NO340235B1 - Utblåsningssikring, lukkehodeaktuator og fremgangsmåte for å aktivere et lukkehode - Google Patents

Description

UTBLÅSINGSSIKRING, LUKKEHODEAKTUATOR OG FREMGANGSMÅTE FOR Å AKTIVERE ET LUKKEHODE

Den foreliggende oppfinnelse angår en utblåsingssikring, en lukkehodeaktuator for utblåsingssikring og en fremgangsmåte for å aktivere et lukkehode.

Utblåsingssikringer brukes generelt til å kontrollere trykk under overflaten som kan ha negativ påvirkning på utstyr som brukes ved boring av olje- og gassbrønner. Utblåsingssikringer befinner seg vanligvis ved brønnhodet og er forbundet med foringsrør som kler olje- eller gassbrønnen eller med en brønnramme ved jordens overflate. Et konsentrisk rør, slik som et borerør, produksjonsrør, eller en verktøystreng løper gjennom utblåsingssikringen. Utblåsingssikringen er derfor forsynt med et par lukkehodeaktuatorer som har lukkehodeklosser som samvirker for å danne en sirkulær åpning slik at lukkehodeklossene, når lukkehodene aktiveres, tetter mot røret som løper gjennom utblåsingssikringen for å tette ringrommet mellom dem. Lukkehodeaktua-torene kan innbefatte manuelle mekanismer og pneumatisk eller hydraulisk trykk som virker på et stempel for å lukke eller åpne lukkehodeklossens tetningselementer for å bevirke utblåsingssikring. Hydraulisk aktivering brukes ofte når de nødvendige lukke-krefter er forholdsvis store. Hydraulisk aktiveringskraft tilføres en sylinder som inne-holder et stempel som i sin tur virker på en aksel som har en lukkehodekloss forbundet med seg. Lukkekraften i et slikt apparat kan være hovedsakelig ekvivalent med stempelets effektive tverrsnittsareal multiplisert med trykket i det hydrauliske fluid.

Lukkehodeaktuatorer kan kreve en forsterket lukkekraft, spesielt, men ikke bare, for å aktivere skjærstempler for å skjære av og lukke et rør. I noen systemer ifølge kjent teknikk brukes et stort stempel for å oppnå en ønsket lukkekraft. Plasskrav begrenser imidlertid stempelets maksimale størrelse. Et hydraulisk forsterkerstempel øker den effektive lukkekraft for et gitt hydraulisk aktiveringstrykk. I visse systemer innen kjent teknikk er det plassert et hydraulisk forsterkerstempel i serie med et hovedaktuator-stempel, og den hydrauliske forsterker har ofte et stempel som har et større tverrsnittsareal som hydraulikktrykket virker på og som derved øker lukkekraften. I ett aspekt er et forsterkerstempel festet til én ende av en styrestang og styrestangens andre ende virker på en høytrykksside av hovedaktuatorstempelet. Lukkekraften på primærstempelakselen økes ved hjelp av den mekaniske kraft på hovedaktuatorstempelet som er et resultat av hydraulikktrykket på forsterkerstempelet. I noen systemer ifølge kjent teknikk vil et forsterker- eller sekundærstempels tilleggskraft frembringe en totalkraft som overstiger en lukkehodeklosses materialstyrke, noe som resulterer i at materialet flyter eller bøyes. For eksempel materialet i veggen på begge sider av en topptetnings vertikalbenkomponent.

Fra publikasjonen US 3.416.767 er det kjent en utblåsningssikring som skal tette rundt en bærekabel. Utblåsningssikringen har et par av motstående lukkehoder som ved aktivering beveger seg omkring bærekabelen. Et første stempel aktiveres ved hjelp av hydraulisk eller pneumatisk fluid for å bevege lukkehodet mot kabelen. Et andre konsentrisk mindre stempel aktiveres ved hjelp av det hydrauliske eller pneu-matiske fluidet til å skyve en tetning omkring kabelen og opp gjennom åpnings-veggen. Det beskrives også manuelle aktuatorer.

Fra publikasjonen US 4.580.626 er det kjent en avskjæringsutblåsningssikring som omfatter et stempel med stor diameter som brukes i et skjærslag, og en skulder i stempelhuset for å hindre at stempelet med stor diameter beveger seg ut over en for-utbestemt distanse. Videre omfatter utblåsningssikringen et mindre, konsentrisk stempel for å ytterligere forlenge skjærelementene med en mindre mengde kraft slik at de føres til anlegg mot en tetning til et motstående skjærelement, idet nevnte kraftmengde er tilpasset for å opprettholde tetningen.

Fra publikasjonen US 5.320.325 er det kjent en avskjæringsutblåsningssikring og et apparat for å måle posisjon, hastighet og beveg eises rate til deler av avskjæringsdelen.

Fra publikasjonen US 5.575.452 er det kjent, blant annet, en utblåsingssikringslukkehodeaktuatormekanisme med et primærstempel som innbefatter et ytre hylse-parti som understøtter et uavhengig, bevegelig låsestempel som har koniske overfla-ter, og låsesegmenter som hvert griper inn med én av en flerhet koniske låsestenger som er festet til aktuatormekanismens hus. Siden låsestempelkomponenter beveger seg uavhengig av primærstempelet, kan en aksialt sentrert forsterkningskraft ikke påføres direkte mot innvendige bevegelige deler uten å risikere for tidlig låsing av primærstempelet.

Fra publikasjonen US 6.244.560, som er sameiet med den foreliggende oppfinnelse, beskriver, blant annet, en utblåsingssikringslukkehodeaktuatormekanisme som innbefatter en hydraulisk forsterker for å øke lukkehodets lukkekraft. Lukkehode- aktuatormekanismen kan være forenlig med bruk med primærstempler som innbefatter innvendige bevegelige komponenter som selvlåsende stempler. Lukkehodeaktua-tormekanismen tilveiebringer en hydraulisk forsterker uten at forsterkerstempelets diameter økes ut over primærstempelets diameter, slik at stakkhøyden ikke trenger å økes for å ha plass til en hydraulisk forsterker med relativt stor diameter. Lukkehode-aktuatormekanismen kan benytte det samme stempelhuset som brukes av primærstempelet, og forsterkerstemplene kan virke mekanisk i serie på primærstempelet for å øke aksiell lukkehodekraft.

