NO336296B1 - Anordning for løfte- og/ eller flytteoperasjoner av boreutstyr - Google Patents

Description

Oppfinnelsen omhandler en anordning for løfte- og/eller flytteoperasjoner på et dekk, så som et boredekk, omfattende minst én løftearm. Anordningen er spesielt anvendbar til løfting og/ eller flytting av last, slik som rør, mellom ulike stasjoner.

Oppfinnelsen kan benyttes både på land og offshore.

I olje- og gassindustrien benyttes det rør for å skape en fluidforbindelse mellom en plattform og et borehull. Røret som danner fluidforbindelsen kan, i tillegg til å være andre typer rør, eksempelvis være en borestreng. Borestrengen benyttes for å skape et borehull etter hvert som borestrengen forløper lenger og lenger ned i jordskorpen. En borestreng dannes vanligvis ved sammenskruing av tre og tre, eller fire og fire borerør (tre, fire borerør = én «stand», 27 - 40 meters lengde) for mellomlagring i et fingerbord, før én og én stand skrus fast til den eksisterende borestrengen og følger borestrengen videre ned i jordskorpen. Det er kjent å benytte såkalte «iron roughnecks» for sammenskruing og fraskruing av borerørene, og et antall firmaer tilbyr dette. «Iron roughneck» består vanligvis av en todelt skrunøkkelenhet og en spinneanordning. Spinneanordningen setter én borerørlengde i rotasjon i forhold til en annen borerørlengde for enten sammenskruing til, eller fraskruing fra, de to bore-rørenelengdene i forhold til hverandre. Skrunøkkel enheten gir det nødvendige dreiemomentet for sammenskruing eller fraskruing.

På grunn av den begrensede plassen tilgjengelig på et typisk boredekk, er det ofte nødvendig å kunne flytte utstyr, slik som «iron roughneck», guideinnretninger, gri-peinnretninger etc. i forkant av, under, eller etter, boreoperasjoner. Det kan være nødvendig å flytte utstyret mellom ulike steder, eksempelvis til og fra brønnsen-trum, til og fra et lagringssted for rør, slik som et fingerbord, eller til en parkerings-stilling.

Fra US 7178612 B2 er det kjent en anordning for flytting av en jern-boreassistent (Eng. «iron roughneck») i stilling for innsettelse eller uttaking av gjengete rørleng-der i en borestreng. Anordningen kan være utformet som en dobbeltparallellogram-arm. Det er vist et flertall utførelsesformer i US 7178612 B2 på hvordan forbindelsespunktet mellom en nedre og en øvre støttearm er anordnet. I alle de viste utførel-sesformene vil momentet overføres 'på tvers' gjennom forbindelsespunktet, fra en nedre støttearm, via forbindelsespunktet med ulike konfigurasjoner for moment-overføring, til en diagonalt motsatt øvre støttearm. Videre er momentarmene i direk-te kontakt med hverandre i henhold til kjent teknikk, alternativt er de i kontakt med hverandre via ett enkelt ledd.

US 2011/0108264 Al vedrører en leddet anordning for håndtering av boreutstyr, der anordningen omfatter et fundament, et første sett av armer som gjennom en ende er dreibart forbundet til fundamentet, et forbindelseselement dreibart forbundet til en andre ende av det første settet av armer, et andre sett av armer som gjennom en ende er dreibart forbundet til forbindelseselementet og en holdersammenstilling som er dreibart forbundet til en andre ende av det andre settet av armer. Et drivsystem er samvirkende med det første og andre settet av armer for å bevege boreutstyret mellom en parkert posisjon og en utstrakt posisjon.

Det er en ulempe med den kjente teknikk at parallellogramarmen får en bevegelse som ikke er parallell med gulvet eller underlaget, og at parallellogramarmen dermed vil ha forskjellige høyder under utstrekkingen. Dette medfører et krav til ekstra kla-ring under last for ikke å støte borti underlaget. Videre treffer ikke nødvendigvis verktøyet lasten i den samme høyden hver gang, noe som i enkelte situasjoner vil kreve en høydejustering av verktøyet (parallellogramarmen).

