NO771516L - Undervannsverkt¦y. - Google Patents

Description

Undervannsverktøy.

Foreliggende oppfinnelse vedrører et undervannsverktøy av den type som kan senkes ned i vann for å klargjøre en rørende for påføring av en omsluttende kobling eller for å utføre annet arbeid på dette.

Ettersom stadig større mengder av hydrokarboner oppdages i sjøområder, har det oppstått et behov for undervannsrørledninger fra slike steder til mer tilgjengelige steder og for å reparere slike rørledninger. Undervannsrørledninger vil til sine tider ha ytre diskontinuiteter

og ujevne endeflater som må f-reses eller kappes av på annen måte for tilpassning av røret til omsluttende koblinger som brukes mer og mer til slike reparasjoner og sammenkoblinger, sammenlignet med de eldre sveisemetoder. F.eks. er det blitt utviklet et redskap som kan senkes ned i vann, klemme rundt et rør og lage et rundtgående kutt i dette. Imidlertid må det utføres- andre arbeidsoperasjoner på enden av et slikt' rør for at det skal kunne motta en omsluttende kobling. Slike forberedelser inkluderer f.eks. måling av rørets rundhet og avfresing av ytre fremspring. Videre er det ønskelig å ha et redskap som kan fjernstyres for å utføre disse forskjellige funksjoner med et minimum av dykkerassistanse og på relativt kort tid.

Det er derfor et formål med foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en forbedret undervannsmaskin som vil utføre flere funksjoner mens den er festet til røret under vann.

Denne oppfinnelse gjelder et apparat for utføring av arbeid på et rør under vann og omfatter en rørklemme innrettet til å klemme rundt røret. En delt ramme er betjenbart forbundet med og aksialt bevegelig understøttet, i det minste delvis, av klemmen, idet rammen er inn-. rettet til å åpne og lukke rundt et parti av røret aksialt inntil klemmen. Redskapet omfatter en kraftkilde for å bevege rammen aksialt i forhold til klemmen, så vel som en delt tannkrans under-støttet på rammen for åpning og lukking og for rotasjon-, om rør-partiet. En kraftkilde er anordnet for å rotere tannkransen i forhold til rammen. Tannkransen understøtter også en innretning for utførelse av arbeid på røret.

Arbeidsinnretningen kan omf atte midler for fresing av et parti av rørpartiet for å gi en jevnere ytterflate, en innretning for. å utføre et sirkumferensielt kutt i rørpartiet for således å kappe røret, og/eller en innretning for å måle rørpartiets rundhet og gi e-n indikasjon av denne.

Ytterligere trekk ved redskapet omfatter en innretning for å variere, rotasjonshastigheten av tannhjulkrarisen for å gi tannkransen en rotajsonshastighet når arbeidet utføres og en annen rotasjonshastig-het for innstillingsformålet. Et annet trekk omfatter en innretning forbundet med rammen for å bevege'tannkransen aksialt i forhold til klemmen slik at arbeidsinnretningen kan virke over et større over-flateareal uten å måtte klemme fast verktøyet til røret på nytt.' Disse og andre trekk ved oppfinnelsen skal beskrives nærmere under henvisning til det utførelseseksempel som er vist på tegningen. Fig. 1 er et sideriss som viser et foretrukket utførelseseksempel. på oppfinnelsen montert på et undervannsrør klar for utførelse av arbeidsoperasjoner på dette. Fig. 2 er et snitt langs.linjen 2-2 på fig. 1 med noen deler fjernet for tydlighets^ skyld. Fig. 3 er et snitt langs linjen3-3 på fig. 1, men viser den inntil-liggende delte ramme i overlagrete prikkede linjer. Fig. 3a er et snitt langs linjen 3a-3a på fig. 3 og viser hvorledes den faste ring og spoleinnretriingen er anordnet. Fig. 4 er et snitt langs linjen 4-4 på fig. 1 og viser monteringen av visse arbeidsinnretninger på frontplaten. Fig. 4a er et snitt langs linjen 4a-4a på fig. 4 og viser anordningen av spoleinnretningen og den faste ring i kombinasjon med frese-

maskinen og mateinnretningen ifølge oppfinnelsen.