Den foreliggende oppfinner har erkjent at det er et behov for å redusere det samlede

rom og volum som kreves av en utblåsingssikring og å redusere vekten av utblåsingssikringer; men det er også nødvendig at en utblåsingssikring utvikler tilstrekkelig kraft på sine stempler til å skjære av et rør omkring hvilket den er plassert. Den foreliggende oppfinner har også erkjent at det også under noen omstendigheter er ønskelig å avlaste eller redusere kraften på utblåsingssikringsstempler for å redusere trykket som initialt er påført lukkehodekroppene og deres tetninger av en to-stempels aktua-torfor å forlenge tetningenes levetid og/eller forhindre deformasjon av lukkehodeklossene. Den foreliggende oppfinner har også erkjent at ved å redusere trykket på de lukkede lukkehoder, så består kravet om at lukkehodene på en sikker måte holdes i en lukket stilling.

I henhold til den foreliggende oppfinnelse er det tilveiebrakt en lukkehodeaktuator for en utblåsingssikring som innbefatter et primærstempel og et sekundærstempel hvor primærstempelet innbefatter en primæraksel og et primærstempelhode som er sleidbart innrettet i en primærsylinder som har et primærsylinderlokk, og er forsynt med en hydraulikkfluidport for underlette tilførsel av hydraulikkfluid under trykk for at primærstempelet skal slå et slag i primærsylinderen, og hvor sekundærstempelet innbefatter en sekundæraksel og et sekundærstempelhode innrettet i en sekundærsylinder som har et sekundærsylinderlokk, og er forsynt med en hydraulikkfluidport for å underlette tilførsel av hydraulikkfluid under trykk for at sekundærstempelet skal slå et slag i sekundærsylinderen, hvor sekundærstempelet er anordnet for å virke på primærstempelet,karakterisert vedat sekundærstempelet videre innbefatter et element som kan beveges til en inngrepstilling for å virke mellom primærakselen og sekundærsylinderlokket for å låse primærakselen i en utstrakt stilling. Utblåsingssikringens lukke hod eki oss låses på denne måte mekanisk i stilling. Elementet passerer med fordel gjennom sekundærstempelhodet.

Sekundærstempelet kan være et forsterkerstempel. Primær- og sekundærstemplene virker i serie og fortrinnsvis samtidig. Primær- og sekundærstemplene er fortrinnsvis dobbeltvirkende og kan således skyves inn i og bort fra utblåsingssikringens senter.

Sekundærstempelets slaglengde er fortrinnsvis mindre enn primærstempelets slaglengde slik at sekundærstempelet underletter primærstempelets slag i en første del av bevegelsen, men ikke i en siste del av bevegelsen. Således elimineres sekundærstempelets kraft på lukkehodeklossene ved å begrense forsterkerstempel ets bevegelse når primærstempelet er nær fullt slag. Dette underletter tetningenes levetid da full kraft på begge stempler brukes i hovedskjærefasen og deretter dempes kraften på primærstempelet bare når lukkehodeklossenes tetninger kommer i inngrep.

Sekundærstempelet kan fortrinnsvis gå tilbake til sin preaktiveringsutgangsstilling slik at dets kraft ikke påtrykkes elementet (låsestangen) mens låsestangen holder lukkehodene i lukket stilling. Således, hvis utblåsingssikringen åpnes av vanvare (altså at en operatør av vanvare betjener utblåsingssikringen for å trekke stemplene tilbake) så begynner forsterkerstempel et å bevege seg, og det tillates å bevege seg helt tilbake til sin utgangsstilling, og dets kraft påføres ikke låsestangen. Hvis, ved slik betjening av vanvare, begge stemplenes kraft ble påført låsestangen, kunne låsestangen bøye seg, noe som kunne forhindre at utblåsingssikringen ble frigjort og lukkehodene åpnet. Dette ville igjen kreve kostbare reparasjoner.

Fortrinnsvis kan elementet bevege seg slik at det virker mellom primærakselen og sekundærsylinderlokket for å skyve mot primærakselen. Fortrinnsvis teleskoperer elementet med hensyn til sekundærstempelet slik at elementet rager mellom primærakselen og sekundærsylinderlokket for å skyve mot primærakselen. Elementet forsy-nes fordelaktig med et gjenget parti for gjengemessig å gå i inngrep med en gjenge i sekundærstempelet. Ved rotasjon av elementet i forhold til sekundærstempelet, forlenges elementet. Sekundærstempelet innbefatter fortrinnsvis en antirotasjonsinnret-ning for å tillate utskruing og innskruing av elementet. Elementet er fortrinnsvis forsynt med et hjul eller en hendel for å rotere elementet. Alternativt eller i tillegg er elementet forsynt med en motor for å bevege elementet til en utstrakt stilling. Fortrinnsvis roterer motoren elementet for å forlenge elementet. Motoren kan være en hydraulisk, pneumatisk eller elektrisk motor. Det er en fordel at et styresystem an-vendes for å sikre et korrekt dreiemoment på elementet og således også en korrekt kraft mellom primærakselen og sekundærsylinderlokket. Låseelementet er automatisk bevegbart, for eksempel ved bruk av kjent automatisk betjeningsapparat, for eksem pel, men ikke begrenset til, kjent apparat som er tilgjengelig fra Varco Shaffer under varemerket POSLOCK.

