NO343494B1 - Utskiftbar gripebakke og fremgangsmåte for utskiftning. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen omhandler en anordning, samt en fremgangsmåte for utskifting av anordningen, for å holde eller gripe et rør, så som et borerør eller lignende. Det beskrives en anordning med utskiftbare gripebakker (eng. dies). Anordningen er spesielt anvendbar i forbindelse med såkalte gripetenger eller gripeklør som benyttes i forbindelse med rørhåndtering. Slike anordninger benyttes spesielt til flytting av rør mellom ulike stasjoner på et dekk.

Oppfinnelsens bakgrunn

Fra kjent teknikk på andre fagområder offshore, nærmere bestemt i forbindelse med såkalte momenttenger eller krafttenger, som benyttes under sammenstilling av borerør som benyttes ved boring av brønner etter hydrokarboner (olje og gass) er det vanlig å benytte slike tenger for å skru lengder av borerør sammen og/ eller fra hverandre. Dette omtales også som rørkoplingsmaskiner. Vanligvis holdes en øvre rørdel av en gripeanordning, mens en nedre rørdel settes i rotasjon av en krafttang/momenttang. I en annen løsning benyttes et såkalt slips i boredekket, evt. en nedre krafttang, for å holde en nedre rørstreng fast relativt en øvre rørstreng som roteres ved å benytte en roterbar anordning så som en momenttang, en boremaskin eller lignende. Momenttangen består av en klo, hvilken klo har gripebakker.

Gripebakkene har som oppgave å holde røret fast i momenttangen og forhindre rotasjon av røret under sammenstilling med andre rør. Gripebakkene utsettes derfor for store krefter og må med jevne mellomrom byttes ut på grunn av slitasje. Et eksempel på en rørkoplingsmaskin er vist i norsk patent nummer NO 319959 B1, der det er montert en gripebakke på hver av tre forskyvbare klemanordninger.

Gripebakken er utstyrt med et flertall relativt skarpe riller som klemmes inn mot rørveggen og derved griper tak i denne.

Fra norsk patentsøknad NO 20092552 er det kjent en utskiftbar gripebakke for momenttenger/ krafttenger. Det beskrives en holdeanordning for en gripebakke, omfattende et legeme med et langsgående spor med innvendige vegger for anlegg mot tilsvarende flater på gripebakken, hvor en første vegg er bevegbar mellom en tilbaketrukket stilling i sporet der gripebakken er frigjort og en fremskutt stilling i sporet der gripebakken er innspent i anlegg mot de innvendige veggene. Videre er det beskrevet at den første veggen omfatter en ytre flate på et kileformet element med en i forhold til den første veggen første skråstilte flate og anbrakt på motsatt side av den første veggen, og der den første skråstilte flaten er i anlegg mot en motstående og tilsvarende andre skråstilte flate. En relativ bevegelse mellom de første og andre skråstilte flatene bevirker at den første veggen beveger seg mellom de tilsvarende nevnte tilbaketrukne og fremskutte stillingene. I den kjente løsningen er selve sporet utformet som en kile, hvor et innmontert kileformet element plasseres.

Andre eksempler på kjent teknikk er beskrevet i US 2006/0027047 A1, US 4934869 A, US 2002/0108748 A1, US 1909601 A og US 2,068,217.

Sporet og gripebakken må være utformet med minst mulig slark for å sikre at gripebakken sitter støtt i sporet. Dette er ikke nødvendigvis forenlig med det barske miljøet som anordningen opererer i, dvs. et miljø med mye forurensning fra olje, smuss, støv etc, som kan medføre at de små klaringene i sporet tetter seg og at gripebakken kiler seg fast. Dette kan resultere i at gripebakkene sitter fast når de skal byttes, noe som medfører økt tidsforbruk.

Det har vist seg at gripebakker ifølge den kjente teknikk har en tendens til å kile seg fast, og at de kan være vanskelig å skifte ut når de er slitt.

