NO344496B1

NO344496B1 - Fremgangsmåte for dannelse av en maskinerbar overflate

Info

Publication number: NO344496B1
Application number: NO20130495A
Authority: NO
Inventors: Stephen Jude Szpunar
Original assignee: Vetco Gray Inc
Priority date: 2012-05-03
Filing date: 2013-04-12
Publication date: 2020-01-20
Also published as: BR102013010828B1; SG194329A1; GB2503336B; CN103382815A; MY156817A; NO20130495A1; AU2013204002A1; BR102013010828A2; GB201307833D0; US20130292132A1; GB2503336A; US9057226B2

Description

FREMGANGSMÅTE FOR DANNELSE AV EN MASKINERBAR OVERFLATE BAKGRUNN

Oppfinnelsens område

Oppfinnelsen omhandler generelt en stigerørsammenstilling. Mer spesifikt omhandler oppfinnelsen en streng av rørformede elementer og fremgangsmåte for fremstilling derav, hvor et substrat blir avsatt på endene av elementene etter at riller har blitt dannet i endene, endene er gjenget og elementene blir trædd sammen.

Beskrivelse av tidligere teknikk

Offshoreboreoperasjoner blir typisk utført gjennom et borende stigerør som strekker seg mellom en undervanns brønnhodesammenstilling ved sjøbunnen og en borefarkost. Borende stigerør er vanligvis dannet av flere individuelle rør festet til hverandre ende mot ende for å danne en streng. Ender av rørene er ofte gjenget slik at tilgrensende rør kan bli festet ved å kobles inn i deres respektive gjengede ender, hvor en stift med ende med mindre diameter på træende måte settes inn i en boksende med større diameter. Typisk blir boksendenes diametere øket ved en separat stukesmiingsprosess for å tilveiebringe materiale for å maskinere gjenger på det.

US 4366971 beskriver en korrosjonsresistent rørsammenstilling. US 2006/086615 beskriver en fremgangsmåte for å øke bindingsstyrke av et metallsprøyte-fortykket lag av elektroformede forminnleggsdeler.

OPPSUMMERING AV OPPFINNELSEN

Den foeliggende oppfinnelse tilveiebringer en stigerørstreng, karakterisert ved at den omfatter: et første rør som har en lengde, hovedsakelig konstante indre og ytre diametere langs lengden, en boksende, riller på en ytre overflate nærliggende boksenden, en metallkledning på den ytre overflaten av det første røret og som strekker seg inn i rillene, og gjenger på en indre overflate av boksenden; og et andre rør som har en tappende satt inn i boksenden, riller på en ytre overflate nærliggende tappenden, en metallkledning på den ytre overflaten av det andre røret og som strekker seg inn i rillene, og gjenger på en ytre overflate av metallkledningen koblet sammen med gjengene på den indre overflaten av boksenden.

Den foeliggende oppfinnelse tilveiebringer også en fremgangsmåte for å danne en stigerørstreng, karakterisert ved at den omfatter å: a. danne riller på endeandeler av rør; b. avsette et lag av metallkledning på endeandelene av rørene og over rillene; c. tilveiebringe gjenger på en indre overflate av en ende av ett av rørene som skjærer gjennom laget av metallkledning inn i materiale som danner røret og for å danne en boksende; d. tilveiebringe gjenger på en ytre overflate av en ende av et annet av rørene som skjærer gjennom laget av metallkledning inn i materiale som danner røret og for å danne en tappende; og e. koble gjenger på tappenden til gjenger på boksenden for å definere en forbindelse.

Ytterligere utførelsesformer av stigerørstrengen og fremgangsmåten i henhold til den foreliggende oppfinnelse fremgår av de uselvstendige patentkrav.

