NO751566L

NO751566L -

Info

Publication number: NO751566L
Application number: NO751566A
Authority: NO
Inventors: J Arnold; G Lochte; A Duncan
Original assignee: Hydrotech Int Inc
Priority date: 1974-05-01
Filing date: 1975-05-02
Publication date: 1976-01-02
Also published as: AU8010175A; GB1474327A; NL7504499A

Description

Fremgangsmåte og apparat for kopling av rør-ledninger eller lignende Method and apparatus for connecting pipes or the like

Denne oppfinnelse angår et apparat for kopling av rør og en fremgangsmåte for sammenføyning av rørledninger såsom to rørledninger som befinner seg i et vanskelig arbeidsmiljø, f.eks. flytende i vann på et sted på sjøen. Nærmere bestemt angår oppfinnelsen en fremgangsmåte og en anordning til forbindelse av rørledninger med meget stor diameter, f.eks. rørledning av den type som anvendes til å bygge opp anlegg utenfor kysten og hvor det kan være nødvendig å foreta koplingsoperasjoner fjernt eller hvor det er nødvendig å bevirke samtidig kopling av flere par rør med stor diameter med minst mulig manuell håndtering. This invention relates to an apparatus for connecting pipes and a method for joining pipelines such as two pipelines which are in a difficult working environment, e.g. floating in water at a place on the lake. More specifically, the invention relates to a method and a device for connecting pipelines with a very large diameter, e.g. pipeline of the type used to build facilities off the coast and where it may be necessary to carry out connection operations remotely or where it is necessary to effect the simultaneous connection of several pairs of large diameter pipes with the least possible manual handling.

Ettersom nødvendigheten øker for konstruksjon av bore-plattformer og lignende utenfor kysten på dypt vann, er det blitt stadig mer viktig og nødvendig å ha apparater for kopling av As the necessity increases for the construction of drilling platforms and the like offshore in deep water, it has become increasingly important and necessary to have devices for connecting

rør, hvilke kan håndteres under slike omgivende betingelser med minimal manuell assistanse og arbeide. pipes, which can be handled under such ambient conditions with minimal manual assistance and work.

Hittil har slike offshore-konstruksjoner som var under-støttet på havbunnen, vært begrenset til vanndybder på tilnærmet 250 meter eller mindre. Det har derfor vært antatt at byggingen av offshore-konstruksjoner i enkelte enheter har en sikker og økonomisk høydebegrensning på ikke mer enn omkring 250 meter. Når imidlertid det er påkrevet med konstruksjoner som er større Until now, such offshore constructions that were supported on the seabed have been limited to water depths of approximately 250 meters or less. It has therefore been assumed that the construction of offshore structures in some units has a safe and economical height limitation of no more than around 250 metres. However, when larger structures are required

i høyde enn ca. 250 meter, må disse konstrueres i temmelig sikre omgivelser, såsom innenfor beskyttede kystområder og deretter slepes flytende til den ønskede konstruksjons beliggenhet og deretter sammenføyet i vannet. Sammenføyningen eller'koplingen av disse seksjoner byr et meget vanskelig problem når sammenkoplings-stedet er et ubeskyttet sted utenfor kysten, og som en følge der-av kan værbetingelsene ikke alltid være de gunstigste. Det er derfor ønskelig å ha et apparat som hurtig og lett kan håndteres in height than approx. 250 metres, these must be constructed in fairly safe surroundings, such as within protected coastal areas and then towed floating to the desired construction location and then joined in the water. The joining or 'coupling' of these sections presents a very difficult problem when the joining place is an unprotected place off the coast, and as a result the weather conditions may not always be the most favourable. It is therefore desirable to have a device that can be handled quickly and easily

slik at det fester til hverandre endene av rørledninger eller lignende med stor diameter for å utnytte gunstige betingelser når disse opptrer. Hittil har det vært anvendt kon-vensjonelle flenser som benyttet seg av bolter og muttere eller klemmer til å forbinde, slike seksjoner med hverandre. so that it attaches to each other the ends of pipelines or the like with a large diameter in order to take advantage of favorable conditions when these occur. Until now, conventional flanges have been used which used bolts and nuts or clamps to connect such sections to each other.

Disse typer flenser krever imidlertid normalt manuell håndtering og tiltrekking av boltene og mutrene og/eller klemmene. However, these types of flanges normally require manual handling and tightening of the bolts and nuts and/or clamps.

Da de fleste forbindelser vil være under vann, vil de fore-gående manipuleringstrinn være meget vanskelige og tidkrevende å foreta. As most connections will be under water, the preceding manipulation steps will be very difficult and time-consuming to carry out.

Det er derfor et formål med foreliggende oppfinnelseIt is therefore an object of the present invention

å skaffe en forbedret fremgangsmåte og en anordning for innbyrdes forbindelse av rørledninger, senkkasser eller lignende, særlig med stor diameter, i et vanskelig arbeidsmiljø, som f.eks. to provide an improved method and a device for interconnecting pipelines, sumps or the like, especially with a large diameter, in a difficult working environment, such as e.g.

på et sted under vannet, og hvis kopleoperasjoner kan utføres med et minimum av dykkerhjelp og manipuleringstrinn og i noen tilfelle også kan utføres fra et fjernt sted. Det er også at an underwater location, and whose coupling operations can be performed with a minimum of diver assistance and manipulation steps and in some cases can also be performed from a remote location. It is also

et formål med foreliggende oppfinnelse å skaffe en fremgangsmåte og en anordning, hvorved rørledninger med stor diameter kan sammenføyes på en slik måte at rørledningen deretter kan tømmes for vann for å gi et tørt sted som letter sveising eller andre operasjoner inne i rørledningen. an object of the present invention to provide a method and a device by which large diameter pipelines can be joined in such a way that the pipeline can then be drained of water to provide a dry place that facilitates welding or other operations inside the pipeline.