Det er derfor et behov for en forbedret anordning for bytting av gripebakker, som avhjelper eller reduserer i det minste én av ulempene ved den kjente teknikk.

Et formål med oppfinnelsen er derfor å tilveiebringe en anordning som reduserer tidsbruken og forenkler arbeidet som er forbundet med utskiftning av gripebakker.

Dette oppnås med oppfinnelsen slik den er definert i de selvstendige patentkravene. De uselvstendige patentkravene beskriver andre karakteristikker ved oppfinnelsen.

Sammendrag av oppfinnelsen

Den foreliggende oppfinnelsen omhandler en anordning, så som en utskiftbar gripebakke, som kan benyttes i gripeklør, gripeholdere, momenttenger, krafttenger, eller enhver annen innretning som benyttes til rørhåndtering offshore eller på land.

Oppfinnelsen omhandler en anordning ved gripebakke, hvor gripebakken er bevegbar mellom en tilbaketrukket posisjon hvor gripebakken er frigjort fra anordningen, og en fremskutt posisjon hvor gripebakken er innspent i anordningen, og hvor anordningen omfatter et legeme med et langsgående spor, hvor sporet har innvendige vegger for anlegg mot motsvarende vegger på et indre legeme, et mellomliggende legeme anordnet for samvirkning med det indre legemet på en første langsgående side derav, og for samvirkning med en første side av gripebakken på en motsattliggende andre langsgående side derav, hvilket mellomliggende legeme på den første langsgående siden er anordnet med et første sett skråstilte flater som er opererbare for samvirkning med et motsvarende andre sett skråstilte flater på det indre legemet, og hvor en relativ bevegelse mellom det mellomliggende legemet og det indre legemet bevirker at gripebakken beveges mellom den tilbaketrukne posisjonen og den fremskutte posisjonen. Det mellomliggende legemet omfatter videre et overføringselement, hvor en bevegelse av overføringselementet vil bevirke den relative bevegelsen mellom det første settet skråstilte flater og det andre settet skråstilte flater.

I en utførelse av anordningen kan det første settet skråstilte flater og det andre settet skråstilte flater være anordnet med samvirkende flater, hvilke samvirkende flater vil beveges relativt hverandre ved en langsgående bevegelse av det mellomliggende legemet, og slik, i en første langsgående bevegelsesretning, bevege gripebakken mot den tilbaketrukne posisjon og, i en motsatt rettet andre bevegelsesretning, bevege gripebakken mot den fremskutte posisjonen.

I et aspekt kan det første settet skråstilte flater og det andre settet skråstilte flater være motsatt rettet slik at en relativ bevegelse mellom settene vil gi en større radiell utstrekning av det indre legemet og det mellomliggende legemet i én relativ aksiell bevegelse av overføringselementet, og en mindre radiell utstrekning av det indre legemet og det mellomliggende legemet i en motsatt aksiell bevegelse av overføringselementet, hvilke aksielle bevegelser kan bevirke at gripebakken beveges til den fremskutte posisjonen og den tilbaketrukne posisjonen.

I et ytterligere aspekt kan anordningen videre omfatte en andre skrue og en låseskive, hvor den andre skruen er anordnet for å låse låseskiven i en bestemt posisjon, og låseskiven er anordnet for å låse overføringselementet når gripebakken er i den fremskutte posisjonen.

Oppfinnelsen vedrører også en fremgangsmåte for bytte av en gripebakke som angitt ovenfor, der gripebakken er anordnet i et legeme, omfattende trinnene å: - skru løs en andre skrue for å bevirke at en låseskive går ut av låsende inngrep med et overføringselement,

- rotere overføringselementet, hvilket overføringselement bevirker at et mellomliggende legeme beveges aksielt relativt et indre legeme slik at gripebakken beveges fra en fremskutt posisjon, hvor gripebakken er innspent, til en tilbaketrukket posisjon, hvor gripebakken er frigjort, og

- deretter fjerne gripebakken fra legemet gjennom en utskiftningsåpning.

