EA037730B1 - Expandable drum assembly for deploying coiled pipe and method of using same - Google Patents
Expandable drum assembly for deploying coiled pipe and method of using same Download PDFInfo
- Publication number
- EA037730B1 EA037730B1 EA201990925A EA201990925A EA037730B1 EA 037730 B1 EA037730 B1 EA 037730B1 EA 201990925 A EA201990925 A EA 201990925A EA 201990925 A EA201990925 A EA 201990925A EA 037730 B1 EA037730 B1 EA 037730B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- support beam
- drum
- support
- drum assembly
- expandable spokes
- Prior art date
Links
Landscapes
- Storage Of Web-Like Or Filamentary Materials (AREA)
Abstract
Description
Перекрестная ссылка на родственные заявкиCross-reference to related claims
Настоящая заявка испрашивает приоритетное преимущество по предварительной заявке США 62/406239, поданной 10 октября 2016 г., и предварительной заявке США 62/432769, поданной 12 декабря 2016 г., раскрытие которых полностью включено в настоящий документ путем ссылки.This application claims priority advantage over U.S. Provisional Application 62/406239, filed October 10, 2016, and U.S. Provisional Application 62/432769, filed December 12, 2016, the disclosures of which are incorporated herein by reference in their entirety.
Уровень техникиState of the art
Гибкая труба полезна во многих средах, включающих в себя нефтяную и газовую промышленность. Г ибкая труба может быть прочной и работоспособной в жестких условиях эксплуатации и может принимать высокие давления и температуры. Гибкая труба может быть связана и упорядочена в одну или несколько бухт для облегчения транспортирования и использования трубы.Coiled tubing is useful in many environments including the oil and gas industry. Flexible pipe can be strong and efficient in harsh environments and can handle high pressures and temperatures. The flexible pipe can be bundled and arranged in one or more coils to facilitate transportation and use of the pipe.
Бухты трубы могут быть расположены в ориентации глаз в сторону или глаз к небу. Когда гибкая труба смотана в бухту и расположена так, что ее внутренний канал обращен вверх, так что бухта находится в горизонтальной ориентации, то бухты трубы называют находящимися в ориентации глаз к небу. Если, наоборот, гибкая труба смотана в бухту и расположена так, что внутренний канал не обращен вверх, так что бухта находится в прямой или вертикальной ориентации, то бухты трубы называют находящимися в ориентации глаз в сторону.The pipe coils can be positioned in an eye-to-side or eye-to-sky orientation. When the coiled tubing is coiled into a coil and positioned with its inner channel facing upwards so that the coil is in a horizontal orientation, the coils of the tube are said to be in eye-to-sky orientation. If, on the contrary, the flexible pipe is coiled into a coil and is positioned so that the inner channel is not facing upwards, so that the coil is in a straight or vertical orientation, then the coils of the pipe are said to be in the orientation of the eyes to the side.
Г ибкая труба может транспортироваться в виде бухт в различные места для разворачивания (также называемое размоткой или разматыванием). Различные типы устройств и транспортных средств в настоящее время используют для погрузки и транспортировки бухт трубы, но обычно дополнительное оборудование и ручной труд человека также вовлекают в способ погрузки или выгрузки таких бухт для транспортирования и/или разворачивания. Такие бухты трубы часто бывают довольно большими и тяжелыми. Соответственно, существует необходимость в улучшенном способе и устройстве для погрузки и выгрузки бухт трубы.The flexible pipe can be transported in coils to various locations for unrolling (also called unwinding or unwinding). Various types of devices and vehicles are currently used for loading and transporting coils of pipe, but usually additional equipment and human manual labor is also involved in the method of loading or unloading such coils for transportation and / or deployment. Such coils of pipe are often quite large and heavy. Accordingly, there is a need for an improved method and apparatus for loading and unloading coils of pipe.
