NO885431L - System for roersammenkopling. - Google Patents

Abstract

Et rørforbindelsessystem er beskrevet for sammenkopling av to rørender uten nødvendigheten av & cotece rørendene. En ret-(20) ende er anbrakt med ytre gjenger (24) og en andre rør-(12) ende omfatter flere gjengeledelnnganger (32).Hørforbindel8esstylclcet (18) omfattet en Indre gjengning på den ene enden og indre flergjengete ledeinnganger på den andre enden. Rørforbindelsesstykket blir først gjenget på. det første røret (20). Videre blic det andre røret (20) sentrert på den andre enden av det rørformete forbindelsesstykket (18) og det rørformete forbindelsesstykket blir så. rotert mindre enn en enkel omdreining med hensyn til det andre røret (12) fqr helt å tilpasse rørforbindelsesstykket og det andre røret. I en foretrukket utførelse av foreliggende oppfinnelse er rørforbindelsesstykket (18). anbrakt med elastiske forseglinger (26,34) og en slisse og st opparangement for å forhindre rotasjon etter sammenkopling.

Description

Oppfinnelsen relaterer generelt til framgangsmåte og anordning for å føye sammen rør-ender og spesielt for framgangsmåte og anordning for sammenføyning av rør-ender med stor diameter uten nødvendigheten av å rotere røret.

I de tidlige 1960-åra ble oljeutforsking og produksjon flyttet til havs, og begrensningene til de tekniske mulighetene av standard A.P.I.-gjengete eller flensete forbindelsesstykker ble åpenbare på grunn av økningen i diameteren på forbindelsesstykkene som er nødvendig i offshore operasjon, nødvendigheten av å være i stand til å koble sammen og fra undervanns-forbindelsesstykker fra fjernt, og bevegelsene til den flytende støtten der de fleste offshore operasjonene fant sted. Også kostnaden av på-stedet-sveising er mye brukt på land for å koble sammen seksjoner av store rør, ble hindrende på grunn av den store timekostnaden på offshore operasjoner. I disse tidligere dager, ble tre typer av sammenkoblinger introdusert for å løse disse problemene.

For det første ble en spesialisert generasjon av gjengete forbindelsesstykker framstilt, som nyttet modifisert A.P.I.-konisk gjenging, for å strekke bruken av gjengete foringsforbindelsesstykker større enn 13 tommer for operasjon fra en flytende støtte. Disse gjengete forbindelsesstykkene er fremdeles mye i bruk i dag, for dimensjoner under 24 tommer, på tross av kravet om et minimum på 2,5 omganger rotasjon for sammenføyning.

Denne rotasjonen er vanligvis oppnådd enten ved å benytte hydraulisk krafttang som krever spesialisert mannskap for å operere, eller den konvensjonelle "repteknikk" som består av å trekke på en myk vaier fra boreriggens hovedvinsjankerspill. Vaieren tvinnes tre til fem ganger rundt den tillagte hylsterdellegemet, og trekkinga roterer pinne og boksarmer mot hverandre. Til slutt nås den nødvendige vridningskrafta for sammenkoplingen ved hjelp av mekanisk tang som består av en stor kjettingskrunøkkel som har en arm som strekker seg radialt for å forstørre vridningsgenereringa ved nokkjettingen hektet på enden av armen. Den andre enden av nokkjettingen trekkes ved en borerigg hovedvinsj.

Maksimum rotasjon som kan oppnås i ett slag ved slik mekanisk tang/nokkjettingsammenkobling er omtrent 1/4 til 1/3 av en omdreining uten nødvendigheten av å ha tilbakestilt sammenkoblingen ved en manuell revers rotasjon.

Et andre, gjengeløst forbindelsstykke for store diameterfor inger ble også introdusert basert på en snappring-ledd. Disse "snappring" type forbindelsesstykker tilbyr rask sammenkobling men tilbyr hverken den lave vekt-til-kapasitet forholdet, eller stivheten eller priskonkuranseevnen til den gjengete forbindelsesstykkene for en gitt kapasitet.

En tredje sammenkobler, som omfatter radiale låseelementer ("dogs"), ble introdusert for å erstatte flens-sammenkoblinger, i en mekanisk konfigurasjon for bore-stigerør sammenkoblinger, og i en hydraulisk konfigurasjon for brønnhodesammenkoblinger.

I det siste har bruken av forbindelsesstykker av festeelement-typen koblere blitt utvidet til offshore plattformer med ankrete pæletilkoblinger, men disses suksess har blitt begrenset av den høye kostnaden, på grunn av det store antall deler og tunge seksjoner som kreves i utforming og produksjon av et slikt forbindelsesstykke.

