NO336515B1 - Anordning for å skjære inn i et rør eller en tank - Google Patents

Abstract

Denne tekst beskriver anordninger for å skjære inn i et rør eller en tank. Anordningen omfatter et skjærverktøy for å skjære gjennom veggen til røret eller tanken, en første aksel hvortil skjærverktøy et er festet, en andre aksel koaksial med den første aksel med et ringrom mellom den første og andre aksel, og en sentreringsinnretning mellom den første og andre aksel. Oppfinnelsen tilveiebringer en første drivmekanisme for å bringe et skjærverktøy til tankveggen og en andre adskilt drivmekanisme for å drive bevegelsen til skjærverktøyet gjennom veggen. Den lange lineære bevegelse forbundet med forflytningen av skjæranordningen til veggen er skilt fra den korte bevegelsen nødvendig for å utføre den faktiske skjæroperasjon. Dette tillater det lange og korte bevegelsessystem å bli utformet uavhengig av hverandre, og tekniske kompromisser mellom dem kan unngås.

Description

Anordning for å skjære inn i et rør eller en tank

Foreliggende oppfinnelse vedrører fremgangsmåter og anordninger for å foreta koplinger til rør og trykktanker mens de er under trykk, en prosess alminnelig kjent som "rørtilkopling under trykk" (hot tapping).

Rørtilkopling under trykk er en fremgangsmåte til å skape en avgrenet forbindelse til en eksisterende rørledning eller trykktank under driftsbetingelser, vanligvis som en metode for å sende et nytt produkt inn i eller ut fra denne ledning eller innføre verktøy i et trykksatt miljø.

Prosessen innebærer vanligvis installering av en sveist eller mekanisk forbindelse til det angjeldende rør eller tank og installering av en eller flere isolasjonsventiler på forbindelsen. En rørtilkoplingsenhet blir så installert på den utvendige enden av isolasjonsventilen og et vindu blir skåret ut i rørledningen eller tanken ved bruk av en mekanisk hullsag. Hullsagen, og det fjernede emnet med rørvegg, blir så trukket ut gjennom isolasjonsventilen(e) og ventilen(e) stengt. Det nettopp skårne hull blir så benyttet til å trekke ut produkt fra røret eller å innføre annet verktøy, slik som stopplugger eller korrosjonsemner, inn i den angjeldende rørledning eller tank.

Dagens teknikk for rørtilkopling under trykk har blitt utviklet for å imøtekomme kravene til olje- og gassindustrien på land hvor installasjon av forgreninger på eksisterende hovedledninger eller trykktanker er en forholdsvis vanlig hendelse. DE3532157A1 og US3614252A1 kan være nyttig for forståelsen av oppfinnelsen og dens forhold til teknikkens stilling.

Dagens maskiner for rørtilkopling under trykk er vanligvis basert på en roterende borspindel utstyrt med et skjærhode av typen hullsag, som blir fremført med en indre ledeskruemekanisme gjennom sett med tetninger av chevrontypen og isolasjonsventilene inn i det trykksatte miljø.

De resulterende aksielle belastninger og bøyemomenter generert av linjetrykket, tetningsfriksjon og skjæroperasjonen blir løst inne i borspindelen som i sin tur blir fastholdt av tetningsenhetene og ledeskruemekanismen.

I samsvar med den foreliggande oppfinnelse er det tilveiebrakt en anordning for skjære inn i et rør eller en tank, hvor anordningen omfatter et skjærverktøy (2) for å skjære gjennom veggen til røret eller tanken, en første indre roterende aksling (11) hvortil skjærverktøyet (2) er festet, en andre ytre ikke-roterende aksling (10) koaksial med den første aksling med et ringrom mellom den første og andre aksling, og en sentreringsinnretning (20) mellom den første og andre aksling, for å sentrere den ytre ikke-roterende aksling (10) i røret eller tanken.

I samsvar med den foreliggende beskrivelse er det tilveiebrakt en anordning for rørtilkopling under trykk inn i et rør eller tank, hvor anordningen omfatter et skjærverktøy for å skjære gjennom veggen til røret eller tanken, en første drivmekanisme for å bringe skjærverktøyet til tankveggen og en andre drivmekanisme for å drive frem bevegelsen til skjærverktøyet gjennom veggen.

Beskrivelsen tilveiebringer også en fremgangsmåte ved skjæring gjennom en vegg til et rør eller tank, der fremgangsmåten omfatter å forflytte et skjærverktøy til kontakt med veggen til røret eller tanken ved hjelp av en første drivmekanisme, og skjære gjennom veggen ved hjelp av en andre drivmekanisme.

Vanligvis har den første og andre drivmekanisme forskjellige utvekslinger, og er med fordel fullstendig forskjellige, hvor den første drivmekanisme er tilpasset for lang lineær forflytning langs aksen til skjærverktøyet, og den andre drivmekanisme er tilpasset for kort lineær bevegelse gjennom veggen til røret eller tanken.

Den første drivmekanismen er fortrinnsvis en lineær drivmekanisme og roterer vanligvis ikke. Den andre drivmekanisme er fortrinnsvis en rotasjonsmekanisme så som en skruegjenge eller snekkedrev, og er fortrinnsvis en mekanisme med kort bevegelse.

