NO342713B1 - Gripeanordning samt fremgangsmåte for bæring av et rør - Google Patents

Abstract

Den foreliggende oppfinnelsen vedrører en gripeanordning for å holde et rør. Anordningen omfatter et hus (10) som har en langsgående åpning som strekker seg derigjennom, ett eller flere gripeelementer er bevegelige langs huset for å gripe røret, og en dekselsammenstillingsom er selektivt innfestbar til huset. Dekselsammenstillingen er tilpasset for å sentrere røret. Videre vedrører oppfinnelsen en fremgangsmåte for bæring av et rør. Fremgangsmåten omfatter å tilveiebringe en anordning som innehar et hus med en gjennomgående, langsgående åpning, et flertall gripeelem enter bevegelige i huset for å gripe røret, en dekselanordning med sentreringselementer for sentrering av røret, justering av sentreringselementene for å tilpasses en størrelse av røret, posisjonering av røret i åpningen, sentrering av røret; og holde røret med gripeelementene.

Description

Utførelser av den foreliggende oppfinnelse vedrører generelt en gripeanordning for å holde rør. Særlig vedrører aspekter ved den foreliggende oppfinnelse en gripesammenstilling av holdekiletypen som kan anordnes inne i et rotasjonsbord.

Håndteringen av rørstrenger har tradisjonelt blitt utført ved hjelp av en gripeinnretning (spider). Gripeinnretningene inkluderer typisk en flerhet av holdekiler som om-gir utsiden av rørstrengen langs dens omkrets. Holdekilene befinner seg i det som vanligvis benevnes en «bolle». Bollen anses for å være overflatene på den indre bo-ring av gripeinnretningen. Innsidene av holdekilene bærer faktisk tenner som er dannet på harde metallbakkerfor inngrep med rørstrengen. Den utvendige overflate av holdekilene og den innvendige overflate av bollen har motsatt vendene inngrepsflater som er skråstilt og som konvergerer nedover. De skråstilte flater gjør at holdekilen kan bevege seg vertikalt og radialt i forhold til bollen. I sin virkning funksjonerer de skråstilte flater som kamflaterfor å bringe holdekilen i inngrep med røret. Følgelig, når vekten av røret overføres til holdekilene, vil holdekilene bevege seg nedover i forhold til bollen. Etter som holdekilene beveger seg nedover langs de skråstilte overflater, presser de skåstilte overflater holdekilene til å bevege seg radialt innover til inngrep med røret. I så henseende blir dette trekk ved gripeinnretningen benevnt «selvstrammende». Holdekilene er videre utformet til å hindre frigjøring av rørstrengen inn-til rørbelastningen understøttes av andre midler.

Ved sammenskruing eller fraskruing av rørstrenger, brukes gripeinnretningen typisk til å fastholde rørstrengen i brønnhullet. I tillegg blir en elevator som er opp-hengt fra en rørkrok brukt i tandem med gripeinnretningen. Elevatoren kan inkludere et selvstrammende trekk som ligner det som er i gripeinnretningen. Under bruk forblir gripeinnretningen stasjonær under fastholdelse av rørstrengen i brønnhullet. Elevatoren posisjonerer en rørseksjon over rørstrengen for sammenkopling. Etter fullføring av sammenkoplingen, trekker elevatoren opp på rørstrengen for å frigjøre rørstrengen fra holdekilene i gripeinnretningen. Når den er frigjort fra gripeinnretningen, kan elevatoren senke rørstrengen inn i brønnen. Før rørstrengen frigjøres fra elevatoren, tilla-tes gripeinnretningen igjen å komme i inngrep med rørstrengen for å holde rørstreng-en. Etter at belastningen fra rørstrengen er flyttet tilbake til gripeinnrentingen, kan elevatoren frigjøre rørstrengen og fortsette sammenskruingsprosessen.

