis fra siden og ovenfra (figur 8e, delfigur i), og delfigurene ii og iii viser en dreiekile, sett henholdsvis fra siden og ovenfra; • Figur 8f viser en nedre koplingsring, sett ovenfra; • Figur 8g viser en øvre koplingsring, sett ovenfra; • Figur 8h viser en motholdsring, sett ovenfra; Figur 9a er snittegning av en utførelsesform av momentverktøyet montert på en utførelsesform av koplingsanordningen ifølge oppfinnelsen (vist delvis i snitt, som i de øvrige figurene), og der momentverktøyets koplingsringer er frikoplet fra koplingsanordningen; Figur 9b viser det samme arrangementet som figur 9a, men der momentverktøyets koplingsringer er i inngrep med koplingsanordningen; og

Figur 10 er en prinsippskisse av koplingsanordningen ifølge oppfinnelsen.

A - Beskrivelse av en første utførelsesform av koplin<g>sanordningen ifølge oppfinnelsen (" figurene la. lb. 2a. 2d. og \ 0 )

Koplingsanordningen 3 ifølge oppfinnelsen omfatter i sin mest grunnleggende form et tilpasningsrør (heretter benevnt pup joint) 2 og en ytterhylse 4.

Pup jointen 2 omfatter et rørlegeme med en tilkoplingstapp 8 for tilkopling til et borerør 14, et inngrepsområde 16 for løfteklave (ikke vist i figurene la,b), samt et anleggsparti 5a. Pup jointen 2 er i den viste utførelsesformen festet til en boremaskin (ikke vist i figurene la,b) på en i og for seg kjent måte via en boremaskinaksel lia i en rørkoplingsboks 12.

Ytterhylsen 4 omfatter et rørlegeme med et øvre anleggsparti 5b, for anlegg mot pup jointens anleggsparti 5a, en nedre skulder 10 for anlegg mot borerøret, samt øvre og nedre o-ringspor 20 (kun sporene er vist).

Figur lb viser pup jointen 2 og ytterhylsen 4 montert sammen og der pup jointen 2 er montert til en boremaskinaksel 1 la. Ved anvendelse av koplingsanordningen kan en hydraulisk tang 18 (skjematisk angitt med en stiplet linje i figur lb) koples til slik at dreiemekanismen 18a er i inngrep med pup jointen 2 og motholdet 18b er på ytterhylsen 4.1 denne konfigurasjonen kan koplingsanordningen ifølge oppfinnelsen koples til og fra borerøret når boremaskinen og tangen befinner seg en avstand fra borerøret. For eksempel kan koplingsanordningen koples til og fra borerøret flere titalls meter oppe i boretårnet. Koplingsanordningen kan også koples til borerøret 14 inne i et annet rør som kan befinne seg på boredekket, f.eks. et sirkulasjonsverktøy eller annen kappestruktur som omslutter øvre del av børerøret.

En slik innretning er antydet med en stiplet linje med henvisningstallet 1 i figur lb. Man ser at det ikke er mulig å komme til med tangen nede i denne kappestrukturen 1. Figur la viser også anleggsområdene 5a,b, o-ringsporene 20 samt et rom 22 for en lagerhylse 23 (se figur lb) og en tilsvarende glatt overflate 24 på pup jointen. Figur 2a er en forstørrelse av de nedre partiene og viser at et parti av pup jointen er forsynt med gjenger 6a med en gjengeretning som er motsatt av boremaskinens rotasjon og følgelig gjengeretningen på koplingen mellom pup jointen og borerøret. Ettersom det er vanlig å benytte høyregjengede systemer, vil gjengene 6a her være venstregjenget. Gjengene 6a kan også omtales som "kontragjenger". Et parti på ytterhylsen 4 er utstyrt med tilsvarende venstregj enger (kontragj enger) 6b. Henvisningstallet 25 angir en glatt overflate på pup jointen. Figur 2b viser det samme området som figur 2a, men der ytterhylsen 4 er montert på pup jointen 2. Det vises bl.a. at kontragj engene 6a,6b er i samvirkende inngrep. Henvisningstallet 26 angir regulære (vanligvis høyrerettede) gjenger på pup jointen 2 og tilsvarende gjenger i borerøret 14.