Beskrivelsentilveiebringer også en anordning for anboring inn i et rør eller tank omfattende et roterende skjærverktøy, et ikke-roterende verktøybærende element, og en drivmekanisme for å drive skjærverktøyet gjennom veggen som skal skjæres.

En pakkboks er vanligvis anordnet for å bevege det ikke-roterende verktøybærende element nær inntil veggen.

Det ikke-roterende trykkhus er vanligvis en aksel med tetninger som valgvis kan utformes med en eller flere av driv-, mate-, skjær- og sentreringsanordninger for å foreta skjæroperasjonene ved hjelp av skjærverktøyet.

Verktøyakselen blir normalt matet inn i det trykksatte miljø gjennom en pakkboks-enhet ved bruk av lineære aktuatorer som typisk virker gjennom en krave på verktøyakselen. De lineære aktuatorer blir vanligvis hydraulisk drevet, og kan i foretrukne utførelser innbefatte hydrauliske stempler. Imidlertid kan andre typer lineære aktuatorer bli brukt.

En fordel med visse utførelser er at den lange lineære bevegelsen i tilknytning til passering gjennom isolasjonsventilen(e), typisk 1000-2000mm, er skilt fra den korte skjærbevegelse, typisk 100-150mm, som kreves for å utføre den faktiske skjæroperasjon. Dette gjør at de korte og lange forflytningssystemer kan konstrueres uavhengig av hverandre, og tekniske kompromisser mellom dem kan unngås.

Skjæranordningen kan typisk omfatte en styreinnretning slik som et pilotbor eller skjær, og en hullsag eller hullkutter. Drivmekanismene for pilotboret og hullkutteren kan valgvis drive både mate- og rotasjonsbevegelsene til pilotboret og hullkutteren, men i foretrukne utførelser er mate- og rotasjonsmekanismene adskilte.

Vanligvis er akselen til kutteren og det ytre hus avtettet og kutteren sin aksel kan med fordel bli sentrert inne i det ytre hus for å øke stivheten til enheten når kutteren er helt utkjørt inn i røret.

Rotasjonshastigheten og mategraden til pilotboret og hullkutteren kan typisk bli justert uavhengig av hverandre som gjør det mulig å benytte optimal mate- og rotasjonshastighet for de ulike faser av skjæroperasjonen.

Den første drivmekanisme med lang bevegelse kan typisk omfatte et eller flere stempler som skyver akselen, eller skaftet, til det ytre hus inn i pakkboksen. Vanligvis benyttes to eller flere stempler, da dette styrer skaftet på denønskede akse mer presist. Stemplene kan være hydrauliske eller pneumatiske, men kan også være av annen konstruksjon, eller kan erstattes med andre typer lineære drivanordninger, så som snekkedrift etc.

Den første mekanisme er vanligvis tilpasset for hurtig bevegelse av skjæranordningen mot veggen som skal kuttes slik at kutteren da kan bli drevet med den andre mekanisme mer langsomt, nøyaktig og med en høyere grad av kontroll enn nødvendig for levering av kutteren til veggens overflate. Derfor kan den første drivmekanisme ha svært forskjellige karakteristikker fra den andre drivmekanisme uten et kompromiss mellom de to som påvirker nøyaktigheten eller effektiviteten til systemet.

Beskrivelsentilveiebringer også en anordning for anboring inn i et rør eller tank. Det er et objekt av denne oppfinnelsen å gi en anordning for skjære inn i et rør eller tank. Dette objektet kan oppnås ved de trekk som er definert av de selvstendige kravene. Ytterligere forbedringer erkarakterisertav de uselvstendige kravene. Anordning omfatter et skjærverktøy for å skjære gjennom veggen til røret eller tanken, en første aksling hvortil skjærverktøyet er festet, og en andre aksling koaksial med den første aksel med et ringrom mellom den første og andre aksel. Der kan være en eller flere styring- eller signallinjer plassert i ringrommet.

Den første akslingen med skjærverktøyet er vanligvis på innsiden av den andre akslingen.

En utførelse av den foreliggende beskrivelsevil nå bli beskrevet gjennom et eksempel og med henvisning til de vedlagte tegninger, hvor: Fig. 1 viser et snittriss av en maskinverktøy-enhet; Fig. 2 viser et snittriss av en injektor-enhet, en pakkboks, og et ventilgrensesnitt-rørstykke; Fig. 3 viser et snittriss av et system for anboring inn i et trykksatt rør ved bruk av enhetene ifølge fig. 1 og fig. 2; Fig. 4 og 5 viser side- og snittriss av maskinverktøy-enheten ifølge fig.l; Fig. 6 viser et snittriss fra siden av en drivenhet av maskinverktøy-enheten ifølge fig.l; Fig. 7 viser et snittriss gjennom en mate-enhet av drivenheten ifølge fig. 6; Fig. 8 viser et snittriss gjennom fig. 7 langs linjen A-A; Fig. 9 viser et snittriss gjennom den doble verktøyaksel til maskinverktøyet ifølge fig. l; Fig. 10 og 11 viser sideriss av en bor-sentreringsanordning; Fig. 12 viser et planriss under bruk av en bor-sentreringsanordning ifølge fig 10; Fig. 13 viser en serie med riss av et pilotbor og en hullkutter benyttet i maskinverktøy-enheten ifølge fig. 1; Fig. 14 viser et snittriss fra siden gjennom en pakkboks og ventilgrensesnitt-rørstykke som vist i fig. 2; Fig. 15 viser et riss med delene fra hverandre av pakkboksen ifølge fig. 14; Fig. 16 viser et sideriss av en pakningspatron brukt i pakkboksen i fig. 15; Fig. 17 viser et snittriss fra siden gjennom en injektor-enhet; Fig. 18 viser et snittriss i planet gjennom linje B-B i fig. 17; Fig. 19 viser et planriss gjennom linje C-C i fig. 17; Fig. 20 viser en skjematisk fremstilling av et anboringsystem; Fig. 21 og 22 viser sideriss av en synkroniseringspumpe; Fig. 23 og 24 viser skjematiske riss av pumpen i fig. 21 med stempelet i første og andre utforminger respektivt; og Fig. 25 viser en serie med riss som viser rekkefølgen med operasjoner for anboringsystemet.