Tradisjonelt er en gripeinnretning lokalisert over et rotasjonsbord som befinner seg på riggdekket. Mer nylig har det blitt utviklet innfelte gripeinnretninger, slik at gripeinnretningen ikke kommer inn på arbeidsdekket over rotasjonsbordet. Fordi de innfelte gripeinnretninger befinner seg inne i rotasjonsbordet, er gripeinnretingens håndteringskapasitet med hensyn til rørstørrelse begrenset av størrelsen av rotasjonsbordet. Nåværende design av gripeinnretninger forsterker ytterligere problemet med begrenset håndteringskapasitet med hensyn til rørstørrelse. Følgelig, for å håndtere en større rørstørrelse, må det brukes et større rotasjonsbord. Prosessen med å bytte ut det eksisterende rotasjonsbord er imidlertid generelt økonomisk sett upraktisk.

En annen ulempe ved enkelte gripeinnretninger som pr i dag er i bruk er fø-ringsplaten for å muliggjøre den aksiale bevegelse av rørstrengen. Føringsplaten er typisk utformet til bruk sammen med en viss rørdiameterstørrelse. Føringsplaten må derfor byttes ut når det brukes et rør med en forskjellig størrelse. Videre har mange gripeinnretninger holdekiler som holdes på plass i bollen ved hjelp av friksjon. Som et resultat av dette kan det anvendes kun en begrenset mengde dreiemoment før det skjer glidning mellom holdekilen og bollen.

Det er følgelig et behov for en gripeanordning med økt håndteringskapasitet med hensyn til rørstørrelse. Det er videre et behov for en gripeanordning som har en føringsplate som kan tilpasses én eller flere rørstørrelser. Det er videre et behov for en gripeanordning med økt dreiemomentkapasitet.

Den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en gripeanordning for å holde et rør, omfattende: et hus som har en langsgående åpning som strekker seg derigjennom; en bolle som er tildannet på en indre vegg i huset; ett eller flere gripeelementer bevegelige i huset for å gripe røret; en dekselsammenstilling som er selektivt innfestbar til huset; og en eller flere føringsruller festet til dekselsammenstillingen for sentrering av røret, hvori den ene eller de flere føringsruller letter bevegelse av røret og hvor dekselsammenstillingen omfatter et hull koaksialt innrettet med åpningen i huset, og hvor den ene eller de flere føringsruller er posisjonert rundt hullet i dekselsammenstillingen på en måte som er i stand til å sentrere røret.

Ytterligere utførelsesformer av gripeanordningen i henhold til oppfinnelsen fremgår av de uselvstendige patentkrav.

Den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer også en fremgangsmåte for bæring av et rør, omfattende: tilveiebringe en anordning som innehar: et hus med en gjennomgående, langsgående åpning; en bolle som er tildannet på en indre vegg i huset; et flertall gripeelementer bevegelige i huset for å gripe røret; og en dekselsammenstilling som inkluderer et hull koaksialt innrettet med åpningen i huset, idet dekselsammenstillingen har føringsruller for sentrering av røret, idet føringsrullene er posisjonert rundt hullet i dekselsammenstillingen; justering av føringsrullene for å tilpasses en størrelse av røret; posisjonering av røret i åpningen; sentrering av røret; og holde rø-ret med gripeelementene.

Den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer generelt en gripeanordning for å holde et rør. Anordningen inkluderer et hus som har en langsgående åpning som strekker seg derigjennom. En bolle er tildannet på en indre vegg i huset for å tilveiebringe en skråstilt flate for ett eller flere gripeelementer. Når gripeelementene beve-ges nedover langs skråningen, forårsaker skråningen at gripeelementene beveger seg radialt mot røret og til kontakt med røret. I en utførelse omfatter huset to hoved-delpartier som er sammenkoplet ved bruk av ett eller flere hengsler.

I et aspekt er bollen utformet som en uthulning i den indre vegg av huset. Hengslene på huset er progressivt krummet for tilpasning til den uthulede bollen, hvilket øker gripeanordningens håndteringskapasitet med hensyn til rørstørrelse.

I et annet aspekt kan anordningen inkludere én eller flere føringskiler som er anordnet på bollens overflate. Føringskilene passer sammen med føringsspor som er tildannet på en utvendig overflate av gripeelementene. Føringssporet og føringskilene minimaliserer gripeelementenes rotasjonsbevegelse i forhold til huset.