Fig. 5 er et snitt langs linjen 5-5 på fig. 1 og viser monteringen av den delte ramme på understøttelsesanordningen.

Fig. 6 er et oppriss. av slangerullinnretningen.

Under henvisning til tegningen skal. et foretrukket utførelseseksempel på oppfinnelsen beskrives i det følgende. Henvisningstall 11 angir generelt en støttebjelkeinnretning som består av to rørbjelker 12

og 13 hvis ender er forbundet ved hjelp av et par tverrdeler 14 og 15 som er stivt festet til disse, slik det best'fremgår av fig. 5. Hver tverrdel 14 og 15 er forsynt med nedragende innretninger for klemming rundt røret 18 for således å gi understøttelse for støttebjelkeinn-retningen 11. Denne støtteinnretning tar form av rørklemmer 19 og 20 som er festet til hver sin ende av støttebjelkeinnretningen 11 og er stort sett identiske. Således vil kun en av klemmene 19,20 beskrives i detalj siden de begge er stort sett identiske.

Tverrdelen 14 er forsynt med en dertil festet, nedadragende kanal-formet del 22 som generelt sett inneholder deler av betjeningskompon-entene åv rørklemmen 19. Klemmen 19 omfatter et par stort sett u-formede kjever 24 og 25 som er innrettet til å.gripe motstående sider av røret 18. Kjeven 25 er dreibart understøttet ved.hjelp av en tapp 26 til en noe fleksibel understøttelsesarm 27 hvis øvre ende er dreibart forbundet til tverrdelen 14 ved en dreietapp 28. Kanal-delen 22 gir understøttelse for en dobbeltvirkende hydraulisk sylinder innretning 3 0 hvis ene ende er vist. dreibart forbundet med et dreie-ledd 31 som er stort sett trekantet av form og montert på en fast dreie-tapp 32 for rotasjon om denne. Toppunktet av leddet 31 er dreibart forbundet ved hjelp av en tapp 33 til en kneleddarm 34 som i sin tur er dreibart forbundet med et l-formet ledd 3 5 hvis øvre ende er dreibart forbundet med understøttelsesdelen 14. Leddet 35

er dreibart forbundet ved et punkt mellom sine ender til en klemme 36 som er fast montert på armen 27. Når således stempelstangen skyves frem av den hydrauliske sylinder 30 vil dreieleddet 31 rotere med urviserne ved betraktning av fig. 2, noe som forårsaker frigjøring av kneleddet 3 5 og bevegelse av understøttelsesarmen 27 mot høyre for å frigjøre kjeven 25 fra røret 18. Den omvendte operasjon ut-føres når det er ønskelig å bringe kjeven 25 til anvegg mot røret 18. Det vil forstås at kjeven 24 betjenes av lignende innretninger ved operasjon av sylinderanordningen 30 og derfor ikke krever noen detaljert beskrivelse. Det vil forstås at det til kanalen 22 kan være festet et par håndtak 38 og 39 som kan benyttes til å manipulere kneleddet ' 35 manuelt dersom det er ønskelig for

å frigjøre klemmene 19 og 20 fra røret 18.

Oppfinnelsen omfatter en ytre delt støtteramme 41 som er vist med heltrukken linje på figur 1 og med prikket linje på figur 3. Rammen 41 omfatter to halvdeler 42 og 43 som er forbundet ved hjelp av dreietapper 44 til ramrnestøtteinnretningen 45, idet hver ende av denne er anordnet glidende på en rørbjelke 12 og 13. For letthets-skyld blir ramrnestøtteinnretningen 45 av og til betegnet som vogn

i det følgende.

En kraftkilde er anordnet for å bevege ramrnestøtteinnretningen 45

og den delte ramme 41 aksialt på bjelkene 12 og 13, hvilken kraftkilde tar form av et par dobbeltvirkende hydrauliske sylinderinnretninger 47 og 48 med stempelstenger 49 henholdsvis 50, hvis ender er festet til tverrdelen 14. Ved tilførsel av hydrauliske væske tilpassende ender av sylinderinnretningene 47 og 48 kan ramrnestøtte-innretningen 45 beveges aksialt.