Det er en fordel om primærsylinderen er forsynt med en endeplate gjennom hvilken

primærakselen er bevegbar. Tetninger er anbrakt mellom endeplaten og primærakselen. Sekundærsylinderen er fortrinnsvis boltet til endeplaten med bolter. Det er en fordel om endeplaten er en dør. Fortrinnsvis innbefatter døren en hengsle slik at når den er festet til en utblåsingssikring kan døren svinges for å tillate adkomst til det indre av utblåsingssikringen og lukkehodeklossen på enden av primærakselen og for lettvint utskifting av aktuatoren.

Sekundærakselen innbefatter med fordel fluidstrømningskanaler for å tillate hydrau-likkfluidforbindelse mellom et volum over primærstempelet til et volum over sekundærstempelet.

Elementet er fortrinnsvis bevegbart innrettet i et andre element som er sleidbart innrettet i sekundærstempelet. Det andre element er sleidbart for å tillate videre stram-ming av elementet mellom sekundærsylinderlokket og primærakselen, fortrinnsvis for å bevirke ytterligere bevegelse av primærakselen og fortrinnsvis for å fullføre avskjæring av røret eller tetting av ring rom met.

Et skjærbart element er med fordel innrettet mellom det andre element og sekundærstempelet slik at sekundærstempelet, ved oppoverrettet bevegelse av sekundærstempelet i forhold til elementet så snart elementet er i inngrepstilling, tillates å bevege seg uten at primærakselen beveges ut av inngrepstillingen. Det skjærbare element kan innbefatte minst én av en skjærring, et skjærutstikk, en skjærflens og en skjær-bolt. Hvis det er en økning i hydraulikktrykket på baksiden av sekundærstempelet i forhold til hydraulikktrykket på forsiden av sekundærstempelet, enten tilfeldigvis eller med vilje for å redusere sekundærstempelets kraft på primærstempelet, så vil sekundærstempelhodet ganske enkelt skjæres løs og bli frittflytende. Fortrinnsvis innbefatter det andre element en hylse. Et skyvstempel er med fordel sleidbart innrettet på linje med nevnte hylse for å virke mellom hylsen og primærakselen.

Primærakselen er med fordel forsynt med en lukkehodekloss som har et segment ut-skåret derfra for å tette et ringrom. Primærakselen er fortrinnsvis forsynt med et skjærstempel for å skjære et rør. Fortrinnsvis for å skjære av røret og tette røret og med fordel, ringrommet.

Elementet rager med fordel gjennom sekundærsylinderlokket. Det er tilveiebrakt tetninger for å tette mellom sekundærsylinderlokket og elementet. Elementet som stik ker ut fra sekundærsylinderlokket, kan være festet til et hjul, en hendel eller en motor som anvist ovenfor.

Fortrinnsvis er primærsylinderen og sekundærsylinderen i ett stykke. De kan være tildannet i den samme sylinder som kan ha forskjellige innvendige eller utvendige di-mensjoner. De primære og sekundære stempelhoder har fortrinnsvis samme overflateareal, men kan være forskjellige. Sekundærstempelhodets overflateareal kan være større eller mindre enn primærstempelhodets.

Elementet er med fordel bevegbart innrettet i sekundærakselen. Elementet er fortrinnsvis forsynt med en flens som griper inn med sekundærsylinderlokket. Flensen er med fordel anordnet inne i sekundærsylinderen og elementet passerer gjennom en åpning i sekundærsylinderlokket.

Den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer også en utblåsingssikring som innbefatter minst én lukkehodeaktuator ifølge oppfinnelsen, og en kropp som innbefatter en åpning hvorigjennom et rør kan innrettes. Utblåsingssikringen innbefatter fortrinnsvis minst to lukkehodeaktuatorer anordnet på motsatte sider av kroppen.

Den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer også en fremgangsmåte for aktivering av oppfinnelsens lukkehodeaktuator hvor fremgangsmåten innbefatter trinnene å øke hydraulikktrykket i primærsylinderen og sekundærsylinderen for å bevege primærakselen og sekundærstempelet inn til primærstempelet,karakterisert vedat elementet beveges til en inngrepsstilling for å virke mellom primærakselen og sekundærsylinderlokket for å låse primærstempelet i en utstrakt stilling.

Fremgangsmåten innbefatter fortrinnsvis videre trinnene å endre hydraulikktrykket i sekundærsylinderen for å forårsake at sekundærstempelet beveger seg bort fra nevnte primærstempel som skjærer et skjærbart element mellom sekundærstempelhodet og sekundærakselen for å tillate sekundærstempelhodet å flyte fritt i nevnte sekundærsylinder.

Det beskrives også en lukkehodeaktuator som har et primærstempel og et sekundærstempel, hvor primærstempelet innbefatter en primæraksel og et primærstempelhode som er sleidbart anordnet i en primærsylinder som har et primærsylinderlokk og er forsynt med en hydraulikkfluidport for å underlette tilførsel av trykksatt hydraulikkfluid for at primærstempelet skal slå et slag i primærsylinderen, hvor sekundærstempelet innbefatter en sekundæraksel og et sekundærstempelhode anordnet i en sekundærsylinder som har et sekundærsylinderlokk og er forsynt med en hydraulikkfluidport for å underlette tilførsel av trykksatt hydraulikkfluid for at sekundærstempelet skal slå et slag i sekundærsylinderen og hvor sekundærstempelet er anordnet for å virke på primærstempelet,karakterisert vedat sekundærstempelets slaglengde er mindre enn primærstempelets slaglengde.