Сущность изобретенияThe essence of the invention
Эта сущность изобретения обеспечена для представления выбора замыслов, которые дополнительно описаны ниже в подробном описании. Эта сущность изобретения не предназначена для идентификации ключевых или существенных признаков заявленного объекта изобретения и не предназначена для использования в качестве помощи в ограничении объема заявленного объекта изобретения.This Summary is provided to represent a selection of concepts that are further described in the Detailed Description below. This Summary is not intended to identify key or essential features of the claimed subject matter, and is not intended to be used as an aid in limiting the scope of the claimed subject matter.
В одном аспекте варианты выполнения настоящего изобретения касаются узла барабана, который включает в себя опорную балку, имеющую первый конец и второй конец, и первое множество раздвигаемых спиц, продолжающихся от первого конца опорной балки. Дистальный конец каждой из первого множества раздвигаемых спиц выполнен с возможностью перемещаться между втянутым положением и вытянутым положением. Узел барабана также включает в себя второе множество раздвигаемых спиц, продолжающихся от второго конца опорной балки. Дистальный конец каждой из второго множества раздвигаемых спиц выполнен с возможностью перемещаться между втянутым положением и вытянутым положением. Узел барабана также включает в себя множество сегментов барабана, каждый из которых установлен на дистальном конце одной из первого множества раздвигаемых спиц и дистальном конце одной из второго множества раздвигаемых спиц. Каждый из множества сегментов барабана продолжается параллельно опорной балке. Узел барабана также включает в себя первый опорный кронштейн, расположенный на опорной балке вблизи первого конца опорной балки и перемещаемый вдоль первого продольного сечения опорной балки, второй опорный кронштейн, расположенный на опорной балке вблизи второго конца опорной балки и перемещаемый вдоль второго продольного сечения опорной балки, и первичный механический привод, продолжающийся между первым опорным кронштейном и вторым опорным кронштейном. Первичный механический привод способен перемещать по меньшей мере один из первого опорного кронштейна, второго опорного кронштейна или оба. Узел барабана также включает в себя первое множество вторичных механических приводов, каждый из которых продолжается между первым опорным кронштейном и одной из первого множества раздвигаемых спиц или одним из множества сегментов барабана. Первое множество вторичных механических приводов способно перемещать расположение первого множества раздвигаемых спиц между втянутым и вытянутым положениями. Узел барабана также включает в себя второе множество вторичных механических приводов, каждый из которых продолжается между вторым опорным кронштейном и одной из второго множества раздвигаемых спиц или одним из множества сегментов барабана. Второе множество вторичных механических приводов способно перемещать расположение второго множества раздвигаемых спиц между втянутым и вытянутым положениями.In one aspect, embodiments of the present invention relate to a drum assembly that includes a support beam having a first end and a second end, and a first plurality of expandable spokes extending from a first end of the support beam. The distal end of each of the first plurality of expandable wires is movable between a retracted position and an extended position. The drum assembly also includes a second plurality of expandable spokes extending from the second end of the support beam. The distal end of each of the second plurality of expandable spokes is configured to move between a retracted position and an extended position. The drum assembly also includes a plurality of drum segments, each of which is mounted at a distal end of one of the first plurality of expandable spokes and a distal end of one of the second plurality of expandable spokes. Each of the plurality of drum segments extends parallel to the support beam. The drum assembly also includes a first support bracket located on the support beam near the first end of the support beam and movable along the first longitudinal section of the support beam, a second support bracket located on the support beam near the second end of the support beam and movable along the second longitudinal section of the support beam, and a primary mechanical drive extending between the first support arm and the second support arm. The primary mechanical drive is capable of moving at least one of the first support bracket, the second support bracket, or both. The drum assembly also includes a first plurality of secondary mechanical drives, each of which extends between the first support bracket and one of the first plurality of expandable spokes or one of the plurality of drum segments. The first plurality of secondary mechanical actuators are capable of moving the arrangement of the first set of expandable spokes between retracted and extended positions. The drum assembly also includes a second plurality of secondary mechanical drives, each of which extends between a second support bracket and one of the second plurality of expandable spokes or one of a plurality of drum segments. The second plurality of secondary mechanical drives is capable of moving the arrangement of the second plurality of expandable spokes between retracted and extended positions.