Det vises nå til tegningene hvor en anordning for rørtilkopling eller anboring har en skjærinnretning 2 montert på enden av en dobbel aksling omfattende en ytre ikke-roterende aksling 10 og en indre roterende aksling 11 drevet av en roterende drivenhet 15. En mate-enhet 16 styrer den aksielle bevegelsen til skjærinnretningen 2 montert på den roterende aksling 11 gjennom veggen som blir kuttet. Valgvis kan en sentreringsinnretning 20 bli anordnet for å sentrere den ytre aksling 10 i rørets T-stykke.

Akslingen 10 og skjærinnretningen 2 blir fremført mot rørets vegg gjennom en pakkboks 26 og ventilgrensesnitt-rørstykke 27 med en injektor-enhet 25, vist i fig. 2.

Drivenheten 15 befinner seg vanligvis på den ytre enden av anordningen og sørger for den roterende drift for boreoperasjonen gjennom veggen. Drivenheten 15 innbefatter vanligvis et hus 15b som rommer drivoverførende komponenter og er forbundet til mate-enheten 16. Hvor det er praktisk kan alle husene til anordningen være oljefylte og trykk-kompenserte for undervannsoperasjoner. Et hoved drivtannhjul 15g blir holdt fast inne i drivenhetens hus 15b av lagermontasjer og en holdering 15r, og har en innvendig rille som foretar inngrep med en motsvarende rille på den roterende drivaksel 11. Drivtannhjulet 15g blir drevet av to hydrauliske motorer 15m montert på huset 15b og koplet til drivtannhjulet 15g via sylindriske tannhjul. De hydrauliske motorer 15m koplet til drivtannhjulet 15g genererer det vridningsmoment som blir overført til akslingen 11 via den innvendige rille på drivtannhjulet 15g. En lomme 15p på toppen av drivenhetens hus 15b beskytter akslingen 11, og gir rom for akslingen 11 til å bevege seg aksielt som vil bli beskrevet. De hydrauliske motorer 15m kan bli hydraulisk koplet enten i serie eller parallelt som gjør det mulig å veksle moment og hastighet innenfor forskjellige hastighets- og momentbånd. En operatør can overvåke hastigheten og retningen via en overflate- eller undervanns avlesning fra avstandsfølere (ikke vist) plassert inne i enheten.

Mate-enheten 16 befinner seg inne i en øvre hette 16c på den ytre enden av den doble aksling og gir en variabel aksiell matemekanisme for den roterende aksling 11 inne i den ytre aksling 10. Mate-enheten 16 har en aksialkrave 16t montert på akslingen 11 og blir drevet mot den indre enden av verktøyet (dvs nedad som vist i fig. 7) av en gjenge på sin utvendige diameter som er i inngrep med en innvendig gjenge på en drivhylse 16s. To aksialskiver som virker rygg mot rygg og en låsemutter holder kraven 16t fast på drivakselen 11. Kraven 16t blir hindret i rotasjon ved virkningen av flere strekkstenger 16r som passerer gjennom kraven 16t og er forankret inne i den øvre hette 16c.

Drivhylsen 16s skyver aksialkraven 16t forover via en innvendig gjenge og blir drevet av et drivtannhjul 16g tildannet på den utvendige diameter av hylsen 16s. Hylsen 16s blir holdt fast inne i den øvre hette av to aksialrullelagre og et radialrullelager. Drivtannhjulet 16g er festet til den ytre diameter av drivhylsen 16s og overfører moment fra en drivsnekkeskrue 16w til hylsen. Drivsnekkeskruen 16w er i inngrep med drivtannhjulet 16g og blir drevet av motoren 16m og reduksjonsgir. Snekkeskrueakselen blir fastholdt i verktøyakselens øvre hette 16c med to endelokk og et par lagerenheter. Strekkstag 16r passerer gjennom aksialkraven 16t og hindrer kraven 16t i å rotere under påvirkning av drivhylsen 16s. Strekkstagene 16r er festet i den ytre enden med en forankringsplate og på deres indre ende ved å gjøre inngrep i motsvarende huller i den øvre hette 16c. En låsering 161 fester de drivoverførende komponentene inne i den øvre hette 16c. Matemotoren 16m driver snekkedrevet 16w gjennom en reduksjonsgirkasse og tilveiebringer den drivende kraft for den aksielle bevegelse av akslingen 11.