For en bedre forståelse av den foreliggende oppfinnelse vil det nå gjøres henvisning, i form av eksempler, til de medfølgende tegninger hvori: Figur IA er et tverrsnittriss av en lukkehodeaktuator i henhold til den foreliggende oppfinnelse, hvor lukkehodeaktuatoren er vist med en lukkehodekloss av avskjæringstypen (slicing variety) og et rør innrettet mot lukkehodeklossen; Figur IB er et skjematisk tverrsnittriss gjennom døren til lukkehodeaktuatoren som er vist i figur IA, og som indikerer fluidstrømningsveier deri; Figur 1C er et tverrsnittriss av lukkehodeaktuatoren og lukkehodeklossen som er vist i figur IA, som i tillegg indikerer en tilførsel av trykksatt hydraulikkfluid og strømning av trykksatt hydraulikkfluid i en åpne- og lukke-sekvens; Figurene 2A til 2G er et tverrsnittriss som viser trinn i operasjonen til en lukkehodeaktuator i henhold til den foreliggende oppfinnelse; Figur 3A er et sideriss av en utblåsingssikring i henhold til den foreliggende oppfinnelse;

Figur 3B er et riss sett ovenfra av utblåsingssikringen ifølge figur 3A; og

Figur 4 viser en lukkehodeaktuator lik lukkehodeaktuatoren som er vist i figur IA,

med automatisk operasjonsapparat.

Figur IA viser en lukkehodeaktuator 10 for bruk i en utblåsingssikring. En utblåsingssikring er vist i figurene 3A og 3B med fire lukkehodeaktuatorer i to motsatte par omkring en utblåsingssikringskropp 110. Lukkehodeaktuatoren 10 haren lukkehodekloss 80 forbundet med et montasjemiddel 81 (se fig. 2A) på enden av en lukkehodeaksel

70. Lukkehodeaktuatoren 10 er vist tilstøtende et rørT. En dør 12 har en pivotsam-menstilling 19 med en hengslebolt 19a for å underlette pivotforbindelse til en utblåsingssikringskropp slik som utblåsingssikringskropp 110 i figur 3A. Lukkehodeaktuatoren 10 er også forsynt med bolter 18a som har hoder eller muttere 18b for å bolte døren 12 til utblåsingssikringskroppen 110. Døren danner et endedeksel i en primærsylinder 15 som har et generelt sirkulært tverrsnitt og er hul. En midtplate 13 danner et motstående endedeksel som lukker toppen av primærsylinderen 15. En sekundærsylinder 16 er anordnet på en motstående side av midtplate 13. Sekundærsylinderen 16 har et generelt sirkulært tverrsnitt og er hul og har et sylinderlokk 14 som lukker toppen av sekundærsylinderen 16. Primær- og sekundærsylindrene har fortrinnsvis sirkulært tverrsnitt, selv om de kan være kvadratiske, femkantede, åttekantede, ovale eller en hvilken som helst annen form.

Et primærstempel 30 befinner seg bevegbart i primærsylinderen 15. En ende 71 av en lukkehodeaksel 70 er festet til primærstempelet 30 med en låsemutter 72. Bevegelse av primærstempelet 30 beveger lukkehodeakselen 70 og lukkehodeklossen 80 som er festet til den. Lukkehodeakselen 70 beveger seg i en boring 12i i døren 12.

Et forsterkerstempel 20 som befinner seg bevegbart i sekundærsylinderen 16, har en sekundæraksel 22 som kan bevege seg inn og gjennom en boring 13c i midtplaten 13. Tetninger er innrettet mellom sekundærakselen 22 og utboringen 13c i midtplaten 13 for å tette hydraulisk mellom primærsylinderen 15 og sekundærsylinderen 16.

Et skyvstempel 50 er frittflytende og bevegbart montert i en boring 21 i forsterkerstempelet 20. Skyvstempelet 50 har en låsehylse 60 som er innvendig gjenget, og plassert og kan bevege seg fritt inne i boringen 21 i utgangspunktet med en ende til-støtende en ende av skyvstempelet 50. En låsestang 40 har en gjenget ende 41 som samvirker med låsehylsens 60 gjenger inne i skyvstempelet 50, og en ende 42 som stikker ut fra sylinderlokket 14. Opsjonsmessig har enden 42 et kvadratisk eller seks-kantformet parti 43 for samvirke med en skrunøkkel eller et hjul for å rotere låsestangen 40 i forhold til låsehylsen 60. Låsehylsen er forsynt med midler, som for eksempel en tunge og spor eller et utstikk og en utsparing, for å hindre relativ rotasjon mellom sekundærakselen 22 og låsehylsen 60.

En messingforing 18c omslutter lukkehodeakselen 70 og virker som en støtte for en tetning 18g. Injiserbart tetningsmiddel (for eksempel et hvilket som helst passende injiserbart tetningsmaterial, inkludert, men ikke begrenset til, injiserbar plast) kan injiseres gjennom en injeksjonsport 18d gjennom porter 18f gjennom messingforingen 18c. En stoppskrue 18h holder tetningsmiddel i injeksjonsporten og dette tetningsmiddel strømmer rundt akselen 70. Låsestangen 40 har utvendige gjenger 40a for gjenget paring med låsehylsens 60 gjenger.

Det er således tilveiebrakt et middel for å tilveiebringe en tetning mellom lukkehodeakselen og en åpning i en endeplate eller en dør i en lukkehodeaktuator som innbefatter et hull og en periferisk utsparing i endeplaten eller døren omkring åpningen for mottak av flytende tetningsmiddel, og et hull som fører fra den periferiske utsparing til en ytre overflate på døren for å underlette injisering av nevnte tetningsmiddel inn i nevnte periferiske utsparing.

Et rom 90 inne i primærhuset 15; et tomrom 91 som befinner seg inne i sekundær-huset 16; et rom 93 som befinner seg inne i midtplaten 13 og et rom 92 som befinner seg inne i topplaten 14 er tilveiebrakt for å inneholde hydraulikkfluid. Trykk påføres hydraulikkfluidet for å bevege stempler 20, 30 og 50. Hydraulikktrykket tilveiebringes ved hjelp av en hydraulikkfluidtrykkilde lia.