В другом аспекте варианты выполнения настоящего раскрытия касаются способа зацепления узла барабана с бухтой гибкой трубы, который включает в себя этап, на котором располагают узел барабана во внутренней области бухты гибкой трубы. Узел барабана включает в себя опорную балку, имеющую первый конец и второй конец, и первое множество раздвигаемых спиц, продолжающихся от первого конца опорной балки. Дистальный конец каждой из первого множества раздвигаемых спиц выполнен с возможностью перемещаться между втянутым положением и вытянутым положением. Узел барабана также включает в себя второе множество раздвигаемых спиц, продолжающихся от второго конца опорной балки. Дистальный конец каждой из второго множества раздвигаемых спиц выполнен с возможностью перемещаться между втянутым положением и вытянутым положением. Узел барабана также вклюIn another aspect, embodiments of the present disclosure relate to a method of engaging a reel assembly with a coiled tubing coil that includes positioning the reel assembly in an interior region of a coiled tubing coil. The drum assembly includes a support beam having a first end and a second end, and a first plurality of expandable spokes extending from the first end of the support beam. The distal end of each of the first plurality of expandable wires is movable between a retracted position and an extended position. The drum assembly also includes a second plurality of expandable spokes extending from the second end of the support beam. The distal end of each of the second plurality of expandable spokes is configured to move between a retracted position and an extended position. The drum unit also includes
- 1 037730 чает в себя множество сегментов барабана, каждый из которых установлен на дистальном конце одной из первого множества раздвигаемых спиц и дистальном конце одной из второго множества раздвигаемых спиц. Каждый из множества сегментов барабана продолжается параллельно опорной балке. Узел барабана также включает в себя первый опорный кронштейн, расположенный на опорной балке вблизи первого конца опорной балки и перемещаемый вдоль первого продольного сечения опорной балки, второй опорный кронштейн, расположенный на опорной балке вблизи второго конца опорной балки и перемещаемый вдоль второго продольного сечения опорной балки, и первичный механический привод, продолжающийся между первым опорным кронштейном и вторым опорным кронштейном. Первичный механический привод способен перемещать по меньшей мере один из первого опорного кронштейна, второго опорного кронштейна или оба. Узел барабана также включает в себя первое множество вторичных механических приводов, каждый из которых продолжается между первым опорным кронштейном и одной из первого множества раздвигаемых спиц или одним из множества сегментов барабана. Первое множество вторичных механических приводов способно перемещать расположение первого множества раздвигаемых спиц между втянутым и вытянутым положениями. Узел барабана также включает в себя второе множество вторичных механических приводов, каждый из которых продолжается между вторым опорным кронштейном и одной из второго множества раздвигаемых спиц или одним из множества сегментов барабана. Второе множество вторичных механических приводов способно перемещать расположение второго множества раздвигаемых спиц между втянутым и вытянутым положениями. Способ также включает в себя этапы, на которых перемещают первое множество раздвигаемых спиц и второе множество раздвигаемых спиц из втянутого положения в вытянутое положение с использованием по меньшей мере одного из первичных механических приводов, первого множества вторичных механических приводов, второго множества вторичных механических приводов или любую их комбинацию и приводят в контакт бухту гибкой трубы по меньшей мере с двумя из множества сегментов барабана, так что узел барабана закрепляют во внутренней области бухты гибкой трубы.1037730 includes a plurality of drum segments, each of which is mounted on a distal end of one of the first set of expandable spokes and a distal end of one of the second set of expandable spokes. Each of the plurality of drum segments extends parallel to the support beam. The drum assembly also includes a first support bracket located on the support beam near the first end of the support beam and movable along the first longitudinal section of the support beam, a second support bracket located on the support beam near the second end of the support beam and movable along the second longitudinal section of the support beam, and a primary mechanical drive extending between the first support arm and the second support arm. The primary mechanical drive is capable of moving at least one of the first support bracket, the second support bracket, or both. The drum assembly also includes a first plurality of secondary mechanical drives, each of which extends between the first support bracket and one of the first plurality of expandable spokes or one of the plurality of drum segments. The first plurality of secondary mechanical actuators are capable of moving the arrangement of the first set of expandable spokes between retracted and extended positions. The drum assembly also includes a second plurality of secondary mechanical drives, each of which extends between a second support bracket and one of the second plurality of expandable spokes or one of a plurality of drum segments. The second plurality of secondary mechanical drives is capable of moving the arrangement of the second plurality of expandable spokes between retracted and extended positions. The method also includes the steps of moving a first plurality of spreadable spokes and a second plurality of spreadable spokes from a retracted position to an extended position using at least one of the primary mechanical drives, a first plurality of secondary mechanical drives, a second plurality of secondary mechanical drives, or any of them. combination and contact the coiled tubing coil with at least two of the plurality of drum segments such that the drum assembly is anchored in the inner region of the coiled tubing coil.