Når koplingsanordningen 3 ifølge oppfinnelsen skal koples til borerøret, starter boremaskinen en langsom rotasjon av anordningen, samtidig som den senkes ned til og inn i øvre del av børerøret,14 - som befinner seg nede i kappestrukturen 1 (se f.eks. figur lb) - der pup jointen skrus inn i borerøret på en i og for seg kjent måte inntil ytterhylsens 4 skulder 10 kommer i anlegg mot borerørets skulder. Deretter dreier boremaskinen koplingsanordningen 3 inntil det oppnås et på forhånd innstilt moment. Dette momentet er lavere enn det endelige momentet som forbindelsen skal ha, men sikrer at forbindelsen mellom pup joint og borerør er tett og f.eks. sirkulasjon av boreslam kan gå gjennomboremaskinene, pup jointen og videre ned i borerøret. Dernest aktiveres tangen 18, med tangens dreiemekanisme 18a og motholdsdel 18b som beskrevet over. Tangens dreiemekanisme aktiveres så og dreier pup jointen 2 som så roterer inne i ytterhylsen 4. Pup jointens rotasjon i ytterhylsen er moderat, anslagsvis 5° - 6°. Samtidig med at pup jointen 2 skrus ned mot borerøret, vil ytterhylsen 4, som holdes av motholdsdelen 18b, også skrus mot toppen av borerøret på grunn av venstregj engene (kontragjengene) 6a,6b. På denne måten oppnås det en rett forspenning i forbindelsen mellom borerøret 14 og koplingsanordningen 3.

Når koplingsanordningen 3 skal koples fra borerøret 14, utføres operasjonen

beskrevet i avsnittet over i omvendt rekkefølge. Tangens dreimekanisme dreier pup jointen 2 og ytterhylsen 4 i forhold til hverandre inntil forspenningen i forbindelsen mellom borerøret 14 og koplingsanordningen 3 er fjernet, før boremaskinen roterer gjengeforbindelsen 26 mellom borerør og pup joint slik at koplingsanordningen

frikoples fra borerøret. Koplingsanordningen heises så opp fra kappen 1.

Figur 10 er en prinsippskisse av koplingsanordningen 3 ifølge oppfinnelsen, og viser bl.a. hvordan gjengeforbindelsen 26 og kontragjengeforbindelsen 6a,b har motsatt rettet stigning. Figuren viser også (som figur lb) hvordan inngrepsområdene 18a,b for tangens dreiemekanisme og mothold er anbrakt en avstand b fra gjengeforbindelsen 26 på pup jointen. På denne måten kan koplingsanordningen utføre en tilkoplings- eller frakoplingsoperasjon ("make" / "break") på et borerør 14 som befinner seg inne i en kappe 1 eller lignende, ved at koplingsanordningen kan opereres ved hjelp av tangen utenfor kappen.

I en praktisk utførelsesform kan avstanden b mellom inngrepsområdene 18a,b for tangen og gjengeforbindelsen 26 på pup jointen 2, og avstanden a mellom inngrepsområdene 18a,b for tangen og kontragjengeforbindelsen 6a,b, være flere meter. En dimensjonerende størrelse for disse avstanden er høyden på kappestrukturen 1, eller avstanden fra dennes åpning og inn til toppen av borerøret. 14.

B - Beskrivelse av en andre utførelsesform av koplingsanordningen ifølge oppfinnelsen ( figurene 3a, 3b. 4a - 4c) (Komponenter og funksjoner som tilsvarer de som er vist og omtalt ved beskrivelsen av den første utførelsesformen er ikke beskrevet her)

Koplingsanordningen 3 ifølge oppfinnelsen omfatter i en andre utførelsesform en slitasjehylse 34 (som erstatter en øvre del av ytterhylsen 4), samt en øvre trykkhylse 32a,b og en nedre trykkhylse 33a,b, som er satt sammen av respektive trykkhylsehalvdeler 32a, 32b og 33a, 33b, vist på figur 3a. Figur 3b viser koplingsanordningen 3 i montert tilstand, og viser hvordan slitasjehylsen 34 er montert på et øvre parti av pup jointen, og videre hvordan øvre og nedre trykkhylser er montert mellom pup jointen og ytterhylsen. Momentet fra tangen overføres til slitasje- og ytterhylse, som videre fører momentet inn i øvre trykkhylse via en kilesporskopling (også benevnt "splinekopling") 30. Slike splinekoplinger er kjent for en fagkyndig og vil derfor ikke bli beskrevet ytterligere her.