I korthet angår oppfinnelsen en fremgangsmåte og en anordning til forbindelse av endene av et par rørledninger eller lignende. Anordningen inkluderer et par koplingselementer som hvert er innrettet for forbindelse ved sin ene ende med enden av en av de rørledninger som skal forbindes. Et av koplingselementene er ved den motsatte ende av samme forsynt med en ringformet flens som rager radialt utover fra samme og har fremre og bakre sider. Det annet koplingselement er forsynt med en kapsling for å motta den nevnte flens i låsende inngrep med denne>hvilken kapsling har en bunn som er tilpasset til den fremre ,side av flensen i den koplede stilling. Et antall kamelementer er båret av kapslingen og er anordnet for bevegelse mellom tilbaketrukne stillinger, hvor flensen kan mottas av kapslingen, og radialt innenfor utstrakte stillinger, hvori kamelementene kan få inngrep med den bakre side av flensen for å drive den til låsende inngrep med kapslingen. Innretninger såsom hydrauliske sylinderutstyr er også anordnet for å bevege kamelementene mellom de tilbaketrukne In short, the invention relates to a method and a device for connecting the ends of a pair of pipelines or the like. The device includes a pair of connecting elements, each of which is arranged for connection at one end with the end of one of the pipelines to be connected. One of the coupling elements is provided at the opposite end of the same with an annular flange which projects radially outwards from the same and has front and rear sides. The second coupling element is provided with a housing to receive the said flange in locking engagement with it, which housing has a bottom adapted to the front side of the flange in the coupled position. A number of cam members are carried by the housing and are arranged for movement between retracted positions, where the flange can be received by the housing, and radially within extended positions, in which the cam members can engage the rear face of the flange to drive it into locking engagement with the housing. Devices such as hydraulic cylinder devices are also provided to move the cam elements between the retracted ones

og de utstrakte stillinger som allerede nevnt.and the extended positions as already mentioned.

Anordningen kan også inkludere organer for løsbar forbindelse eller på annen måte innbyrdes låsing av deler av de to koplinger for disse organer for sammenføyning eller innbyrdes låsing kan være i form av en radialt utstrakt del, såsom en annen flens, festet til den første kopling og adskilt aksialt bakenfor den første flens. En slik annen flens kan være forsynt med et ringformet spor på den fremre side som er innrettet for å motta det innbyrdes låsende inngrep med samme en aksialt utstrakt frémre endedel av kapslingen, slik at der skaffes en innbyrdes låsing eller sammenføyning i et antall rundt omkretsen adskilte posisjoner omkring kapslingen for på denne måte å øke motstanden eller styrken overfor nevnte tendens til deformering av kapslingen ved drift av kamorganene. The device may also include means for releasably connecting or otherwise interlocking parts of the two couplings, for which means for joining or interlocking may be in the form of a radially extending part, such as another flange, attached to the first coupling and separated axially behind the first flange. Such another flange may be provided with an annular groove on the front side which is adapted to receive the interlocking engagement with the same axially extending front end portion of the housing, so as to provide an interlocking or joining in a number of circumferentially spaced positions around the enclosure in order in this way to increase the resistance or strength against said tendency to deform the enclosure during operation of the cam members.

Det kan i hoen tilfeller være ønskelig å anordne en elastisk tetning mellom den fremre side av flensen og dens tilsvarende overflate i kapslingen, hvilken tetning i noen tilfeller kan være adskilt eller uavhengig satt under trykk for å øke dens tetningseffekt. Videre kan flensen være gjort skrå eller konisk i en retning fremover for å bevirke øket sikring av flensen i kapslingen i den sammenføyde eller koplede tilstand. It may in some cases be desirable to arrange an elastic seal between the front side of the flange and its corresponding surface in the enclosure, which seal may in some cases be separate or independently pressurized to increase its sealing effect. Furthermore, the flange can be made oblique or conical in a forward direction to effect increased securing of the flange in the enclosure in the joined or connected state.

Det er noen ganger ønskelig å ha flensen slik anordnet at et tverrsnitt av flensen er i form av en svalehale med den fremre side av flensen beregnet på inngrep med bunnen i kapslingen og den bakre side forsynt med en høyere grad av helning og i inngrep med kamelementene, for derved å gi en større styrke til fastholdelse og et verktøy som vil tåle større skjærkrefter.. It is sometimes desirable to have the flange so arranged that a cross-section of the flange is in the form of a dovetail with the front side of the flange intended for engagement with the bottom of the enclosure and the rear side provided with a higher degree of inclination and engagement with the comb elements , thereby providing a greater strength for retention and a tool that will withstand greater shearing forces..

I korthet forklart angår fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen stiv innbyrdes sammenkopling av to seksjoner av en offshore boreplattform eller lignende, hvor hver seksjon har et antall rørformede bæreelementer, hvilke elementer i en seksjon er hovedsakelig innrettet for aksial endeinnstilling på linje med bæreelementene i den annen seksjon i sammensatt tilstand. Den inkluderer de trinnene med befestigelse av en del av.en todelt hydraulisk drevet innbyrdes låsende kopleinnretning til den ene ende av hver av bæreelementene i en seksjon og befestigelse av den annen del av hver av kopleinnretningene til den tilhørende ende av et av.bæreelementene i den annen seksjon. Seksjonene transporteres deretter til det sted på sjøen hvor boreplattformen skal monteres. Seksjonene beveges deretter til anlegg med hverandre ende mot ende på linje, idet delene av hver av kopleinnretningene ligger aksialt inntil hverandre. Deretter påføres hydraulisk væsketrykk på kopleinnretningene for derved å drive og innbyrdes låse kopleinnretningene, hvorved seksjonene av plattformen forbindes innbyrdes. I noen tilfeller kan det være ønskelig å tette eller forsegle den felles kontaktflate for de to deler av hver av kopleinnretningene for å frembringe væsketett forsegling mellom dem. Briefly explained, the method according to the invention relates to the rigid interconnection of two sections of an offshore drilling platform or the like, where each section has a number of tubular support elements, which elements in one section are mainly arranged for axial end adjustment in line with the support elements in the other section in the composite state. It includes the steps of attaching one part of a two-piece hydraulically operated interlocking coupling device to one end of each of the support members of a section and attaching the other part of each of the coupler devices to the corresponding end of one of the support members of the other section. The sections are then transported to the place on the sea where the drilling platform is to be assembled. The sections are then moved into contact with each other end to end in line, the parts of each of the coupling devices lying axially next to each other. Hydraulic fluid pressure is then applied to the coupling devices to thereby drive and interlock the coupling devices, whereby the sections of the platform are interconnected. In some cases, it may be desirable to seal or seal the common contact surface of the two parts of each of the coupling devices to produce a liquid-tight seal between them.