I 1970-åra ble enda to typer av forbindelsesstykker introdusert. En type forbindelsesstykke består av stort dimensjonerte gjenger eller sirkulære utboringer som er sylindrisk eller konisk. Slike gjenger eller utboringer er frest ut på minst to seksjoner begrenset ved sylindrisk eller konisk generatrise, for at sammenkoblingen av forbindelsesstykkene kan oppnås ved aksial senterering, etterfulgt av en rotasjon av en del av en omdreining for å bringe den gjenværende delen av gjengene eller utboringene i et innbyrdes stengt forhold. Sammenføyningsrotasjonen er begrenset til maksimum 1/4 omdreining.

Den viktigste ulempen som er erfart med denne typen forbindelsesstykke, på tross av dens raske

sammenkoblingskarakteristika, er produksjonskostnaden, på grunn av mye fresing og kapasitet-til-vekt forholdet, på grunn av fjerning av 50% av lastoverflata.

En andre type forbindelsesstykke som er introdusert denne perioden er et ikke-roterende "interferens type" forbindelsesstykke som hovedsakelig er utformet for permanent påkobling som f.eks. en offshore plattform rørledning eller ankerende pæle. Den har den hovedulempen at den ikke er nedkoplbar og krever en spesielt ruvende hydraulisk klemmeenhet, operert av spesialisert betjening, for sammenkobling.

Nylig ble en framgangsmåte og anordning for sammenkopling av rørformete forbindelsesstykker presentert i US-patentsøknad nr 739122, inngitt 29. august 1985 og fra samme søker som foreliggende søknad, som benytter flere startgjenger for å gi et forholdsvis sterk og rask sammenføyning av to rørdeler. Mens denne teknikken representerer en framgang i teknologien, kreves det framdeles rotasjon av rørdelene for å lage forbindelsen. Den store diameteren av rør som nyttes i den moderne offshoreboringa og produksjon gjør det ønskelig å introdusere et system som tillater sammenkopling uten nødvendigheten av rørrotasjon, slik som sammenkoplinger av spennstenger av stor diameter på strekkstagplattformer.

Det er derfor et formål for den foreliggende oppfinnelse å angi et forbedret sammenkoblingssytem for rør.

Det er et annet formål for foreliggende oppfinnelse å framskaffe et forbedret rørsammenkoblingssystem som tillater et rørsammenkopling å bli utført uten nødvendigheten av å rotere noen del av røret.

Det er videre et annet formål for foreliggende oppfinnelse å framskaffe et forbedret rørsammenkoplings-system som tillater rask og enkel sammenkopling med minimum av rotasjon av et rørformet koplingsstykke, som har en kort lengde.

Det foregående formål oppnås nå som beskrevet, bet rørformete sammenkoplingssystemet til den foreliggende oppfinnelse omfatter en rør-ende med en ytre gjenging og en andre rør-ende som omfatter flergjengete ledeinnganger. Et rørformet forbindelsesstykke er anbrakt som omfatter en indre gjenging med den ene enden og en indre flergjenget ledeinngang på den andre enden. Det rørformete forbindelsesstykket blir først gjenget på det første røret. Neste er den andre rørpipa sentrert inn i det rørformete forbindelsesstykket og det rørformete forbindelsesstykket blir så rotert mindre enn en enkel omdreining med hensyn til den andre røret for helt å føye det rørformete forbindelses-leddet til og det andre røret. I en foretrukket utførelse av den foreliggende oppfinnelsen er den rørformete forbindelsesstykket anbrakt med elastiske forseglinger og en slisse og et stroppearangement for å hindre oppskruing eller utbrytende rotasjon etter sammenkopling.

Det overfor nevnte såvel som tilliggende formål, trekk og fordeler ved oppfinnelsen vil bli åpenbar i den følgende detaljerte beskrivelsen.

De nye trekk ved oppfinnelsen er vist i de vedlagte krav. Selve oppfinnelsen såvel som en foretrukket utførelse av bruken og videre formål og fordeler av denne vil imidlertid best bli forstått ved referanse til de følgende detaljerte beskrivelse av illustrativ utførelse når lest i samband med de vedlagte tegninger, der: fig. 1 er en delvis seksjonsriss av en rørsammenkoplingssystemet til foreliggende oppfinnelse etter sentrering av det øvre røret;

fig. 2 er et elevert riss av det øvre røret i fig. 1, før sentrering; og

fig. 3 er et delseksjonsriss av det rørformete

sammenkoplingssystemet ved den foreliggende oppfinnelse etter sammenkopling.