I et annet aspekt kan anordningen inkludere en utjevningsring som er forbundet til den ene eller de flere gripeelementer for synkronisering av bevegelsen til det ene eller de flere gripeelementer. Utjevningsringen kan inkludere én eller flere fø-ringslagere, som er bevegelige langs en føringsbane som er tildannet på en indre vegg av et øvre parti av huset.

I enda et annet aspekt kan anordningen inkludere en flens for montering på et rotasjonsbord. I en annen utførelse kan flensen inkludere én eller flere blokker til å passe sammen med et rotasjonsbord. Den ene eller de flere blokker minimaliserer gripeanordningens rotasjonsbevegelse i forhold til rotasjonsbordet.

Anordningen inkluderer en dekselsammenstilling som selektivt kan festes til huset. Dekselsammenstillingen kan omfatte to partier, som hver kan festes til et respektivt parti av huset. Dekselsammenstillingen har et hull som er koaksialt innrettet med åpningen i huset.

Anordningen inkluderer én eller flere føringsruller for å muliggjøre bevegelse av røret inne i huset. Den ene eller de flere føringsruller er fortrinnsvis posisjonert rundt hullet i dekselsammenstillingen på en måte som muliggjør sentrering av røret. I en annen utførelse er den ene eller de flere føringsruller justerbare for tilpasning til rør med forskjellig størrelse. I den foretrukne utførelse inkluderer føringsrullene en gaffel som har et skaft i en ende, en bolt for å forbinde en rulle til gaffelen, og en monteringssammenstilling. Mer foretrukket er skaftet justerbart inne i monteringssammen-stillingen.

For at de ovenfor oppregnede trekk ved den foreliggende oppfinnelse, og andre trekk som her blir betraktet og som kreves beskyttet, skal oppnås og kunne forstås i detalj, kan man nå få en mer detaljert beskrivelse av oppfinnelsen, kort sammenfattet i det ovenstående, med henvisning til dens utførelser, hvilke er vist på de vedføyde tegninger. Det skal imidlertid bemerkes at de vedføyde tegninger kun illustrerer typiske utførelser av oppfinnelsen, og derfor ikke skal anses å begrense dens omfang, idet oppfinnelsen kan gi adgang til andre like effektive utførelser. Fig. viser en gripeinnretning i henhold til aspekter ved den foreliggende oppfinnelse. Fig. 2 er et skjematisk riss av en seksjon av hoveddelen i gripeinnretningen vist på fig. 1.

Fig. 3 et riss ovenfra av hoveddelen som er vist på fig. 2.

Fig. 3a er en splittegning av de krumme hengsler i hoveddelen som er vist på fig. 3.

Fig. 4a-d er et snittriss av de individuelle hengsler på fig. 3.

Fig. 5 viser et annet riss av hoveddelen med en dekselsammenstilling.

Fig. 6 viser en utjevningsring som kan brukes sammen med gripeinnretningen på fig. 1. Fig. 7 viser en føringsrulle som kan brukes sammen med gripeinnretningen på fig. 1. Fig. 1 viser en eksemplifiserende utførelse av en gripeanordning 100 i henhold til aspekter ved den foreliggende oppfinnelse. Som vist, er gripeanordningen 100 en innfelt gripeinnretning 100 som kan anordnes inne i et rotasjonsbord (ikke vist). Gripeinnretningen 100 inkluderer en hoveddel 10 for å romme ett eller flere gripeelementer 20 og en dekselsammenstilling 15 for hoveddelen 10.

Hoveddelen 10 i gripeinnretningen 100 er dannet ved dreibar sammenføyning av to hoveddelseksjoner 11,12 ved bruk av én eller flere tilkoblingselementer 35. Det brukes fortrinnsvis hengsler 35 som er tildannet på begge sider av hver hoveddelseksjon 11, 12 til å forbinde de to hoveddelseksjoner 11, 12. Hoveddelseksjonene 11,12 kan alternativt være hengslet på en side og selektivt sammenlåst på den andre side. En bolle 25 strekker seg vertikalt gjennom et nedre parti av hoveddelen 10 for å romme gripeelementer 20, så som en holdekilesammenstilling 20, som vist på fig. 2.