Den innbyrdes låsing kan utføres ved at et antall hovedsakelig radialt bevegelige låseelementer bæres på en del av hver kopleinnretning og disse beveges til låsende inngrep med den annen del av hver kopleinnretning ved påføring av hydraulisk væsketrykk på samme for derved å låse delene sammen. Det må forstås at seksjonene av boreplattformen kan transporteres til monteringsstedet ved å bringe dem til å flyte i vann og deretter slepe seksjonene til monteringsstedet. I noen tilfelle kan an-vendelsen av hydraulisk væske settes igang og styres fra et fjerntliggende sted og denne påføring av hydraulisk væske kan i noen tilfelle foretas samtidig for alle kopleinnretninger for derved samtidig å forbinde de to seksjoner innbyrdes. The mutual locking can be carried out by a number of predominantly radially movable locking elements being carried on one part of each coupling device and these being moved into locking engagement with the other part of each coupling device by applying hydraulic fluid pressure to the same to thereby lock the parts together. It should be understood that the sections of the drilling platform can be transported to the installation site by floating them in water and then towing the sections to the installation site. In some cases, the application of hydraulic fluid can be initiated and controlled from a remote location and this application of hydraulic fluid can in some cases be carried out simultaneously for all coupling devices in order to simultaneously connect the two sections together.

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives nærmereThe invention will be described in more detail below

under henvisning til tegningene, hvor fig. 1 er et delvis sentralt lengdesnitt som viser deler av kopleelementene ifølge oppfinnelsen hovedsakelig langs linjen I-l på fig. 3, fig. 2 er et riss hovedsakelig lik fig. 1, men viser de to kopleelementer aksialt adskilte umiddelbart før eller etter at kopleelementene er anbragt.eller anbringes i sammenføyd tilstand, fig. 3 er et enderiss av apparatet med en del av dette fjernet for å vise ytterligere detaljer av et av kamelementene og tilhørende elementer, fig. 4 er et delriss . i énitt og viser mer detaljert sammenføyningsorganer for koplin-gen vist på fig. 1 i større målestokk, fig. 5 er et sideriss av to adskilte seksjoner av .en boreplattform flytende på vann, with reference to the drawings, where fig. 1 is a partial central longitudinal section showing parts of the coupling elements according to the invention mainly along the line I-1 in fig. 3, fig. 2 is a view substantially similar to fig. 1, but shows the two coupling elements axially separated immediately before or after the coupling elements have been placed or placed in a joined state, fig. 3 is an end view of the apparatus with a portion thereof removed to show further details of one of the cam elements and associated elements, FIG. 4 is a partial view. in one unit and shows in more detail joining means for the coupling shown in fig. 1 on a larger scale, fig. 5 is a side view of two separate sections of a drilling platform floating on water,

fig. 6 er et riss i likhet med fig. 5, men viser de to seksjoner sammenføyet og fig. 7 er et sideriss av plattformen på fig. 6, fig. 6 is a view similar to fig. 5, but shows the two sections joined and fig. 7 is a side view of the platform in fig. 6,

men vist i oppreist stilling på et underlag under vannet og idet den strekker seg opp over havflaten. but shown in an upright position on a surface below the water and as it extends above the sea surface.

I det følgende skal under henvisning til tegningene beskrives en foretrukket utførelse av oppfinnelsen. Apparatet ifølge foreliggende oppfinnelse inkluderer et par kopleelementer, f.eks. kopleelementet 11 som handel og kopleelementet 12 som hundel. Kopleelementet 11 er Innrettet for forbindelse f.eks. ved sveising eller lignende, med et av de rør som skal sammenføyes, f.eks. enden av røret 13. Kopleelementet 12 er innrettet for forbindelse f.eks. ved.hjelp av sveising eller på annen måte, med det annet rør 14 som skal skjøtes. Kopleelementet 11 er forsynt med en ringformet utover ragende flens 17 som er skrådd eller på annen måte kan beskrives som vippet fremover mot kopleelementet 12. Flensen er forsynt med en hovedsakelig stumpkjegleformet fremre side 18 og en tilsvarende stumpkjegleformet bakre side 19. Det vil bemerkes at den fremre og bakre side 18 hhv. 19 hver beskriver overflaten av en avkortet kjegle, hvis bunnflater hver vender hovedsakelig fremover mot kopleelementet 12. I den foretrukne utførelse er helningen av den. bakre side 19 i størrelsesordenen 15° fra perpendikulæren i forhold til senterlinjen for kopleelementet 11 og er større enn helningen av den fremre flate 18 som kan være i størrelses-ordenen 30° fra perpendikulæren i forhold til senterlinjen for rørkopleelementet 11. Dette gir en flens 17 som kan beskrives som svalehaleformet i tverrsnitt, hvilket skaffer større styrke overfor skjærkrefter som' kan bli påtrykt kopleutstyret, og sikrer en effektiv låsevirkning som skal beskrives senere. In what follows, a preferred embodiment of the invention will be described with reference to the drawings. The apparatus according to the present invention includes a pair of coupling elements, e.g. the coupling element 11 as male and the coupling element 12 as female. The coupling element 11 is arranged for connection e.g. by welding or the like, with one of the pipes to be joined, e.g. the end of the pipe 13. The coupling element 12 is arranged for connection e.g. by means of welding or otherwise, with the other pipe 14 to be joined. The coupling element 11 is provided with an annular outwardly projecting flange 17 which is inclined or can otherwise be described as tilted forward towards the coupling element 12. The flange is provided with a mainly frustoconical front side 18 and a corresponding frustoconical rear side 19. It will be noted that the front and back side 18 respectively. 19 each describes the surface of a truncated cone, the bottom surfaces of which each face substantially forwards towards the coupling element 12. In the preferred embodiment, the slope thereof is rear side 19 in the order of magnitude 15° from the perpendicular in relation to the center line of the coupling element 11 and is greater than the inclination of the front surface 18 which can be in the order of magnitude 30° from the perpendicular in relation to the center line of the pipe coupling element 11. This gives a flange 17 which can be described as dovetail-shaped in cross-section, which provides greater strength against shear forces that can be applied to the coupling device, and ensures an effective locking effect which will be described later.