Som vist i figurene IA, IB og 1C, passerer fluid under trykk for å aktivere lukkehodeklossene 80 fra hydraulikkfluidtrykkilden lia gjennom kanalene 12a, 12b, 12h og inn i rommet 93, noe som skyver primærstempelet 30 og beveger lukkehodeakselen 70. Fra rommet 90 passerer fluidet under trykk gjennom kanaler 40c, 40d, 40b, 40e inn i rommet 92 og skyver forsterkerstempel 20. Forsterkerstempel et 20 beveger seg for å berøre lukkehodeakselen 70, og kraften fra forsterkerstempel et 20 legges til kraften til primærstempelet 30 for å bevege lukkehodeakselen 70 og dens lukkehode 80.

For å åpne lukkehodene 80, strømmer fluid fra kilden lia i kanalene 12c, 12d inn i rommet 90 og skyver primærstempelet 30 mot platen 13 og beveger lukkehodeakselen 70 og lukkehodet 80 vekk fra et rør T. Fluid strømmer også fra rommet 90 gjennom kanalene 12f, 12e og 12g inn i rommet 91 og beveger forsterkerstempelet 20 mot sylinderlokket 14 slik at forsterkerstempelets 20 aksel 20a ikke hemmer primærstempelets 30 bevegelse.

Lukkehastigheten til de to stemplene 20, 30 utjevnes ved å tillate at fluid strømmer gjennom kanalen 40b og fra kanalen 12d inn i et rom 40f mellom låsestangen 40 og skyvstempelet 50 og låsehylse 60. Dette fluid strømmer ut fra rommet 40f og til over-siden av forsterkerstempelet 20 (og beveger således forsterkerstempelet 20 med samme hastighet som primærstempelet 30 slik at den samlede kraft av begge stempler påføres kontinuerlig i ett jevnt slag. Det er ønskelig at fluidstrøm gjennom kanalen 12c utjevnes av fluidstrøm gjennom kanalene 40d og 40b og rommet 40f. Med det frittflytende stempel 50, låsehylsen 60, låsestangen 40 (som er gjenget inn i låsehylsen 60) og antirotasjonsplaten 61 (som holder igjen låsehylsens 60 aksialbevegelse) som alle befinner seg inne i forsterkerstempelet 20, er det fremdeles en stiv lås mellom lukkehodeakselen 70 og aksialkraftforingen (thrust bushing) 14b (hvor låsen innbefatter forsterkerstempelet 20, låsestangen 40 og låsehylsen 60) når forsterkerstempelet 20 stopper før det når primærstempelet 30 ved fullt slag. Denne låsing oppnås med låsestangen 40 uavhengig av lukkehodeakselen 70 og av primærstempelet 30. Figurene 2A til 2G viser operasjon av en lukkehodeaktuator 100 som likner lukkehodeaktuatoren 10 som er beskrevet ovenfor; like nummer indikerer like deler. Forsterkerstempelet 20 har en antirotasjonsplate 61 som til å begynne med holder igjen låsehylsen 60 og hindrer dens rotasjon, og derved forsterkerstempelets 20 rotasjon. Låsestangen 40 er forsynt med en utvendig gjenge og låsehylsen 60 er forsynt med en innvendig gjenge, og låsestangen 40 er således gjengemessig paret med låsehylsen 60. Antirotasjonsplaten 61 kan innbefatte riller (splines) eller en enkelt tunge og spor eller en bolt i en utsparing. Skyvstempelet 50 er fritt sleidbart langs låsestangens 40 bunnende og i akselen 22. Låsehylsen 60 er forsynt med en avskjærbar leppe 60a. En hylle 63 er anordnet over den avskjærbare leppe 60a slik at en kraft som påføres forsterkerstempelet 20 gjennom antirotasjonsringen 61, ikke vil skjære av den avskjærbare leppe 60a. En hylle 64 i forsterkerstempelet 20 er anordnet slik at når en kraft påføres låsehylsen mot hyllen 64, så vil den avskjærbare leppe 60a skjæres av.

I figur 2A er primærstempel 30, forsterkerstempel 20 og skyvstempel 50 i utgangsstilling, og det samme er låsestang 40, låsehylse 60 og lukkehodeakselen 70. Når det er ønskelig å aktivere lukkehodeakselen 70, går trykksatt hydraulikkfluid inn i rommene 92 og 93.

Primærstempelet 30 i figur 2B begynner å bevege lukkehodeakselen 70, og lukkehodeklossen på dens ende (ikke vist) initierer avskjæring av et rør (for eksempel rør T, figur IA). Forsterkerstempelet 20 følger etter, hovedsakelig i harmoni med at primærstempelet 30 tillegger sin kraft gjennom akselen 22, via skyvstempel ets 50 forstørrede ende 66 på primærstempelets 30 lukkehodeaksel 70.

