NO332864B1

NO332864B1 - Mechanical self-centering pliers for rudder

Info

Publication number: NO332864B1
Application number: NO20090310A
Authority: NO
Inventors: Stian Lantz
Original assignee: Aker Mh
Priority date: 2009-01-20
Filing date: 2009-01-20
Publication date: 2013-01-28
Also published as: NO20090310L

Abstract

Foreliggende oppfinnelse vedrører en selvsentrerende tang for å håndtere langstrakte rør eller rørelementer for anvendelse i forbindelse med arbeide i en brønn for utvinning av olje og gass. Tangen innbefatter et hus med en gripeåpning hvori det er anbrakt bevegelige gripeanordninger, hvilke gripeanordninger er tilordnet for å gripe ved omkretsen av rørelementet, samt at tangen innbefatter en kraftpåvirkende innretning for krafttilførsel og bevegelse av gripeanordningene. Den kraftpåvirkende innretning er via kraftarmer bevegelig forbundet med gripeanordningene. Videre er kraftarmene forbundet med hverandre via etforbindelsesstag, hvilket forbindelsesstag er forsynt med en lineær styreinnretning som samvirker med en lineær føring anbrakt i huset, hvilke styreinnretning er sammen kun tillater forbindelsesstaget å bevege seg lineært langs en akse samt at hver av gripeanordningene er tildannet med en lineær styreinnretning som samvirker med en føring anbrakt i huset, hvilken styreinnretning i gripeanordningen og føring sammen kun tillater gripeanordningene å bevege seg lineært frem og tilbake mot gripeåpningens senter.The present invention relates to a self-centering forceps for handling elongated pipes or pipe elements for use in connection with work in an oil and gas extraction well. The plier includes a housing with a gripping opening in which movable gripping means are provided, which gripping means are provided for gripping at the perimeter of the pipe element, and the pliers include a force-actuating device for power supply and movement of the gripping devices. The force-actuating device is movably connected to the gripping devices via force arms. Furthermore, the power arms are connected to one another via a connecting rod, which connecting rod is provided with a linear guide device which cooperates with a linear guide arranged in the housing, which control means together only allow the connecting rod to move linearly along an axis and that each of the gripping devices is formed with a linear control means cooperating with a guide disposed in the housing, which guide device in the gripping device and guide together only allows the gripping devices to move linearly back and forth towards the center of the gripping opening.

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en mekanisk selvsentrerende tang for å gripe og håndtere langstrakte rør eller rørelementer, slik som rør som benyttes i forbindelse med arbeide i en brønn for utvinning av olje og gass. Tangen fungerer som en mekanisk selvsentrerende tang for slike rør, særlig egnet til å gripe og holde et rørelement i prosessen med å sammenstille en rekke rørelementer til en rørstreng. Et rørelement er her å anse som en del av en rørstreng, hvor elementet kan bestå av et eller flere allerede sammensatte rørdeler, hvor rørelementet har en utstrekning som er kortere enn den totale rørstrengen. The present invention relates to a mechanical self-centering tongs for gripping and handling elongated pipes or pipe elements, such as pipes used in connection with work in a well for the extraction of oil and gas. The pliers function as a mechanical self-centering pliers for such pipes, particularly suitable for gripping and holding a pipe element in the process of assembling a number of pipe elements into a pipe string. A pipe element is here to be regarded as part of a pipe string, where the element can consist of one or more already assembled pipe parts, where the pipe element has an extent that is shorter than the total pipe string.

En slik tang har ifølge foreliggende oppfinnelse en gripeåpning hvor et antall gripeanordninger beveges innover i gripeåpningen og griper om omkretsen av et rør ved å klemme mot dette fra motstående sider. Ifølge foreliggende oppfinnelse er tangen slik oppbygget at gripeanordningenes bevegelse sentrerer røret i tangens gripeåpning. Sentreringen vil i all hovedsak skje mot et på forhånd fastlagt senter mellom gripeanordningene. According to the present invention, such pliers have a gripping opening where a number of gripping devices are moved into the gripping opening and grip the circumference of a pipe by squeezing against it from opposite sides. According to the present invention, the pliers are constructed in such a way that the movement of the gripping devices centers the tube in the gripping opening of the pliers. The centering will mainly take place towards a predetermined center between the gripping devices.

Under ulike operasjoner i forbindelse med arbeide med en brønn for utvinning av olje og gass benyttes en rørstreng som senkes ned i brønnen, eventuelt også ned mot brønnen dersom denne er på havbunnen. En slik rørstreng settes sammen av et flertall rør eller rørelementer hvilke som oftest har en gjenget skjøt eller gjengeforbindelse. Rørstrengen sammenstilles fortløpende ved å tilslutte et rørelement på det foregående for deretter å senke rørstrengen ned i eller ned mot en brønn, hvorpå enda et ytterligere rørelement tilsluttes osv. Ved sammenkobling av rørelementene er det vanlig at tilstøtende rørelementene er forsynt med henholdsvis utvendige og innvendige gjenger i henholdsvis hver av endene av de to rørformede elementene som skal sammenkobles, hvilket gir en skjøt mellom to rørformede elementer med en slett ytre overflate. Rørelementene sammenkobles ved at gjengene entres, og skjøten trekkes til med et egnet moment. Til å skru inn gjengeforbindelsen og senere trekke til med egnet moment benyttes gjerne en bormaskin så som en "top-drive". Andre anordninger med rotasjonskapasitet og tilstrekkelig evne til å frembringe det nødvendige dreimoment kan eventuelt også benyttes. During various operations in connection with working with a well for the extraction of oil and gas, a pipe string is used which is lowered into the well, possibly also down towards the well if it is on the seabed. Such a pipe string is assembled from a plurality of pipes or pipe elements which most often have a threaded joint or threaded connection. The pipe string is assembled consecutively by connecting a pipe element to the previous one and then lowering the pipe string into or down towards a well, after which a further pipe element is connected, etc. When connecting the pipe elements, it is common for the adjacent pipe elements to be provided with external and internal threads respectively respectively at each of the ends of the two tubular elements to be connected, which provides a joint between two tubular elements with a plain outer surface. The pipe elements are connected by threading, and the joint is tightened with a suitable torque. To screw in the threaded connection and later tighten with a suitable torque, a drilling machine such as a "top-drive" is often used. Other devices with rotational capacity and sufficient ability to produce the required torque can also be used if necessary.