Ved referanse nå til figurer og spesielt med referanse til figurene 1 og 2 er det avbildet et delseksjonsriss av det rørformete sammenkoplingssystemet ved foreliggende oppfinnelse etter sentrering respektive et elevert riss av pinnearm 10 av øvre rør 12. Som det kan ses, omfatter pinnearm 10 av øvre rør 12 et flertall av gjengeledeinnganger 14 anbrakt på en konisk overflate 16. Med den foretrukne utførelsen av den foreliggende oppfinnelsen, omfatter pinnearm 10 minst tre gjengeledeinnganger 14 og fortrinnsvis fire gjengeledeinnganger 14. De som er kjent i teknologien vil sette pris på ved at det ved hjelp av et flertall av gjengestarter eller ledeinnganger på pinnearm 10, vil være mulig etter sentrering av pinnearm 10 i det rørformete forbindelsesstykke 18, og helt passe pinnearm 10 og rørforbindelsesstykke 18, med mindre enn en full rotasjon av enten pinnearm 10 eller rørforbindelsesstykke 18.

Ved nå å referere mer spesielt til fig. 1 kan det ses at det rørformete forbindelsesstykket 18 har blitt gjenget på et nedre rør 20 ved å tilpasse indre gjenger 22 av det rørformete sammenkoblingsstykket 18 med de ytre gjenger 24 av nedre rør 20 til nedre rør 20 støter mot den indre skulder 30 av rørforbindelsesstykket 18. Fortrinnsvis er dette oppnådd ved å rotere det rørformete forbindelsesstykket 18 med hensyn til det nedre pipa 20, og på denne måten tillate sammenkobling å gjøres uten rotasjon av den nedre pipa 20. I den viste utførelsen av den foreliggende oppfinnelsen, er en elastisk forseglingsarm 26 anbrakt for å gi forseglingseffekt mellom rørforbindelsesstykke 18 og det nedre røret 20. Rotasjon mellom nedre rør 20 og det rørformete forbindelsesstykke 18 kan begrenses etter sammenkobling ved hjelp av flere slisser 28 som har blitt frest i det nedre røret 20 og stropp 38 ved den rørformete forbindelsesstykke 18 som kan manuelt formes inn i en slisse 28 etter sammenkobling.

Elastisk forseglingsarm 26 kan implementeres ved å anvende en o-ring montert innenfor rørforbindelsesstykket 18 på måten som er vist i fig. 1. Også vist i fig. 1 er posisjon av øvre rør 12 og pinnearm 10 etter sentrering til det rørformete forbindelsesstykket 18. Som det kan ses passer de flere rør inngangene 14 delvis med den indre flere startgjengene 32 av den rørformete forbindelsesstykke 18. Som ovenfor kan elastisk forseglingsarm 34 anvendes for å gi en elastisk forsegling mellom øvre rør 12 og den rørformete forbindelsesstykke 18 og rotasjon mellom øvre rør 12 og rørformete forbindelsesstykke 18 kan begrenses ved anvendelsen av slisser 36 og stropp 40.

Med nå å referere til fig. 3, er det vist et delvis seksjonsriss av det rørformete forbindelsessystemet ved foreliggende oppfinnelse etter sammenkobling. Som det kan ses har det rørformete forbindelsesstykket 18 blitt rotert, noe som skyldes at de flere gjengeføringsinngangene 14 helt passer med de indre flere startgjengene 32 på det rørformete forbindelsesstykket 18. Som vil bli satt pris på av de som er kjent i teknologien, ved å anvende flere startgjenger er det mulig å helt passe det rørformete forbindelsesstykket 18 og pinnearm 10 ved å rotere forbindelsesstykket 18 mindre enn en full omdreining med hensyn til pinnearm 10. Ved å anvende fire gjengete føringsinnganger er det mulig å helt passe pinnearm 10 og rørformet forbindelsesstykket 18 med 5/16 av en hel rotasjon.