Другие аспекты и преимущества заявленного объекта изобретения будут очевидны из следующего описания и прилагаемой формулы изобретения.Other aspects and advantages of the claimed subject matter will be apparent from the following description and the appended claims.
Краткое описание чертежейBrief Description of Drawings
Фиг. 1 представляет собой схему узла барабана согласно вариантам выполнения настоящего раскрытия;FIG. 1 is a schematic diagram of a reel assembly in accordance with embodiments of the present disclosure;
фиг. 2 - вид в перспективе бухты наматываемой трубы согласно вариантам выполнения настоящего изобретения;fig. 2 is a perspective view of a coil of coiled tubing according to embodiments of the present invention;
фиг. 3 - вид сбоку узла барабана, расположенного во втянутом положении согласно вариантам выполнения настоящего раскрытия;fig. 3 is a side view of a drum assembly disposed in a retracted position in accordance with embodiments of the present disclosure;
фиг. 4 - вид сбоку узла барабана в вытянутом положении согласно вариантам выполнения настоящего раскрытия;fig. 4 is a side view of a drum assembly in an extended position according to embodiments of the present disclosure;
фиг. 5 - вид в перспективе узла барабана во втянутом положении согласно вариантам выполнения настоящего раскрытия;fig. 5 is a perspective view of a reel assembly in a retracted position according to embodiments of the present disclosure;
фиг. 6 - вид в перспективе узла барабана во втянутом положении согласно вариантам выполнения настоящего раскрытия;fig. 6 is a perspective view of a reel assembly in a retracted position according to embodiments of the present disclosure;
фиг. 7 - вид в перспективе узла барабана во втянутом положении согласно вариантам выполнения настоящего раскрытия;fig. 7 is a perspective view of a reel assembly in a retracted position according to embodiments of the present disclosure;
фиг. 8 - вид в перспективе участка узла барабана согласно вариантам выполнения настоящего изобретения;fig. 8 is a perspective view of a portion of a drum assembly in accordance with embodiments of the present invention;
фиг. 9 - вид в перспективе сегмента барабана согласно вариантам выполнения настоящего изобретения;fig. 9 is a perspective view of a segment of a reel in accordance with embodiments of the present invention;
фиг. 10 - вид в перспективе участка узла барабана согласно вариантам выполнения настоящего изобретения;fig. 10 is a perspective view of a portion of a drum assembly in accordance with embodiments of the present invention;
фиг. 11 - вид в перспективе узла барабана во втянутом положении согласно вариантам выполнения настоящего раскрытия;fig. 11 is a perspective view of a reel assembly in a retracted position according to embodiments of the present disclosure;
фиг. 12 - вид в перспективе узла барабана в частично вытянутом положении согласно вариантам выполнения настоящего раскрытия;fig. 12 is a perspective view of a drum assembly in a partially extended position according to embodiments of the present disclosure;
фиг. 13 - вид в перспективе узла барабана в вытянутом положении согласно вариантам выполнения настоящего раскрытия;fig. 13 is a perspective view of a drum assembly in an extended position according to embodiments of the present disclosure;
фиг. 14 - вид в перспективе участка узла барабана согласно вариантам выполнения настоящего изобретения;fig. 14 is a perspective view of a portion of a drum assembly in accordance with embodiments of the present invention;
фиг. 15 - вид в перспективе участка узла барабана согласно вариантам выполнения настоящего изобретения;fig. 15 is a perspective view of a portion of a drum assembly according to embodiments of the present invention;
фиг. 16 - вид в перспективе узла барабана с множеством удлинительных рычагов согласно вариантам выполнения настоящего раскрытия;fig. 16 is a perspective view of a multiple extension arm reel assembly in accordance with embodiments of the present disclosure;