Kort beskrivelse av figurene

En ikke-begrensende utførelsesform av oppfinnelsen vil nå bli beskrevet med henvisning til de medfølgende figurene der like deler er gitt like henvisningstall, og der:

Fig. 1 viser et arrangement hvor oppfinnelsen kan benyttes;

Fig. 2 viser en del av en gripeklo hvor oppfinnelsen kan benyttes;

Fig. 3 viser et sideriss av en utførelse av anordningen ifølge oppfinnelsen; Fig. 4 viser et perspektivsnitt av anordningen på fig. 3;

Fig. 5 viser anordningen på fig. 2 sett ovenfra;

Fig. 6 viser en utførelse av anordningen ifølge oppfinnelsen, sett fra skrå på siden.

Beskrivelse av en utførelsesform av oppfinnelsen

Figur 1 viser en løfteinnretning 24 hvor foreliggende oppfinnelse kan benyttes. Løfteinnretningen 24 kan omfatte et antall armer 25 med gripeklør 16 i sine ytre ender for løfting av rør 26.

Figur 2 viser en utførelse av en gripeklo 16 ifølge oppfinnelsen. Gripekloen 16 omfatter et legeme 2 med et langsgående spor 3 hvor det er anordnet en gripebakke 6 (i det viste eksempelet er det fire enkelt-gripebakker som sammen er angitt som én gripebakke 6). Hver gripeklo 16 kan være anordnet med én eller flere gripebakker 6.

Figur 3 og 4 viser, henholdsvis, et sideriss og et perspektivsnitt av en utførelse av anordningen 1 ifølge oppfinnelsen. Det vises en del av en gripeklo 16 (jf. figur 2) med en gripebakke 6, hvilken gripebakke er sammensatt av et flertall mindre gripebakkeelementer 6a-d. Gripebakken 6 er bevegbar mellom en tilbaketrukket posisjon hvor gripebakken 6 er frigjort, og en fremskutt posisjon hvor gripebakken 6 er innspent i det langsgående sporet 3 i legemet 2. Gripebakken 6 vil i den fremskutte posisjonen ligge an mot skråstilte motstående flater (ikke vist) i sporet 3. De skråstilte motstående flatene kan i et tverrsnitt sett ovenfra oppvise en trapesform eller svalehaleform. Legemet 2 er integrert i gripekloen 16, eller kan eventuelt være forbundet med gripekloen 16. Sporet 3 har en nedre anstøtelsesflate 18a som stopper en langsgående bevegelse av elementer anordnet i sporet 3. Sporet 3 er videre i en nedre ende utformet med en utsparing i radiell retning som danner en øvre anstøtelsesflate 18b. Radielt utenfor det indre legemet 9, men fortsatt liggende i sporet 3, er det anordnet et mellomliggende legeme 7. Det mellomliggende legemet 7 er anordnet for samvirkning med det indre legemet 9 på en første langsgående side 12 derav, og for samvirkning med en første side 11 av gripebakken 6 på en motsattliggende andre langsgående side 13 derav.

Det mellomliggende legemet 7 er anordnet med en komplementær flens 9a som samvirker med øvre og nedre anstøtelsesflater 18a, 18b i sporet 3, for slik å stoppe bevegelsen av det indre legemet 9. Den ene siden av flensen 9a vil samvirke med øvre og nedre anstøtelsesflater 18a, 18b, mens en motsatt side av flensen 9a vil danne en stopper i aksiell retning for det mellomliggende legemet 7.

Det mellomliggende legemet 7 er utformet med en utsparing 19 med øvre og nedre anleggsflater 19a, 19b for samvirkning med en krage 5a på et overføringselement 5. Kragen 5a har også en funksjon som en øvre stopper for motvirkning av aksiell bevegelse av det indre legemet 9. Overføringselementet 5 omfatter videre et innsnitt 20 definert av kragen 5a i sin ene ende og en øvre stoppflate 21 i sin øvre ende. Dette medfører at enhver bevegelse av overføringselementet 5 vil bevirke en tilsvarende bevegelse i samme retning av det mellomliggende legemet 7. Videre er det mellomliggende legemet 7 utformet med en øvre stoppkrage 22 som forhindrer aksiell forskyvning av gripebakken 6 når gripebakken 6 er i den fremskutte posisjonen.