Som vist i figur 2C er kutting av et rør fullendt. Primærstempelet 30 har beveget seg hele sin slaglengde og forsterkerstempelet 20 har stoppet noe før på grunn av at stempelhodets 23 overflate 20a kommer i kontakt med midtplatens 13 overflate 13k. Primærstempelets 30 slaglengde er således litt lenger enn slaglengden til forsterkerstempelet 20. Skyvstempelet 50 har beveget seg vekk fra sekundærakselen 22 mot toppen av lukkehodeakselen 70 selv om i det vesentlige ingen kraft er overført til lukkehodeakselen 70 ved at skyvstempelet 50 beveger seg i forhold til sekundærakselen 22. Forsterkerstempelets 20 kraft er således fjernet fra lukkehodeakselen 70 og skyvstempelet 50 kan nå bevege seg fritt en distanse som er lik lengdeforskjellen mellom primærstempelets 30 slaglengde og sekundærstempelets 20 slaglengde. Dette oppnås ved å rotere låsestangen 40 gjennom gjenget låsehylse 60. Så snart låsestangens flens 67 treffer sylinderlokkets 14 sylinderaksellager 14b, som er vist i figur 2D, roteres låsestangen 40 ytterligere, noe som beveger låsehylsen 60 mot og treffer skyv stempelet 50, som vist i figur 2E. Dette gir en solid mekanisk sikker tildragning (make-up) mellom lukkehodeakselen 70 og stempelhodets 14 aksialforing 14b. I en stilling med lukket lukkehode og låst låsestang, tar foringen 14b lasten på låsestang 40 og overfører den til stempelhode 14, gjennom bolter 17a, til utblåsingssikringskroppen 110. Figur 2F illustrerer at hvis trykksatt fluid av vanvare tilføres forsterkerstempelet 20 når aktuatoren er i den mekanisk låste modus, (for eksempel at en eller annen av vanvare prøver å bevege stemplene til en åpen stilling) vil hydraulikkfluid komme inn i kammer 91 og bevege forsterkerstempel ets 20 hylle 64 slik at den berører låsehylsens 60 avskjærbare leppe 60a. Forsterkerstempel ets 20 bevegelse skjærer av den avskjærbare leppe og tar forsterkerstempelets 20 belastning av fra låsestangen 40. Figur 2G viser forsterkerstempelet 20 ved enden av sylinderen 16. Tilleggskraften fra begge stempler 20, 30 forhindres fra å påføres til låsestangen 40 siden avskjæring av låsehylsens holdeleppe 60a ved hjelp av forsterkerstempelet 20 tillater forsterkerstempelet 20 å bevege seg vekk fra primærstempelet 30 og til sin utgangsstilling (lukkehode åpent), og eliminerer derved forsterkerstempelets 20 kraft mot låsestangen 40. De avskårne rester av leppen er henvist til ved henvisningstallet 61a.

For å låse opp den mekaniske lås roteres låsestangen 40 moturs inntil den berører antirotasjonsplaten 61. Tilleggsomdreininger beveger låsehylsen 60 vekk fra skyvstempelet 50 og frigjør forsterkerstempelet 20 slik at det kan beveges vekk fra midtplaten 13.

Figur 3A viser en utblåsingssikring 100a i henhold til den foreliggende oppfinnelse, med en hovedkropp 110 med øvre skjærlukkehodeapparater 102, 104 (hvor hvert er lik lukkehodeapparater i henhold til den foreliggende oppfinnelse som beskrevet ovenfor og, i visse aspekter, som vist i figurene IA eller 2A) og med nedre stempler 106, 108 (som er lik med hvilke som helst passende stempler som er beskrevet eller vist innen kjent teknikk). Kroppen 110 har øvre og nedre flenser 112, 114 og en sentrisk boring 116 gjennom seg hvorigjennom et rør 119 selektivt forlenges.

Som vist i figur 3B med stiplet linje, kan lukkehodeapparatenes 102, 104 kapper henholdsvis 122, 124 være hengslemessig forbundet med hovedkroppen 110 med hengs-leanordninger henholdsvis 132, 134.

I én spesiell sammenlikning hvor en kjent teknikks handelsmessig tilgjengelig Shåffer 1310 SL utblåsingssikring med et 0,009 m<2>(14 square inch) primærstempel og et 0,01 m<2>(16 square inch) forsterkerstempel sammenliknes med en utblåsingssikring i hen hold til den foreliggende oppfinnelse med et primærstempel med 387 mm (15j inch) diameter og 0,118 m<2>(182,6 square inch) areal og et forsterkerstempel med 384 mm (15j inch) diameter og 0,116 m<2>(179,6 square inch) areal (med et effektivt totalt stempelareal på cirka 0,229 m<2>(355 square inch)) så blir kraften som utøves av hver utblåsingssikring på en lukkehodeaksel enten cirka den samme eller det nye systems kraft blir litt høyere; for eksempel er utblåsingssikringen med én spesiell utførelse av det nye system i henhold til den foreliggende oppfinnelse cirka 0,6 m (two feet) (eller cirka 30 prosent) kortere; hvert stempel har en diameter på cirka 387 mm (15j in-ches) og det er et totalt effektivt stempelareal på cirka 0,232 m<2>(360 square inch) slik at den utviklede kraft er litt større enn den som utvikles med det gamle system. I én spesiell utførelse av det nye system i henhold til den foreliggende oppfinnelse flyttes et parti av apparatet inn i døren. I det nye system strekker ikke låsestangen seg gjennom primærstempelet og er ikke forbundet med lukkehodeakselen slik som i det gamle system; og i det nye systemet kan forsterkerstempelets kraft fjernes fra lukkehodeakselen mens primærstempelets kraft fremdeles utøves på lukkehodeakselen.

Figur 4 viser en utblåsingssikring lik utblåsingssikringen 10 ifølge figur IA og like nummer indikerer like deler. Et automatisk system S styrer låsestangens 40 rotasjon automatisk og styrer derved den selektive låsing av stemplene og utløsingen av forsterkerstempelets kraft automatisk. Systemet S har rotasjonsapparat R forbundet med låsestang 40. Rotasjonsapparatet R styres av et styresystem C og drives (elektrisk, pneumatisk eller hydraulisk) av et kraftsystem P som også styres av styresystemet R. På samme måte som for lukkehodeaktuatoren som er vist i figur 1, tilveiebringes kraftfluid av en kraftfluidkilde F.