Tilveiebrakt heri er et eksempel på en stigerørstreng og en fremgangsmåte for å danne en stigerørstreng. I ett eksempel beskrevet heri er en stigerørstreng som har et første rør med en boksende og riller på en ytre overflate nærliggende boksenden. En metallkledning er på rillene, og gjenger er på en indre overflate av boksenden. Inkludert er også et andre rør med en tappende som blir satt inn i boksenden med riller på en ytre overflate nærliggende tappenden og kledningen over rillene. Gjenger på den ytre overflaten av tappenden blir koblet sammen med gjengene på den indre overflaten av boksenden. Rillene på det første røret kan eventuelt hver ha en høyde som avtar med avstand fra en terminal ende av boksenden og en bredde som øker med avstand fra en terminal ende av boksenden. Riller på det andre røret kan hver ha en høyde som avtar med avstand fra en terminal ende av tappenden og en bredde som øker med avstand fra en terminal ende av tappenden. I et eksempel, er rillene på det første røret formet som en trapesoide med en bunnende distalt fra den ytre overflaten av boksenden, en åpning ved den ytre overflaten av boksenden som har en lengde større enn bunnenden, og konvergerende sider som strekker seg fra åpningen til bunnenden. Eventuelt er rillene på det andre røret formet som en trapesoide med en bunnende distalt fra den ytre overflaten av tappenden, en åpning ved den ytre overflaten av tappenden som har en lengde større enn bunnenden, og konvergerende sider som strekker seg fra åpningen til bunnenden. Tilgrensende riller på det første røret kan være adskilt ved et rom som øker med avstand fra en terminal ende av boksenden. I et alternativ, er tilgrensende riller på det første røret adskilt ved et rom som avtar med avstand fra en terminal ende av boksenden.

Det er heri også beskrevet en fremgangsmåte for å danne en stigerørstreng som inkluderer å danne riller på endeandeler av rør og avsette et lag av metallkledning på endeandelene av rørene og over rillene. Gjenger er tilveiebrakt på en indre overflate av en ende av et rør for å danne en boksende sammen med gjenger på en ytre overflate av en ende av et rør for å danne en tappende.

Gjenger på tappenden er koblet sammen med gjenger på boksenden for å definere en forbindelse. I ett eksempel blir trinnene med å danne rillene, gjenger og koble sammen gjengene gjentatt med ytterligere rør. I et eksempel involverer trinnet med å danne rillene å danne en spiralformet rille nærliggende en ende av røret, rillen har et triangulært formet tverrsnitt. Eventuelt blir rillene dannet ved å danne en spiralformet rille nærliggende en ende av røret, rillen har et "castellated" formet tverrsnitt. Dannelse av rillene kan alternativt involvere å danne en serie av trapesoidalt formede riller som har en suksessivt avtagende dybde med avstand fra en terminal ende av røret. Trinnet med å avsette et lag av metallkledning på endeandelene av rørene og over rillene kan anvende spon tatt fra ett av rørene.

KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGER

Når noen av trekkene og fordelene ved foreliggende oppfinnelse har blitt angitt, vil andre bli åpenbare ettersom beskrivelsen holder frem når den tas i forbindelse med de ledsagende tegningene, i hvilke:

FIG.1 er et delvis tverrsnittsriss fra siden av et eksempel på påføring av en metallspray til et rør i samsvar med foreliggende oppfinnelse.

FIG.2 er et tverrsnittsriss fra siden av et eksempel på røret ifølge FIG.1 og som har et metallspraysubstrat i samsvar med foreliggende redegjørelse.

FIG.3A er et tverrsnittsriss fra siden av en utførelsesform av rør som har et metallspraysubstrat og gjengede ender i samsvar med foreliggende oppfinnelse.

FIG.3B er et tverrsnittsriss fra siden av rørene ifølge FIG.3A i gjenget inngripen i samsvar med foreliggende oppfinnelse.

FIG.4 er et tverrsnittsriss fra siden av rør som har profilerte overflater med metallsprayen påført over de profilerte overflatene i samsvar med foreliggende oppfinnelse.

FIG.5 er et sideriss av en alternativ utførelsesform av en profilert overflate på et rør i samsvar med foreliggende oppfinnelse.

FIG.6 er et sideriss av et eksempel på et stigerør forbundet mellom et undervanns brønnhode og en plattform i samsvar med foreliggende oppfinnelse.