фиг. 17 - вид в перспективе узла барабана с множеством удлинительных рычагов в вытянутых положениях согласно вариантам выполнения настоящего раскрытия;fig. 17 is a perspective view of a reel assembly with a plurality of extension arms in extended positions according to embodiments of the present disclosure;
фиг. 18 - вид сбоку узла барабана, имеющего удерживающий фланец согласно вариантам выполнеfig. 18 is a side view of a drum assembly having a retaining flange in accordance with embodiments
- 2 037730 ния настоящего раскрытия;- 2 037730 of this disclosure;
фиг. 19 - вид сбоку тормоза, который может использоваться с узлом барабана согласно вариантам выполнения настоящего раскрытия;fig. 19 is a side view of a brake that may be used with a drum assembly in accordance with embodiments of the present disclosure;
фиг. 20 - вид в перспективе сегмента барабана согласно вариантам выполнения настоящего раскрытия.fig. 20 is a perspective view of a segment of a reel in accordance with embodiments of the present disclosure.
Подробное описаниеDetailed description
Варианты выполнения настоящего раскрытия касаются, в общем, систем, используемых для разворачивания бухт гибкой трубы. Бухты трубы могут быть самоподдерживаемыми, например использующими хомут для удерживания бухт вместе. Узлы барабана для транспортирования бухт согласно вариантам выполнения настоящего раскрытия могут включать в себя опорную балку, раздвигаемые спицы, продолжающиеся от опорной балки, сегменты барабана, установленные на раздвигаемых спицах, опорные кронштейны, расположенные на опорной балке, первичный механический привод, продолжающийся между опорным кронштейном и вторичными механическими приводами, продолжающимися от опорных кронштейнов.Embodiments of the present disclosure relate generally to systems used for unrolling coiled tubing coils. The pipe coils can be self-supporting, for example using a yoke to hold the coils together. Reel assemblies for transporting coils in accordance with embodiments of the present disclosure may include a support beam, expandable spokes extending from the support beam, drum segments mounted on expandable spokes, support arms disposed on the support beam, a primary mechanical drive extending between the support arm, and secondary mechanical drives extending from the support brackets.
Варианты выполнения настоящего раскрытия будут описаны ниже со ссылкой на чертежи. В одном аспекте варианты выполнения, раскрытые в настоящем документе, касаются вариантов выполнения для транспортирования бухт, использующих раздвигаемые узлы барабанов.Embodiments of the present disclosure will be described below with reference to the drawings. In one aspect, the embodiments disclosed herein relate to embodiments for transporting coils using expandable drum assemblies.
Используемый здесь термин соединенный или соединенный с может указывать на установление либо прямого, либо непрямого соединения и не ограничен ни тем, ни другим, если иное прямо не указано как таковое. Термин набор может относиться к одному или нескольким элементам. Везде, где возможно, одинаковые или идентичные ссылочные позиции используют на чертежах для идентификации общих или одинаковых элементов. Чертежи не обязательно должны быть в масштабе и некоторые признаки и некоторые виды фигур могут быть показаны в увеличенном масштабе с целью разъяснения.As used herein, the term connected or connected to may indicate the establishment of either a direct or indirect connection and is not limited to either, unless otherwise expressly indicated as such. The term set can refer to one or more items. Wherever possible, the same or identical reference numbers are used throughout the drawings to identify common or identical elements. The drawings do not have to be to scale, and some features and some types of figures may be shown on an enlarged scale for purposes of explanation.