I forbindelse med de operasjoner som er nevnt ovenfor benyttes ofte en tang som holder tilbake et rørelementet under dannelse av en rørforbindelse. Tangen kan inngå i ulike applikasjoner eller kan benyttes separat. In connection with the operations mentioned above, pliers are often used which hold back a pipe element while forming a pipe connection. The pliers can be included in various applications or can be used separately.

En tang som ovenfor nevnt består i hovedsak av en eller flere kraftanordninger, f.eks. en hydraulisk lineærmotor som via en kraftoverføring beveger et antall kjever eller andre former for gripeanordninger til å gripe om omkretsen av et rørelement. Tangens bevegelige deler er anbrakt i et hus eller en bærende konstruksjon som danner en gripeåpning. I denne gripeåpningen plasseres rørelementet som skal gripes og kjevene eller gripeanordningene beveges til å gripe om rørelementets omkrets. A pliers as mentioned above mainly consists of one or more power devices, e.g. a hydraulic linear motor which, via a power transmission, moves a number of jaws or other forms of gripping devices to grip the circumference of a pipe element. The moving parts of the pliers are placed in a housing or a supporting structure which forms a gripping opening. In this gripping opening, the pipe element to be gripped is placed and the jaws or gripping devices are moved to grip the pipe element's circumference.

Det har den senere tid foregått en utvikling av forbindelsene mellom rørelementer, hvor bl.a. gjengene i rørskjøten har utviklet seg fra koniske gjenger mot rettere gjenger. Dette, og andre forhold, medfører høyere krav til presisjon ved sammenstilling av to rørformede elementer, særlig ved entring av gjenger i gjengeforbindelse. Et element i dette er sentreringen av rørelementet i det utstyret som benyttes for å tildanne rørforbindelsen. There has recently been a development of the connections between pipe elements, where i.a. the threads in the pipe joint have evolved from conical threads to straighter threads. This, and other conditions, result in higher requirements for precision when assembling two tubular elements, especially when inserting threads in a threaded connection. One element of this is the centering of the pipe element in the equipment used to form the pipe connection.

Tidligere kjente løsninger har ofte vært ukritiske med hensyn på sentrering av rørformede elementer som skal forbindes. Følgelig kan det oppstå problemer når forbindelsen mellom rørelementene dannes, for eksempel kan gjengene skades og tetningsflater kan skades. Eventuelt kan feiloppstilling mellom rørelementer som skal forbindes være et problem som hindrer entring av gjenger. Previously known solutions have often been uncritical with regard to the centering of tubular elements to be connected. Consequently, problems can arise when the connection between the pipe elements is formed, for example the threads can be damaged and sealing surfaces can be damaged. If necessary, misalignment between pipe elements to be connected can be a problem that prevents the entry of threads.

De rørelementer som benyttes i de ovenfor nevnte operasjoner kan videre være av ulike tverrsnittsdimensjoner og det er derfor vanlig at et og samme verktøy benyttes for å håndtere rørelementer med flere ulike tverrsnittsdimensjoner. Ofte må imidlertid tangens kjever eller gripeanordninger skiftes ut for å tilpasses den aktuelle dimensjon. Et element ved utformingen av gripeanordningene er også at rørelementer med ulike dimensjoner i ulik grad er utsatt for feil sentrering og feil posisjonering i tangens gripeåpning når tangen griper et rør. Ofte beveger gripeanordningene seg asymmetrisk innover i gripeåpningen, særlig når én eller flere av gripeanordningene møter motstand som for eksempel ved å støte mot et rør. Rørelementets opprinnelige eller første posisjon i gripeåpningen, før gripeanordningene beveger seg for å gripe om rørets diameter, vil her også kunne spille en rolle. Et tynt rørelement vil kunne forskyves skjevt innenfor gripeåpningen og vil derved kunne oppnå en feilaktig sentrering i større grad enn for eksempel et rørelement med større dimensjon. Dette er bl.a. avhengig av rørets dimensjoner, gripeanordningens utforming og tangens konstruksjon. The pipe elements used in the above-mentioned operations can also be of different cross-sectional dimensions and it is therefore common for one and the same tool to be used to handle pipe elements with several different cross-sectional dimensions. Often, however, the pliers' jaws or gripping devices must be replaced to adapt to the current dimension. An element in the design of the gripping devices is also that pipe elements with different dimensions are to varying degrees exposed to incorrect centering and incorrect positioning in the gripping opening of the tongs when the tongs grip a pipe. Often, the gripping devices move asymmetrically into the gripping opening, particularly when one or more of the gripping devices meet resistance, such as by bumping into a pipe. The original or first position of the pipe element in the gripping opening, before the gripping devices move to grip the diameter of the pipe, will also play a role here. A thin pipe element will be able to be displaced crookedly within the gripping opening and will thereby be able to achieve an incorrect centering to a greater extent than, for example, a pipe element with a larger dimension. This is, among other things, depending on the dimensions of the pipe, the design of the gripping device and the construction of the tongs.