Selv om oppfinnelsen vil bli beskrevet i forbindelse med de foretrukne utførelsesformer, vil det bli forstått at den ikke er tenkt å begrense oppfinnelsen til den utførelsesformen. Den er tvert i mot tenkt å dekke alle alternativer, modifikasjoner og ekvivalenter, som kan bli inkludert innen ånden og omfanget av oppfinnelsen som definert ved de vedlagte kravene.

DETALJERT BESKRIVELSE AV OPPFINNELSEN

Fremgangsmåten og systemet ifølge foreliggende redegjørelse vil nå bli beskrevet mer fullstendig senere heri med referanse til de ledsagende tegningene som utførelsesformer er vist i. Fremgangsmåten og systemet ifølge foreliggende redegjørelse kan være i mange forskjellige former og skulle ikke bli betraktet som begrenset til de illustrerte utførelsesformene fremlagt heri; disse utførelsesformene er snarere tilveiebrakt slik at denne redegjørelsen vil være grundig og komplett, og vil fullstendig overbringe dens omfang til fagpersonene. Like nummere refererer til like elementer gjennom det hele.

Det skal videre bli forstått at omfanget av foreliggende redegjørelse ikke er begrenset til de eksakte detaljer for konstruksjon, drift, eksakte materialer eller utførelsesformer vist og beskrevet, ettersom modifikasjoner og ekvivalenter vil være åpenbare for en fagperson. I tegningene og spesifikasjonen, har det blitt fremlagt illustrerende utførelsesformer og, selv om spesifikke begreper blir anvendt, blir de bare anvendt i en generisk og beskrivende betydning og ikke for formålet med begrensning. Følgelig skal forbedringene beskrevet heri derfor være begrenset bare ved omfanget av de vedlagte kravene.

Vist i sideriss i Figur 1 er et eksempel på påføring av et kledningsmateriale til et rør 20 hvor en spray 22 blir rettet fra en sprøytepistol 24 på en ytre overflate av røret 20. I eksempelet ifølge Figur 1, blir røret 20 rotert mens en påfører sprayen 22 og danner derved en sprayavsetning 26 på røret 20 og i en utpekt plassering på røret 20. I en utførelsesform blir sprayavsetningen 26 på røret 20 påført ved anvendelse av en metallsprayprosess. Ett eksempel på en metallsprayprosess blir funnet i Carter, U.S. patentsøknad publikasjon nr. US 2011/0193338, som har søknadsløpenr.12/702,340, som er overdratt til patenthaveren for den foreliggende søknaden og inkorporert ved referanse heri i sin helhet for alle formål. Sprayen 22 kan være en metallspray, og i et eksempel kan metallsprayen inkludere spon eller annet avfall fra røret 20 i løpet av dens maskinering.

Figur 2 er et tverrsnittsriss fra siden av et eksempel på røret 20 som har en sprayavsetning 26 på den ytre overflaten av røret 20 og tilgrensende en ende 28 av røret 20. Det eksisterer imidlertid utførelsesformer hvori sprayavsetningen 26 strekker seg hovedsakelig lengden av den ytre overflaten av røret 20. Refererer nå til Figur 3A, rør 201,2er hver vist med sprayavsetninger 261,2dannet på deres respektive ender 281,2. Videre illustrert i Figur 3A er gjenger 301dannet på den ytre overflaten av sprayavsetningen 261som derved danner en tappende på røret 201. Likeledes er gjenger 302vist dannet på en indre overflate av røret 202som derved danner en boksende i rør 202. I eksempelet ifølge Figur 3A, kan maskineringen som danner gjengene 301,2skjære helt gjennom sprayavsetningene 261,2i en radial retning og inn i rørene 201,2langs en andel av lengden av sprayavsetningene 261,2. Som vist i eksemplet ifølge figur 3B, er en fordel ved sprayavsetningsmetoden beskrevet heri at rørene 201,2som hovedsakelig har de samme indre og ytre diametere kan bli trædd sammen ved å sammenkoble gjenger 301,2dannet på sprayavsetningene 261,2. Dette er en fordel i forhold til koaksialt forbundne rør med sammenslutninger på en ytre overflate og/eller en stukesmiingsprosess.