Фиг. 1 иллюстрирует блок-схему варианта выполнения узла 10 барабана. Как подробно описано ниже, наматываемая труба 12 может быть расположена вокруг узла 10 барабана, чтобы обеспечивать транспортирование наматываемой трубы 12.FIG. 1 illustrates a block diagram of an embodiment of a reel assembly 10. As described in detail below, the coiled tubing 12 may be positioned around the reel assembly 10 to provide transport for the coiling tubing 12.
Наматываемая труба 12 может относиться к любому типу гибкой трубы или трубопровода, способного сгибаться в бухту. Такие бухты наматываемой трубы 12 могут уменьшать объем пространства, занимаемого трубой во время изготовления, перевозки, транспортирования и разворачивания по сравнению с жесткой трубой, которая не способна сгибаться в бухту.The coiled tubing 12 can be any type of coiled tubing or conduit capable of being bent into a coil. Such coils of coiled tubing 12 can reduce the amount of space occupied by the tubing during manufacture, shipping, transport, and unrolling compared to rigid tubing that is unable to bend into a coil.
Труба, как понятно специалистам обычной квалификации в области техники, может быть трубой для подачи или передачи любой воды, газа, нефти или любого типа текучей среды, известной специалистам в области техники. Наматываемая труба 12 может быть изготовлена из любого типа материалов, включающих в себя без ограничения, пластмассы, металлы, их совокупности, композитные материалы (например, армированные волокнами композитные материалы) или другие материалы, известные в данной области техники. Гибкую трубу наматываемой трубы 12 часто используют во многих применениях, включающих в себя без ограничения как сухопутные, так и морские нефтяные и газовые применения. Гибкая труба может включать в себя гибкую композитную трубу (FCP) или армированную термопластичную трубу (RTP). Сама труба FCP или RTP, в общем, может состоять из нескольких слоев. В одном или нескольких вариантах выполнения гибкая труба может включать в себя трубу из полиэтилена высокой плотности (HDPE), имеющую армирующий слой и слой наружного покрытия из HDPE. Таким образом, гибкая труба может включать в себя различные слои, которые могут быть изготовлены из различных материалов, а также могут быть переработаны для коррозионной стойкости. Например, в одном или нескольких вариантах выполнения труба, используемая для изготовления бухт трубы, может иметь антикоррозионный защитный слой, который расположен поверх другого слоя стальной арматуры. В этом армированном сталью слое спирально намотанные стальные полосы могут быть размещены над футеровкой, изготовленной из термопластичной трубы. Гибкая труба может быть предназначена для обработки различных давлений. Дополнительно гибкая труба может предлагать уникальные признаки и преимущества по сравнению с трубопроводами из стали/углеродистой стали в области коррозионной стойкости, гибкости, скорости установки и возможности повторного использования.The pipe, as will be understood by those of ordinary skill in the art, may be a pipe for supplying or transferring any water, gas, oil, or any type of fluid known to those of ordinary skill in the art. The coiled tubing 12 can be made from any type of materials including, but not limited to, plastics, metals, combinations thereof, composite materials (eg, fiber-reinforced composite materials), or other materials known in the art. Coiled tubing coiled tubing 12 is often used in many applications, including, but not limited to, both onshore and offshore oil and gas applications. Flexible pipe can include flexible composite pipe (FCP) or reinforced thermoplastic pipe (RTP). The FCP or RTP pipe itself can generally be composed of several layers. In one or more embodiments, the flexible pipe may include a high density polyethylene (HDPE) pipe having a reinforcement layer and an HDPE outer skin layer. Thus, coiled tubing can include different layers, which can be made from different materials, and can also be recycled for corrosion resistance. For example, in one or more embodiments, a pipe used to make coils of pipe may have an anti-corrosion protective layer that is located on top of another layer of steel reinforcement. In this steel-reinforced layer, helically wound steel strips can be placed over a lining made of thermoplastic pipe. The flexible pipe can be designed to handle different pressures. Additionally, coiled tubing can offer unique features and benefits over steel / carbon steel piping in terms of corrosion resistance, flexibility, installation speed, and reusability.