Mate-enheten 16 gir den fint kontrollerte lineære bevegelse som er nødvendig for å styre den aksielle bevegelse av drivakselen 11 under skjæroperasjonen. Drivakselen 11 er forbundet til drivkraven 16c som blir fremført eller trukket tilbake under påvirkning av gjengene på sin utvendige diameter som er i inngrep med gjengene på den innvendige diameter av drivhylsen 16s. Drivhylsen 16s blir drevet av et snekkedrev- og hjularrangement 16w, som i sin tur blir drevet av en reduksjonsgirkasse og hydraulisk motor 16m. Dette arrangement gjør at mategraden til drivakselen 11 kan bli finstyrt for alle trinn av skjæroperasjonen uavhengig av rotasjonen til pilotboret og skjærinnretningen 2. Avstandsfølere kan valgvis tilveiebringe telemetri for nøyaktig overvåkning av drivringens hastighet og bevegelsesretning.

Den doble verktøyaksel forbinder via den ytre aksling 10 til den indre enden av mate-enhetens øvre hette 16c (dvs ved sveising) og overfører den roterende skjærkraft til skjærinnretningen 2 mens høye nivåer for tetningsoverskudd på den ringformete tetningsbane inne i den ytre aksling 10 opprettholdes. En kontrollkabelbunt 5 inne i ringrommet mellom akslingerne 10, 11 sørger for fluidkraft for styringsfunksjoner slik som aktiviseringsverktøy, tetningsrensing, trykkovervåking, sentrering og tilhørende funksjonsbetjening, så vel som signallinjer fra følere og andre måleinstrumenter. Hetten 16c gir mekanisk forbindelse mellom drivenheten 15 og den ytre aksling 10. Hetten 16c tilveiebringer også den lokaliserende skulder og feste, via en gjenget låsekrave, til et injektor-krysshode 25h som vil bh beskrevet. Hetten 16c er oljefylt og trykk-kompensert for undervannsoperasjoner.

Den ytre aksling 10 rommer den indre drivaksel 11 og de ringformete hydrauliske ledninger 5 og utgjør den utvendige tetningsflate for pakkboksens 26 tetningselementer (vil bli beskrevet). Akslingerne 10, 11 er oljefylte og trykk-kompenserte for undervannsoperasjoner. Den indre drivaksel 11 forbinder de ytre driv- og mate-enheter, utenfor den trykksatte omslutning, til pilot- og skjærinnretningene 2, inne i den trykksatte omslutning. Den har en rillet del hvor den passerer gjennom drivenheten 15, for å overføre moment, og en stuket skulder for inngrep med matesystemets aksialkrave 16c. Akslingen 11 er forbundet til kutteren 2 med to kiler og til pilotboret 1 via gjenget anordning. En hydraulisk styreledning (ikke vist) kan passere gjennom dens senter for aktivisering av pilotboret sin holdemekanisme for den utlokkede del. Alternativt kan mekanismen bli aktivisert ved hjelp av hydraulisk trykk pådratt direkte gjennom boringen i akslingen 11, uten en hydraulisk ledning.

Øvre og nedre tetning sp atroner 13u og 131 blir hold av ringer 7, 9 inne i den ytre aksling 10 og rommer rotasjonstetningselementer som tetter mot den indre rotasjonsaksel 11. Ringrommet mellom den nedre patron 131 og den ytre aksling 10 kan overvåkes og skylles uavhengig av det ringformete hulrom inne i den ytre aksling 10 via en av styreledningene. Et nedre lokk 3 rommer den nedre tetningspatron 131 som blir fastholdt i denne med en holdering 9 og har eventuelt gjennomgående porter for å forbinde en hydraulisk ledning for eksempel til en bore-sentreringsinnretning eller for andre funksjoner.

Den doble verktøyaksel 10, 11 tilveiebringer den roterende drivforbindelse mellom driv- og mate-enhetene 15, 16, plassert utenfor det trykksatte miljø, og pilotbor og skjærinnretningen 2, plassert inne i det trykksatte miljø, mens det opprettholdes høy grad av tetningsoverskudd. Den ytre aksling 10 inneholder også styreledninger og bærer bore-sentreringsinnretningen.

Den ytre aksling 10 sin utvendige diameter er herdet og polert som gir en tetningsflate for pakkbokstetninger 26s og har et øvre lokk som er forbundet til drivenheten 15 og injektorsystemets krysshodeanordninger.

Drivakselen 11 er fanget inne i den ytre aksling 10 og passerer gjennom tetningspatroner 13 i hver ende av den ytre aksling som gir den primære og sekundære barriere mot miljøet på den ytre diameter av drivakselen 11. Kilespor og et skjærgrensesnitt på den indre enden av drivakselen 11 overfører kraften generert av drivenheten 15 til pilotboret og skjærinnretningen 2.