Andre utførelser av den kjente teknikk vil medføre at momentoverføringen foregår ved at den nedre støttearmen må utformes med en forlengende arm til feste for forbindelsespunktet mellom armene, hvilket forbindelsespunkt er festet til den forlengende armen til den øvre støttearmen. Dette vil stille spesifikke krav til en minste størrelse av lastoverføringsforbindelsen, som igjen stiller design-begrensende krav til høyden mellom armen, avstanden mellom innfestningen til de nedre og øvre støt-tearmer, samt hvor mye moment som kan overføres som følge av utveksling.

Et formål ifølge den foreliggende oppfinnelsen er derfor å tilveiebringe en anordning som sørger for rettlinjet bevegelse av løftearmen, parallelt med boredekket, samtidig som at den skaper større frihet i forhold til design av løftearmen.

Oppfinnelsen er definert i det selvstendige patentkravet, mens de uselvstendige patentkravene beskriver andre karakteristikker ved oppfinnelsen.

Den foreliggende oppfinnelsen omhandler en anordning for løfte- og/eller flytteoperasjoner av boreutstyr på et dekk omfattende en opphengningsanordning med minst én løftearm, hvor den minst ene løftearmen omfatter minst ett par momentarmer omfattende minst en første momentarm og en andre momentarm,

hvor en første ende av den minst første momentarmen er forbundet med opphengningsanordningen og en andre ende av den minst første momentarmen er forbundet med et synkroniseringsledd,

hvor en første ende av den andre momentarmen er forbundet med synkroniseringsleddet og en andre ende av den andre momentarmen er forbundet med en lastbærende anordning, og hvor den første og andre momentarmen videre gjennom hver sin synkroniseringslink er forbundet med minst én felles synkroniseringsinnretning. Oppfinnelsen angitt heri vil sørge for at alle arminnfester alltid er parallelle i forhold til hverandre, noe som igjen vil medføre at den lastbærende anordningen vil holde seg parallelt med gulvet, eks. et boredekk.

Momentoverføringen i synkroniseringsleddet ifølge den foreliggende oppfinnelsen har minst tre separate ledd; de to synkroniseringslinkene som er forbundet til hver sin momentarm, samt synkroniseringsinnretningen. Opphengningsanordningen, hvor løftearmen er forbundet, kan forskyve løftearmen i en vertikalbevegelse opp eller ned, for slik å heve eller senke en last over gulvet.

I en foretrukket utførelse av anordningen omfatter løftearmen videre minst en første og en andre synkroniseringsarm, hvor den første momentarmen er parallelt anordnet med minst den første synkroniseringsarmen,

og hvor en første ende av den første synkroniseringsarmen er forbundet med opphengningsanordningen og en andre ende av den første synkroniseringsarmen er forbundet med synkroniseringsleddet,

hvor den andre momentarmen er parallelt anordnet med minst den andre synkroniseringsarmen, og hvor en første ende av den minst andre synkroniseringsarmen er forbundet med synkroniseringsleddet og en andre ende av den minst andre synkroniseringsarmen er forbundet med den lastbærende anordningen.

Ifølge et aspekt ved anordningen omfatter synkroniseringsleddet minst én føring for opptak av den minst ene synkroniseringsinnretningen.

I en utførelse kan synkroniseringsleddet være anordnet perpendikulært på en bevegelsesretning til den minst ene løftearmen.

I en utførelse kan synkroniseringsinnretningen omfatte minst ett hjul, minst én glidekloss eller minst ett rullelager.

I et ytterligere aspekt kan synkroniseringsinnretningen omfatte en aksel til hvilken synkroniseringslinkene kan være forbundet.

I en utførelse omfatter synkroniseringslinken én eller flere bjelker.

I en utførelse kan den minst ene løftearmen videre omfatte en bevegelsesanordning for bevegelse av den minst ene løftearmen. I en spesifikk utførelse kan bevegelsesanordningen omfatte en sylinder eller en elektrisk motor, eller en annen anordning som bevirker at løftearmen beveges.