Av og til kan det være ønskelig å feste den delte ramme 41 til røret

.18. Derfor er partiet 4 2 av den delte ramme 41 forsynt med. en stort sett u-formet kjeve 52 som kan beveges radialt innover eller utover av en hydraulisk sylinderinnretning 51 festet til partiet 42. Likeledes er partiet 43 av den delte ramme 41 forsynt med en annen stort sett u-formet kjeve 53 som er anordnet 180° fra kjeven 52

og er likeledes bevegelig radielt innover og utover av en hydraulisk sylinderinnrettning 54 festet til partiet 43, slik det fremgår av fig.3. I lukket stilling vil partiene 42 og 43 av den delte ramme 41 være klemt sammen og låst av en hydraulisk betjent låsehake 55.

Den delte ramme 41 omfatter en delt fast ring som er betegnet 60<p>g hvis ytre flate er forsynt med 12, i avstand fra hverandre anordnede ruller 61. Den faste ring 60 omfatter to halvdeler 62 og 63 som også er understøttet av dreietapper 44 montert på understøttelses-innretningen 45. Rammen 41 og halvdelene 62- og 63 av den faste ring 61.kan roteres om tappene44.ved hjelp av en hydraulisk sylinder innretning 65, hvis ender er festet til oppadragende deler av partiene 62 og 63, slik at ved utskyvning av sylinderen 65 vil den delte ramme 41 inklusive partiene 6 2 og 6 3 lukke rundt røret . 18. Ved tilbaketrekning av sylinderinnretningen 65 vil partiene 62 og 63 og den delte ramme 41 åpne tilstrekkelig til at røret 18 kan føres inn og ut. Sylinderinnretningen 65 er forbundet med en dreietapp 66 som er påmontert, et roterbart ledd 67 hvis begge ender er forbundet med et utligningsledd 68 som sikrer lik åpning i begge retninger av rammen 41 og den faste ring 60.

Rammen 41 og den faste ring 60 er innrettet for aksial bevegelse

i forhold til understøttelsesinnretningen -45 ved operasjon av en annen hydraulisk sylinderinnretning 70, hvis ene ende, slik det fremgår av fig. 5, er forbundet med rammeunderstøttelsesinnretningen 45, og hvis stempelstang 6 9 er forbundet med et øvre parti av rammen 41. Ved operasjon av den dobbeltvirkende hydrauliske sylinder 70 vil således rammen 41 og den faste ring 60 kunne beveges aksialt i forhold til rammeunderstøttelsesinnretningen 45 og i forhold til støttebjelkeinnretningen 11.

I den faste ring 60 er det understøttet to halvsirkelformede halvdeler av en spole som er generelt betegnet med henvisningstall 75. Spolens ene flens er forsynt med tenner slik at det dannes en evolvent tannkrans 76, og spolens andre flens har form av en front-plate 77. Den radielt ytterste flate av spolen 75 befinner seg i kontakt, med ruller 61. Sidene av tannkransen 76 og frontplaten 77, som befinner seg inntil den faste ring 60, er forsynt med passende friksjonsløse flater for å lette rotasjon av spolen 75 i den faste ring 60.

Partiet 62 av den faste ri-ng 60 er forsynt med en hydraulisk motor 80 som driver pinjongen 81 som i sin tur befinner seg i angrep med tannkransen 76 for å rotere denne raskt og hurtig posisjonere frontplaten 77 sirkumferensielt. Partiet 63 av den faste ring 60 er forsynt med en annen hydraulisk motor 83 som roterer tannhjulet' 84 som også befinner seg i inngrep med tannkransen 76 for å rotere denne med kontrollert matningshastighet.

Frontplaten 77 av spolen 75 er forsynt med forskjellige arbeids innretninger inklusive en rørmåleinnretning.86 for måling av urenhet av røret 18 og måling av konsentrisiteten av frontplaten 77 i forhold til røret 18. Denne innretning omfatter en følestift 88 som holdes i kontakt med ytterflaten av røret 18 ved frontplatens 77 rotasjon. Følestiften 88 er forbundet med. en linear,variabel

forskyvningssender av vanlig konstruksjon som gir et elektrisk sig-nal proposjo.nalt med variasjoner i den radiale stilling av føle-stiften 88 ved rørets 18 rotasjon. Følestiften 88 er innrettet til å registrere og angi variasjoner i runaheten av ytterflaten av røret 18, f.eks. slik urundhet som dannes av en langsgående sveise-søm 90 som dannes i røret 18 under dettes fremstillingsprosess.