En bor-sentreringsanordning 20 befinner seg på den indre enden av den ytre aksling 10. Bor-sentreringsanordningen 20 omfatter et legeme 20bh som rommer radialstempler 20r holdt fast av føringsstenger med fjærinnretninger til å trekke tilbake stemplene 20r. Stemplene 20r kan kjøres ut og trekke seg tilbake for å justere posisjonen til sentreringsanordningen 20 med hensyn til boringen til rørtilkopling T-stykket i hvilket verktøyet blir plassert. Stemplene 20r blir vanligvis kjørt ut ved å pådra hydraulisk trykk til de hydrauliske ledninger 5 og blir vanligvis trukket tilbake under fjærvirkning med trykkassistanse fra det trykksatte miljø som omgir sentreringsanordningen 20. Innstillbare puter 20p er valgvis anpasset på stemplene 20r som tillater anordningen å bli utformet for varierende borebredder. Legemet 20b rommer også tetningsenheter 20s og blir vanligvis stivt fastholdt til den ytre aksling 10 av skruer 20c med konisk hode plassert i et spor (ikke vist) i den ytre aksling 10. Tre sett med tetninger 20s på den innvendige diameter av legemet 20b gir en tetning mellom legemet 20b og den utvendige diameter av verktøyakselen 10, og mellom de hydrauliske ledninger til stemplene 20r.

Pilotboret og skjærinnretningen 2 befinner seg på den indre enden av den ytre aksel 10 og tilveiebringer innretningen for skjæring og (eventuelt) holde på delen av rørledningens vegg (lokkeemne). Innretningen 2 omfatter et pilotbor 1 og en kutter 4. Boret omfatter et borlegeme lb med en avtakbar tupp eller krone lt, en eller flere paler lr for fastholdelse av lokkeemnet og en stempelenhet lp. Kutteren 4 har et sirkulært skjærblad 4b med slagloddet tupp-innsatser på sin skjærflate, og er festet til enden av akselen 11 med en krave 4c som har to indre kiler for å overføre momentet fra akselen 10 til kutteren 4. Tennene på skjærbladet 4b er anordnet i et forskutt mønster som dermed minsker kraften nødvendig for å utføre den primære hullskjærende operasjon.

Under skjæroperasjonen blir boret 1 og kutteren 4 fremført gjennom rørledningens vegg av drivakselen 11 etter hvert som den fremskrider under påvirkning av mate-enheten 16.

Holdepalene lr for lokkeemnet blir holdt i den tilbaketrukne posisjon vist i fig. 13a med en fjær ls som virker mellom legemet lb og stempelet lp inntil trykk er pådratt mot baksiden av stempelet lp via porten gjennom sentret til drivakselen 11, som da gjør slag forover som beveger palene lr utad og låser dem i den utkjørte eller "lokkeemne låste" stilling vist i fig. 13b når palene lr har passert lokkeemnet, som tillater lokkeemnet å bli holdt fast bak palene når borkronen lt er hentet tilbake.

Pakkboksen 26 og ventilgrensesnitt-rørstykket 27 enhetene gir den primære mekaniske og trykkgrensesnitt mot rørledningens isolasjonsventil. Pakkboksen 26 gir fullstendig overskudds tetning mot miljøet og sideveis styring for den ytre verktøyaksel 10.

Pakkboksen 26 er montert på den ytre enden av ventil grensesnitt-rørstykket 27 og inneholder den primære og sekundære tetning mot miljøet og styrebøssinger 26b. Pakkboksen 26 rommer tetningspatroner 26s og er festet til ventil grensesnitt-rørstykket 27 via en rekke fastholdende bolter. En port 26p i huset til pakkboksen 26 lar trykket i hulrommet mellom tetningspatronene 26s bli overvåket under skjæroperasjonene. En tetning 26o av "0" ring typen er plassert mellom den monterte pakkboks 26 og ventil grensesnitt-rørstykket 27.

En tetningspatron 26s tetter mellom hver ende av pakkboksen 26 og den ytre verktøyaksel 10. Hver patron 26s inneholder to indre ringformete tetningselementer 26i, som tetter rundt verktøyakselen 11, og to ytre tetningselementer 26t for å tette mot pakkbokshuset 26. En holdering 26r fester den ytre tetningspatron 26s inne i pakkboksen 26.

En trykkovervåking sport 26p er festet til den ytre diameter av pakkbokshuset 26 og tilveiebringer et organ for å overvåke trykket mellom de to tetningspatroner 26s.

Pakkboksen 26 er klemt mellom bunnen av injektor-enheten 25 og ventil grensesnitt-rørstykket 27, og gir føring og ringformet tetning på den utvendige diameter av den ytre aksling 10. Den ytre verktøyaksel 10 passerer gjennom de to tetningspatroner 26s hvor det i hver enhet er to uavhengige tetningselementer (en fjæraktivisert tetning av leppetypen og en "O" ring aktivisert polymer type tetning) gir behørig tetning på den ringformete lekkasjebane rundt den ytre verktøyaksel 10. To ledebøssinger 26b inne i hver tetningspatron 26s tildeler en høy grad av stivhet til verktøyakselen 10 når den passerer gjennom pakkboksen 26.

Ventil grensesnitt-rørstykket 27 er montert på den ytre enden av isolasjonsventilen og sørger for en mekanisk og trykkforbindelse mellom anboringssystemet og isolasjonsventilen. Rørstykket 27 virker som trykkammer for å romme maskinverktøykomponenter på den indre enden av verktøyakselen 10 under anbringelse og tilbakehenting. Pakkboksen 26 er montert den ytre enden av rørstykket 27.

Portforbindelser inne i huset til rørstykket 27 muliggjør trykktesting og skylling av isolasjonsventilen før anboring og muliggjør også at rørstykket 27 kan trykkavlastes ved fullendelse av rørtilpasningsoperasjonen.