Fig. 2 viser en 11 av hoveddelseksjonene 11,12 som danner gripeinnretningens hoveddel 10. En flens 30 er tildannet på et øvre parti av hoveddelseksjonen 11 for forbindelse til dekselsammenstillingen 15. Ett eller flere hengsler 35 er tildannet på hver side av hoveddelseksjonen 11. Det er et mellomrom 37 mellom hvert hengsel 35 for å passe sammen med et hengsel 35 som er tildannet på den andre hoveddelseksjon 12. Et hull 38 er tildannet gjennom hvert hengsel 35 for å romme en bolt 40. Som det ses i risset ovenfra som er vist på fig. 3, er hullene 38 i hengslene 35 innrettet slik at bolten 40 kan anordnes gjennom hullene 38 for å fastholde de to hoveddelseksjoner 11, 12 til hverandre.

Som ytterligere vist på fig. 3 er bollen 25 for å romme holdekilene 20 tildannet som en progressiv uthulning langs den indre vegg 42 av hoveddelseksjonen 11. Den progressive uthulning danner det skråstilte parti av den indre vegg 42, hvilket passer sammen med baksiden av holdekilene 20. For tilpasning til den progressive uthulning, kan hengslene 35 av hovedseksjonen 11 være progressivt krummet, som vist på fig.

3. Fig. 3a er en splittegning ovenfra av de krummede hengsler 35.

Fig. 4a-d viser hengslene 35S-V i detalj. Det øverste hengslet 35S er det mest krummede hengsel, fordi det øvre parti av bollen 25 har den største uthulning. Etter-som uthulningen av den indre vegg 42 minker mot bunnen av bollen 25, avtar også krumningen i de korresponderende hengsler 35S-V også progressivt. De krumme hengsler 35 gjør at hengslene 35 beholder sin evne til å holde boltene 40 som brukes til å binde sammen de to hoveddelseksjoner 11, 12. Den uthulede bolle 25 plasserer holdekilene 20 lenger bort fra senter i gripeinnretningen 100, hvilket frembringer en større innvendig diameter for tilpasning til rør med større dimensjon. Det har for ek-sempel blitt funnet at for et rotasjonsbord på 952,5 mm, kan en gripeinnretning som har en uthulet bolle med krumme hengsler håndtere en rørstørrelse på opptil ca 508 mm. Sammenlignet med dette kan en typisk gripeinnretning uten krummede hengsler kun håndtere en rørstørrelse på opptil ca 355,6 mm. Aspekter ved den foreliggende oppfinnelse øker derfor håndteringskapasiteten med hensyn til rørstørrelse for en gripeinnretning som er anordnet i et rotasjonsbord med en gitt størrelse.

I et annet aspekt kan bollen 25 i gripeinnretningen 100 inkludere én eller flere føringskiler 45 for å styre den aksiale bevegelse av en holdekile 20. Som vist på fig. 3 er én eller flere føringskiler 45 festet til den indre vegg i bollen 45. Føringskilen 45 kan passe sammen med et føringsspor 46 som er tildannet i lengderetningen på den utvendige overflate av holdekilen 20. På denne måte kan føringskilen 45 opprettholde banen til en holdekile 20 som beveger seg. Videre hindrer føringskilen 45 holdekilen 20 i å rotere i bollen 25 når den beveger seg aksialt langs bollen 25. Fordi holdekilen 20 ikke kan rotere inne i bollen 25, kan gripeinnretningen 100 brukes som en reserve-dreie-momentkilde under sammenskruing eller fraskruing av rørforbindelser.

I et annet aspekt kan ett eller flere ansatspartier 50 være festet til et nedre parti av flensen 30 av hoveddelseksjonene 11,12 som vist på fig. 5. Ansatspartiene 50 kan omfatte blokker 50 som er utformet til å passe sammen med spor som er tildannet i rotasjonsbordet (ikke vist). Blokkene 50 gjør at dreiemoment kan motvirkes mellom gripeinnretningens hoveddel 100 og rotasjonsbordet. Som et resultat av dette hindres gripeinnretningen 100 i å rotere inne i rotasjonsbordet når den brukes som en reser-vedreie-momentkilde under sammenskruing eller fraskruing av rørforbindelser. Fig. 5 viser også et annet riss av den uthulede bolle 25 og føringskilene 45 i henhold til aspekter av den foreliggende oppfinnelse.