Det mellomliggende legemet 7 er anordnet med et første sett skråstilte flater 8a-h som er opererbare for samvirkning med et motsvarende andre sett skråstilte flater 14a-h på det indre legemet 9. Det første og andre settet skråstilte flater 8a-h, 14a-h fungerer som kiler mot hverandre i det viste eksempelet. En relativ bevegelse av det mellomliggende legemet 7 i forhold til det indre legemet 9, bevirker at gripebakken 6 beveges mellom den tilbaketrukne posisjonen og den fremskutte posisjonen.

Bevegelsen av det mellomliggende legemet 7 kan eksempelvis gjøres ved å benytte overføringselementet. Overføringselementet 5 er forbundet med en øvre ende av det mellomliggende legemet 7 på en slik måte at en rotasjon av en første skrue 5b på toppen av overføringselementet 5 (integrert i overføringselementet 5), vil overføre en bevegelse til det mellomliggende legemet 7. Overføringselementet 5 og legemet 2 er utformet med komplementære gjenger 5c for inn- og utskruing av overføringselementet 5.

Det indre legemet 9 ligger hovedsakelig fast mot de innvendige veggene 4b i sporet 3 (de tillates en liten aksiell forskyvning ved flensen 9a i mellom den øvre og nedre anstøtelsesflaten 18a, 18b), slik at en bevegelse nedover (i den spesifikke utførelsen) av overføringselementet 5 og derav det mellomliggende legemet 7, vil tvinge de første og andre skråstilte flatene 8a-h, 14a-h til og beveges langs hverandre og føre til at den motsattliggende andre langsgående siden 13 av det mellomliggende legemet 7 vil skyve mot den første siden 11 av gripebakken 6 og øve en kraft på gripebakken 6 som skyver den mot den fremskutte posisjonen (operasjonsstilling).

Dersom gripebakken 6 av en eller annen grunn begynner å bli slitt, eller av andre grunner må byttes, kan en operatør på en enkel måte skifte denne. Ved å operere skruen 15 og frigjøre gripebakken 6 som et resultat av en oppoverrettet bevegelse av det mellomliggende legemet 7 relativt det indre legemet 9, vil de første og andre skråstilte flatene 8a-h, 14a-h, på de respektive mellomliggende legemet 7 og indre legemet 9, beveges mot en posisjon hvor kilelåsingen som de har dannet, vil løsgjøres. Dette fører til at kraften som virker fra den motsattliggende andre langsgående siden 13 av det mellomliggende legemet 7 på den første siden 11 av gripebakken 6, vil reduseres, og gripebakken 6 vil beveges til den tilbaketrukne posisjonen hvor den er frigjort. Fra den tilbaketrukne posisjonen kan gripebakken 6 enkelt tas ut, og skiftes, gjennom egnede slisser, slik som en utskiftningsåpning 17 anordnet i en øvre ende av det langsgående sporet 3.

Når overføringselementet 5 er skrudd til sin driftsposisjon, det vil si til den fremskutte posisjonen for gripebakken 6, kan overføringselementet 5 låses fast i denne posisjonen slik at det forhindres å rotere. Dette kan eksempelvis gjøres ved en låseskive 23 som holdes fast av en andre skrue 15, som vist på figurene 5 og 6. Når gripebakken 6 må byttes, reverseres prosedyren: først skrus den andre skruen 15 løs for frigjøring av låseskiven 23, deretter skrur en overføringselementet 5 ut av driftsposisjonen slik at gripebakken 6 kan byttes ut gjennom utskiftningsåpningen 17.

Utførelsesformen beskrevet heri skal anses å være ikke-begrensende. Det er åpenbart at en fagmann kan gjøre modifikasjoner eller endringer på oppfinnelsen uten å komme utenfor oppfinnelsens ramme, slik som definert i de vedføyde patentkravene.