Kopleelementet 12 er forsynt med en ringformet kapsling 20 med en anleggsbunn 21 innrettet for med tilpasning å motta den fremre side 18 av flensen 17. Anleggsbunnen 21 kan være forsynt med en ringformet fordypning, hvori er festet tetningsorganer, såsom en ettergivende elastomer tetning 23, som kan settes under trykk separat, f.eks. ved hjelp av ventilåpningen 24, for å øke tetningsvirkningen mellom flensen 17 og bunnen 21 når kopleelementene 11 og 12 er låst sammen. The coupling element 12 is provided with an annular casing 20 with an abutment base 21 arranged to adaptably receive the front side 18 of the flange 17. The abutment base 21 can be provided with an annular recess, in which sealing means are fixed, such as a resilient elastomer seal 23, which can be pressurized separately, e.g. by means of the valve opening 24, to increase the sealing effect between the flange 17 and the bottom 21 when the coupling elements 11 and 12 are locked together.

Kapslingen 20 er innrettet for å bære og holde et antall kiler eller kamelementer 30 i. innledende radialt tilbake-trukkede, rundt omkretsen adskilte stillinger som generelt vist på fig. 2. I den tilbaketrukne stilling kan kapslingen 20 lett oppta anbringelsen i samme av flensen 17. Det kan være hensikts messig i noen tilfelle i denne beskrivelse å betegne flensen 17 som den fremre flens på kopleelementet 11. The housing 20 is arranged to carry and hold a number of wedges or cam elements 30 in initial radially retracted, circumferentially spaced positions as generally shown in FIG. 2. In the retracted position, the housing 20 can easily accommodate the placement of the flange 17. It may be appropriate in some cases in this description to refer to the flange 17 as the front flange of the coupling element 11.

Hvert av kamelementene 30 er innrettet for bevegelse hovedsakelig radialt innover og utover i kapslingen 20 og er hovedsakelig runde i tverrsnitt loddrett på deres bevegelses-retning som nevnt. Hvert av kamelementene 30 er forsynt med en hovedsakelig plan flate 31 på sin bakre side som vist på fig. 1 og 2, hvilke plane flater 31 er innrettet for inngrep og låsende kontakt med den bakre side 19 av flensen 1.7 i den virksomme posisjon vist på fig. 1. Hvert av kamelementene 30 h.oldes mot dreining omkring bevegelsens akse ved hjelp av en føringsstift 33 som går gjennom en del av kapslingen 20 og griper inn i en passende langsgående føringslist 34 i den fremre side av kamelementene 30 som vist. Each of the cam elements 30 is arranged for movement mainly radially inwards and outwards in the enclosure 20 and is mainly round in cross-section perpendicular to their direction of movement as mentioned. Each of the cam elements 30 is provided with a substantially flat surface 31 on its rear side as shown in fig. 1 and 2, which flat surfaces 31 are arranged for engagement and locking contact with the rear side 19 of the flange 1.7 in the active position shown in fig. 1. Each of the cam elements 30 is held against rotation about the axis of movement by means of a guide pin 33 which passes through part of the housing 20 and engages in a suitable longitudinal guide strip 34 in the front side of the cam elements 30 as shown.

Hvert av kamelementene 30 bæres på den radialt innerste ende av en stempelstang 38 f.eks. ved sveising, gjengeforbindelse eller lignende og er innrettet for bevegelse radialt innover Each of the cam elements 30 is carried on the radially innermost end of a piston rod 38, e.g. by welding, threaded connection or the like and is designed for radial inward movement

og utover ved drift av et hydraulisk stempel (ikke vist) festet til den radialt ytre ende av stangen 38, og hvilket stempel er innrettet for bevegelse inne i en hydraulisk sylinder 39 ved passende pådrag av hydraulisk trykk på endene av samme på konvensjonell måte, og som kan være drevet fra et fjerntliggende sted. I noen utførelser kan hvert kamelement 30 være sammenhengende påvirket radialt innover ved virkningen av en trykkfjær 40 montert omkring stangen 38 som vist, og hvilken fjær overvinnes ved påtrykking av hydraulisk trykk på sylindrene 39 for å bevege stengene 38 radialt utover til den på fig. 2 viste stilling. and outwards by operation of a hydraulic piston (not shown) attached to the radially outer end of the rod 38, and which piston is adapted for movement within a hydraulic cylinder 39 by suitably applying hydraulic pressure to the ends thereof in conventional manner, and which may be operated from a remote location. In some embodiments, each cam element 30 may be continuously influenced radially inward by the action of a pressure spring 40 mounted around the rod 38 as shown, and which spring is overcome by the application of hydraulic pressure to the cylinders 39 to move the rods 38 radially outwards to that in fig. 2 shown position.

Som allerede beskrevet ovenfor er,denne anordning særlig anvendelig til forbindelse av rør eller lignende med stor diameter i størrelsesordenen 1+ til 2 meter i noen tilfelle, og følgelig kan driften av kamelementene 30 til låst stilling og inngrep med den blakre side 19 av flensen 17 bevirke en tendens for kapslingen 20 til. å bli deformert radialt utover til en uønsket og eventuelt kritisk tilstand på grunn av de store driv-krefter som utøves av sylindrene 39. For å lette dette potensielle faremoment omfatter anordningen ifølge foreliggende oppfinnelse noe som av og til kan beskrives som utløsbare holdeorganer eller utløsbare innbyrdes låsende organer, hvorved kopleelementene II og 12 er ytterligere bundet sammen eller på annen måte ytter ligere innbyrdes låst for å foregripe muligheten av slik uønsket deformering. As already described above, this device is particularly applicable to the connection of pipes or the like with a large diameter in the order of 1+ to 2 meters in some cases, and consequently the operation of the comb elements 30 to a locked position and engagement with the blunt side 19 of the flange 17 cause a tendency for the enclosure 20 to. to be deformed radially outwards to an undesirable and possibly critical condition due to the large driving forces exerted by the cylinders 39. In order to alleviate this potential danger, the device according to the present invention includes what can sometimes be described as releasable holding means or releasable mutually locking means, whereby the coupling elements II and 12 are further tied together or in some other way further interlocked in order to anticipate the possibility of such unwanted deformation.