Med henvisning særlig til figurene 4a og 4b, ser man hvordan kontragj engene (venstregjengene) 6b i denne utførelsesformen sitter på den øvre trykkhylsen 32a, 32b. De motstående kontragj engene 6a sitter på pup jointen 2 som beskrevet over.

Figur 4b viser bl.a. hvordan slitasjehylsen 34 og ytterhylsen 4 er forsynt med er forsynt med gjenger 26, som sammenføyning. Pup jointen 2 er i denne utførelsesformen også utstyrt med en trykkskulder 28 over tilkoplingstappen 8, se særlig figurene 3a og 4c. Trykkskulderen 28 besørger en korrekt overføring av forspenningskraften fra trykkhylsene til borerørets skulder og fungerer som en barriere som forhindrer boreslam fra å trenge inn mellom pup joint 2 og nedre trykkhylse 33a,b. Trykkskulderen må derfor gis en hensiktsmessig utforming og designes med egnede materialegenskaper (bl.a. nødvendig elastisitet).

Bruken av denne andre utførelsesformen av koplingsanordningen 3 ifølge oppfinnelsen tilsvarer bruken av den første utførelsesformen, beskrevet over.

Pup jointen 2 dreies slik at den roterer inne i sammenstillingen av øvre trykkhylse 32a,b og nedre trykkhylse 33a,b, som er montert inne i ytterhylsen 4 (samt inne i slitasjehylsen 34). På grunn av splinekoplingen 30 roterer øvre og nedre trykkhylser samt ytterhylsen som ett legeme, og samvirkningen mellom venstregj engene (kontragj engene) 6a på pup jointen 2 og venstregj engene (kontragj engene) 6b på den øvre trykkhylsen 32a,b er som beskrevet over med henvisning til den første utførelsesformen. Samtidig med at pup jointen 2 skrus ned mot borerøret, vil sammenstillingen av øvre og nedre trykkhylser samt ytterhylse (og slitasjehylsen) også skrus mot toppen av borerøret på grunn av venstregjengene (kontragjengene) 6a,6b. På denne måten oppnås det en rett forspenning i forbindelsen mellom borerøret 14 og koplingsanordningen 3.

Ytterhylsen og slitasjehylsen kan være utsatt for røff behandling og slitasje. Det er derfor fordelaktig at disse to komponentene raskt og enkelt kan byttes ut, mens de mer kritiske og kostbare komponentene som trykkhylsene (som er utstyrt med kontragj engene og øvre- og nedre trykktetninger) beskyttes og får en lengre levetid.

C - Beskrivelse av en tredje utførelsesform av koplingsanordningen ifølge oppfinnelsen ( figurene 5a. 5b, 6a - 6e) (Komponenter og funksjoner som tilsvarer de som er vist og omtalt ved beskrivelsen av den første eller andre utførelsesformen er ikke beskrevet her)

I den tredje utførelsesformen av koplingsanordningen 3 ifølge oppfinnelsen moment/forspenning oppnås ved at ytterhylsen 4 dreies ved hjelp av et momentverktøy (for eksempel av en type som er vist beskrevet under med henvisning til figurene 7 - 9) i motsatt retning av pup joint 2. Som over angir henvisningstallet 18 området for tangens tilkopling til kopingsanordningen. I dette utførelseseksempelet er pup jointen 2 utstyrt med et splinekopling 137b og ytterhylsen 4 er utstyrt med en splinekopling 136b. Disse splinekoplingene er tilpasset for inngrep med tilsvarende splinekoplinger 136a, 137a på koplingsringer 117, 118 i momentverktøyet, som vil bli beskrevet i del D under.

Henvisningstallet 39 angir et inngrepsområde for et snubbeverktøy. Figur 5a viser

også en tetningshylse 41 for montering i rørkoplingsboksen, og en lagerhylse 23 og en tilhørende splinekopling 30. Overføringen av dreiemoment fra momentverktøyet til pup joint og til ytterhylse skjer via splinekoplinger, som beskrevet over. En saver sub 36 er montert på nedre ende av pup jointen 2. Etter montering låses saver suben 36 til pup jointen 2 via en låsehylse 38.

