NO341305B1 - Anordning for å behandle den indre overflaten av et sylinderformet element - Google Patents

Description

Anordning for å behandle den indre overflaten av et sylinderformet element

Oppfinnelsens anvendelsesområde

Oppfinnelsen omhandler anordninger for å behandle og/eller inspisere indre overflater av rørformede elementer, som spesifisert i innledningen til krav 1.

Oppfinnelsens bakgrunn

I petroleumsindustrien offshore er det velkjent å benytte strekksystemer (eng. tensioner systems) på borerigger og andre fartøy for å opprettholde et forhåndsbestemt vertikalt strekk i et marint stigerør som strekker seg fra riggen og ned til et undervanns brønnhode. Når fartøyet hiver og ruller på grunn av bølger, strømninger og vind, vil strekksystemet forsøke å opprettholde konstant strekk i stigerøret.

En type strekksystem som er kjent innen fagområdet er benevnt «direct acting tensioner» (DAT) system, som har et antall hydraulisk-pneumatiske sylindre opphengt under boredekket eller i en designet ramme over det nedre dekket.

Det er kjent at det oppstår lokaliserte/punktdeformasjoner på de indre veggene til DAT-sylindrene, i tillegg til akkumulatorene, under bruk. Deformasjonene kan være forårsaket av et antall faktorer, eksempelvis eksterne mekaniske støtbelastninger (forårsaket av eksempelvis kollisjoner med annet utstyr) og intern naturlig slitasje (eng. wear and tear). Som oftest kompromitterer slike deformasjoner funksjonaliteten til DAT-systemet (eksempelvis ved å forårsake lekkasje mellom stempel og sylindervegg) og må derfor repareres.

En vanlig fremgangsmåte for å reparere slike indre veggdeformasjoner er å demontere sylinderen og ta den med til et verksted for å slipe bort de ødelagte områdene på den indre veggen. I tilfeller hvor det benyttes flytende borerigger, kan fjerningen av en strekksylinder involvere innskipning til en landfasilitet. Dette medfører betydelige komplikasjoner i tillegg til kostnader og tidstap.

Søkeren har tenkt ut og utformet denne oppfinnelsen for å overkomme manglene i den kjente teknikk og for å oppnå ytterligere fordeler.

Sammendrag av oppfinnelsen

Oppfinnelsen er fremlagt ogkarakteriserti hovedkravet, mens de uselvstendige kravene beskriver andre karakteristikker ved oppfinnelsen.

Det er tilveiebrakt en for å behandle en indre overflate av et sylinderformet element, omfattende en verktøybærer med et hovedlegeme og et støttelegeme og som er forbundet med et verktøybærer-manøvreringselement, hvori verktøybæreren er konfigurert for å støtte et verktøy, og manøvreringselementet omfatter videre kontrollmidler for å operere verktøyet og hvor hovedlegemet og støttelegemet omfatter støtteelementer i form av kuler for å støtte verktøybæreren mot den indre overflaten av det sylinderformede elementet og verktøyet omfatter en slipemaskin med en motor og en slipeskive konfigurert og anordnet for å slipe og/eller polere valgte områder av det sylinderformede elementets indre overflate.

I en utførelse omfatter hovedlegemet, og støttelegemet, støtteelementer for å støtte verktøybæreren mot en indre overflate av det sylinderformede elementet.

Støtteelementene er anordnet slik at de definerer en innskrevet sirkel på innsiden av det sylinderformede elementets indre omkrets.

I en utførelse støttes verktøyet av et bevegbart element hvilket er konfigurert for å bevege verktøyet mellom en ikke-engasjerende posisjon med hensyn til den indre overflaten, og en driftsoperasjon i hvilken verktøyet er opererbart for å behandle den indre overflaten.

I en utførelse omfatter verktøyet en slipemaskin med en motor og en slipeskive konfigurert og anordnet for å slipe og/eller polere valgte områder av det sylinderformede elementets indre overflate.

I en utførelse er motoraksen anordnet med en vinkel forskjellig fra 0° med hensyn til den langsgående aksen til det sylinderformede elementet.