I en eventuell utførelsesform som vist i tverrsnittsriss fra siden i Figur 4, blir ytre overflater av rørene 20A, 20B behandlet med riller 32A, 32B slik at når en spray 22 blir avsatt over rillene 32A, 32B, har sprayavsetningene 26A, 26B økede adhesjonsegenskaper i forhold til den med en overflate av et rør som har liten eller ingen profil. Mer spesifikt er riller 32A dannet av en repeterende serie av tilgrensende posisjonerte oppadpekende tenner som ligner en sagtann-lignende konfigurasjon. Når sprayen 22 (Figur 1) blir avsatt over rillene 32A, ligger de nedre andelene av sprayavsetningen 26A mellom tilgrensende tenner av rillene 32A. Riller 32B, som er vist som en gjentagende "castellated" konfigurasjon, kan ha eller ikke ha en konsistent langsgående avstand mellom suksessive eller tilgrensende tenner innen rillene 32B. I én eksempelutførelsesform, etter innledende påføring av spray 22 (Figur 1), er et aksialt tverrsnitt av sprayavsetningen 26 halv-elliptisk formet og kan bli maskinert for å ha en generelt plan øvre overflate hvor fremre og bakre overflater strekker seg generelt vinkelrett fra en akse AXav rør 20A.

Med referanse nå til Figur 5, er et side-tverrsnittsriss av et eksempel på riller 32C vist hvori rilleelementene 341-nhar et trapesoidal-lignende tverrsnitt. I eksemplet ifølge Figur 5, er rilleelementene 341-ndannet i en ytre overflate av røret 20C og kan hver ha en høyde og bredde som endres med hensyn til tilgrensende rilleelementer. I det spesifikke eksempel ifølge Figur 5, har rilleelement 341en høyde større enn andre rilleelementer 342-nsom bygger opp rillene 32C. De sekvensielt reduserte høydene mellom rilleelementene 341-nkan følge en generelt lineær funksjon, eller kan eventuelt også være ikke-lineær. I eksempelet ifølge Figur 5, er rilleelementene 341-nsom har den større høyden og bredden lokalisert nærliggende en ende 28C av røret 20C. Rekkefølgen kan imidlertid bli reversert slik at rilleelementer 341-ntilgrensende eller mer nærliggende enden 28C kan ha en høyde overskredet ved andre rilleelementer i rillene 32C. Fasongen av rillene 32C kan bli satt med en mer stump vinkel for å forbedre tetthet og adhesjon av metallsprayen, og også slik at metallsprayen kontakter så mye overflateareal som mulig for å forhindre skyggelegging.

Med refereranse nå til Figur 6, er et eksempel på et stigerør 36 vist utplassert undervanns, hvori stigerøret 36 er bygget opp av en serie av rør 201-nsom strekker seg fra en brønnhodesammenstilling 38 undervanns og opp til en plattform 40. I eksemplet ifølge Figur 6, er brønnhodesammenstillingen 38 vist montert på en havbunn 42 hvori plattformen 40 er over havoverflaten, og kan være flytende eller kan ha bein (ikke vist) montert på havbunnen 42.

Foreliggende oppfinnelse beskrevet heri er derfor godt tilpasset til å utføre formålene og oppnå de nevnte endene og fordelene, så vel som andre iboende deri. Selv om en utførelsesform av oppfinnelsen som for tiden er foretrukken har blitt gitt for redegjørelsesformål, eksisterer tallrike endringer i detaljene av prosedyrene for å oppnå de ønskede resultatene. Disse og andre lignende modifikasjoner vil lett foreslå seg selv for fagpersonene, og er tenkt å være omfavnet innen ånden av foreliggende oppfinnelse fremlagt heri og omfanget av de vedlagte kravene.