Injektorbunnen 25b forankrer to hydrauliske stempelsylindre 25c til pakkboksen 26 og rørstykket 27 og overfører verktøyakselens moment og aksielle belastning gjennom til disse enheter.

Et krysshode 25h fester de hydrauliske stempelstenger 25r til maskinverktøyakselens øvre lokk 16c via et gjenget kravearrangement 16h. Hodet 25h er en struktur av bjelketypen og er konstruert for å gi maksimal stivhet for overføring av den aksielle last fra sylinderene 25c til maskinverktøyet. De hydrauliske stempler genererer aksiell kraft for å overvinne endebelastningen på verktøyakselen 10 på grunn av rørledning strykk og skjærbelastninger. Valg vise transdusere for lineær bevegelse kan gi posisjonsmessig tilbakemelding til styresystemet for å bestemme verktøyposisjon.

Et styresystem vist konseptuelt i fig. 20 gir styrings- og overvåkingsfunksjoner som gjør det mulig for systemet å bh betjent av en operatør på overflaten. Som en sekundær funksjon kan systemet gi en grad av et automatisert avstengningssystem i tilfellet av et tap av primære styringsfunksjoner. En hydraulisk kraftpakke gir hydraulisk kraft til noen av undervannselementene til systemet. To uavhengige fluidtilførsler er anordnet; en trykkregulert HP tilførsel for injektorenheten og en strømningsregulert tilførsel til maskinverktøyets drivmotorer.

Den delte tilførsel sikrer at sikkerhetskritiske komponenter og systemer som kan bli forurenset av ledningsfluider er adskilt fra rene verktøykrav. Et kontrollpanel på overflaten gir overflateoperatøren midlene til å styre og overvåke de hydrauliske tilførslene til undervannsutstyr så vel som å gi verktøyinformasjon så som skjærhastighet og verktøyposisjon. En elektro-hydraulisk kabelstreng og trommel forbinder overflateutstyret til undervannsenhetene.

En undervanns ventilpakke som rommer de hydrauliske styreventiler samler de elektriske signaler fra de ulike følere på undervannsenhetene. Ventilpakken kan gi en grad av automatisert avstengning av systemet i det tilfellet at styring og kraft fra overflaten blir tapt. Avstengning oppnås via en akkumulator og sekundære pilotbetjente styreventiler som kan betjene de primære hydrauliske ventiler i systemet i en forutbestemt rekkefølge dersom kabelstrengen til overflaten går tapt eller koples fra.

Under bruk blir en grenforbindelse B foretatt til den angjeldende rørledning P, enten ved overtrykkssveising eller en mekanisk T-anslutning, og en eller flere isolasjonsventiler 40 blir installert på forgreningen B. Orienteringen av forgreningen B er ikke en begrensning; en vertikalt orientert forgrening B er vist i fig. 23 for illustrasjonsformål, men andre orienteringer kan være like effektive.

Rørtilkoplingssystemet blir transportert til sjøbunnen enten på føringswire eller som en selvstendig verktøypakke og kan bli posisjonert av en dykker eller en fjernstyrt farkost (ROV). Systemet blir låst via en håndteringsramme F på føringsstolper 41 eller stukket inn i mottagere på isolasjonsventilens håndteringsramme. Forbindelsen mellom grensesnitt-rørstykket 27 og isolasjonsventilen V er gjort sikker for å tilveiebringe en trykktett tetning mellom ventilen V og rørtilkoplingssystemet. Grensesnitt-rørstykkets hulrom er trykksatt via porter i rørstykkehuset for å verifisere integriteten til forbindelsen og tetningssystemene på rørtilkoplingssystemet.

Isolasjonsventilen(e) V blir så åpnet, og de hydrauliske sylinderene 25c skyver den doble aksling 10,11 innad inntil pilotboret 1 står i en passende avstand fra rørledningsveggen - typisk 5mm.

Sjøvannet i ventilen og rørstykkehulrommet blir fortrengt ved bruk av et inert fluid, så blir hulrommet trykksatt inntil det er 1 til 2 bar over rørledningens driftstrykk.

Skjæroperasjonen blir fullendt i fem distinkte trinn;

1) Boresentreringsstemplene 20r blir aktivisert til å sentrere den doble aksling 10 (valgvis trinn). 2) Driv- og mate-enhetene 15, 16 blir aktivisert og pilotboret 1 blir fremført av mate-enheten 16 for å bore et pilothull gjennom rørledningens vegg. Pilotborets palutkjørende stempel lp blir så aktivisert til å kjøre ut palene lr som sikrer at rørvegg-emnet som skjæres ut blir holdt fast på boret 1 ved ferdig skjæring. 3) Den roterende kutter 2b blir fremført ved bruk av mate-enheten 16 inntil skjæringen av rørledningens vegg er ferdig. 4) Drivenheten 15 blir så stoppet og mate-enheten 16 reversert til å trekke tilbake kutteren 2b, og det fastholdte rørledningsemnet, fra rørledningen. 5) Boresentreringsinnretningen 20 blir deaktivisert klar for tilbaketrekking av den doble aksling 10.

Injektorenhetens hydrauliske sylindere 25c blir så betjent til å trekke tilbake verktøyakselen 10 inntil kutteren og pilotbor-enheten 2 er inne i grensesnitt-rørstykket 27. Isolasjonsventilen(e) V blir så stengt og grensesnitt-rørstykkets hulrom trykkavlastet via rørstykkets testporter. Forbindelsen mellom grensesnitt- rørstykket 27 og isolasjonsventilen V blir frigjort, og systemet frigjort fra isolasjonsventilrammen 41.