Manøvreringselementet omfatter i en utførelse en teleskoperbar stang forlengbar til en posisjon utenfor det sylinderformede elementet, og kontrollmidlene omfatter et håndtak som er forbundet til den teleskoperbare stangens frie ende.

Kontrollmidlene omfatter et hastighetskontrollmiddel og kontrollmidler for å bevege verktøyet mellom en ikke-engasjerende posisjon og driftsposisjonen. Hovedlegemet og støttelegemet omfatter fortrinnsvis et termoplastisk konstruksjonsmateriale, slik som polyoksymetylen.

I en utførelse er støttelegemet (3b) justerbart og/eller frigjørbart med hensyn til hovedlegemet, slik at verktøybærerens omkrets kan tilpasses den indre omkretsen til det sylinderformede elementet.

Verktøyet kan være hvilken som helst av elementene i en gruppe omfattende en slipemaskin, en poleringsanordning, et sveiseapparat,.

Den oppfinneriske anordningen er spesielt tilpasset for behandling av de indre overflatene til rørformede objekter, innbefattende men ikke nødvendigvis begrenset til reparering (eng. mending) av strukturell skade, fjerning av urenheter og/eller plakk, sveising, sliping, og inspisering,.

Den oppfinneriske anordningen benytter den sylinderformede veggen som en føring for aksiell bevegelse av verktøybæreren.

Med oppfinnelsen kan sylindre og akkumulatorer rengjøres og behandles in situ, og det er ikke et behov for innskiping av utstyret til land for reparasjon eller renovering. Som en konsekvens muliggjør oppfinnelsen å spare tid og kostnader sammenlignet med fremgangsmåtene og midlene i den kjente teknikk.

Kort beskrivelse av tegningene

Disse og andre karakteristikker ved oppfinnelsen vil klargjøres fra den etterfølgende beskrivelsen av en foretrukket utførelse, gitt som et ikke-restriktivt eksempel, med referanse til de vedføyde tegningene hvor: Figur 1 er en perspektivtegning av et DAT-system på en flytende borerigg; Figur 2 er en perspektivtegning av en utførelse av anordningen ifølge oppfinnelsen; Figur 3 er en perspektivtegning av den teleskopiske stangen og styrehåndtaket; Figur 4 er en perspektivvisning av en del av verktøybæreren, som spesielt illustrerer verktøyenheten; Figur 5 og figur 6 er to ulike perspektivvisninger av verktøybæreren; Figur 7 er en endevisning av verktøybæreren, og illustrer verktøybæreren sett i den teleskopiske stangens langsgående retning;

Figur 8 er en sidevisning av verktøybæreren.

Detaljert beskrivelse av en foretrukket utførelse

Figur 1 illustrerer et DAT-system 1 omfattende et antall hydraulisk-pneumatiske sylindre 2 opphengt i en sirkelsymmetrisk konfigurasjon. Sylinderstenger 5 er forbundet til en strekkring 6, hvilken i tur er forbundet til et stigerør 8. På figur 1 er sylinderstengene vist i en delvis utstrukket stilling.

En utførelse av den oppfinneriske anordningen er vist på figur 2. Anordningen omfatter stort sett en verktøybærer 3, hvilken bærer et verktøy og som er forbundet til et styrehåndtak 4 via en teleskopisk stang 7. Ved også å referere til figur 3, er en indre teleskopstang 7a forbundet til verktøybæreren 3 via en flens 16 og tilhørende bolter (ikke vist). Styrehåndtaket 4 er forbundet til en ytre teleskopstang 7b, og den indre stangen 7a passer teleskopisk inn i den (hule) ytre stangen 7b, på en kjent måte. Styrehåndtaket 4, laget for å bli holdt og styrt av et menneske, er utstyrt med første og andre kontroll svitsj er 14, 15 for å styre verktøyet 12.