Det er fra tidligere løsninger ikke uvanlig at røret, når det gripes, støter an mot én gripeanordning først hvoretter den motsatte gripeanordningen beveger seg videre mot det rørformede elementet og bevegelsen av de to gripeanordningene er ikke lenger synkronisert eller på annet vis styrt i relasjon til hverandre. Derved oppnår gripeanordningene ulike posisjoner i forhold til rørelementet. Resultatet er at rørelementet ikke sentreres i gripeåpningen. It is not unusual from previous solutions that the tube, when gripped, first abuts one gripping device after which the opposite gripping device moves on towards the tubular element and the movement of the two gripping devices is no longer synchronized or otherwise controlled in relation to each other . Thereby, the gripping devices achieve different positions in relation to the pipe element. The result is that the tube element is not centered in the gripping opening.

Av ytterligere kjente løsninger kan det nevnes ulike former for elektronisk måling av rørets posisjon med tilhørende styring av gripeanordningene for å sentrere rørelementets posisjon i gripeåpningen når gripeanordningene griper om rørelementet. Dette innebærer imidlertid en mer kompleks konstruksjon med en mer kompleks bevegelse og styring som igjen vil være sårbar og kostbar. Other known solutions include various forms of electronic measurement of the pipe's position with associated control of the gripping devices to center the position of the pipe element in the gripping opening when the gripping devices grip the pipe element. However, this involves a more complex construction with a more complex movement and control which will again be vulnerable and expensive.

Ytterligere kan det nevnes løsninger hvor en U-formet tang anbringes om omkretsen av rørtverrsnittet hvoretter åpningen i tangen lukkes ved å bevege et gripeorgan på kun én side av åpningen. En slik løsning vil i liten grad sentrere rørelementet i tangens åpning. Furthermore, solutions can be mentioned where a U-shaped tong is placed around the circumference of the pipe cross-section, after which the opening in the tong is closed by moving a gripping member on only one side of the opening. Such a solution will to a small extent center the pipe element in the opening of the pliers.

Kjente løsninger er videre beskrevet i US 4475607 som beskriver en tang egnet for håndtering av borerør. Videre viser US 4732061 og US 1432495 ytterligere løsninger ved en tang hvor US 4732061 beskriver en tang med øvre og nedre klemenheter. Known solutions are further described in US 4475607 which describes a tongs suitable for handling drill pipe. Furthermore, US 4732061 and US 1432495 show further solutions in the case of pliers, where US 4732061 describes a pliers with upper and lower clamping units.

Med utgangspunkt i det ovenstående er det en hensikt med foreliggende oppfinnelse å frembringe en tang for håndtering av rørelementer hvor tangen sentrerer rørelementet i gripeåpningen når det gripes og holdes i gripeåpningen. Det er med dette en hensikt å oppnå et i all hovedsak fast definert sentrum i tangens gripeåpning hvor rørelementet sentreres til dette faste senteret når rørelementet gripes og holdes. Videre er det en hensikt å gripe om rørelementer av ulik dimensjon med samme tang uten nødvendigvis å foreta endringer eller utskiftning av deler. Dette vil skape en tang som er fleksibel i bruk, har mindre behov for tilpassning til ulike dimensjoner og som opererer med høyere presisjon i forhold til sentrering når det skal skapes en forbindelse mellom rørelementer. Based on the above, it is an aim of the present invention to produce a tongs for handling pipe elements where the tongs center the pipe element in the gripping opening when it is gripped and held in the gripping opening. The purpose of this is to achieve an essentially fixed defined center in the gripping opening of the pliers where the tube element is centered to this fixed center when the tube element is gripped and held. Furthermore, it is intended to grip pipe elements of different dimensions with the same pliers without necessarily making changes or replacing parts. This will create a pliers which is flexible in use, has less need for adaptation to different dimensions and which operates with higher precision in relation to centering when a connection between pipe elements is to be created.

Foreliggende oppfinnelse vedrører derfor en tang for håndtering av rørelementer, hvilken tang har en gripeåpning hvor et antall kjever beveger seg mot et definert sentrum av gripeåpningen og griper et rørelement om omkretsen når dette er anbrakt i gripeåpningen. Tangen ifølge foreliggende oppfinnelse er slik utformet at den skyver gripeanordningene mot det rørformede elementet og ved kontakt med det rørformede elementet sentreres dette mellom gripeanordningene. Sentreringen kan skje ved at rørelementets posisjon forskyves innenfor tangens gripeåpning, dvs. røret skyves sideveis, eller ved at tangens posisjon tilpasses. Ofte vil det også være en kombinasjon av de to bevegelsene. The present invention therefore relates to pliers for handling pipe elements, which pliers have a gripping opening where a number of jaws move towards a defined center of the gripping opening and grip a pipe element around the circumference when this is placed in the gripping opening. The pliers according to the present invention are designed in such a way that they push the gripping devices towards the tubular element and upon contact with the tubular element, this is centered between the gripping devices. The centering can be done by shifting the position of the pipe element within the gripping opening of the pliers, i.e. the pipe is pushed sideways, or by adjusting the position of the pliers. Often there will also be a combination of the two movements.