Følgelig skal en utførelsesform av slik befestigelseAccordingly, an embodiment of such attachment shall

eller innbyrdes låsende organer beskrives i det følgende: Koplingselementet 11 kan f.eks. være forsynt med en radialt utstrakt forstørret del festet aksialt bakenfor flensen 17 og denne kan være i form av en bakre flens 45 som vist på teg-ningen, og som er festet f.eks. ved sveising eller ligende til kopleelementet 11. For å skaffe ytterligere styrke og under-støttelse til flensen 45 kan der være anordnet og festet til denne ved sveising eller lignende et antall rundt omkretsen adskilte avstivere 46 som ligger i hovedsakelig radialt for- or interlocking bodies are described in the following: The coupling element 11 can e.g. be provided with a radially extended enlarged part attached axially behind the flange 17 and this can be in the form of a rear flange 45 as shown in the drawing, and which is attached e.g. by welding or lying to the coupling element 11. In order to provide additional strength and support to the flange 45, there can be arranged and attached to it by welding or the like a number of stiffeners 46 separated around the circumference, which are located mainly radially forward

løpende plan med de innerste ender av avstiverne sveiset eller på annen måte festet til kopleelementet 11. Dessuten kan.den fremre side av den bakre flens 45 være forsynt med en ringformet fremover vendende fordypning 47 med en sylindrisk og radialt innover vendende ytre ansats 48 som har en radialt innover vendende flate. running plane with the innermost ends of the stiffeners welded or otherwise attached to the coupling element 11. In addition, the front side of the rear flange 45 can be provided with an annular forward-facing recess 47 with a cylindrical and radially inward-facing outer shoulder 48 which has a radially inward facing surface.

Kopleelementet 12 kan hensiktsmessig være forsynt medThe coupling element 12 can suitably be provided with

en ringformet endedel 50 festet til den fremre ende av elementet 12 og som har en ringformet ytre flate som passer til ansatsen 48 som vist på fig. 1. Den fremre del av endedelen 50 kan ha en liten avsmalnende flate 51 for å lette innføring av delen 50 i fordypningen 47 slik det best ses på fig. 4. Etter sammenføyning av kopleelementene 11 og 12 i den på fig. 1 viste stilling, virker den.ringformede, endedel 50 som en tunge for innbyrdes låsing med ansatsen 48 i fordypningen 47. Denne innbyrdes låsing eller binding gir tilleggsstøtte for å hindre uønsket radial deformering av kapslingen 20 som ellers kunne opptre under driften av kamelementene 30 til låsestillingen som vist på fig4 1. an annular end part 50 attached to the front end of the element 12 and having an annular outer surface which fits the shoulder 48 as shown in fig. 1. The front part of the end part 50 can have a small tapering surface 51 to facilitate the introduction of the part 50 into the recess 47 as best seen in fig. 4. After joining the coupling elements 11 and 12 in the one in fig. 1 position, the annular end part 50 acts as a tongue for interlocking with the shoulder 48 in the recess 47. This interlocking or binding provides additional support to prevent unwanted radial deformation of the enclosure 20 which could otherwise occur during the operation of the cam elements 30 to the locking position as shown in fig4 1.

Det skal forstås at de nevnte bindende eller innbyrdes låsende organer kan ha forskjellig form, som f.eks. at den forreste ende av kopleelementet 12 kan være forsynt med et ringformet spor og flensen 4 5 kan være.forsynt med en fremover vendende ringformet endedel, slik at det nevnte forhold tunge og spor kan være omvendt. It should be understood that the aforementioned binding or interlocking bodies can have different shapes, such as e.g. that the front end of the coupling element 12 can be provided with an annular groove and the flange 45 can be provided with a forward-facing annular end part, so that the aforementioned relationship between tongue and groove can be reversed.

I hvert tilfelle vil der fortsatt være anordnet den nødvendige ytterligere understøttelse og konstruksjon til å hindre de uønskede virkninger som i motsatt fall vil kunne oppstå. Det skal dessuten forstås at selvom det er beskrevet en ringformet konstruksjon av typen not og fjær, kunne alternative utførelser være anordnet så lenge der foreligger innbyrdes låsende' eller bindende organer i et antall rundt omkretsen adskilte posisjoner omkring anordningen og hvilken innbyrdes låsing eller binding ble utført som følge av skjøtingenav de to kopleelementer. In each case, the necessary additional support and construction will still be provided to prevent the unwanted effects that could otherwise occur. It should also be understood that although an annular construction of the tongue and groove type has been described, alternative designs could be provided as long as there are interlocking or binding means in a number of circumferentially spaced positions around the device and which interlocking or binding was carried out as a result of the joining of the two coupling elements.

Som omtalt ovenfor og i visse anvendelser er det ønskelig at den ringformede flens 17 har den nevnte svalehale-form.i tverrsnitt, slik at den bakre side 19 av denne kan få inngrep med flater 31 på kamelementene 30 ved en mindre vinkel enn det som er tilfelle ved inngrepet av den forreste side 18 med sin tilpassede bunn 21. Denne anordning letter oppfangning av flensen 17 i kapslingen ved drift av kamelementene 30<p>g tillater likeledes byggingen av en konstruksjon som vil tåle større ytre krefter, f.eks. skjærkrefter. Dessuten vil den skrådde eller fremover rettede anordning av den ringformede flens 17 i forhold til bunnen 21 også tillate en viss grad av aksial unøyaktighet i størrelsesordenen 3° eller ligende, f.eks. mellom de sentrale akser for koplingelementene 11 og 12, og allikevel gi en virksom enhet som kan koples effektivt sammen. As mentioned above and in certain applications, it is desirable that the annular flange 17 has the aforementioned dovetail shape in cross-section, so that the rear side 19 of this can engage with surfaces 31 of the cam elements 30 at a smaller angle than is case by the engagement of the front side 18 with its adapted bottom 21. This device facilitates the capture of the flange 17 in the housing by operation of the cam elements 30<p>g also allows the construction of a construction that will withstand greater external forces, e.g. shear forces. Moreover, the inclined or forward-directed arrangement of the annular flange 17 in relation to the base 21 will also allow a certain degree of axial inaccuracy in the order of 3° or horizontal, e.g. between the central axes of the coupling elements 11 and 12, and still provide a working unit which can be efficiently coupled together.

Under drift kan f.eks. kopleelementet 11 være forbundet eventuelt ved sveising eller på annen måte med røret 13 i en beskyttet eller på annen,måte skjermet omgivelse. På lignende måte kan kopleelementet 12 være forbundet med røret 14. Deretter kan de respektive rør 13 og 14 være innleiret i passende underordnede utstyr, hvilke deretter bringes til å flyte eller på annen måte bringes til å beveges til det vanskelige arbeidssted som f.eks. During operation, e.g. the coupling element 11 may be connected by welding or in another way to the pipe 13 in a protected or otherwise shielded environment. In a similar way, the coupling element 12 can be connected to the pipe 14. Then the respective pipes 13 and 14 can be embedded in suitable subordinate equipment, which is then made to float or otherwise be made to move to the difficult work place such as e.g.

på et sted utenfor kysten hvor rørene 13 og 14 skal danne deler av en offshore-konstruksjon og som skal forenes med hverandre for å danne en fullstendig rørkonstruksjon eller arbeidsplass. at a location off the coast where pipes 13 and 14 are to form parts of an offshore structure and which are to be joined together to form a complete pipe structure or workplace.

