NO332716B1 - Kildeanordning for fastklemming av ror og verktoy - Google Patents

Abstract

Kileanordning (1) for fastklemming av rør (24) og verktøy ved petroleumsutvinning hvor kileanordningen(1) omfatter et ringfeste (4) som er innrettet til å kunne koples til et dekk (2) eller rotasjonsbord, og hvor en flerhet i forhold til ringfestet (4) forskyvbare hovedkiler (6) med tilhørende bakker (22) omkranser kileanordningens (1) vertikale senterakse (8), og hvor bakken (22) befinner seg på en hjelpekile (18) som er forskyvbart eller dreibart koplet i forhold til hovedkilen

Description

KILEANORDNING FOR FASTKLEMMING AV RØR OG VERKTØY

Denne oppfinnelse vedrører en kileanordning. Nærmere bestemt dreier det seg om en kileanordnmg for fastklemming av rør og verktøy ved petroleumsutvinning. Kileanord-mngen omfatter et nngfeste som er innrettet til å kunne koples til et dekk eller et ro-tasjonsbord, og en flerhet i forhold til nngfestet forskyvbare hovedkiler med tilhørende bakker som omkranser kileanordningens vertikale senterakse. Hver bakke befinner seg på en i forhold til hovedkilen forskyvbar koplet hjelpekile.

Tradisjonelt har borerigger av den art som anvendes ved utvinning av petroleum be-nyttet en kileanordning for å kunne henge av rør, typisk i boreriggens boredekk.

Fra publikasjonen NO 300390 er det kjent en gripemnretning som omfatter kilelignen-de gnpe/holdeinnretninger anordnet i en indre holdedel som kan opptas i en ytre holdedel, hvor den indre eller ytre holdedel er forsynt med organer for relativ dreining om en linje.

Det er ifølge kjent teknikk også vanlig å anvende såkalte kilebelter som anbringes i en konisk ring og som er innrettet til å kunne gripe om et rør når røret og kilebeltet forskyves nedover i den koniske ring.

Det er også kjent å anvende hydraulisk opererte klembakker for å henge av rør.

Felles for flere av disse kjente løsninger er at det grunnet usikker virkemåte ofte må anvendes en sikkerhetsklemme for å holde røret fast dersom kilebeltet eller de hydrauliske forspente bakker skulle skli på røret. Anordninger ifølge kjent teknikk er ofte tilpasset et relativt snevert rørdimensjonsområde. Det er således nødvendig å ha til-gang til et antall ulike komponenter for å kunne arbeide for eksempel med rør som har ulik diameter.

For kilebelters vedkommende er det dessuten vanskelig å kunne oppta dreiemoment før kilebeltet er belastet med en betydelig vertikal last.

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.

Ifølge oppfinnelsen er det tilveiebrakt en kileanordning for fastklemming av rør og verktøy ved petroleumsutvinning hvor kileanordningen omfatter et rmgfeste som er innrettet til å kunne koples til et dekk eller rotasjonsbord, hvor en flerhet i forhold til nngfestet forskyvbare hovedkiler med tilhørende bakker omkranser kileanordnmgens vertikale senterakse, og hvor bakkene befinner seg på en hjelpekile som er forskyvbart eller dreibart koplet til hovedkilen kjennetegnes ved at vinkelen mellom senteraksen og hjelpekilens forskyvmgsretning er mindre enn vinkelen mellom senteraksen og hovedkilens forskyvingsretning.

Hovedkilene er med fordel individuelt hydraulisk aktiverbare, og vinkelen mellom senteraksen og hovedkilens forskyvingsretning er valgt slik at differansen mellom bakke-nes innbyrdes avstand når de befinner seg i sin tilbaketrukne åpne stilling og når de befinner seg i sin fremskjøvne lukkede stilling blir akseptable, samtidig som hovedkilene ikke utilsiktet må kunne forskyves utover selv om det hydrauliske trykk til de hydrauliske aktuatorer skulle falle bort.

Vinkelen mellom senteraksen og hjelpekilens forskyvingsretning er valgt slik at den sikrer at hjelpekilene trekkes nedover i hovedkilene av vekten fra et rør som befinner seg i bakkene.

Vinkelen mellom senteraksen og hovedkilens forskyvingsretning vil måtte være mellom 0 og 60 grader, idet en vinkel mellom senteraksen og hovedkilens forskyvingsretning på mellom 5 og 30 grader avhengig av bruksområde oppviser gode resultater.

Vinkelen mellom senteraksen og hjelpekilens forskyvingsretning må være mellom 0 og 30 grader, idet en vinkel mellom senteraksen og hjelpekilens forskyvingsretning på mellom 1 og 10 grader avhengig av bruksområde viser gode resultater.

En fjær er koplet mellom hjelpekilen og hovedkilen. Fjæren er innrettet til å overføre vertikale krefter fra hjelpekilen og til hovedkilen. Ved å komprimere fjæren vil hjelpekilen kunne forskyves i forhold til hovedkilen for eksempel dersom det hydrauliske trykk skulle falle bort. Fjæren forskyver, etter at bakkene er avlastet, hjelpekilen til sin utgangsstilling relativt hovedkilen.