På bakgrunn av det ovenstående er det i overensstemmelse med foreliggende oppfinnelse frembrakt en selvsentrerende tang for håndtering av et langstrakt rørelement til bruk under utvikling av en underjordisk olje- eller gassbrønn, hvilken tang innbefatter et hus med en gripeåpning hvori det er anbrakt bevegelige gripeanordninger, hvilke gripeanordninger er tilordnet for å gripe ved omkretsen av rørelementet, samt at tangen innbefatter en kraftpåvirkende innretning for krafttilførsel og bevegelse av gripeanordningene, hvilken kraftpåvirkende innretning innbefatter forbindelsespunkter som er anbrakt for å bevege seg relativt til hverandre i lineær retning når den kraftpåvirkende innretning tilfører en kraft, og hvilken kraftpåvirkende innretning via forbindelsespunktene er bevegelig forbundet med kraftarmer, hvilke kraftarmer er bevegelig forbundet med gripeanordningene ved et forbindelsespunkt ved henholdsvis hver av gripeanordningene. Tangen er kjennetegnet ved at kraftarmene er forbundet med hverandre via et forbindelsesstag, hvilket forbindelsesstag er forsynt med en styreinnretning som samvirker med en føring, hvilken styreinnretning og føring sammen styrer forbindelsesstagets bevegelsesretning til en lineær bevegelse langs én akse samt at hver av gripeanordningene er tildannet med en lineær styreinnretning som samvirker med en lineær føring, hvilken styreinnretning i gripeanordningen og føring sammen kun tillater gripeanordningene å bevege seg lineært frem og tilbake mot gripeåpningens senter. On the basis of the above, in accordance with the present invention, a self-centering tong has been developed for handling an elongated pipe element for use during the development of an underground oil or gas well, which tong includes a housing with a gripping opening in which movable gripping devices are placed, which gripping devices are assigned to grip at the circumference of the pipe element, and that the pliers include a force-affecting device for applying force and movement of the gripping devices, which force-affecting device includes connection points that are arranged to move relative to each other in a linear direction when the force-affecting device applies a force , and which force-affecting device via the connection points is movably connected to force arms, which force arms are movably connected to the gripping devices at a connection point at each of the gripping devices respectively. The pliers are characterized by the fact that the force arms are connected to each other via a connecting rod, which connecting rod is provided with a control device that cooperates with a guide, which control device and guide together control the direction of movement of the connecting rod to a linear movement along one axis, and that each of the gripping devices is formed with a linear guide device cooperating with a linear guide, which guide device in the gripping device and guide together only allows the gripping devices to move linearly back and forth towards the center of the gripping opening.

I en utførelsesform er den kraftpåvirkende innretningen en lineær motor, fortrinnsvis en hydraulisk dobbeltvirkende sylinder. In one embodiment, the force-affecting device is a linear motor, preferably a hydraulic double-acting cylinder.

Videre kan fortrinnsvis forbindelsesstaget beveger seg lineært frem og tilbake mot gripeåpningen. Furthermore, the connecting rod can preferably move linearly back and forth towards the gripping opening.

Styreinnretningen for forbindelsesstaget kan ha ulike utførelsesformer og i en av disse er styreinnretningen og den tilhørende føringen parallelle og har en utstrekning i én akseretning slik at styreinnretningen ikke kan rotere i føringen. Derved kan ikke forbindelsesstaget dreie og det vil til enhver tid sikre at avstanden mellom kraft armene er konstant og således vil bevegelsen av gripeanordningene være ikke bare synkron men også symmetrisk om senteret av gripeåpningen. I ulike utførelsesformer kan styreinnretningen være en skinne eller en forhøyning med en utstrekning i forbindelsesstagets lengderetning hvor de tilhørende føringene er komplementært utformet. The control device for the connecting rod can have different designs and in one of these the control device and the associated guide are parallel and have an extension in one axis direction so that the control device cannot rotate in the guide. Thereby the connecting rod cannot turn and it will ensure at all times that the distance between the power arms is constant and thus the movement of the gripping devices will be not only synchronous but also symmetrical about the center of the gripping opening. In various embodiments, the control device can be a rail or an elevation with an extension in the longitudinal direction of the connecting rod where the associated guides are designed in a complementary manner.

Det geometriske forholdet mellom forbindelsesstaget, den kraftpåvirkende innretningen og gripeanordningene kan være ulikt i ulike utførelsesformer. Det er imidlertid foretrukket at forbindelsesstaget er anbrakt mellom den kraftpåvirkende innretningen og gripeanordningene. I alternative utførelsesformer kan likevel den kraftpåvirkende innretningen være anbrakt mellom gripeanordningene og forbindelsesstaget eller gripeanordningene kan være anbrakt mellom den kraftpåvirkende innretningen og forbindelsesstaget. The geometrical relationship between the connecting rod, the force-affecting device and the gripping devices can be different in different embodiments. However, it is preferred that the connecting rod is placed between the force-affecting device and the gripping devices. In alternative embodiments, however, the force-affecting device can be located between the gripping devices and the connecting rod or the gripping devices can be located between the force-affecting device and the connecting rod.

Det er foretrukket at føringen for styringsanordningen er fast anbrakt i huset. It is preferred that the guide for the control device is fixed in the housing.

Videre er det foretrukket at den lineære føringen for gripeanordningene er fast anbrakt i huset. Også denne føringen kan ha ulike utførelsesformer og ofte vil husets utforming være komplementær til gripeanordningenes, eller deler av disses, utforming, hvor huset i seg selv fungerer som en føring for gripeanordningene. Gripeanordningene vil i praksis også bestå av flere elementer hvorav føringen kan virke på en hvilken som helst eller flere av disse elementene. Furthermore, it is preferred that the linear guide for the gripping devices is fixed in the housing. This guide can also have different designs and often the design of the housing will be complementary to the design of the gripping devices, or parts thereof, where the housing itself functions as a guide for the gripping devices. In practice, the gripping devices will also consist of several elements, of which the guide can act on any one or more of these elements.