For å gi røret 18 en jevn ytterflate er det nødvendig å frese av fremstående partier av sveisesømmen 90. Derfor er det venstre parti av frontplaten 77 forsynt med en fresemaskin 92 som omfatter en hydraulisk motor 93 montert på en ramme 94. Motoren 93 driver et freseverktøy 95 som er vist montert i rammen 94. Rammen 94 er montert radialt bevegelig på et par støttestenger 96 som er festet til frontplaten 77. Radial.bevegelse av rammen 94 oppnås ved.hjelp av en hydraulisk sylinderinnretning 97 hvis stempelstang er festet til. en veivarm 98. Ved tilbaketrekking av sylinderinnretningen 97 beveges rammen 94 radialt utover, og ved utskyvning av sylinderinnretningen beveges rammen 94 radielt innover og styrer frese-verktøyets 95 kontakt med sveisesømmen 90.

Den andre'halvdel av frontplaten 77 er forsynt med en rørkappeinn-retning som ér angitt generelt med henvisningstallet 102 og som omfatter en hydraulisk motor 103 som understøttes av.en annen radiélt bevegelig ramme 104 som også er montert på støttestenger (ikke vist) festet til frontplaten 77. Rammen 104 er innrettet for radielt innad- og utadrettet bevegelse ved betjening av en annen hydraulisk sylinderinnretning 105 som er forbundet .med frontplaten-77, slik at ved utskyvning og tilbaketrekning av sylinderinnretningen 105 vil rammen 104 bringes til å bevege seg radielt innover og utover på samme måte som rammen 94. Den hydrauliske motor 103 er innrettet til å rotere roterende skjæreblad 106 som er innrettet til å lage et sirkumferensielt kutt gjennom røret 18 for således å tappe dette.

Når den faste ring 60 befinner-seg i åpen stilling, er det nødvendig forhindre halvdelene av spolen' 75 fra å falle av denne. Derfor er det anordnet matnings- og holder-irinretninger i form av et par hydrauliske sylindere 108 som hver er forbundet med en matningstapp 109, som vist på fig. 4a, som rager gjennom sammenpassende hull i den faste ring 60 og frontplaten 77, slik at spolens 75 halvdeler fastholdes til den nærmeste halvdel av den faste ring 60.

Under bruk av apparatet og de forskjellige hydrauliske motorer og hydrauliske sylinderinnretninger er det nødvendig å tilveiebringe en kilde for hydraulisk trykkvæske som krever hydrauliske ledninger som kan tillate de forannevnte relative roterende og aksiale be-vegelser. En slangerullboks 114 er montert og understøttet over rammeunderstøttelsesinnretningen 45. Slangerullboksen 114 er forsynt med et antall ruller innrettet til å gi ut og ta inn hydrauliske slanger som nødvendig for å unngå at de vikles sammen, ved verktøyets betjening. For enkelhets skyld er kun en slik slange 115 vist på fig. 4, idet den henger ned fra en rullboks 114. For å redusere antall nødvendige hydrauliske ledninger kan slangen 115 passere gjennom solenoide betjente ventiler montert på frontplaten 77, hvilke ventiler kan dele kilden for hydrauliske trykkvæske slik at mer enn en hydraulisk enhet kan betjenes. Slike solenoide ventiler er montert i bokser 118 og 119 forbundet f.eks. med de respektive halvdeler av frontplaten 77. for rotasjon med denne. Likeledes kan elektriske ledninger være montert på samme måte i rullbokser 114

for å gi overføringsmulighet for elektriske signaler, f.eks. signaler dannet, av følestiften 88 . og andre elektriske styrekomponenter som måtte være ønskelig. For enkelthets skyld kan rullboksen-114 også være forsynt med et løfteøye 120 for oppheising og nedfiring av hele verktøyenheten i vann.