I et annet aspekt kan gripeinnretningen 100 inkludere en utjevningsring 55 for å binde sammen én eller flere holdekiler 20 og for å synkronisere deres vertikale bevegelse. Som det ses av fig. 1 og 6, inkluderer utjevningsringen 55 én eller flere fø-ringslagere 60 som strekker seg radialt fra utjevningsringen 55. Utjevningsringen 55 har fortrinnsvis fire føringslagere 60 med en like avstand fra hverandre rundt omkret-sen av utjevningsringen 55. For hvert føringslager 60 er det en korresponderende føringsbane 65 som er tildannet på den indre vegg av det øvre parti av gripeinnretningens hoveddel 100, som vist på fig. 2 og 3. Føringsbanen 65 styrer den vertikale bevegelse av utjevningsringen 55 og hindrer utjevningsringen 55 i å rotere. Førings-banen 65 hjelper videre til med å sentrere røret inne i gripeinnretningen 100, og tilveiebringer bedre kontakt mellom holdekilene 20 og røret.

Som vist på fig. 1 kan en stempel- og sylindersammenstilling 70 være innfestet nedenfor hvert av føringslagerne 60, og være forbundet med en respektiv holdekile 20. Holdekilene 20 er anordnet på overflaten av den uthulede bolle 25, og kan beve-ges langs bollen 25 ved hjelp av stempel- og sylindersammenstillingen 70. Den utvendige overflate av holdekilene 20 er skråstilt, og inkluderer et føringsspor 46 til å passe sammen med føringskilen 45 i bollen 25. Den innvendige overflate av holdekilene 20 kan inkludere tenner for kontakt med røret. Under operasjon kan stempel-og sylindersammenstilingen 70 senke holdekilen 20 langs skråningen i bollen 25. I sin tur fører skråningen holdekilen 20 radialt mot senter i gripeinnretningen 100, hvilket beveger holdekilen 20 inn i kontakt med røret. For å frigjøre røret aktueres stempel-og sylindersammenstillingen 70 til å bevege holdekilen 20 opp skråningen og bort fra røret.

Gripeinnretningen 100 kan videre inkludere en dekselsammenstilling 15 for hoveddelen 10. Dekselsammenstillingen 15 kan omfatte to separate seksjoner som er innfestet ovenfor en respektiv hoveddelseksjon 11, 12. Den seksjonerte dekselsammenstilling 15 gjør at hoveddelseksjonene 11, 12 av gripeinnretningen 10 kan åpne og lukke sammen med fjerning av dekselsammenstillingen 15. Seksjonene i deksel sammenstillingen 15 danner et hull hvis senter faller sammen med senter i hoveddelen 10.

Dekselsammenstillingen 15 kan inkludere én eller flere føringsruller 80 for å lette bevegelse og sentrering av røret i gripeinnretningen 100. Føringsrullene 80 er fortrinnsvis innfestet nedenfor dekselsammenstillingen 15, og er justerbare. Førings-rullene 80 kan justeres radialt for tilpasning til rør med forskjellige størrelser. I en utfø-relse kan føringsrullene 80 omfatte en rulle 84 som har en bolt 86 som er forbundet til en gaffel 82. Gaffelen 82 kan inkludere et skaft 88 som kan settes inn i en monte-ringsinnretning 90 for innfesting til dekselsammenstillingen 15. Skaftet 88 er justerbart inne i monteringsinnretningen 90 for å føre frem og trekke tilbake rullene 80 i forhold til monteringsinnretningen 90. Gripeinnretningen 100 har fortrinnsvis fire rulleføringer 80 som er adskilt med lik avstand rund senter i dekselsammenstillingen 15.