En trykkhylse 32 er vider koplet til ytterhylsen 4 og via en innvendig splinekopling

30 til pup joint 2 slik at trykkhylsen roterer med pup jointen.

Trykkhylsen, slitasjehylsene og saver suben kan i denne utførelsesformen raskt og enkelt byttes ut, mens de mer kritiske og kostbare komponentene som trykkhylsene (som er utstyrt med kontragj engene og øvre- og nedre trykktetninger) beskyttes og koplingsanordningen som sådan får en lengre levetid.

Et momentverktøy vil nå bli beskrevet, i samvirke med den tredje utførelsesformen av koplingsanordningen ifølge oppfinnelsen (beskrevet i avsnitt C over).

Figurene 7a og 7b viser en boremaskin 11, av en i og for seg kjent type og opphengt i en borerigg (ikke vist) og drevet på en i og for seg kjent måte. Til boremaskinen er det tilknyttet en løfteklave 112 av kjent type, via et par bøyler 114. Figur 7a viser

videre en boremaskinaksel lia som strekker seg ned fra boremaskinen og er koplet til en koplingsanordning 3, som strekker seg ned i et verktøy 1 av i og for seg kjent type og som f.eks. kan omslutte en øvre del av et borerør (ikke vist i figur 7a). En tang 18 kan operere på koplingsanordningen som beskrevet over. Det er videre montert et momentverktøy 110 på koplingsanordningen 3, opphengt i pup jointen 2 via en opphengsstruktur og lager 124.

Oppbygningen av momentverktøyet vil nå bli beskrevet med henvisning til figurene 8a-h og 9a. Den nevnte opphengsstrukturen er festet til et topplokk 128 som igjen er festet til en ytterring 126 (se også figurene 8b,c) innenfor ytterringen og med et mellomrom er det montert en nedre dreiering 125 (se også figurene 8d,e).

En nedre koplingssylinder 120 er i sin ene ende festet til den nedre dreieringen 125 og ved et annet parti til en nedre koplingsring 118. En øvre koplingssylinder 119 er i sin ene ende festet til topplokket 128 og ved et annet parti til den øvre koplingsringen 117. Som vist i figurene 9a,b, kan den øvre koplingsringen 117 og den nedre koplingsringen 118 beveges frem og tilbake (opp og ned), samtidig eller hver for seg, ved å kjøre henholdsvis den øvre koplingssylinderen 119 og den nedre koplingssylinderen 120 mellom tilbaketrukne til utstrakte stillinger. Figurene 9a,b viser at den øvre koplingssylinderen 119 er i den utstrakte stillingen og den nedre koplingssylinderen 120 er i den tilbaketrukne stillingen, og koplingsringene 117, 118 er i den ene (nedre) stillingen. Når koplingsringene 117, 118 er i den andre (øvre) stillingen, er koplingssylindrenes 119, 120 stillinger motsatte.

Den nedre dreieringen 125 er forsynt med skråstilt spor, også omtalt som et dreiespor, 129 og et antall forhøyde partier eller rygger 131 som løper i dreieringens aksiale retning. En dreiekile 116 er anbrakt i hvert dreiespor (se figurene 9a,b, 8e (ii og ili)). Hver dreiekile er forbundet med en respektiv dreiesylinder 115, som kan bevege dreiekilen frem og tilbake (opp og ned) i det respektive dreiesporet. En bevegelse av dreiekilene 116 i dreiesporet vil derfor medføre en bevegelse av den nedre dreieringen 125, nærmere bestemt en rotasjonsbevegelse i et plan tilnærmet normalt på koplingsanordningens lengdeakse. Ryggene 131 på den nedre dreieringen griper inn i tilsvarende spor 132 i den nedre koplingsringen 118 (se figur 8f).

En motholdsring 127 er fast festet til topplokket 128 og er forsynt med aksialt forløpende rygger 134 (se figur 8h) som griper inn i tilsvarende spor 133 i den øvre koplingsringen 117 (se figur 8g).