Hver av de hydrauliske kraftkilder beskrevet i det foregående er innrettet for styring av ventiler som betjenes fra et kontrollpanel på et fjerntliggende sted, f.eks. på .overflaten. Fjernstyringen kan enten skje manuelt eller ved hjelp av elektronisk rekkefølgestyre-innretninger av vanlig type, slike styreinnretninger kan omfatte forskjellige indikatorinnretninger som angir arbeidsposisjonen av de forskjellige verktøyer, f.eks. den radielle stilling av hvert arbeids-verktøy på frontplaten 77 i forhold til den faste ring 60, den radielle orientering av spolen 75, den lineare plassering av rammen 41 langs understøttelsesbjelkene 12 og 13 og målinger foretatt av følestiften 88 slik som omtalt i det foregående.

Ved oppfinnelsens bruk antas det at røret 18 på forhånd er renset for dekkende materiale, så som betong, slik at overflaten av røret 18 er klar til å motta apparatet ifølge oppfinnelsen. Apparatet senkes fra overflaten ved hjelp av egnede midler festet til løfte-øyet 120. Klemmene 19 og 20 holdes i åpen stilling for å oppta røret 18, det samme vil rammen 41, den faste ring 60, spolen 75 og frontplaten 77. Tappene 109 befinner seg i den stilling som er vist på fig. 4a for å holde de halvsirkulære segmentene av spolen 75 i deres respektive halvdel av den faste ring 60. Kjevene 52 og 53 har trukket tilbake radielt, likeså måleinnretningen 86, fresemaskinen 92 og rørkappeinnretningen 102. Deretter senkes apparatet ned på røret 18 inntil støttebjelkeinnretningen 11 befinner seg stort sett parallellt med røret 18 på dettes overside.

Støtterammen 41, sammen med den faste ring 60, lukkes så ved operasjon av sylinderinnretningen .65, som således anbringer den faste ring 60 rundt røret 18. Lukking av den faste ring 60 bevirker lukking av spolen 75 og dennes fanging i den faste ring 60, på hvilket punkt låsehaken 55 beveges til låst stilling for å låse halvdelene av rammen 41 og ringen 60 sammen. Rørklemmene 19 og 20 bringes så i lukket stilling, hvilket plasserer den faste ring 60 stort sett konsentrisk i forhold til røret 18. Tappene 109 fjernes så slik at spolen 75 og frontplaten 74 frigjøres for rotasjon.

Deretter roteres frontplaten 77 mens følestiften 88 benyttes til å bestemme konsentrisiteten av tannkransen 76 og således frontplaten 77 med røret 18. I det tilfelle hvor der er betydelig avvik fra slik ønsket konsentrisitet, kan det være nødvendig å frigjøre klemmene 19 og 20 og gjennomføre fastklemmingsoperasjonen beskrevet ovenfor på nytt. Under den forutsetning at hovedsakelig konsentrisitet er etablert mellom frontplaten 77 og røret 18, roteres frontplaten 77 ytterligere for å bestemme plasseringen av mulig ytre fremspring som f.eks. en sveisesøm 90. Når sveisesømmen 90 er lokalisert, roteres frontplaten 77 videre slik at fresemaskinen 92 plasseres over sømmen. Sveisesømmen 90 freses så bort ved at fresemaskinen 92 fremføres den nødvendige distanse mens skjæreverktøyet 95 roterer slik at røret 18 får en jevn ytterflate. Siden sveisesømmen 90 strekker seg aksialt, kan skjæreverktøyet 95 bringes til å bevege seg i aksial retning ved operasjon av de hydrauliske sylinderinnretninger 47,48 og 70, hvorved det oppnås betydelig bevegelsesdistanse

mellom klemmen 19 og 20 uten at disse behøver fjernes.

I visse tilfeller kan det være ønskelig å jekke rammen 41 langs . røret 18, og dette kan oppnås ved å bringe kjevene 52 og 53 til å gripe røret 18 etter at klemmene 19 og 20 er frigjort og rammen 41 er beveget aksialt i forhold til klemmene 19 og 20 som beskrevet'i det foregående, på hvilket punkt klemmene 19 og 20 kan reaktiveres og kjevene 52 og 53 frigjøres. Det vil således ses at dette apparat tilveiebringer midler for å bevege eller jekke apparatet langs røret 18 slik at arbeid kan utføres rundt rørets 18 hele omkrets over en betydelig aksial distanse, om nødvendig. Deretter kan røret 18 kappes ved å plassere frontplaten 77 inntil kappepunktet, sette kappeinnretningen 102 i funksjon og rotere den rundt røret 18. Ved slik kapping kan det parti av røret som kappes av gripes og under-støttes av kjevene 52 og 53 for å hindre fastkiling av bladet 106.