I et aspekt kan bevegelsesanordningen være forbundet med opphengningsanordningen i den første enden og den første eller den andre momentarmen i den andre enden. Alternativt kan bevegelsesanordningen forbindes med den første eller den andre synkroniseringsanordningen.

I en utførelse kan løftearmen videre omfatte minst ett andre synkroniseringsledd forbundet med den andre enden av den andre momentarmen og en tredje momentarm forbundet med det andre synkroniseringsleddet i sin ene ende og hvor den andre og tredje momentarmen videre gjennom hver sin synkroniseringslink er forbundet med minst én felles synkroniseringsinnretning.

Flere ikke-begrensende utførelsesformer av oppfinnelsen vil nå bli beskrevet med henvisning til de medfølgende figurene der like deler er gitt like henvisningstall, og der: Fig. 1 viser en utførelse av en løftearm ifølge den foreliggende oppfinnelsen; Fig. 2A-2D viser posisjonen til synkroniseringsinnretningen i forskjellige posisjoner av løftearmen; Fig. 3A-3B viser en alternativ utførelse av synkroniseringsleddet; Figur 4 viser en alternativ utførelse av en løftearm ifølge oppfinnelsen; og Figurene 5 og 6 viser ytterligere utførelser av en løftearm ifølge oppfinnelsen. Fig. 1 viser en utførelse av en løftearm 1 ifølge den foreliggende oppfinnelsen. Løf-tearmen 1 er forbundet med en opphengningsanordning 6 i sin ene ende. Løftearmen 1 har et første par momentarmer omfattende en første momentarm 2 og en andre momentarm 3. En første ende av den første momentarmen 2 er forbundet med opphengningsanordningen 6 og en andre ende av den første momentarmen 2 er forbundet med et synkroniseringsledd 9 i et første festepunkt 14. En første ende av den andre momentarmen 3 er forbundet med det samme synkroniseringsleddet 9 som den første momentarmen 2 i et andre festepunkt 15, for slik å kunne overføre moment fra den første momentarmen 2 til den andre momentarmen 3. En andre ende av den andre momentarmen 3 er forbundet med en lastbærende anordning 7 i et femte festepunkt 18.

Synkroniseringsleddet 9 omfatter første og andre synkroniseringslinker 10, 11, hvor en første synkroniseringslink 10 er forbundet til den første momentarmen 2 i den ene enden og til en synkroniseringsinnretning 12 i den andre enden, og en andre synkroniseringslink 11 er forbundet til synkroniseringsinnretningen 12 i den ene enden og den andre momentarmen 3 i den andre enden. Minst én føring 13, for opptak av synkroniseringsinnretningen 12, er anordnet i synkroniseringsleddet 9.1 det viste eksempelet, er føringen 13 anordnet vertikalt, og vil slik tillate en vertikalbevegelse, men forhindre en horisontalbevegelse av synkroniseringsinnretningen 12.

Videre er det vist en første 4 og en andre 5 synkroniseringsarm. Den første synkroniseringsarmen 4 er parallelt anordnet med den første momentarmen 2. En første ende av den første synkroniseringsarmen 4 er forbundet med opphengningsanordningen 6 og en andre ende av den første synkroniseringsarmen 4 er forbundet med synkroniseringsleddet 9 i et tredje festepunkt 16. Den andre synkroniseringsarmen 5 er parallelt anordnet med den andre momentarmen 5. En første ende av den andre synkroniseringsarmen 5 er forbundet med synkroniseringsleddet 9 i et fjerde festepunkt 17 og en andre ende av den andre synkroniseringsarmen 5 er forbundet med den lastbærende anordningen 7 i et sjette festepunkt 19.