Den nedre koplingsringen 118 er videre forsynt med innoverrettede rygger og fordypninger 136a (se figur 8f), og den øvre koplingsringen 117 er forsynt med innoverrettede rygger og fordypninger 137a (se figur 8g). Videre er pup jointen 2 forsynt med utoverrettede rygger og fordypninger 137b og ytterhylsen 4 er forsynt med utoverrettede rygger og fordypninger 136b.

Når momentverktøyet skal benyttes for å kople til ("make") eller kople fra ("break") en rørforbindelse, for eksempel som omtalt i sammenheng med tilkoplingsverktøyet ifølge oppfinnelsen, settes dreiesylindrene 115 deretter, dvs. at dreiekilene beveges slik at nedre dreiering 125 er korrekt rotert i forhold til ytterringen 126. Deretter beveges øvre og nedre koplingssylinder 119, 120 for kople henholdsvis øvre og nedre koplingsringer 117, 118 til henholdsvis pup joint 2 og ytterhylse 4. Denne situasjonen er illustrert i figur 9b, der momentverktøyet er i inngrep med pup joint og ytterhylse og klar til å kople til eller fra rørforbindelsen. De øvre og nedre koplingsringenes 117, 118 ene (nedre) stilling kan altså omtales som en frikoplet stilling, mens den andre (øvre) stillingen kan omtales som en låst stilling.

Når øvre og nedre koplingsringer 117, 118 på denne måten er låst til henholdsvis pup joint 2 og ytterhylse 4, beveges dreiesylindrene 115 tilbake, slik at dreieringen roteres (på grunn av dreiesporets skråstilling, som beskrevet over), og pup jointen 2 roteres i forhold til ytterhylsen 4. Deretter beveges koplingsringene 117,118 tilbake til den frikoplede (nedre) stillingen. Ettersom det ofte kreves en betydelig høyere kraft for å bryte rørforbindelsen enn for å kople den til, vil dreiesylindrene 115 kunne innstilles slik at det hydrauliske trykket utøves på stempelsiden når rørforbindelsen skal brytes. Stempelsidens areal er større enn stangsidens areal. Når rørforbindelsen skal koples til, kan det hydrauliske trykket utøves på stempelsiden i dreisylindrene.

På grunn av utsparingen 138a i den nedre koplingsringen 118 og utsparingen 138b i den øvre koplingsringen 117, kan øvre og nedre koplingsringer dreies uhindret av koplingssylindrene 119, 120.

Dreiesylindre og koplingssylindre kan være f.eks. være hydraulisk drevne (kilde ikke vist), eller andre kjente og fagmessige drivmidler og energikilder kan benyttes.

I en hensiktsmessig utførelsesform er dreiesporets helning i forhold til lengdeaksen (se a i figur 8e, ii) om lag ±15°, hvilket gir en tilsvarende maksimal rotasjon av dreieringen..

Når momentverktøyet 110 skal benyttes for å kople koplingsanordningen 3 til borerøret 14, som kan befinne seg inne i kappestrukturen 1 (illustrert i figur 7a), starter boremaskinen 11 en langsom rotasjon av koplingsanordningen samtidig som den senkes ned til og inn i øvre del av børerøret 14 (ikke vist i figur 7a, se figur lb). Pup jointen skrus inn i borerøret på en i og for seg kjent måte inntil ytterhylsens 4 skulder 10 kommer i anlegg mot borerørets skulder. Deretter dreier boremaskinen 11 koplingsanordningen 3 inntil det oppnås et på forhånd innstilt moment. Dette momentet er lavere enn det endelige momentet som forbindelsen skal ha, men sikrer at forbindelsen mellom pup joint og borerør er tett og f.eks. sirkulasjon av boreslam kan gå gjennomboremaskinene, pup jointen og videre ned i borerøret. Dernest koples momentverktøyet 110 koplingsanordningen 3 ved at splinekoplingen 136a på den nedre koplingsringen 118 bringes i inngrep med splinekoplingen 136b på ytterhylsen 4 og ved at splinekoplingen 137a på den øvre koplingsringen 117 bringes i inngrep med splinekoplingen 137b på pup jointen 2 (se figurene 5b, 9a,b). Momentverkøyets 110 dreiemekanisme aktiveres så, som beskrevet over og dreier pup jointen 2 og ytterhylsen 4 i forhold til hverandre inntil den ønskede forspenningen i forbindelsen mellom borerøret 14 og koplingsanordningen 3 er oppnådd.