Når de respektive underordnede utstyr når deres bestemmelsessted,, og det er ønskelig -å fullføre sammenføyningsoperasjonen, vil kam-elementet 30 bli holdt i tilbaketrukket posisjon som vist på fig. When the respective subordinate equipment reaches its destination, and it is desired to complete the joining operation, the comb member 30 will be held in the retracted position as shown in fig.

2. Koplingselementene ' 11 og 12 beveges fra den på fig. 2 viste stilling til den sammenpassede stilling vist på fig. 1, på,hvilket tidspunkt kamelementene 30 påvirkes radialt innover til den på 2. The coupling elements ' 11 and 12 are moved from the one in fig. 2 shown position to the matched position shown in fig. 1, at which time the cam elements 30 are actuated radially inwards to the on

fig. 1 viste stilling ved påtrykking av hydraulisk væske på sylindrene 39. Dette bevirker at kamelementene 31 beveger seg radialt innover og, får kontakt med og låser den ringformede flens fig. 1 shown position when hydraulic fluid is applied to the cylinders 39. This causes the cam elements 31 to move radially inward and make contact with and lock the annular flange

17 i kontakt med bunnen 21.17 in contact with the bottom 21.

Deretter blir, hvis det er ønskelig å øke tetnings-effekten mellom koplingene 11 og 12 væsketrykket påført gjennom ventilåpningen 2 4 for å påvirke tetningen 2 3 til tettende kontakt med den forreste side 18 av flensen 17. Hvis rørene 13 og 14 holdes i en vertikal orientering som f.eks. i benet på en offshore-boreplattform, vil tetningen 23 hindre inntrengen av vann til det indre av rørene, slik at rørene kan tømmes for vann for å danne et tørt oppholdsrom inne i samme. I slike omgivelser kan den konstruktive helhet av utstyret økes ved utførelse av sveising ved de nærmeste ender av kopleelementene 11 og 12 for å fullføre utstyret og sammensetningen hvis ønsket. Then, if it is desired to increase the sealing effect between the couplings 11 and 12, the fluid pressure is applied through the valve opening 2 4 to influence the seal 2 3 into sealing contact with the front side 18 of the flange 17. If the tubes 13 and 14 are held in a vertical orientation such as in the leg of an offshore drilling platform, the seal 23 will prevent the penetration of water into the interior of the pipes, so that the pipes can be emptied of water to form a dry living space inside the same. In such an environment, the constructive integrity of the equipment can be increased by carrying out welding at the nearest ends of the coupling elements 11 and 12 to complete the equipment and the composition if desired.

Foreliggende oppfinnelse skaffer en forbedret anordning for kopling av rør, som kan betjenes med et minimum av manuelt arbeid og som kan utføres i vanskelige arbeidsomgivelser og som i noen tilfelle kan betjenes ved fjernstyring. Dette trekk med fjernstyring og i noen tilfelle samtidig betjening er meget viktig i tilfelle av sammenføyning av to store seksjoner av en borerigg for. arbeid på sjøen, f.eks. hvor det er ønskelig å føye sammen et antall par av slike rør, såsom 10 eller 20, samtidig når alle de underordnede utstyr er bragt til sammenpassende posisjoner. Således kan alle de underordnede utstyr hurtig sammen-føyes under anvendelse av en anordning for kopling av rør av den ovenfor omtalte type. Dette kan gjøres hurtigere og sikrere enn det hittil har vært mulig. Som et.resultat av dette er det nå mulig å konstruere store offshore-borekonstruksjoner og lignende som kan strekke seg til større dybder enn det hittil har vanligvis vært mulig med konvensjonell teknikk og anordninger. The present invention provides an improved device for connecting pipes, which can be operated with a minimum of manual work and which can be carried out in difficult working environments and which in some cases can be operated by remote control. This feature of remote control and in some cases simultaneous operation is very important in the case of joining two large sections of a drilling rig for. work at sea, e.g. where it is desirable to join together a number of pairs of such pipes, such as 10 or 20, at the same time when all the subordinate equipment has been brought to matching positions. Thus, all the subordinate equipment can be quickly joined using a device for connecting pipes of the above-mentioned type. This can be done faster and more securely than has been possible up until now. As a result of this, it is now possible to construct large offshore drilling structures and the like which can extend to greater depths than has usually been possible up to now with conventional techniques and devices.

I det tilfelle at kopleelementene 11 og 12 ikke forbindes permanent ved sveising, kan de adskilles ved å trekke tilbake kamelementene 30 radialt utover med passende påtrykking av hydraulisk væske på sylindrene 39. In the event that the coupling elements 11 and 12 are not permanently connected by welding, they can be separated by retracting the cam elements 30 radially outwards with suitable pressure of hydraulic fluid on the cylinders 39.

På fig. 5 til 7 er særlig vist en fremgangsmåte ved stiv innbyrdes forbindelse av seksjoner av en boreplattform eller lignende. To slike seksjoner av en boreplattform for undervanns-boring er generelt betegnet med henvisningstallene 54 hhv. 55, og er vist på fig. 5 delvis neddykket i en flytende tilstand i et vannmedi.um,. Seksjonen 54 består av et antall bæreelementer 56, minst tre i antall, som er innbyrdes forbundet ved hjelp av et antall vinkelavstivere 57 og et antall loddrette avstivere 58 In fig. 5 to 7 in particular show a method by rigidly interconnecting sections of a drilling platform or the like. Two such sections of a drilling platform for underwater drilling are generally denoted by the reference numbers 54 and 55, and is shown in fig. 5 partially immersed in a liquid state in a water medium. The section 54 consists of a number of support elements 56, at least three in number, which are interconnected by means of a number of angle braces 57 and a number of vertical braces 58

som er vanlig for boreplattformkonstruksjoner. For å gi konstruksjonen oppdrift kan de nedre bæreelementer 56 ha tettede ender og vannet tømt ut av dem, slik at seksjonen 54 får oppdrift. I det tilfelle at ytterligere oppdrift er påkrevet for å holde seksjonen 54 flytende, kan slik hjelpeoppdrift skaffes på vanlig måte. De høyre ender av hvert bæreelement 56 er forbundet med et kopleelement 11 i form av en handel av den ovenfor beskrevne type og kan i noen tilfelle være betegnet som en del av en todelt kopleinnretning. which is common for drilling platform structures. To give the construction buoyancy, the lower support elements 56 can have sealed ends and the water drained out of them, so that the section 54 gets buoyancy. In the event that additional buoyancy is required to keep section 54 afloat, such auxiliary buoyancy can be provided in the usual manner. The right ends of each support element 56 are connected to a coupling element 11 in the form of a handle of the type described above and can in some cases be described as part of a two-part coupling device.