Det er foretrukket en utførelsesform hvor det benyttes to gripeanordninger eller to grupper av gripeanordninger som beveger seg hovedsakelig samtidig. An embodiment is preferred where two gripping devices or two groups of gripping devices are used which move essentially simultaneously.

En utførelsesform av oppfinnelsen er i det etterfølgende beskrevet med henvisning til de vedlagte figurer. Fig. 1 viser i perspektiv en selvsentrerende tang for håndtering av rørelementer ifølge foreliggende oppfinnelse. An embodiment of the invention is described below with reference to the attached figures. Fig. 1 shows in perspective a self-centering pliers for handling pipe elements according to the present invention.

Fig. 2 viser i sideriss den selvsentrerende tang vist i fig. 1. Fig. 2 shows in side view the self-centering pliers shown in fig. 1.

Fig. 3 viser i riss forfra den selvsentrerende tang vist i fig. 1 og 2. Fig. 3 shows a front view of the self-centering pliers shown in fig. 1 and 2.

Fig. 4 viser i planriss ovenfra de bevegelige delene i tangen, gripeanordninger, den kraftpåvirkende innretning og forbindelsen mellom disse med forbindelsesstag ifølge foreliggende oppfinnelse, i lukket tilstand hvor gripeanordningene holder et rørelement (ikke vist). Fig. 5 viser det samme som fig. 4 med en del av tangens hus som definerer gripeåpningen, i åpen tilstand hvor gripeanordningene er trukket ut av gripeåpningen. Fig. 6 viser i prinsippskisse den mekaniske oppbygningen av tangen ifølge foreliggende oppfinnelse i åpen tilstand, tilsvarende som vist i figur 5. Fig. 4 shows in a plan view from above the moving parts in the pliers, gripping devices, the force-affecting device and the connection between these with connecting rods according to the present invention, in a closed state where the gripping devices hold a pipe element (not shown). Fig. 5 shows the same as fig. 4 with a part of the pliers' housing defining the gripping opening, in the open state where the gripping devices are pulled out of the gripping opening. Fig. 6 shows a schematic diagram of the mechanical structure of the pliers according to the present invention in the open state, corresponding to that shown in Fig. 5.

Fig. 7 viser det samme som fig. 6, hvor tangen er i lukket tilstand. Fig. 7 shows the same as fig. 6, where the pliers are in the closed state.

Figur 1, 2 og 3 viser i henholdsvis perspektiv og to riss en tang 1 utformet for å gripe et rørelement ifølge foreliggende oppfinnelse. Tangen 1 består i hovedsak av et hus 2 med en gripeåpning 9 og en kraftpåvirkende innretning 3 som her er vist som en lineær motor i form av en hydraulisk dobbeltvirkende sylinder. Den hydrauliske sylinderen er i hver ende utformet for en bevegelig innfesting i kraftarmene 4. Kraftarmene 4 er videre forbundet med gripeanordningene 8 som er bevegelig anbrakt i huset 2 for lineær bevegelse inn og ut av gripeåpningen 9. Gripeåpningen 9 er slik utformet at tangen kan skyves mot et rørelement (ikke vist) for å gripe dette om omkretsen. Videre viser figuren et forbindelsesstag 6 som er bevegelig forbundet med kraftarmene 4 og er posisjonert mellom den hydrauliske sylinderen 3 og gripeanordningene 8. Figures 1, 2 and 3 show in perspective and two views, respectively, a tongs 1 designed to grip a pipe element according to the present invention. The pliers 1 essentially consist of a housing 2 with a gripping opening 9 and a force-influencing device 3 which is shown here as a linear motor in the form of a hydraulic double-acting cylinder. The hydraulic cylinder is designed at each end for a movable attachment to the power arms 4. The power arms 4 are further connected to the gripping devices 8 which are movably placed in the housing 2 for linear movement in and out of the gripping opening 9. The gripping opening 9 is designed so that the pliers can be pushed against a pipe element (not shown) to grip it around the circumference. Furthermore, the figure shows a connecting rod 6 which is movably connected to the power arms 4 and is positioned between the hydraulic cylinder 3 and the gripping devices 8.

Tangen som vist i figur 1, 2 og 3 kan være utformet med fester for anbringelse på et verktøy eller en bærer. The pliers as shown in figures 1, 2 and 3 can be designed with fasteners for attachment to a tool or a carrier.

Videre er det i figur 4 vist oppbygningen av tangens 1 bevegelige deler, hvor den kraftpåvirkende innretningen 3, her vist som en dobbeltvirkende hydraulikksylinder, er bevegelig forbundet med kraftarmene 4 via forbindelsene 5. Som vist i figur 4 er den hydrauliske sylinderen 3 beveget til utvidet posisjon hvor kraftarmene 4 er svingt ut. I motsatt ende av kraftarmene 4 er hver av gripeanordningene 8 bevegelig forbundet med hver av kraftarmene 4 via forbindelsene 10.1 tillegg er det mellom kraftarmene 4 anbrakt et forbindelsesstag 6 som igjen er bevegelig forbundet med begge kraftarmene 4 via forbindelsene 7. Furthermore, figure 4 shows the structure of the moving parts of the tongs 1, where the force-affecting device 3, here shown as a double-acting hydraulic cylinder, is movably connected to the force arms 4 via the connections 5. As shown in figure 4, the hydraulic cylinder 3 is moved to extended position where the power arms 4 are swung out. At the opposite end of the power arms 4, each of the gripping devices 8 is movably connected to each of the power arms 4 via the connections 10.1 In addition, a connecting rod 6 is placed between the power arms 4, which is again movably connected to both power arms 4 via the connections 7.