Som vist, har rotasjonen av det rørformete forbindelsesstykket 18 med hensyn til nedre rør 20 ført til at nedre rør 20 har fjernet seg fra den indre skulder 30, imidlertid er flertallet av de ytre gjengene 24 framdeles helt i stilling med de indre gjengene 22, noe som sikrer en fast og fullstendig tilpasning av den øvre røret 30 og nedre rør 20. De som er kjent i teknologien vil sette pris på at den foreliggende oppfinnelsen også kan praktiseres ved å bruke rørseksjoner med motsatt gjengerotasjon. Ved en slik anvendelse vil det bli nødvendig og helt tilpasse nedre rør 20 med det rørformete forbindelsesstykket 18 og så ta tilbake det rørformet forbindelsesstykket 18 fra den nedre røret 20 ved 5/15 omdreining. Etter dette vil det øvre røret 12 bli sentrert og tilpasset ved 5/16 av en omdreining av det rørformete forbindelsesstykket 18, og helt tilpasser de flere gjengeføringsinngangene 14 av pinnearm 10 med de flere startgjengene 32 på den rørformete forbindelsesstykket 18 og samtidig tetter rørformet forbindelsesstykket 18 på nedre rør 20.

Selv om oppfinnelsen har blitt beskrevet med referanse til en spesiell utførelse, er denne beskrivelsen ikke ment å være konstruert i en begrensende måte. Forskjellige modifikasjoner av foreliggende utførelse såvel som alternative utførelser av oppfinnelsen vil bli klar for personer som er kjent i teknologien med referanse til beskrivelsen av oppfinnelsen. Vi har derfor overveid at de vedlagte krav vil dekke enhver slik modifikasjon eller utførelse som vil falle innenfor ideen om oppfinnelsen.

Claims (7)

1. Et rørsammenkoblingssystem for sammenkopling av to rør-ender, karakterisert ved at det omfatter: et første rør (20) som har en ytre gjenget ende (24) et andre rør (12) som har en ytre gjenget ende med et flertall av gjengeledeinnganger; et rørformet forbindelsesstykke (18) som omfatter en første ende som har indre gjenger (22) som passer med de ytre gjengene (24) på det første røret (20) og en andre ende som har et flertall av indre gjengledeinnganger (32) hvori det andre røret (12) og det rørformete forbindelsesstykket 18 kan initielt passes uten relativ rotasjon og hvori det andre røret og det rørformete forbindelsesstykket kan helt tilpasses ved mindre enn en enkel rotasjon av det rørformete forbindelsesstykket med hensyn til det andre røret.

2. Rørforbindelsessystem i samsvar med krav 1, karakterisert ved at det andre røret (12) omfatter minst tre gjengeledeinnganger (32).

3. Rørsammenkoplingssystem i samsvar med krav 1, karakterisert ved at den ytre gjengete enden (24) av det første røret (20) omfatter en enkelt spiralformet høyrerettet gjenge; flertallet av gjengende føringsinnganger (32) av det andre røret (12) er høyregjengete føringsinnganger anbrakt på en konisk overflate (16); de indre gjengene ved nevnte indre gjenger ved den første enden av rørforbindelsesstykksstykket (18) passer enden spiralformete høyregjengete og den andre enden av rørforbindelsesstykksstykket har et flertall av indre høyregjengete føringsinnganger (32).

4. Rørsammenkoplingssystem i samsvar med krav 1 eller 3, karakterisert ved at rørforbindelsessystemet (18) også omfatter elastiske forseglingsmidler (26,34) for forsegling mellom rørforbindelsesstykksstykket og det første røret og det andre røret.

5. Rørsammenkoplingssystem i samsvar med krav 4, karakterisert ved at de elastiske forseglingsmidlene (26,34) omfatter minst en o-ring anbrakt konsentrisk innenfor rørforbindelsesstykket.

6. Rørsammenkoplingssystem i samsvar med krav 3, karakterisert ved at det andre røret (12) omfatter fire gjengeledeinnganger (32).

7. Framgangsmåte for sammenkopling av to rør-ender uten rotasjon av rør-endene, karakterisert ved at den omfatter følgende tr inn: framskaffe et første rør (20) som har en ytre gjenget ende (24); framskaffe et andre rør (12) som har en ytre gjenget ende med flertall av gjengeledeinnganger (32); framskaffe et rørforbindelsesstykke (18) som omfatter en første ende som har indre gjenger (22) som passer til de ytre gjengene (24) på det første røret (20) og en andre ende som har et flertall av indre gjengledeinnganger (34); gjenge den første enden av rørforbindelsesstykket (18) på det første røret (20); sentrere det andre røret (12) i den andre enden av rørforbindelsesstykket (18); og rotere rørforbindelsesstykket 18 mindre enn en full omdreining med hensyn til det andre røret (12) hvor rørforbindelsesstykket og det andre røret er helt tilpasset.