Claims

Patentkrav

1. Stigerørstreng (36), k a r a k t e r i s e r t v e d at den omfatter:

et første rør (202) som har en lengde, hovedsakelig konstante indre og ytre diametere langs lengden, en boksende (282), riller (32) på en ytre overflate nærliggende boksenden, en metallkledning (261) på den ytre overflaten av det første røret og som strekker seg inn i rillene, og gjenger (302) på en indre overflate av boksenden; og

et andre rør (201) som har en tappende (281) satt inn i boksenden, riller (32) på en ytre overflate nærliggende tappenden, en metallkledning (261) på den ytre overflaten av det andre røret og som strekker seg inn i rillene, og gjenger (301) på en ytre overflate av metallkledningen koblet sammen med gjengene på den indre overflaten av boksenden.

2. Stigerørstreng ifølge krav 1, hvori rillene på det første røret hver har en høyde som avtar med avstand fra en terminal ende av boksenden og en bredde som øker med avstand fra en terminal ende av boksenden.

3. Stigerørstreng ifølge krav 1, hvori rillene på det andre røret hver har en høyde som avtar med avstand fra en terminal ende av tappenden og en bredde som øker med avstand fra en terminal ende av tappenden.

4. Stigerørstreng ifølge krav 1, hvori rillene på det første røret omfatter en trapesoide med en bunnende distalt fra den ytre overflaten av boksenden, en åpning ved den ytre overflaten av boksenden som har en lengde større enn bunnenden, og konvergerende sider som strekker seg fra åpningen til bunnenden.

5. Stigerørstreng ifølge krav 1, hvori rillene på det andre røret omfatter en trapesoide med en bunnende distalt fra den ytre overflaten av tappenden, en åpning ved den ytre overflaten av tappenden som har en lengde større enn bunnenden, og konvergerende sider som strekker seg fra åpningen til bunnenden.

6. Stigerørstreng ifølge krav 1, hvori tilgrensende riller på det første røret er adskilt ved et rom som øker med avstand fra en terminal ende av boksenden.

7. Stigerørstreng ifølge krav 1, hvori tilgrensende riller på det første røret er adskilt ved et rom som avtar med avstand fra en terminal ende av boksenden.

8. Fremgangsmåte for å danne en stigerørstreng (36), k a r a k t e r i s e r t v e d at den omfatter å:

a. danne riller (32) på endeandeler av rør (20n);

b. avsette et lag av metallkledning (261) på endeandelene av rørene og over rillene;

c. tilveiebringe gjenger (302) på en indre overflate av en ende av ett av rørene som skjærer gjennom laget av metallkledning inn i materiale som danner røret og for å danne en boksende (282);

d. tilveiebringe gjenger (301) på en ytre overflate av en ende av et annet av rørene som skjærer gjennom laget av metallkledning inn i materiale som danner røret og for å danne en tappende (281); og

e. koble gjenger på tappenden til gjenger på boksenden for å definere en forbindelse.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 8, som videre omfatter å gjenta trinnene (c) – (e).

10. Fremgangsmåte ifølge krav 8, hvori trinnet med å danne rillene omfatter å danne en spiralformet rille nærliggende en ende av røret, idet rillen har et triangulært formet tverrsnitt.

11. Fremgangsmåte ifølge krav 8, hvori trinnet med å danne rillene omfatter å danne en spiralformet rille nærliggende en ende av røret, idet rillen har et "castellated" formet tverrsnitt.

12. Fremgangsmåte ifølge krav 8, hvori trinnet med å danne rillene omfatter å danne en serie av trapesoidalt formede riller som har en suksessivt avtagende dybde med avstand fra en terminal ende av røret.

13. Fremgangsmåte ifølge krav 8, hvori trinnet med å avsette et lag av metallkledning på endeandelene av rørene og over rillene anvender spon tatt fra ett av rørene.

14. Fremgangsmåte ifølge krav 8, hvori fasongen av rillene blir satt ved en stump vinkel for å forbedre tetthet og adhesjon av metallkledningen, og også slik at metallkledningen kontakter så mye overflateareal som mulig for å forhindre skyggelegging.