En bevegelsesanordning 8, vist som en sylinder &, er forbundet med opphengings-anordningen 6 i den ene enden og den andre synkroniseringsarmen 5 i den andre enden. I andre utførelser kan bevegelsesanordningen 8 være forbundet med hvilken som helst av den første momentarmen 2, den andre momentarmen 3, eller den første synkroniseringsarmen 4. Alternativt kan bevegelsesanordningen 8 være forbundet med et synkroniseringsledd eller mellom armer, slik som mellom den første og andre momentarmen 2, 3 eller mellom den første og andre synkroniseringsarmen 4, 5. Dersom løftearmen 1 omfatter flere momentarmer eller synkroniseringsarmer enn det som fremgår av figuren, kan bevegelsesanordningen 8 være forbundet til enhver av disse.

I drift, vil bevegelsesanordningen 8 styre bevegelsen til den andre synkroniseringsarmen 5, som vil bevege den andre momentarmen 3 parallelt. En rotasjonsbevegelse av den andre momentarmen 3, som et resultat av bevegelse av bevegelsesanordningen 8, vil tvinge den andre synkroniseringslinken 11 til å dytte på synkroniseringsinnretningen 12, som vil tvinge den første synkroniseringslinken 10 i en motsatt rotasjonsbevegelse i forhold til den andre synkroniseringslinken 11 og derav en motsatt bevegelse av den første momentarmen 2. Den første og andre momentarmen 2, 3 vil derfor hovedsakelig, i utførelsen vist på figur 1, alltid danne den samme vinke-len i forhold til et vertikalplan gjennom synkroniseringsleddet 9 (dvs. speilsymmet-risk om synkroniseringsleddet 9). Figur 2A-D viser posisjonen til synkroniseringsinnretningen 12 i forskjellige posisjoner av løftearmen 1. Figur 2A viser løftearmen 1 i en fullt utstrakt posisjon. I denne posisjonen vil synkroniseringsinnretningen 12 være øverst i føringen 13 og den første og andre momentarmen 2, 3 er i en utslått posisjon, hver av momentarmene 2, 3 med en utstrekksvinkel på ca. 60 grader. På figur 2B er løftearmen 1 i en delvis utstrakt posisjon sammenlignet med det som fremgår på figur 2A. Figur 2C viser løftearmen 1 i en delvis sammenslått posisjon, mens på figur 2D er løftearmen 1 i en helt sammenslått posisjon. Figur 3A og 3B viser alternativer ved synkroniseringsleddet. Figur 3B viser det ind-re av synkroniseringsleddet 9 og forbindelsene mellom synkroniseringslinkene 10, 11, momentarmene 2, 3, synkroniseringsinnretningen 12 i føringen 13 etc. Figur 3B viser dessuten detaljer ved et første forbindelsesøre 20 anordnet på den første momentarmen 2, hvilket forbindelsesøre 20 forbinder den første momentarmen 2 til den første synkroniseringslinken 10, og et andre forbindelsesøre 21 på den andre momentarmen 3, som forbinder den andre momentarmen 3 med den andre synkroniseringslinken 11.

Selv om de viste utførelsene er vist med momentarmene 2, 3 anordnet nedenfor synkroniseringsarmene 4, 5, skal det forstås at momentarmene 2, 3 kan være anordnet over synkroniseringsarmene 4, 5. Et eksempel på en slik utførelse er vist på figur 4. Videre vil en fagmann på området forstå at selv om de viste utførelsene viser en «V-form» på løftearmen 1, så er det også mulig å vende løftearmen 1 den andre veien slik at den vil danne en omvendt «V-form», eksempler på dette er vist på figurene 5 og 6. Figur 5 viser en utførelse hvor den første og den andre momentarmen 2, 3 er anordnet over den første og andre synkroniseringsarmen 4, 5, mens på figur 6 er momentarmene 2, 3 anordnet under synkroniseringsarmene 4, 5.

Utførelsesformene beskrevet heri skal anses å være ikke-begrensende. Det er åpen-bart at en fagmann på området kan gjøre modifikasjoner eller endringer på oppfinnelsen uten å komme utenfor oppfinnelsens ramme, slik som definert i de vedføyde patentkravene. Selv om løftearmen beskrevet heri er beskrevet i forbindelse med «iron roughneck», skal det forstås at anordningen kan benyttes til å flytte eller løfte andre elementer også, slik som slamkasse, foringsrørtang, grease til rørgjenger, sen-treringsarm etc. Videre kan det være flere momentarmer og synkroniseringsarmen synkroniseringsarmer forbundet til de viste eksemplene, slik at en løftearm kan omfatte minst tre momentarmer, med tilhørende økende antall synkroniseringsledd.