PATENTKRAV

1. Anordning (1) ved gripebakke (6), hvor gripebakken (6) er bevegbar mellom en tilbaketrukket posisjon hvor gripebakken (6) er frigjort fra anordningen (1), og en fremskutt posisjon hvor gripebakken (6) er innspent i anordningen (1), og hvor anordningen (1) omfatter:

et legeme (2) med et langsgående spor (3), hvor sporet (3) har innvendige vegger (4b) for anlegg mot motsvarende vegger (10) på et indre legeme (9), karakterisert ved et mellomliggende legeme (7) anordnet for samvirkning med det indre legemet (9) på en første langsgående side (12) derav, og for samvirkning med en første side (11) av gripebakken (6) på en motsattliggende andre langsgående side (13) derav, hvilket mellomliggende legeme (7) på den første langsgående siden (12) er anordnet med et første sett skråstilte flater (8a-h) som er opererbare for samvirkning med et motsvarende andre sett skråstilte flater (14a-h) på det indre legemet (8), og hvor en relativ bevegelse mellom det mellomliggende legemet (7) og det indre legemet (9) bevirker at gripebakken (6) beveges mellom den tilbaketrukne posisjonen og den fremskutte posisjonen, hvor det mellomliggende legemet (7) videre omfatter et overføringselement (5) og hvor en bevegelse av overføringselementet (5) vil bevirke den relative bevegelsen mellom det første settet skråstilte flater (8a-h) og det andre settet skråstilte flater (14a-h).

2. Anordning ifølge krav 1, hvor det første settet skråstilte flater (8a-h) og det andre settet skråstilte flater (14a-h) er anordnet med samvirkende flater (8a-h, 14ah), hvilke samvirkende flater (8a-h, 14a-h) vil beveges relativt hverandre ved en langsgående bevegelse av det mellomliggende legemet (7), og slik, i en første langsgående bevegelsesretning, bevege gripebakken (6) mot den tilbaketrukne posisjon og, i en motsatt rettet andre bevegelsesretning, bevege gripebakken (6) mot den fremskutte posisjonen.

3. Anordning (1) ifølge hvilket som helst av kravene 1 - 2, hvor det første settet skråstilte flater (8a-h) og det andre settet skråstilte flater (14a-h) er motsatt rettet slik at en relativ bevegelse mellom settene (8a-h, 14a-h) vil gi en større radiell utstrekning av det indre legemet (9) og det mellomliggende legemet (7) i én relativ aksiell bevegelse av overføringselementet (5), og en mindre radiell utstrekning av det indre legemet (9) og det mellomliggende legemet (7) i en motsatt aksiell bevegelse av et overføringselement (5), hvilke aksielle bevegelser bevirker at gripebakken (6) beveges til den fremskutte posisjonen og den tilbaketrukne posisjonen.

4. Anordning (1) ifølge et av de foregående krav, hvor anordningen (1) videre omfatter en andre skrue (15) og en låseskive (23), hvor den andre skruen (15) er anordnet for å låse låseskiven (23) i en bestemt posisjon, og låseskiven (23) er anordnet for å låse et overføringselement (5) når gripebakken (6) er i den fremskutte posisjonen.

5. Fremgangsmåte for bytte av en gripebakke (6) som angitt i krav 4, der gripebakken (6) er anordnet i et legeme (2), omfattende trinnene å:

- skru løs den andre skruen (15) for å bevirke at låseskiven (23) går ut av låsende inngrep med overføringselementet (5),

- rotere overføringselementet (5), hvilket overføringselement (5) bevirker at det mellomliggende legemet (7) beveges aksielt relativt det indre legemet (9) slik at gripebakken (6) beveges fra en fremskutt posisjon, hvor gripebakken (6) er innspent, til en tilbaketrukket posisjon, hvor gripebakken (6) er frigjort, og

- deretter fjerne gripebakken (6) fra legemet (2) gjennom en utskiftningsåpning (17).