Forbindelsene 7 vil derved fungere som dreiepunkt slik at gripeanordningene 8 beveger seg henholdsvis mot og fra gripeåpningen 9 når sylinderen 3 henholdsvis utvides og trekkes sammen. The connections 7 will thereby function as pivot points so that the gripping devices 8 move respectively towards and from the gripping opening 9 when the cylinder 3 is respectively expanded and contracted.

De nevnte komponentene vil naturlig nok endre sin innbyrdes posisjon når sylinderen 3 utvides og trekkes sammen ved at de innbyrdes vinkler mellom kraftarmer 4 og henholdsvis sylinder 3, forbindelsesstag 6 og gripeanordninger 8 endres. The aforementioned components will naturally change their relative position when the cylinder 3 is expanded and contracted by the mutual angles between power arms 4 and respectively cylinder 3, connecting rod 6 and gripping devices 8 changing.

Ifølge foreliggende oppfinnelse beveger gripeanordningene 8 seg lineært frem og tilbake mot senter av gripeåpningen 9 i tangen som vist også i de øvrige figurer, uten at gripeanordningenes vinkel i forhold til senteret av gripeåpningen 9 endres. Bevegelsen av gripeanordningene 8 er her synkron mot senteret av gripeåpningen 9 slik at de to gripeanordningene vist i figuren beveger seg symmetrisk mot senteret med samme avstand fra senteret av gripeåpningen 9. Dette vil sentrere et rørelement som gripes. According to the present invention, the gripping devices 8 move linearly back and forth towards the center of the gripping opening 9 in the pliers, as also shown in the other figures, without the angle of the gripping devices in relation to the center of the gripping opening 9 changing. The movement of the gripping devices 8 is here synchronous towards the center of the gripping opening 9 so that the two gripping devices shown in the figure move symmetrically towards the center with the same distance from the center of the gripping opening 9. This will center a pipe element that is gripped.

Ifølge foreliggende oppfinnelse oppnås den tilsiktede selvsentrerende effekt ved anbringelsen av forbindelsesstaget 6 samt videre en konstruktiv utforming som låser forbindelsesstaget 6 mot bevegelse sideveis, dvs. i x-retningen som vist i figuren samt en konstruktiv utforming som låser gripeanordningenes 8 bevegelse i tangens lengderetning, dvs. i y retningen i figuren. Som følge av dette kan forbindelsesstaget 6 i forhold til de to bevegelsesretningene x og y kun bevege seg langs y aksen som vist i figuren og gripeanordningene 8 kan kun bevege seg i x-retningen som vist i figuren. Videre er den konstruktive utformingen slik tilordnet at forbindelsesstaget ikke har mulighet for å dreie om en akse perpendikulært på x og y aksene, dvs. en akse parallell med rørelementets senterakse. Forbindelsesstaget er med andre ord låst til å være parallelt med gripeanordningenes lineære bevegelsesakse slik det er vist i figurene. According to the present invention, the intended self-centering effect is achieved by the placement of the connecting rod 6 as well as a constructive design that locks the connecting rod 6 against movement laterally, i.e. in the x-direction as shown in the figure, as well as a constructive design that locks the movement of the gripping devices 8 in the longitudinal direction of the pliers, i.e. .in the y direction in the figure. As a result of this, in relation to the two directions of movement x and y, the connecting rod 6 can only move along the y axis as shown in the figure and the gripping devices 8 can only move in the x direction as shown in the figure. Furthermore, the constructive design is assigned in such a way that the connecting rod does not have the possibility to rotate about an axis perpendicular to the x and y axes, i.e. an axis parallel to the central axis of the pipe element. In other words, the connecting rod is locked to be parallel to the gripper's linear axis of movement as shown in the figures.

I figur 5 er det videre vist den samme oppbygning av bevegelige deler som i figur 4 hvor sylinderen 3 nå er trukket sammen og gripeanordningene 8 er derved trukket ut av gripeåpningen 9 ettersom kraftarmene 4 dreier om forbindelsene 7 som i figuren og den viste utførelsesform er beliggende mellom kraftarmene 4 og forbindelsesstaget 6. Som videre vist i figur 5 er forbindelsesstaget 6 forsynt med en styreinnretning 11 formet som en skinne med utstrekning i lengderetningen i tegningens y-retning (også vist i figur 3) hvilken styreinnretning 11 på hver side i samme utstrekningsretning ligger an mot føringen 12, hvilke igjen er fast tilordnet i huset 2. Føringen 12 er i figurene vist som parallelle støtter eller hosliggende skinner utformet komplementært til styreinnretningen 11. Figure 5 also shows the same structure of moving parts as in Figure 4 where the cylinder 3 is now pulled together and the gripping devices 8 are thereby pulled out of the gripping opening 9 as the power arms 4 revolve around the connections 7 as in the figure and the embodiment shown are located between the power arms 4 and the connecting rod 6. As further shown in Figure 5, the connecting rod 6 is provided with a control device 11 shaped like a rail with an extension in the longitudinal direction in the y-direction of the drawing (also shown in Figure 3), which control device 11 on each side in the same direction of extension rests against the guide 12, which in turn is permanently assigned to the housing 2. The guide 12 is shown in the figures as parallel supports or adjacent rails designed to complement the control device 11.