Alle trinnene ovenfor kan bli utført via fjernstyring hjulpet etter behov av en fjernstyrt farkost (ROV).

En valgvis synkroniseringspumpe 30 tilveiebringer en innretning til synkronisering av slaget til de to hydrauliske sylindere 25c i injektorsystemet 25 i nøyaktig grad.

Synkroniseringspumpen 30 omfatter et stempel 31 som har en aksiell stang med en sentral ringformet skulder. Den aksielle stang har motsatte endeflater av likt areal som endeflatene til den ringformete skulder. Stempelet 31 er ringformet tettet inne i et hus som omfatter en sentral sylinder 32 med endelokk 32e. Huset er delt i tre kammere 32a, 32b og 32c, og har porter 33a,b på en side av den sentrale ringformete skulder, og porter 34a,b på den motsatte side av skulderen; hver port er adskilt fra den andre med en ringformet tetning slik som en o-ring mot hvilken stempelet 31 tetter i den sammenstilte pumpe 30. Således er den venstre endeport 33a plassert ved den venstre enden av pumpen 30 i fig. 21, inne i endekammeret 32a, og med en o-ring tetning mellom den og den neste port 33b, som er brakt aksielt i avstand langs sylinderen 32 fra endeporten 33a, og befinner seg i det midtre kammer 32b. Porten 34a befinner seg også i det midtre kammer 32b og er brakt aksielt i avstand fra porten 33b; i den sammenstilte pumpen 30 er den sentrale ringformete skulder til stempelet plassert mellom de to porter 33b og 34a, og er avtettet mot den innvendige diameter av sylinderen 32 med o-ringer eller liknende. Porten 34b befinner seg i endekammeret 32c og er brakt aksielt i avstand langs sylinderen 32 fra porten 34a med en o-ring tetning plassert mellom dem.

Således er hver port plassert inne i et separat kammer 32a, 32b, 32c avlukket innenfor tetninger, hvor det sentrale kammer 32b er delt av den sentrale ringformete skulder på stempelet 31. På grunn av de avstemte ringformete og stempelets areal, er sveipevolumet til disse tre kamre like, som medfører faste og like fluidvolumer som fortrenges fra utløpsportene ved hver slag av pumpen 30, uansett slagets retning.

Ved bruk er portene 33 og 34 forbundet til en separat ventilblokk 40 som sjalter forbindelsene fra en fluidtilførsel intermitterende mellom de to par porter 33 og 34, for slik å skyttle stempelet 31 fra en side av pumpen 30 til den andre, og drive identiske mengder fluid fra pumpen sekvensmessig gjennom paret med porter 33 og 34.

Under drift pådras trykk først til et sett porter 33a, 33b gjennom ventilblokken 40 med utformingen vist i fig. 23. Dette medfører at stempelet 31 beveger seg mot venstre som vist i fig. 23. De ringformete og stempelarealene til stemplet 31 er like som medfører at like fluidmengder blir fortrengt fra de to utløpsporter 34a, 34b. Når stempelet 31 når enden av slaget blir ventilblokken 40 sjaltet manuelt eller automatisk til utformingen vist i fig. 24, hvor forbindelsene er reverserte og trykk pådratt til det motsatte sett med porter 34a, 34b som medfører at stempelet 31 beveger seg mot høyre og sender ut fluid gjennom de andre portene 33b, 33a. Disse porter er nå sammenknyttet gjennom ventilblokken 40 til sylinderene 25c og kjører ut stemplene med en ytterligere viss mengde. Dosering inn og ut oppnås ved å reversere tank- og trykkledningene.

Gjentatte slag med pumpen blir brukt til å levere tilmålte volumer av fluid til de hydrauliske sylindere som fører til avstemt bevegelse av sylinderene.

Et stempel av denne konstruksjon danner en annen del av beskrivelsen. Følgelig tilveiebringer beskrivelsenogså en hydraulisk stempelanordning som omfatter et kammer og et stempel avtettet mot kammeret og bevegelig deri, der kammeret har første og andre porter for inngang og utgang av fluid, der portene er isolert med stempeltetningene for å danne separate rom inne i anordningen, der fluidvolumet sveipet fra hvert av rommene ved bevegelse av stempelet i kammeret er i hovedsak like.

Vanligvis er arealene til stemplene som sveiper de ulike rom hovedsakelig like. Arealene kan være endeflater på stempelstenger eller ringformete oppstukinger på stengene.

Med fordel er det to par med porter, og hver port kan typisk funksjonere som en inngangsport eller en utgangsport.

I visse utførelser av beskrivelsener det fordelaktig å dele den lange lineære bevegelse av anordningen gjennom isolasjonsventilene V mot veggen som skal skjæres, fra den korte bevegelse nødvendig for å fremføre kutteren nøyaktig gjennom denne veggen.

En ikke-roterende verktøyaksel 10 og adskilt roterende drivaksel 11 skiller rollen til de aksielle tetninger rundt verktøyakselen 10 fra rollen til rotasjonstetningene rundt drivakselen 11 og gjør det mulig for disse å bli valgt for optimal ytelse.