Seksjonen 55 er hovedsakelig lik seksjonen 54 og er på lignende måte forsynt med et antall rørformede bæreelementer 60, Section 55 is substantially similar to section 54 and is similarly provided with a number of tubular support elements 60,

i det minste tre i antall, hvilke er innbyrdes forbundet ved hjelp av diagonalavstivere 62 og loddrette avstivere 63. Dessuten kan de neddykkede bæreelementer 60 være tettet ved endene, og vannet tømt ut fra dem for å gi den nødvendige oppdrift til seksjonen 55. Som for seksjonen 54 kan seksjonen 55 være forsynt med hjelpe-oppdriftsorganer-hvis påkrevet for å holde denne flytende i en ønsket høyde i vannet. Videre er det til hvert av bæreelementene 50 ved deres venstre ende som betraktet på fig. 5, festet en kopling 12 i form av en hundel av den ovenfor beskrevne type og som er innrettet for tilpasning med hver av kopleelementene 11 at least three in number, which are interconnected by means of diagonal braces 62 and vertical braces 63. Also, the submerged support members 60 may be sealed at the ends, and the water drained from them to provide the necessary buoyancy to the section 55. As for section 54, section 55 can be provided with auxiliary buoyancy means - if required to keep it floating at a desired height in the water. Furthermore, to each of the support elements 50 at their left end as seen in fig. 5, attached a coupling 12 in the form of a female of the type described above and which is arranged for adaptation with each of the coupling elements 11

av handel-typen festet til bæreelementene 56.of the trade type attached to the support elements 56.

Det skal forstås at seksjonene 54 og 55 er innrettet for sleping i vann til det ønskede sted hvor boreplattformen skal monteres. Videre vil den flytende anordning av seksjonene 54 og 55 vist på fig. 5 lette bevegelsen av disse til anbringelsen på linje med endene mot hverandre som vist på fig. 6. Hvert koplé-element 11 av handel-typen er vist aksialt nær inntil et kopleelement 12 av hundel-typen, og når alle disse handeler og hundeler er slik anordnet, blir de samtidig påvirket til innbyrdes låsende stilling ved påføring av hydraulikkvæsketrykk på den måte som er beskrevet i forbindelse med kopleelementene vist på fig. 1 og 2. Hvis'ønsket kan tetningene 2 3 for hvert av de nevnte kopleelementer drives til tettende stilling for med tetning innbyrdes å forbinde de rørformede bæreelementer 56 med de rørformede elementer 60. Det er dessuten vanligvis ønskelig å påvirke kamelementene 30 i hver kopleinnretning hovedsakelig samtidig for å muliggjøre hurtig innbyrdes forbindelse av seksjonene 54 og 55 med et minimum av tid og kontroll. Denne hovedsakelig sam-tidige innbyrdes forbindelse kan foretas ved fjernstyring som påfører det hydrauliske trykk gjennom hydraulikkledninger fra et fjerntliggende sted. It should be understood that sections 54 and 55 are designed for towing in water to the desired location where the drilling platform is to be mounted. Furthermore, the floating arrangement of sections 54 and 55 shown in fig. 5 facilitate the movement of these to the placement in line with the ends towards each other as shown in fig. 6. Each coupling element 11 of the handle type is shown axially close to a coupling element 12 of the female type, and when all these handles and dog parts are so arranged, they are simultaneously influenced into an interlocking position by the application of hydraulic fluid pressure in that manner which is described in connection with the coupling elements shown in fig. 1 and 2. If desired, the seals 2 3 for each of the aforementioned coupling elements can be driven into a sealing position in order to mutually connect the tubular support elements 56 with the tubular elements 60 with a seal. It is also usually desirable to influence the cam elements 30 in each coupling device mainly at the same time to enable rapid interconnection of sections 54 and 55 with a minimum of time and control. This essentially simultaneous interconnection can be made by remote control which applies hydraulic pressure through hydraulic lines from a remote location.

Når seksjonene 54 og 55 er innbyrdes forbundet som vist på fig. 6 og beskrevet ovenfor, kan boreplattformen deretter beveges til den vertikale posisjon som er vist på fig. 7, ved hjelp av styrt senkning av venstre ende av konstruksjonen som vist på fig. 6, hvilket er velkjent for fagfolk på området, med det resultat at konstruksjonen deretter understøttes på havbunnen 65 og således fullfører installasjonen av plattformen. When the sections 54 and 55 are interconnected as shown in fig. 6 and described above, the drilling platform can then be moved to the vertical position shown in fig. 7, by means of controlled lowering of the left end of the structure as shown in fig. 6, which is well known to those skilled in the art, with the result that the structure is then supported on the seabed 65 and thus completes the installation of the platform.

Claims

1. Device for assembling the ends of a pair of pipes, characterized by a pair of connecting elements that can each be attached at one end to the end of one of said pipes, one of the connecting elements at the opposite end of the same including an annular outwardly projecting flange with front and rear sides and the other of said coupling members at the opposite end thereof includes a housing for receiving said flange. in a locking engagement with this, and the housing having a bottom which is adapted to the front side of the flange in the locking position, a device which is axially separated from said bottom for releasably binding the housing to the one coupling element to prevent the housing from moving radially outwardly, when the flange is in locking engagement with the same, a number of cam elements carried by the casing in the space between said binding <p> g the bottom, which cam elements are movable between a retracted position in which the flange can be received by the casing and an extended position, in which the cam elements can receive engagement with the back of the flange to drive it into locking engagement with the casing, and a means for moving the cam members between the retracted and extended positions.