Videre er det i figur 5 vist hvorledes huset 2 på hver side av de to gripeanordningene 8 er tilsvarende forsynt med føringer 13 og 14 på henholdsvis hver side av gripeanordningene 8 i y-retningen, hvilke føringer 13, 14 har en utstrekning i x-retningen i figurene. Føringen 13, 14 låser således gripeanordningenes 8 bevegelse slik at denne kun kan skje i x-retningen på figuren, dvs. på tvers av tangen 1. Gripeanordningene 8 vil således ikke endre vinkel i forhold til rørelementet som skal gripes. Videre vil ikke gripeanordningene 8 beveges seg asynkront eller asymmetrisk mot eller fra rørelementet i gripeåpningen 9, ettersom begge gripeanordninger 8 er symmetrisk innfestet i forbindelsesstaget 6 ved forbindelsene 7 samt at forbindelsesstaget 6 er låst i x-retningen slik at det ikke beveger seg sideveis i tangen, dvs. langs x-aksen. Således er de bevegelige delene låst i sitt bevegelsesmønster i tangens 1 hus 2 på slik måte at gripanordningene beveger seg symmetrisk mot senter av gripeåpningen 9 og derved sentrerer et rør som befinner seg i gripeåpningen 9 til det på forhånd definerte senter mellom gripeanordningene 8. Furthermore, Figure 5 shows how the housing 2 on each side of the two gripping devices 8 is correspondingly provided with guides 13 and 14 on each side of the gripping devices 8 in the y direction respectively, which guides 13, 14 have an extension in the x direction in the figures. The guide 13, 14 thus locks the movement of the gripping devices 8 so that this can only take place in the x-direction in the figure, i.e. across the pliers 1. The gripping devices 8 will thus not change their angle in relation to the pipe element to be gripped. Furthermore, the gripping devices 8 will not move asynchronously or asymmetrically towards or from the pipe element in the gripping opening 9, as both gripping devices 8 are symmetrically fixed in the connecting rod 6 at the connections 7 and that the connecting rod 6 is locked in the x-direction so that it does not move laterally in the pliers , i.e. along the x-axis. Thus, the moving parts are locked in their movement pattern in the housing 2 of the pliers 1 in such a way that the gripping devices move symmetrically towards the center of the gripping opening 9 and thereby center a pipe located in the gripping opening 9 to the predefined center between the gripping devices 8.

Videre er det i figurene 6 og 7 vist prinsippskisser som viser de ulike delens bevegelse i tangen. Figur 6 viser tangen i en åpen posisjon hvor gripeanordningene 8 er trukket inn, dvs. gripeanordningene 8 er i den posisjon som gir en åpen gripeåpning 9 før tangen 1 griper om et rørelement. I denne posisjonen er sylinderen 3 trukket sammen. Som vist er avstanden B mellom gripeanordningene 8 ved sitt maksimale. Furthermore, figures 6 and 7 show principle sketches showing the movement of the various parts in the pliers. Figure 6 shows the pliers in an open position where the gripping devices 8 are retracted, i.e. the gripping devices 8 are in the position which provides an open gripping opening 9 before the pliers 1 grips a pipe element. In this position, the cylinder 3 is pulled together. As shown, the distance B between the gripping devices 8 is at its maximum.

I figur 7 er sylinderen 3 utvidet, dvs. det er tilført en kraft fra sylinderen 3 på kraftarmene 4 som er forbundet med sylinderen 3 ved forbindelsene 7. Derved er gripeanordningene 8 skjøvet inn mot senter av gripeåpningen 9. In figure 7, the cylinder 3 is extended, i.e. a force from the cylinder 3 is applied to the power arms 4 which are connected to the cylinder 3 at the connections 7. The gripping devices 8 are thereby pushed towards the center of the gripping opening 9.

Ved overgangen fra situasjonen i figur 6 til situasjonen i figur 7 vil sylinderen 3 utvide seg og lengden A i figur 6 og 7 vil øke samtidig som sylinderen tilfører en kraft til kraftarmene 4. Kraftarmene 4 som er forbundet med sylinderen 3 beveger seg fra hverandre ved sylinderen og vinkelen V som er angitt i figur 6 blir større. Ettersom begge kraftarmene 4 er forbundet med forbindelsesstaget 6 vil avstanden mellom kraftarmene 4 på dette punktet være fast. Videre er gripeanordningenes 8 bevegelsesretning låst av husets 2 føringer 13, 14 som kun tillater gripeanordningene 8 å bevege seg lineært mot og fra senter av gripeåpningen 9. Kraftarmene 4 er imidlertid bevegelig innfestet i forbindelsesstaget 6 ved forbindelsene 7 og etter hvert som sylinderen 3 utvider seg, og derved øker avstanden mellom forbindelsene 5 ved hver ande av sylinderen 3, vil avstanden mellom gripeanordningene 8 reduseres og gripeanordningene skyves mot senter av gripeåpningen 9. Ettersom gripeanordningene 8 kun kan bevege seg lineært må sylinderen 3 og forbindelsesstaget 6 naturlig nok bevege seg parallelt mot gripeåpningen 9 når gripeanordningen beveger seg inn mot senteret. Forbindelsesstaget 6 beveger seg derfor med en avstand D som angitt i figur 7. Bevegelsen av forbindelsesstaget 6 mot gripeåpningen 9 tillates ved at styreinnretningen 11 beveger seg uhindret lineært mot og fra gripeåpningen 9 mellom føringene 12. In the transition from the situation in Figure 6 to the situation in Figure 7, the cylinder 3 will expand and the length A in Figures 6 and 7 will increase at the same time as the cylinder adds a force to the force arms 4. The force arms 4 which are connected to the cylinder 3 move apart by the cylinder and the angle V indicated in Figure 6 becomes larger. As both force arms 4 are connected to the connecting rod 6, the distance between the force arms 4 at this point will be fixed. Furthermore, the direction of movement of the gripping devices 8 is locked by the housing 2 guides 13, 14 which only allow the gripping devices 8 to move linearly towards and from the center of the gripping opening 9. The force arms 4 are, however, movably fixed in the connecting rod 6 at the connections 7 and as the cylinder 3 expands , and thereby increases the distance between the connections 5 at each end of the cylinder 3, the distance between the gripping devices 8 will be reduced and the gripping devices will be pushed towards the center of the gripping opening 9. As the gripping devices 8 can only move linearly, the cylinder 3 and the connecting rod 6 must naturally move parallel to the gripping opening 9 when the gripping device moves in towards the centre. The connecting rod 6 therefore moves by a distance D as indicated in Figure 7. The movement of the connecting rod 6 towards the gripping opening 9 is permitted by the control device 11 moving unimpeded linearly towards and from the gripping opening 9 between the guides 12.