Etter at røret 18 er kappet av på denne måte for å gi en glatt og jevn endeflate på dette, roteres spolen 75 til låsestilling og tappene 109 føres inn i spolen 75. På dette tidspunkt åpnes rør-klemmene 19 og 20, rammen 41 og ringen 60, og verktøyet heves. Om ønskelig, kan det avkappede parti av røret 18 beholdes i grepet mellom kjevene 52 og 53 og føres til et egnet sted.

Det vil være klart at dette verktøy gir en undervannsmaskin som lett kan benyttes for klargjøring av endene av varerør for opptagelse av en omsluttende kobling, idet verktøyet kan utføre flere funksjoner,

inklusive måling av urundhet i røret. Mens dette gjøres, kan det registrere plasseringen av sveisesømmer og eventuell skade som gir seg utslag i urundhet i røret. Det bestemmer også hvorvidt røret er konsentrisk med frontplaten 77, slik det er beskrevet i det foregående En annen funksjon verktøyet har er å frese av den langsgående svæise-søm eller eventuelle andre fremspring langs et betydelig parti av røret. En annen av verktøyets funksjoner, er å kappe røret slik at rørenden blir jevn og glatt for opptagelse av en omsluttende kobling. Redskapet er innrettet for hydraulisk betjening fra et fjerntliggende

sted, noe som i betydelig.grad øker dets nytteverdi på dypt vann.

Ytterligere modifikasjoner og alternative utførelser av apparatet og fremgangsmåten ifølge denne oppfinnelse vil være innlysende for fagmannen i lys av denne beskrivelsen. Denne beskrivelse er således kun å betrakte som en illustrasjon og for å lære fagmannen å utføre oppfinnelsen. Det vil forstås at de former av oppfinnelsen som her er vist og beskrevet er å betrakte som den foretrukne ut-førelse på dette tidspunkt. Forskjellige .endringer kan gjøres i form, størrelse og arrangement av delene. F.eks. kan ekvivalente elementer eller materialer benyttes i steden for de som er vist og beskrevet i det foregående, deler kan byttes om og visse trekk ved oppfinnelsen kan utnyttes uavhengig av de øvrige trekk, noe som vil være innlysende for en fagmann etter å ha studert denne beskrivelse av oppfinnelsen.

Claims (4)

1. Apparat for utførelse av arbeid på et neddykket rør (18), om-fattende, en rørklemme (20) innrettet til å kunne klemme rundt det neddykkede rør, en delt ramme (41) understøttet av klemmen (20), hvilken ramme er innrettet fbr åpning og lukking rundt et parti av . røret (18) aksialt inntil klemmen (20) kraftkilder (47,48) for å bevege rammen (41) aksialt i forhold til klemmen, en delt tannkrans (76) understøttet av rammen (41) for åpning og lukking rundt nevnte rørparti og for rotasjon om dette, kraftkilder for rotering av tannkransen i forhold til rammen, og verktøy (80,83) forbundet med tannkransen (76) for utførelsen av arbeid på nevnte rørparti, karakterisert ved at verktøyet omfatter en innretning (86) som kan bringes i kontakt med røret (18) og måle dettes rundhet, en innretning (92) for avfresing av partier av røret for å gi dette en jevnere ytterf late ,og en innretning(102) for å lage et sirkumferensielt kutt i røret for således å kappe røret.

2. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved at rammen (41) er montert på en aksialt bevegelig vogn (45), og at vognen (45) er operabelt forbundet med klemmen (20).

3. Apparat ifølge krav 2, karakterisert ved at kraftkildene omfatter kraftkilder (47,48) operativt forbundet mellom klemmen (20) og vognen (45) for å bevege vognen og rammen (41) aksialt i forhold til klemmen.

4. Apparat ifølge krav 3, karakterisert ved at kraftkildene omfatter en kraftkilde (70) som er operativt forbundet .mellom rammen (41) og vognen (45) for å bevege rammen aksialt i forhold til vognen.