Claims (10)

1. Anordning for løfte- og/eller flytteoperasjoner av boreutstyr på et dekk omfattende en opphengningsanordning (6) med minst én løftearm (1), der den minst ene løftearmen (1) omfatter minst ett par momentarmer omfattende minst en første momentarm (2) og en andre momentarm (3), hvor en første ende av den første momentarmen (2) er forbundet med opphengningsanordningen (6) og en andre ende av den første momentarmen (2) er forbundet med et synkroniseringsledd (9),karakterisert vedat synkroniseringsleddet (9) omfatter minst én føring (13) for opptak av minst én felles synkroniseringsinnretning (12), hvor en første ende av den andre momentarmen (3) er forbundet med synkroniseringsleddet (9) og en andre ende av den andre momentarmen (3) er forbundet med en lastbærende anordning (7), og hvor den første (2) og andre (3) momentarmen videre gjennom hver sin synkroniseringslink (10, 11) er forbundet med den minst ene felles synkroniseringsinnretningen (12).

2. Anordning ifølge krav 1,karakterisert vedat løftearmen (1) videre omfatter minst en første (4) og en andre (5) synkroniseringsarm, hvor den første momentarmen (2) er parallelt anordnet med minst den første synkroniseringsarmen (4), og hvor en første ende av den første synkroniseringsarmen (4) er forbundet med opphengningsanordningen (6) og en andre ende av den første synkroniseringsarmen (4) er forbundet med synkroniseringsleddet (9), hvor den andre momentarmen (3) er parallelt anordnet med minst den andre synkroniseringsarmen (5), og hvor en første ende av den minst andre synkroniseringsarmen (5) er forbundet med synkroniseringsleddet (9) og en andre ende av den minst andre synkroniseringsarmen (5) er forbundet med den lastbærende anordningen (7).

3. Anordning ifølge krav 1,karakterisert vedat føringen (13) er anordnet perpendikulært på en bevegelsesretning til den minst ene løftearmen (1).

4. Anordning ifølge hvilket som helst av kravene 1-3,karakterisert vedat synkroniseringsinnretningen (12) omfatter minst ett hjul, minst én glidekloss eller minst ett rullelager.

5. Anordning ifølge hvilket som helst av kravene 1-4,karakterisert vedat synkroniseringsinnretningen (12) omfatter en aksel til hvilken synkroniseringslinkene (10, 11) er forbundet.

6. Anordning ifølge hvilket som helst av kravene 1-3,karakterisert vedat synkroniseringslinkene (10, 11) omfatter én eller flere bjelker.

7. Anordning ifølge hvilket som helst av kravene 1-5,karakterisert vedat den minst ene løftearmen (1) videre omfatter en bevegelsesanordning (8) for bevegelse av den minst ene løftearmen (1).

8. Anordning ifølge krav 7,karakterisert vedat bevegelsesanordningen (8) er forbundet med opphengningsanordningen (6) i den første enden og den første (2) eller den andre momentarmen (3) i den andre enden.

9. Anordning ifølge krav 7,karakterisert vedat bevegelsesanordningen (8) er forbundet med opphengningsanordningen (6) i den første enden og den første (2) eller den andre (3) synkroniseringsarmen i den andre enden.

10. Anordning ifølge hvilket som helst av kravene 1-9,karakterisert vedat løf-tearmen (1) videre omfatter minst ett andre synkroniseringsledd forbundet med den andre enden av den andre momentarmen (3) og en tredje momentarm forbundet med det andre synkroniseringsleddet i sin første ende, og hvor den andre (3) og tredje momentarmen videre gjennom hver sin synkroniseringslink er forbundet med minst én felles synkroniseringsinnretning.