Kileanordnmgens konstruksjon bevirker at kileanordningen kan arbeide innen et relativt stort rørdiameterområde uten at det er nødvendig å skifte komponenter i kileanordningen. Utformingen som omfatter dobbeltkiler i form av hovedkiler og samvirken- de hjelpekiler sikrer mot at røret kan skli i kileanordningen selv om det hydrauliske trykk skulle falle bort.

Ved å styre kilene gruppevis og innbyrdes fornglet, kan det også sikres at røret ikke utilsiktet løses ut for eksempel ved relativt lav vekt av røret. Behovet for anvendelse av et ekstra sikkerhetsklammer om røret bortfaller derved.

I det etterfølgende beskrives et ikke-begrensende eksempel på en foretrukket utførel-sesform som er anskueliggjort på medfølgende tegninger, hvor: Fig. 1 viser perspektivisk en kileanordning ifølge oppfinnelsen; Fig. 2 viser et vertikalsnitt III-III i fig. 3 av kileanordningen hvor kilene befinner seg i en tilbaketrukket posisjon; Fig. 3 viser et plannss av kileanordningen i fig. 2; Fig. 4 viser et vertikalsnitt V-V i fig. 5 av kileanordningen hvor tre av kilene befinner seg i en fullt framskjøvet posisjon; Fig. 5 viser et plannss av kileanordningen i fig. 4; Fig. 6 viser et vertikalsnitt av en kilesammenbygmng; Fig. 7 viser et snitt VI-VI i fig. 6; fig. 8 viser et plansnitt av kileanordningen hvor

tre kiler ligger forspennende an mot tre andre kiler; og

Fig. 9 viser en alternativ utførelsesform hvor hjelpekilene utgjøres av eksenter-lagrede dreiekiler.

på tegningene betegner henvismngstallet 1 kileanordning som er anbrakt i et dekk 2 og som omfatter et nngfeste 4 og en flerhet hovedkiler 6 som omkranser kileanordnmgens 1 vertikale senterakse 8.

Ringfestet 4 som er koplet til boredekket 2, er todelt og forsynt med sammenkop-lingsbolter 10. Ringfestet 4 er derved innrettet til å kunne åpnes dersom dette skulle være hensiktsmessig.

Hver hovedkile 6 er forskyvbart koplet til en festeblokk 12, typisk ved hjelp av en ho-vedførmg 14. Hovedfønngen 14 inntar en vinkel a med senteraksen 8, se fig. 6. I dette foretrukne utførelseseksempel er vinkelen a lik 20 grader.

En hydraulisk sylinder 16 er leddbart koplet mellom festeblokkens 12 øvre parti og hovedkilen 6. Den hydrauliske sylinder 16 er koplet til et ikke vist hydraulisk styresys-tem ved hjelp av ikke viste slange- og rørforbindelser, og er innrettet til styrt og synkront å kunne forskyve hovedkilen 6 langs hovedførmgen 14 mellom en tilbaketrukket åpen posisjon, se fig. 3, og en fremskjøvet posisjon, se fig. 5.

En hjelpekile 18 er ved hjelp av en hjelpefønng 20 forskyvbart koplet til hovedkilen 6, idet hjelpeføringen 20 inntar en vinkel b med senteraksen 8, se fig. 6.1 dette foretrukne utførelseseksempel er vinkelen b lik 5 grader.

Hjelpekilen 18 er på sin mot senteraksen 8 vendende side forsynt med en bakke 22. Bakken 22 er utformet til å kunne innta et godt inngrep med et rør 24 som befinner seg i gripeanordnmgen 1, se fig. 5. Bakken 22 kan utgjøres av et separat materiale eller den kan være en del av hjelpekilen 18.

Både hovedførmgen 14 og hjelpeføringen 20 er utformet til å kunne oppta dreiemoment.

Hovedkilen 6 er tildelt en trykkfjær 26 som rager i hovedsak parallelt med senteraksen 8 mot en brystning 28 på hjelpekilen 18. Trykkfjæren 26 overfører derved krefter fra hjelpekilen 18 og til hovedkilen 6.

Brystningen 28 kommer til anslag mot en kilelås 30 på sin motstående side i forhold til trykkfjæren 26 når hjelpekilen 18 forskyves i fjærens 26 kraftretnmg. Kilelåsen 30 forhindrer derved at hjelpekilen 18 kan forskyves ut av sin hjelpeføring 20. Hjelpekilen 18 er også forhindret fra å kunne forskyves ut av hjelpeføringen 20 i nedoverrettet retning.

Festeblokken 12 er forsynt med en svalehale 32, se fig. 7, som komplementært passer i et svalehalespor 34 i ringfestet 4.