Når momentverktøyet 110 skal benyttes for å kople koplingsanordningen 3 fra borerøret 14, utføres operasjonen beskrevet i avsnittet over i omvendt rekkefølge. Momentverkøyets dreiemekanisme dreier pup jointen 2 og ytterhylsen 4 i forhold til hverandre inntil forspenningen i forbindelsen mellom borerøret 14 og koplingsanordningen 3 er fjernet, før boremaskinen roterer gjengeforbindelsen 26 mellom borerør og pup joint slik at koplingsanordningen frikoples fra borerøret. Koplingsanordningen heises så opp fra kappen 1.

Claims

1. Koplingsanordning (3) for tilkopling til et element (14) forsynt med gjenger (26), omfattende et første rotasjonslegeme (2) og et andre rotasjonslegeme (4) opplagret på det første rotasjonslegemet og koaksialt med dette, der det første rotasjonslegemet (2) er utstyrt med en gjengeforbindelse (8, 26) for tilkopling til elementet (14) via gjengeforbindelsen (26) og midler (11, 18; 110) for rotasjon av koplingsanordningen,karakterisert vedat det mellom rotasjonslegemene (2, 4) er anordnet en kontragjengeforbindelse (6a,b) med en stigning som er motsatt rettet av stigningen på gjengeforbindelsen (26), hvorved det andre rotasjonslegemet (4), når det fastholdes samtidig med at det første rotasjonslegemet (2) roteres i gjengeforbindelsen (26) i elementet (14), også beveges mot legemet (14) ved hjelp av kontragjengeforbindelsen (6a,b).

2. Koplingsanordning ifølge krav 1,karakterisert vedinngrepspartier (18a,b) på rotasjonslegemene (2, 4), for operasjon av koplingsanordningen ved hjelp av holde-og-rotasjonsanordninger, og der inngrepspartiene (18a,b) befinner seg en aksial avstand a fra kontragjengeforbindelsen (6a,b).

3. Koplingsanordning ifølge krav 1,karakterisert vedat det første rotasjonslegemet (2) er forsynt med en barriereinnretning (28) for tettende anlegg mot elementet (14) og det andre rotasjonslegemet (4) samt eventuelle rotasjonslegemer (33a,b) mellom det første og andre rotasjonslegeme, hvorved forspenningskrefter overføres mellom elementet (14) og rotasjonslegemene, og inntrengning av fluider mellom det første rotasjonslegemet (2) og de øvrige rotasjonslegemene (4, 33a,b) forhindres.

4. Koplingsanordning ifølge krav et hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat inngrepspartier (18a,b) på rotasjonslegemene (2, 4), for operasjon av koplingsanordningen ved hjelp av holde-og-rotasjonsanordninger, befinner seg en aksial avstand b fra det første rotasjonslegemets (2) gjengeforbindelse (26).

5. Koplingsanordning ifølge et hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat gjengeforbindelsen (26) er høyregj enget og at kontragjengeforbindelsen (6a,b) er venstregj enget.

6. Koplingsanordning ifølge et hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat det første rotasjonslegemet (2) omfatter et rør, så som en pup joint eller lignende, og at elementet (14) omfatter et rør, så som et borerør eller lignende.

7. Koplingsanordning ifølge et hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat midlene (110) for å bevirke rotasjon innbefatter et første koplingselement (117) som er bevegbart mellom en tilkoplet stilling og en frikoplet stilling i forhold til det første rotasjonslegemet (2), og et andre koplingselement (118) om er bevegbart mellom en tilkoplet stilling og en frikoplet stilling i forhold til det andre rotasjonslegemet (4), og videre innbefatter midler for å bevirke at de første og andre koplingselementenes (117, 118) bevegelser mellom de tilkoplede og frikoplede stillingene foretas hovedsakelig langs de nevnte første og andre rotasjonslegemers (2, 4) lengdeakser.

8. Anordning ifølge krav 7,karakterisert vedat de nevnte midlene omfatter lineære aktuatorer (119, 120) og komplementære rygger og fordypninger (136a,b, 137a,b,) på koplingselementene og på de første og andre legemene.