Den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer, i visse utførelser, en utblåsingssikring med en hovedkropp, et fundament som er løsgjørbart forbundet med hovedkroppen hvor fundamentet har et fundamentrom i seg, hvor fundamentet har en lukkehodeaksel-åpning, et primærstempel bevegbart innrettet inne i fundamentrommet, en lukkehodeaksel hvormed primærstempelet er forbundet, hvor lukkehodeakselen innbefatter en lukkehodeende og en stempelende, et lukkehode forbundet med lukkehodeakselens lukkehodeende, et hus som er forbundet med fundamentet, hvor huset har et husrom i seg, hvor huset innbefatter et midtelement med en elementåpning, et forsterkerstempel bevegbart innrettet inne i husrommet, hvor forsterkerstempelet innbefatter en forsterkeraksel som stikker ut fra det, hvor forsterkerakselen er bevegbar inne i elementåpningen, og hvor forsterkerakselen har et forsterkerakselrom i seg, hvor akselen innbefatter et skyvparti med et parti av seg inne i forsterkerakselrommet, hvor skyvpartiet innbefatter et endeparti som er bevegbart med forsterkerstempelet til å støte mot lukkehodeakselens stempelende for å hindre bevegelse av lukkehodeakselen, og hvor skyvpartiet er plassert for overføring av forsterkerstempelets kraft til primærstempelet når endepartiet støter mot lukkehodeakselens stempelende, og fluidkanalapparat for å lede kraftfluid til og fra primærstempelet og forsterkerstempelet. En slik utblåsingssikring kan ha én, ett eller flere, i en hvilken som helst kombinasjon, av følgende: utblåsingssikringslåseapparat inne i forsterkerakselrommet for selektivt å holde skyvpartiet mot lukkehodeakselen slik at kraftkombinasjonen av forsterkerstempelets kraft og primærstempelets kraft bibeholdes på lukkehodet; hvori skyvpartiet innbefatter et skyvstempel som er bevegbart innrettet inne i forsterkerakselrommet, hvor skyvstempelet har en skyvstempelende som er bevegbar for å støte mot lukkehodeakselens stempelende; hvori forsterkerstempelet haren stempeloverflate og midtelementet har en anstøtoverflate som er plassert slik at nevnte anstøtoverflate berører nevnte stempeloverflate når forsterkerstempelet når en grense for sitt slag; hvori låsehylsen, når anstøtoverflaten berører stempeloverflaten, er bevegbar for å bevege skyvstempelet til berøring med lukkehodeakselens stempelende slik at kraft-overføring mellom forsterkerstempelet og primærstempelet bibeholdes; hvori låsestangen er selektivt roterbar for å fjerne forsterkerstempelkraften fra primærstempelet når en valgt aksjon ved at lukkehodet trekker skyvstempelet tilbake fra lukkehodeakselens stempelende, følger; hvori et parti av låsestangen rager ut fra huset og er manuelt roterbart med et passende verktøy; hvor en låsehylse er innrettet over skyvstempelet i forsterkerakselrommet og låsehylsen har en avskjærbar leppe som rager ut utover fra den, hvor nevnte leppe er avskjærbar mot en del av forsterkerstempelet som gjensvar på kraft som påføres låsehylsen av forsterkerstempelet og som derved tillater at forsterkerstempelet beveger seg slik at en kraft som er påført låsehylsen av forsterkerstempelet gjennom låsestangen til lukkehodeakselen, ikke lenger påføres lukkehodeakselen; hvori låsestangen er forbundet med automatisk låsestangrotasjonsapparat som automatisk roterer låsestangen, og det automatiske låsestangrotasjonsapparat innbefatter et styresystem for å styre nevnte rotasjon og et kraftsystem for tilveiebringelse av kraft for nevnte rotasjon; hvori skyvstempelet er selektivt fjernbart fra primærstempelet; og/eller strømningskanalapparat innen skyvstempelet for å lede kraftfluid til forsterkerstempelet slik at forsterkerstempelet og primærstempelet beveger seg samtidig.

Den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer, i visse utførelser, en utblåsingssikring med en hovedkropp; et fundament som er løsgjørbart forbundet med hovedkroppen, hvor fundamentet har et fundamentrom i seg, hvor fundamentet har en lukkehodeaksel-åpning; et primærstempel som er bevegbart innrettet inne i fundamentrommet; en lukkehodeaksel hvormed primærstempelet er forbundet, hvor lukkehodeakselen inn befatter en lukkehodeende og en stempelende; et lukkehode forbundet med lukkehodeakselens lukkehodeende; et hus som er forbundet med fundamentet, hvor huset håret husrom i seg og hvor huset innbefatter et midtelement med en elementåpning; et forsterkerstempel bevegbart innrettet inne i husrommet, hvor forsterkerstempelet innbefatter en forsterke ra kse I som rager ut derfra, hvor forsterkerakselen er bevegbar innen elementåpningen og hvor forsterkerakselen har et forsterke ra kse I rom i seg; hvor primærstempelet og forsterkerstempelet er bevegbart innrettet for å utøve kraft på lukkehodeakselen; et frittflytende skyvstempel bevegbart innrettet i forsterkerakselrommet; selektivt låseapparat for selektivt å berøre det frittflytende skyvstempel for selektivt å overføre forsterkestempelets kraft til lukkehodeakselen og for selektivt å isolere lukkehodeakselen fra forsterkerstempelet; og fluidkanalapparat for å lede kraftfluid til og fra primærstempelet og forsterkerstempelet.

Den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer, i visse utførelser, en fremgangsmåte for å operere en utblåsingssikring, hvor fremgangsmåten innbefatter å rotere en utblåsings-sikrings låsestang for å låse en lukkehodeaksel i stilling, hvor utblåsingssikringen er lik en hvilken som helst utblåsingssikring som er vist eller beskrevet heri med en låsestang.

Claims (25)

1. Lukkehodeaktuator for en utblåsingssikring, hvor lukkehodeaktuatoren innbefatter et primærstempel (30, 70) og et sekundærstempel (20, 22), hvor primærstempelet (30, 70) innbefatter en primæraksel (70) og et primærstempelhode (30) sleidbart anordnet i en primærsylinder (15) som har et primærsylinderlokk (13) og er forsynt med en hydraulikkfluidport (12h) for å underlette tilførsel av hydraulikkfluid for å få nevnte primærstempel (30, 70) til å slå i nevnte primærsylinder (15), hvor sekundærstempelet (20, 22) innbefatter en sekundæraksel (22) og et sekundærstempelhode (20) anordnet i en sekundærsylinder (16) som har et sekundærsylinderlokk (14) og er forsynt med en hydraulikkfluidport (40e) for å underlette tilførsel av hydraulikkfluid for å få nevnte sekundærstempel (20) til å slå i nevnte sekundærsylinder (16), hvor nevnte sekundærstempel (20, 22) er anordnet for å virke på nevnte primærstempel (30, 70),karakterisert vedat nevnte sekundærstempel (20, 22) videre innbefatter et element (40) som er bevegbart til en inngrepsstilling for å virke mellom primærakselen og sekundærsylinderlokket (14) for å låse primærakselen (70) i en utstrakt stilling.