Festeblokken 12, hovedkilen 6, hjelpekilen 18 og hydraulikksylmderen 16 inngår i en kilesammenbygning 36 som ved hjelp av svalehaleforbindelsen 32, 34 er relativt en-kelt utbyttbar. Dette er særlig gunstig i forbindelse med kompletterings- og mterven-sjonsarbeid i en petroleumsbrønn.

I denne foretrukne utførelse er kileanordningen 1 innrettet til å kunne gripe rør med diametere fra 60mm (2 3/8") og opp til en lysåpning på 330mm (13") uten at man må skifte kilesammenbygmnger 36. Med et annet sett kilesammenbygninger 36 kan dia-meterområdet 241mm (9,5") til lysåpning 483mm (19") dekkes.

Når et rør 24 skal gripes, forskyves, avhengig av rørets dimensjon, tre eller seks hovedkiler 6 synkront frem mot røret 24 ved hjelp av respektive hydraulikksylindre 16 hvorved bakkene 22 griper om røret 24. Den synkrone fremskyving av hovedkilene 6 bevirker at røret 24 klemmes fast mellom bakkene 22 i en sentrert stilling i kileanordningen 1.

Dersom røret 24 har en relativt liten diameter, er det bare plass til tre bakker 22 inntil røret 24. De øvrige hovedkiler 6 forskyves likevel frem til anslag mot de gripende hovedkiler 6. Ved at den ikke viste styring er koplet slik at bare tre bakker løser ut ved feilaktig betjening, forhindres det at røret 24 utilsiktet kan løses ut og falle ned for eksempel i en ikke vist brønn.

Skulle det hydrauliske trykk til sylmdrene 16 falle bort, vil likevel hjelpekilene 18, grunnet vekten av røret 24 som henger i bakkene 22, trekkes nedover i hovedkilene 6 og derved gripe om røret 24 med ytterligere øket kraft.

I en alternativ utførelsesform utgjøres hjelpekilen av en eksenterlagret dreiekile 38 som er dreibar om en aksling 40. Dreiekilens 38 virkemåte i forhold til hovedkilen 6 tilsvarer det som er beskrevet ovenfor, idet dreiekilens 38 stigning er vist med henvis-ningen c i fig. 9.

Dreiekilen 28 er forsynt med en gnpeflate 42 som er innrettet til å gripe i røret 24. Røret 24 er ikke vist i fig. 9. En nedoverrettet kraft fra røret 24 vil søke å dreie dreiekilen 38 mot ytterligere forsterket inngrep med røret 24. Dreiekilen 38 kan utgjøres av flere sideordnede plater.

Claims (9)

1. Kileanordning (1) for fastklemmmg av rør (24) og verktøy ved petroleumsutvinning hvor kileanordningen (1) omfatter et nngfeste (4) som er innrettet til å kunne koples til et dekk (2) eller rotasjonsbord, hvor en flerhet i forhold til ringfestet (4) forskyvbare hovedkiler (6) med tilhørende bakker (22) omkranser kileanordnmgens (1) vertikale senterakse (8), og hvor bakken (22) befinner seg på en hjelpekile (18) som er forskyvbart eller dreibart koplet i forhold til hovedkilen (6),karakterisert vedat vinkelen (b, c) mellom senteraksen (8) og hjelpekilens (18, 38) forskyvingsretning er mindre enn vinkelen (a) mellom senteraksen (8) og hovedkilens (6) forskyvingsretning.

2. Kileanordning i henhold til krav 1,karakterisert vedat vinkelen (a) mellom senteraksen (8) og hovedkilens (6) forskyvingsretning er mellom 0 og 60 grader.

3. Kileanordning i henhold til krav 1,karakterisert vedat vinkelen (a) mellom senteraksen (8) og hovedkilens (6) forskyvingsretning er mellom 5 og 30 grader.

4. Kileanordning i henhold til krav 1,karakterisert vedat vinkelen (b, c) mellom senteraksen (8) og hjelpekilens (18, 38) forskyvings- eller dreieretnmg er mellom 0 og 30 grader.

5. Kileanordning i henhold til krav 1,karakterisert vedat vinkelen (b, c) mellom senteraksen (8) og hjelpekilens (18, 38) forskyvingsretning er mellom 1 og 10 grader.

6. Kileanordning i henhold til krav 1,karakterisert vedat hovedkilen (6) er hydraulisk aktivert.

7. Kileanordning i henhold til krav 1,karakterisert vedat en fjær (26) er koplet mellom hjelpekilen (18) og hovedkilen (6), idet fjæren (26) er innrettet til å overføre krefter fra hjelpekilen (18) og til hovedkilen (6).

8. Kileanordning i henhold til krav 1,karakterisert vedat en kilelås (30) er innrettet til å forhindre at hjelpekilen (18) forskyves ut av sin føring (20).

9. Kileanordning i henhold til krav 1,karakterisert vedat hovedkilen (6) forløper i en hovedfønng (14) i en festeblokk (12), idet festeblokken (12) er forsynt med en svalehale (32) som komplementært passer i et svalehalespor (34) i ringfestet (4).