9. Anordning ifølge krav 7 eller krav 8,karakterisert vedet hus (126, 128) med et første dreieelement (125) som ved hjelp av dreiemidler (115, 116, 129) er dreibart i huset om de nevnte legemenes lengdeakse, og der huset videre omfatter et motholdselement (127) festet til huset, og der videre et første koplingselement (117) i huset er bevegbart langs nevnte lengdeakse mellom en tilkoplet stilling og en frikoplet stilling med det ene rotasjonslegemet (2), og der videre et andre koplingselement (118) i huset er bevegbart langs nevnte lengdeakse mellom en tilkoplet stilling og en frikoplet stilling med det andre rotasjonslegemet (4), og der det første koplingselementet (117) er tilknyttet motholdselementet (127) og det andre koplingselementet (118) er tilknyttet det første dreieelementet (125), hvorved de to rotasjonslegemene (2, 4) kan roteres i forhold til hverandre når de første og andre koplingselementene (117, 118) er tilkoplet sine respektive rotasjonslegemer (2, 4) og det første dreielementet (125) dreies i huset.

10. Fremgangsmåte for tilkopling mellom en koplingsanordning (3) som angitt i et hvilket som helst av kravene 1 - 9, og et element (14), der tilkoplingen utføres ved hjelp av ett eller flere verktøy (11, 18, 110) som tilkoples koplingsanordningen (3) en avstand b fra den delen av koplingsanordningen (3) som er koplet til eller skal koples til elementet (14),karakterisert vedfølgende trinn for tilkopling: a) senke koplingsanordningen (3) ned til en del av til elementet (14) som befinner seg i kappestrukturen (1); b) skru koplingsanordningen (3) inn i borerøret elementet inntil et parti (10) på koplingsanordningen kommer i anlegg mot et parti på elementet (14); c) rotere det første rotasjonslegemet (2) og det andre rotasjonslegemet (4) i forhold til hverandre slik at rotasjonslegemene (2, 4) skrus mot elementet (14); hvorved det oppnås en rett forspenning i forbindelsen mellom elementet (14) og koplingsanordningen (3).

11. Fremgangsmåte ifølge krav 10,karakterisert vedat tilkoplingsstedet på elementet (14) befinner seg inne i en kappestruktur (1) og at verktøyene (11, 18, 110) tilkoples koplingsanordningen (3) utenfor kappestrukturen (1) og opereres utenfor kappestrukturen (1).

12. Fremgangsmåte ifølge krav 10 eller 11,karakterisert vedat: trinn c innbefatter å rotere det andre rotasjonslegemet (4) i motsatt retning av skruretningen i trinn b.

13. Fremgangsmåte ifølge krav 10 eller 11,karakterisert vedat: trinn c innbefatter å holde det andre rotasjonslegemet (4) fast mens det første rotasjonslegemet (2) roteres i samme retning av skruretningen i trinn b.

14. Fremgangsmåte for fråkopling mellom en koplingsanordning (3) som angitt i et hvilket som helst av kravene 1 - 9, og et element (14), der fråkoplingen utføres ved hjelp av ett eller flere verktøy (11, 18, 110) som tilkoples koplingsanordningen (3) en avstand b fra den delen av koplingsanordningen (3) som skal koples fra elementet (14),karakterisert vedfølgende trinn for fråkopling: a) rotere det første rotasjonslegemet (2) og det andre rotasjonslegemet (4) i motsatt retning av hverandre inntil forspenningen mellom elementet (14) og koplingsanordningen (3) opphører; b) skru koplingsanordningen (3) ut av elementet (14); og c) heve koplingsanordningen (3) opp fra den delen av til elementet (14) som befinner seg i kappestrukturen (1).

15. Fremgangsmåte ifølge krav 14,karakterisert vedat tilkoplingsstedet på elementet (14) befinner seg inne i en kappestruktur (1) og at verktøyene (11, 18, 110) tilkoples koplingsanordningen (3) utenfor kappestrukturen (1) og opereres utenfor kappestrukturen (1).

16. Fremgangsmåte ifølge krav 14 eller 15,karakterisert vedat: trinn a innbefatter å holde det andre rotasjonslegemet (4) fast mens det første rotasjonslegemet (2) roteres i samme retning av skruretningen i trinn b.