2. Lukkehodeaktuator ifølge krav 1, hvor nevnte sekundærstempels (20, 22) slaglengde er mindre enn nevnte primærstempels (30, 70) slaglengde, slik at sekundærstempelet underletter nevnte primærstempels slag under en første vandringslengde, men ikke en siste vandringslengde.

3. Lukkehodeaktuator ifølge krav 1 eller 2, hvor nevnte element (40) er bevegbart for å virke mellom primærakselen og sekundærsylinderlokket (14) for å skyve på primærakselen (70).

4. Lukkehodeaktuator ifølge krav 3, hvor nevnte element (40) teleskoperer med hensyn til nevnte sekundærstempel (20) for å strekke seg mellom primærakselen (70) og sekundærsylinderlokket (14) for å skyve på primærakselen (70).

5. Lukkehodeaktuator ifølge krav 1, 2, 3 eller 4, hvor nevnte element (40) er forsynt med et gjenget parti (40a) for å gripe gjengemessig inn med en gjenge i nevnte sekundærstempel (20, 22).

6. Lukkehodeaktuator ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, hvor nevnte element (40) er forsynt med et hjul eller en hendel for å bevege nevnte element (40) rotasjonsmessig.

7. Lukkehodeaktuator ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, hvor nevnte element (40) er forsynt med en motor (R) for å bevege nevnte element til en utstrakt stilling.

8. Lukkehodeaktuator ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, hvor nevnte primærsylinder (15) er forsynt med en endeplate (12) gjennom hvilken nevnte primæraksel (70) er bevegbar.

9. Lukkehodeaktuator ifølge krav 8, hvor nevnte sekundærsylinderlokk (14) er boltet til nevnte endeplate (12) med bolter (17b).

10. Lukkehodeaktuator ifølge krav 8 eller 9, hvor nevnte endeplate (12) er en dør.

11. Lukkehodeaktuator ifølge krav 10, hvor nevnte dør (12) innbefatter en hengsle (19).

12. Lukkehodeaktuator ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, hvor nevnte sekundæraksel innbefatter fluidstrømningskanaler for å tillate hydrau-likkfluidkommunikasjon mellom et volum (93) over primærstempelet (30, 70) med et volum over sekundærstempelet (20, 22).

13. Lukkehodeaktuator ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, hvor nevnte element (40) er bevegbart anordnet i et andre element (60) som er sleidbart anordnet i nevnte sekundærstempel (20, 22).

14. Lukkehodeaktuator ifølge krav 13, hvor et avskjærbart element (60a) er anordnet mellom det andre element (60) og sekundærstempelet (20, 22), slik at ved nevnte sekundærstempels (20, 22) oppoverrettede bevegelse i forhold til nevnte element (40) tillates, så snart elementet (40) er i inngrepstilling, sekundærstempelet (20,22) å bevege seg uten å bevege nevnte primærstempel (70) fra inngrepstillingen.

15. Lukkehodeaktuator ifølge krav 13 eller 14, hvor nevnte andre element (60) innbefatter en hylse.

16. Lukkehodeaktuator ifølge krav 15, hvor den videre innbefatter et skyvstempel (50) sleidbart anordnet på linje med nevnte hylse (60) for å virke mellom hylsen (60) og primærakselen (70).

17. Lukkehodeaktuator ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, hvor nevnte primæraksel (70) er forsynt med en lukkehodekloss som har et segment skåret ut av seg fortetting av et ringrom.

18. Lukkehodeaktuator ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, hvor nevnte primæraksel (70) er forsynt med et avskjæringslukkehode for avskjæring av et rør.

19. Lukkehodeaktuator ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, hvor elementet (40) strekker seg gjennom sekundærsylinderlokket (14).

20. Lukkehodeaktuator ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, hvor primærsylinderen (15) og nevnte sekundærsylinder (16) er integrert i hver-andre.

21. Lukkehodeaktuator ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, hvor nevnte element (40) er bevegbart anordnet i nevnte sekundæraksel (22).

22. Lukkehodeaktuator ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, hvor nevnte element (40) innbefatter en flens (14b).

23. Utblåsingssikring,karakterisert vedat den innbefatter minst én lukkehodeaktuator ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, og en kropp (110) som innbefatter en åpning gjennom hvilken et rør (119, T) er innrettbart.

24. Fremgangsmåte for å aktivere lukkehodeaktuatoren ifølge hvilke som helst av kravene 1 til 22, hvor fremgangsmåten innbefatter trinnene med å øke hydraulikktrykket i primærsylinderen (15) og sekundærsylinderen (16) for å bevege primærakselen (70) og sekundærstempelet (20, 22) inn til primærstempelet (30, 70),karakterisert vedat elementet (40) beveges til en inngrepstilling for å virke mellom primærakselen (70) og sekundærsylinderlokket (14) for å låse primærstempelet (30, 70) i en utstrakt stilling.

25. Fremgangsmåte i henhold til krav 24, hvor den videre innbefatter trinnene å endre hydraulikktrykket i sekundærsylinderen (16) for å forårsake at sekun dærstempelet (20, 22) beveger seg vekk fra nevnte primærstempel (30, 70) som skjærer av et avskjærbart element mellom sekundærstempelhodet (20) og sekundærakselen (22) for å tillate sekundærstempelhodet (20) å flyte fritt i nevnte sekundærsylinder (16).