I ulike alternative utforminger kan styringen av forbindelsesstaget 6 og gripeanordningene 8 være utformet på andre måter. Som vist i figur 1 og 3 er styringen av forbindelsesstaget 6 utformet som en styreinnretning 11 som beveger seg mellom to føringer 12, henholdsvis én på hver side. In various alternative designs, the control of the connecting rod 6 and the gripping devices 8 can be designed in other ways. As shown in Figures 1 and 3, the control of the connecting rod 6 is designed as a control device 11 which moves between two guides 12, respectively one on each side.

Huset 2 har til oppgave å holde de ulike bevegelige delene i et fast forhold gjennom å styre bevegelsen av gripeanordningene 8 lineært frem og tilbake mot gripeåpningen 9, samt styre bevegelsen av forbindelsesstaget 6 frem og tilbake mot gripeåpningen 9 i en retning perpendikulært på den lineære bevegelsen for gripeanordningene 8. På dette vis vil styringen av gripeanordningene sikre mot vinke lavvik mellom gripeanordningene 8 og rørelementet i gripeåpningen 9 samtidig som styringen av forbindelsesstaget 6 sikrer at gripeanordningene 8 beveger seg synkront og hindrer at én av gripeanordningene 8 beveger seg ulikt fra den andre mot senter av gripeåpningen 9, eller at én av gripeanordningene 8 støter mot et rørelement i gripeåpningen 9 for deretter å stoppe eller beveges seg langsomt videre. Gjennom den synkrone bevegelsen av gripeanordningene 8 vil disse sammen skyve et rørelement mot senter av gripeåpningen 9, hvilket senter er predefinert som midtpunktet mellom gripeanordningene 8. The housing 2 has the task of keeping the various moving parts in a fixed relationship by controlling the movement of the gripping devices 8 linearly back and forth towards the gripping opening 9, as well as controlling the movement of the connecting rod 6 back and forth towards the gripping opening 9 in a direction perpendicular to the linear movement for the gripping devices 8. In this way, the control of the gripping devices will ensure against swinging low clearance between the gripping devices 8 and the pipe element in the gripping opening 9 at the same time as the control of the connecting rod 6 ensures that the gripping devices 8 move synchronously and prevents that one of the gripping devices 8 moves differently from the other towards center of the gripping opening 9, or that one of the gripping devices 8 collides with a pipe element in the gripping opening 9 and then stops or slowly moves on. Through the synchronous movement of the gripping devices 8, these will together push a pipe element towards the center of the gripping opening 9, which center is predefined as the midpoint between the gripping devices 8.

Claims

1. Self-centering tongs (1) for handling an elongated pipe member for use during the development of an underground oil or gas well, which tongs (1) include a housing (2) with a gripping opening (9) in which movable gripping devices (8 ), which gripping devices (8) are assigned to grip at the circumference of the pipe element, and that the pliers (1) include a force-affecting device (3) for power supply and movement of the gripping devices (8), which force-affecting device (3) includes connection points (5) ) which are arranged to move relative to each other in a linear direction when the force-affecting device (3) applies a force, and which force-affecting device (3) via the connection points (5) is movably connected to force arms (4), which force arms (4 ) are movably connected to the gripping devices (8) at a connection point (10) at each of the gripping devices (8), where the force arms (4) are connected to each other via a connecting rod (6), which connecting rod (6) is provided with a control device (11) which cooperates with a guide (12), characterized in that the control device (11) and guide (12) together control the direction of movement of the connecting rod (6) to a linear movement along one axis and that each of the gripping devices (8) is provided with a linear control device that cooperates with a linear guide (13, 14) , which control device in the gripping device (8) and guide (13, 14) together only allows the gripping devices (8) to move linearly back and forth towards the center of the gripping opening (9).

2. Self-centering pliers according to claim 1, characterized in that the force-affecting device (3) is a linear motor, preferably a hydraulic double-acting cylinder.

3. Self-centering pliers according to claim 1, characterized in that the connecting rod (6) moves linearly back and forth towards the gripping opening (9).

4. Self-centering pliers according to claim 1, characterized in that the control device (11) and the guide (12) are parallel and have an extension in one axial direction so that the control device (11) cannot rotate in the guide (12).

5. Self-centering pliers according to claim 1, characterized in that the connecting rod (4) is placed between the force-affecting device (3) and the gripping devices (8).

6. Self-centering pliers according to claim 1, characterized in that the force-affecting device (3) is placed between the gripping devices (8) and the connecting rod (4).

7. Self-centering pliers according to claim 1, characterized in that the gripping devices (8) are placed between the force-affecting device (3) and the connecting rod (4).

8. Self-centering pliers according to claim 1, characterized in that the guide (12) is placed in the housing (2).

9. Self-centering pliers according to claim 1, characterized in that the linear guide (13, 14) is placed in the housing (2).

10. Self-centering pliers according to claim 1, characterized in that the pliers (1) are arranged with two gripping devices (8) or two groups of gripping devices (8) which move essentially simultaneously.