Med den doble aksling, kan hydrauliske (og andre) kontrolledninger bli anbrakt inne i ringrommet mellom akslene for å lette operasjonen til bor-sentreringsanordningen 20, for å skylle tetninger, og for å betjene tilhørende verktøy.

Bruken av fullstendig uavhengig driv- og mate-mekanismer 15, 16 gjør det mulig å variere hastigheten til skjæranordningene og graden av aksiell mating uavhengig av hverandre, som dermed tillater større kontroll av den delikate skjæroperasjonen.

Den aktiviserbare bor-sentreringsanordningen 20 muliggjør at skjærhodet kan bli sentrert og begrenset som tillater at hullstørrelsen kan bli optimalisert for en gitt applikasjon.

En synkroniseringspumpe for å fremføre eller trekke tilbake sylinderene 25c knytter presist bevegelsen til de to drivsylinderene til hverandre, som letter den nøyaktige levering av kutteren til rørets vegg.

En undervanns ventilpakke med pilotstyrte kontrollventiler koplet til sekventerte styreventiler muliggjør at systemet returneres til en sikker tilstand ved tap av overflatekontroll.

Hydraulisk aktiviserte paler som en emne-fastholdende innretning inne i pilotboret, aktivisert uavhengig av drivakselrotasjonen eller annen rotasjonsaksel, er også en fordel.

Claims (19)

1. Anordning for skjære inn i et rør eller en tank,karakterisertvedat anordningen omfatter et skjærverktøy (2) for å skjære gjennom veggen til røret eller tanken, en første indre roterende aksling (11) hvortil skjærverktøyet (2) er festet, en andre ytre ikke-roterende aksling (10) koaksial med den første aksling med et ringrom mellom den første og andre aksling, og en sentreringsinnretning (20) mellom den første og andre aksling, for å sentrere den ytre ikke-roterende aksling (10) i røret eller tanken.

2. Anordning som angitt i krav 1,karakterisertvedat minst én styre- eller signallinje (5) overfør kraft eller signaler til instrumenter under anordningen.

3. Anordning som angitt i krav 1,karakterisertvedat minst én styre- eller signallinje (5) overfør signaler fra følere eller måleinstrumenter.

4. Anordning som angitt i ett av de foregående krav,karakterisertvedat minst én styre- eller signallinje (5) er en hydraulisk linje.

5. Anordning som angitt i ett av de foregående krav,karakterisertvedat minst én styre- eller signallinje (5) kontroller verktøy, tetningsrensing, trykkovervåking, eller driver hjelpe-verktøy eller sentrering funksjoner.

6. Anordning som angitt i krav 4,karakterisertvedat minst en styrelinje (5) kjør ut sentreringsinnretningen (20).

7. Anordning som angitt i ett av de foregående krav,karakterisertvedat den omfatter en første drivmekanisme (25) for å sette skjærverktøyet (2) til veggen og en andre drivmekanisme (15) for å drive frem bevegelsen til skjærverktøyet (2) gjennom veggen.

8. Anordning som angitt i ett av de foregående krav,karakterisertvedat den første drivmekanisme (25) er tilpasset for lang lineær forflytning langs akslingen til skjærverktøyet (2), og den andre drivmekanisme (15) er tilpasset for kort lineær bevegelse gjennom veggen.

9. Anordning som angitt i ett av de foregående krav,karakterisertvedat den første drivmekanisme (25) er en lineær drivmekanisme.

10. Anordning som angitt i ett av de foregående krav,karakterisertvedat den andre drivmekanisme (15) er en rotasjonsmekanisme.

11. Anordning som angitt i ett av de foregående krav,karakterisertvedat den har en pakkboks (26) for å bevege skjærverktøyet (2) nær inntil veggen.

12. Anordning som angitt i ett av de foregående krav,karakterisertvedat den første drivmekanisme (25) omfatter en eller flere lineære aktuatorer for å bevege skjærverktøyet (2) mot veggen.

13. Anordning som angitt i ett av de foregående krav,karakterisertvedat rotasjonshastigheten og mategraden for skjærverktøyet (2) er uavhengig innstillbare.

14. Anordning som angitt i ett av de foregående krav,karakterisertvedat den første drivmekanisme (25) omfatter to hydrauliske stempler forbundet parallelt med skjærverktøyet (2).

15. Anordning som angitt i krav 14,karakterisertvedat bevegelsen til stemplene blir styrt av en doseringsenhet.

16. Anordning som angitt i krav 15,karakterisertvedat doseringsenheten omfatter et kammer (32) og et stempel (31) avtettet mot kammeret (32) og forflyttbart i dette, kammeret (32) har første og andre porter for inngang og utgang av fluid, hvilke porter er isolert av stempeltetningene for å danne adskilte rom inne i enheten, der fluidvolumet sveipet fra hvert av rommene ved bevegelse av stemplet (31) i kammeret er i hovedsak likt.

17. Anordning som angitt i krav 16,karakterisertvedat arealene av stempelet (31) som sveiper over rommene er i hovedsak like.

18. Anordning som angitt i krav 16 eller 17,karakterisertvedat den har to par med porter og at hver port kan funksjonere som en inngangsport eller en utgangsport.

19. Anordning som angitt i ett av de foregående krav,karakterisertvedat den har en emnefastholdende innretning for å holde og ta vare på en del av veggen som er skåret av skjærverktøyet (2).