2. Device according to claim 1, characterized in that the binding device includes a surface on each of the coupling elements, which surfaces can be fitted to each other in the aforementioned locking engagement.

3. Device according to claim 2, characterized in that the surfaces which can fit together form part of a tongue and groove connection.

4. Device according to claim 3, characterized in that said spring is placed on the housing and the groove is placed on the one coupling element.

5. Device according to claim 4, characterized in that the groove is placed radially outside • said flange and the spring is located outside said bottom, whereby the spring and the groove can be placed directly opposite each other to effect the said connection.

6. Device according to claim 5, characterized in that the groove and the spring respectively have a ring shape.

7. Device according to requirements. 1, characterized in that • the movable members include a number of hydraulically driven piston and cylinder devices carried by the casing, as a of said pistons are operatively connected to each of said cam elements.

8. Device according to claim 1, characterized in that sealing means can be placed between the bottom and the front side for sealing between them in the aforementioned locking contact.

9. Device according to claim 8, characterized in that the sealing members are carried by the enclosure.

10. Device according to claim 1, characterized in that the mentioned rear side is. slanted in relation to the longitudinal axis of one coupling element.

11. Device for connecting the ends of two pipes or the like, characterized by the combination of a pair of connecting elements, each of which is adapted to be connected at one end to the end of one of the pipes, where to one end of one of the connecting elements an annular flange is attached which extends radially outwards from the same, which first coupling element also has a radially extended part attached and separated axially behind said flange, which radially extended part forms means for mutually locking the first coupling part with the second coupling part, in that second coupling element has a housing adapted to receive the front side of said flange in substantially adapted contact therewith, and the housing has a front end portion adapted for interlocking engagement with the radially extending portion of the first coupling element in a number around the circumference separate positions during the joining of the coupling elements to provide increased resistance to axial deformation of the enclosure, a number cam members carried by the housing initially in radially retracted circumferentially spaced positions, which cam members are arranged for substantially radial inward movement into operative contact and locking engagement with the rear side of said flange to thereby join the coupling members, and means for actuating the cam members to engaging and locking positions, whereby the coupling elements can be locked together and said front end part of the housing be mutually locked to said radially extended part of the first coupling element.

12. Device according to claim 11, characterized in that the radially extended part and the front end part are each provided with interlocking surfaces, the surfaces of one part being mainly opposite the surfaces of the other part to provide said interlocking engagement when the coupling elements together is added.

13. Device according to claim 11, characterized by. that one of the radially extended parts and said front end part is provided with an annular groove which has a mainly radially inward facing shoulder, and the other of said parts is provided with mainly radially outward facing shoulder means for contact with said inwardly facing shoulder in mutually locking conditions with the same when the coupling elements are joined.

14. Device according to claim 11, characterized in that the front and rear sides of the ring-shaped flange each define the shape of a blunt cone with its bottom surface facing forwards.

15. Device according to claim 14, characterized in that the inclination of the front side in relation to the central axis of the first coupling element is less than the inclination of the rear side.

16. Device for connecting the ends of two pipes or the like, characterized by the combination of a pair of coupling elements which are each adapted for connection at one end with the end of one of the pipes, one of the coupling elements on one end having attached a pair of axial spaced annular flanges extending radially outwardly from the same with the rearmost of the flanges provided with an annular groove in its front side, a housing attached to the other end of the second coupling element, which housing is adapted to receive the front side of the the front of the flanges in mainly adapted contact with the same, and the housing has a front end part arranged for engagement. in said groove in the rear flange in a number of separate positions around the circumference for there by preventing radially outwardly directed deformation of the coupling when joining the coupling elements, a number of cam elements carried by the enclosure initially in radially retracted around the circumference spaced positions, which cam elements are arranged for substantially radial movement inwardly into operative contact with and locking engagement with the rear side of the front flange to thereby join the coupling members, and means for biasing the cam members radially inward into contact with the rear side of the front flange, whereby the coupling members can be joined together and the front end part of the enclosure engages in the groove in the rear flange.

17. Device for connecting the ends of a pair of pipes, characterized by a pair of coupling elements that can each be mounted at one end to the end of one of the pipes, one of the coupling elements at its opposite end including an annular outwardly projecting flange with front and rear sides, which sides each define the shape of a truncated cone with its bottom face facing forward, and the second coupling member including at its opposite end a housing for receiving said flange in locking engagement therewith, which housing has a bottom which can mate with the forward side of the flange in said locking engagement, a plurality of cam members carried by the housing and movable between a retracted position, where the flange can be received in the housing, and an extended position, in which the cam members engage the rear side of the flange to drive the to locking contact with the enclosure which. mentioned, and hydraulic means for moving the cam members between their retracted position and their extended position.

18. Device according to claim 17, characterized in that the inclination of the front side in relation to the central axis of the first coupling element is less than the inclination of the mentioned rear side.

19. Method for rigid connection of two sections of a drilling platform for installation offshore or similar, where each section has a number of tubular support elements, which elements in one section are mainly arranged for placement axially in line with their ends' in relation to the support elements in the second section in the assembled state, characterized by the following step, that a part of a two-part hydraulically driven interlocking coupling device is attached to one end of each support element in one section and the other part of h <y> is a coupling device attached to the corresponding end of one of the support elements in the second section, that the said sections are transported to the place on the sea where the drilling platform is to be mounted, that the sections are moved until they lie with their ends against each other and in line, whereby the said parts of each coupling device lie axially against each other , and applying hydraulic pressure to the coupling devices to thereby drive and interlock the coupling device one and thus interconnecting the aforementioned sections of the platform-.

20,. Method according to claim 19, characterized in that the common contact surface between the two parts of each coupling device is sealed to produce a liquid-tight seal between them.

21. Method according to claim 19, characterized by supporting a number of mainly radially movable locking elements on one part of the coupling devices and movement of the locking elements into locking engagement with the other part of each coupling device by applying hydraulic fluid pressure to the same in order thereby to mutually lock said parts.

22. Procedure according to requirements. 19, characterized in that the said sections of the offshore platform are transported to the said assembly site by making it liquefied in water and that the said sections - are towed to the assembly site.

23. Method according to claim 19, characterized in that the application of hydraulic pressure is initiated and controlled from a location remote from the sections.

24. Method according to claim 19, characterized in that the hydraulic pressure is applied to a number of coupling devices essentially simultaneously.