I bruk er gripeinnretningen 100 innfelt i rotasjonssporet. Før mottak av røret justeres føringsrullene 80 for tilpasning til det innkommende røret. Holdekilene 20 er initialt i en tilbaketrukket posisjon på bollen 25. Etter at røret 20 er i den ønskede posisjon i gripeinnretningen 100, aktueres stempel- og sylindersammenstillingen 70 for å bevege holdekilene 20 ned langs skråningen i bollen 25. Holdekilene 20 styres av føringskilene 45 som er anordnet på bollen 25. Skråningen bevirker at holdekilene 20 beveger seg radialt mot røret og til kontakt med røret. Deretter utføres operasjonen med sammenskruing/fraskruing. For å frigjøre holdekilene 20 fra røret, aktueres stempel- og sylindersammenstillingen 70 for å bevege holdekilene 20 opp langs skråningen, hvilket bevirker at holdekilene 20 beveger seg radialt bort fra røret.

Selv om det foregående er rettet mot utførelser av den foreliggende oppfinnelse, kan andre og ytterligere utførelser av oppfinnelsen tenkes ut uten å avvike fra dens grunnleggende omfang, og dens omfang er bestemt av de følgende krav.

Claims (11)

1. Gripeanordning (100) for å holde et rør, omfattende: et hus (10) som har en langsgående åpning som strekker seg derigjennom; en bolle (25) som er tildannet på en indre vegg (42) i huset (10); ett eller flere gripeelementer (20) bevegelige i huset (10) for å gripe røret; en dekselsammenstilling (15) som er selektivt innfestbar til huset (10); og en eller flere føringsruller (80) festet til dekselsammenstillingen (15) for sentrering av røret, hvori den ene eller de flere føringsruller (80) letter bevegelse av røret og hvor dekselsammenstillingen (15) omfatter et hull koaksialt innrettet med åpningen i huset (10), og hvor den ene eller de flere føringsruller (80) er posisjonert rundt hullet i dekselsammenstillingen (15) på en måte som er i stand til å sentrere røret.

2. Gripeanordning (100) som angitt i krav 1, hvor den ene eller de flere føringsrul-ler (80) kan justeres for tilpasning til rør med forskjellig størrelse.

3. Gripeanordning (100) som angitt i krav 1 eller 2, hvori føringsrullene (80) omfatter: en gaffel (82) som har et skaft (88) i en ende; en tapp (86) for å forbinde en rulle (84) til gaffelen (82); og en monteringssammenstilling (90), hvor skaftet (88) er justerbart inne i monte-ringssammenstillingen (90).

4. Gripeanordning (100) i henhold til ett av de foregående krav, hvor bollen (25) er fordypet i forhold til en eller flere av husets (10) konnektorer (35).

5. Gripeanordning (100) i henhold til ett av de foregående krav, hvor dekselsammenstillingen (15) inkluderer et hull som er koaksialt innrettet med åpningen i huset (10).

6. Gripeanordning (100) i henhold til ett av de foregående krav, hvor dekselsammenstillingen (15) inkluderer to partier, som hvert kan festes til et respektivt parti (11, 12) av huset (10).

7. Gripeanordning (100) som angitt i krav 1, hvor den ene eller de flere føringsrul-ler (80) kan justeres for tilpasning til rør med forskjellig størrelse.

8. Gripeanordning (100) som angitt i krav 1, hvor huset (10) omfatter to hoveddelseksjoner (11, 12) som er koblet sammen ved bruk av en eller flere tilkoblingselementer (35).

9. Gripeanordning (100) som angitt i krav 8, hvor den ene eller de flere tilkoblingselementer (35) er progressivt krummet for tilpasning til en uthulet bolle (25).

10. Gripeanordning (100) som angitt i krav 9, hvor den ene eller de flere tilkoblingselementer (35) omfatter ett eller flere hengsler (35).

11. Fremgangsmåte for bæring av et rør, omfattende: tilveiebringe en anordning (100) som innehar: et hus (10) med en gjennomgående, langsgående åpning; en bolle (25) som er tildannet på en indre vegg (42) i huset (10); et flertall gripeelementer (20) bevegelige i huset (10) for å gripe røret; og en dekselsammenstilling (15) som inkluderer et hull koaksialt innrettet med åpningen i huset (10), idet dekselsammenstillingen (15) har føringsruller (80) for sentrering av røret, idet føringsrullene (80) er posisjonert rundt hullet i dekselsammenstillingen (15); justering av føringsrullene (80) for å tilpasses en størrelse av røret; posisjonering av røret i åpningen; sentrering av røret; og holde røret med gripeelementene (20).