Verktøybæreren 3 omfatter et hovedlegeme 3a og en støtte 3b. Materialet i hovedlegemet og støtten er fortrinnsvis et lettvekts-, høypresisjonsmateriale, med høy stivhet, lav friksjon og en stor grad av dimensjonsriktig stabilitet, fortrinnsvis en ingeniør-termoplast slik som polyoksymetylen (vanligvis referert til som POM og også kjent som acetal, polyacetal eller polyformaldehyd).

Det er anordnet et verktøy 12 på den fremre enden av verktøybæreren, i den

illustrerte utførelsen en slipeenhet 12. Ved også å referere til figurene 4-8 omfatter slipeenheten 12 en motor 18 og en slipeskive 19, forbundet til motoren via en chuck 20, på en måte som er velkjent innen fagområdet. Motoren (som kan være elektrisk eller pneumatisk) styres av kontroll svitsj en 14.

Slipeenheten 12 er forbundet til en knekt (eng. bracket) 21 på huset via et glidbart element 22, hvorved slipeskiven 19 kan beveges til kontakt med sylinderens indre vegg, og slik slipe veggoverflaten. Den glidende bevegelsen mellom en driftsposisjon (sliping) og en ikke-engasjerende posisjon gjøres med kjente midler, eksempelvis ved en pneumatisk motor (ikke vist), styrt av kontroll svitsj oen 15. For å kunne sikre en kontrollert og presis bevegelse av slipeskiven i forhold til veggoverflaten er det glidbare elementet 22 utstyrt med en mikrometerskrue eller tilsvarende innretning (indikert skjematisk med referansenummer 23), hvorved øyeblikkelige og presise justeringer kan gjøres.

Slipeskiven er tiltet i en vinkel a med hensyn til den langsgående aksen z-z (se figur 8). Av denne grunnen fremviser den fremre enden av slipeskiven en flat vinkel (eng. shallow angle) a med hensyn til sylinderens indre vegg, hvorved slipeflatens kontaktareal på veggoverflaten lettere kan styres. Tilten til sliperen gjøres ved en skråstilt festeplate 24 mellom slipeenheten 12 og det glidbare elementet 22. Således kan slipeskiven beveges inn i og ut av kontakt med den indre veggoverflaten, og dermed slipe overflaten på de ønskede stedene.

Verktøybæreren 3 er utstyrt med ruller 25 anordnet ved regulære intervaller rundt verktøybærerperiferien. Rullene er støttet i hylsen (eng. socket) og er fjærbelastet, og er konfigurert for samvirkning med den indre veggen og fungerer som støtte for verktøybæreren inne i sylinderen. De fjærbelastede rullene tjener for å stabilisere verktøybæreren mot den rørformede overflaten. Rullene er fortrinnsvis laget av et tilsvarende materiale som veggoverflaten. I den illustrerte utførelsen er to par ruller anordnet på det y-formede hovedlegemet 3a, og ett par ruller er anordnet på støtten 3b.

Støtten 3b er forbundet til hovedlegemet 3a i et forbindelsespunkt 3c. Den radielle dimensjonen til støtten 3b kan varieres, og/eller støtten kan byttes ut med støtter som har mindre eller større dimensjoner for å tillate at verktøybæreren passer inne i en gitt sylinderomkrets C (se figur 7). Støtten kan også omfatte justeringsmidler (ikke vist), som muliggjør en radiell bevegelse som indikert med den doble pilen M på figur 7. Verktøybærerens 3 radielle dimensjon kan slik justeres for å passe den gjeldende sylinderdimensjonen.

Slipeenheten kan tilføres kraft fra eksterne kilder, via kabler (ikke vist), eller de kan ha innebygde kraftkilder i form av batteripakker, etc. (ikke vist). For eksempel kan slipemotoren være en pneumatisk motor, forbundet til en distal trykksatt lufttilførsel via en luftslange (ikke vist). Verktøybæreren er også fordelaktig utstyrt med en lyskilde 26 og et kamera 27 for å belyse og inspisere overflaten som skal rengjøres. Verktøyet kan erstattes med, eller utvides med, andre verktøy slik som et svei severktøy, måleverktøy og måleinstrumenter.