Узел 10 барабана на фиг. 1 также включает в себя опорную балку 14, имеющую первый конец 16 и второй конец 18. Опорную балку 14 используют для обработки узла 10 барабана и различные компоненты соединяют с опорной балкой 14, как описано в дополнительных деталях ниже. В некоторых вариантах выполнения первое множество раздвигаемых спиц 20 соединено с опорной балкой 14 вблизи первого конца 16, и второе множество раздвигаемых спиц 22 соединено с опорной балкой 14 вблизи второго конца 18. Кроме того, каждое множество сегментов 24 барабана установлено на дистальном конце 26 одной из первого множества раздвигаемых спиц 20 и дистальном конце 28 одной из второго множества раздвигаемых спиц 22. Сегменты барабана 24 продолжаются параллельно опорной балке 14. Для ясности, только одна раздвигаемая спица 20, одна раздвигаемая спица 22 и один сегмент 24 барабана показаны на фиг. 1. Множество сегментов 24 барабана используют для опоры наматываемой трубы 12, а дистальные концы 26 и 28 первого и второго множества раздвигаемых спиц 20 и 22 могут перемещаться между втянутым и вытянутым положениями, как более подробно описано ниже. Таким образом, узел 10 барабанаThe drum assembly 10 in FIG. 1 also includes a support beam 14 having a first end 16 and a second end 18. Support beam 14 is used to process the drum assembly 10 and various components are connected to the support beam 14 as described in further detail below. In some embodiments, a first plurality of expandable spokes 20 are coupled to a support beam 14 near the first end 16, and a second plurality of expandable spokes 22 are coupled to a support beam 14 near the second end 18. In addition, each plurality of drum segments 24 are mounted at a distal end 26 of one of the first set of expandable spokes 20 and a distal end 28 of one of the second set of expandable spokes 22. The drum segments 24 extend parallel to the support beam 14. For clarity, only one expandable spoke 20, one expandable spoke 22 and one drum segment 24 are shown in FIG. 1. The plurality of drum segments 24 are used to support the coiled tubing 12, and the distal ends 26 and 28 of the first and second plurality of expandable spokes 20 and 22 are movable between retracted and extended positions, as described in more detail below. Thus, the reel assembly 10
- 3 037730 выполнен с возможностью легко вставляться и извлекаться из бухт наматываемой трубы 12 и использоваться с бухтами наматываемой трубы 12 с различными внутренними диаметрами.- 3 037730 is designed to be easily inserted and removed from the coils of the coiled pipe 12 and used with coils of the coiled pipe 12 with different internal diameters.
Узел 10 барабана также включает в себя первый опорный кронштейн 30, расположенный на опорной балке 14 вблизи первого конца 16, и второй опорный кронштейн 32, расположенный на опорной балке 14 вблизи второго конца 18. Первый опорный кронштейн 30 выполнен с возможностью перемещаться вдоль первой продольной секции 34 опорной балки 14 и второй опорный кронштейна 32 выполнен с возможностью перемещаться вдоль второй продольной секции 36 опорной балки 14. Первичный механический привод 38 может продолжаться между первым опорным кронштейном 30 и вторым опорным кронштейном 32. Первичный механический привод 38 может быть использован для перемещения первого опорного кронштейна 30, второго опорного кронштейна 32 или обоих кронштейнов 30 и 32. Первое множество вторичных механических приводов 40 может продолжаться между первым опорным кронштейном 30 и одним из множества сегментов 24 барабана. Второе множество вторичных механических приводов 42 может также продолжаться между вторым опорным кронштейном 32 и одним из множества сегментов 24 барабана. Для ясности только один вторичный механический привод 40 и один вторичный механический привод 42 показаны на фиг. 1. В некоторых вариантах выполнения первое множество вторичных механических приводов 40 может продолжаться между одной из первого множества раздвигаемых спиц 20 и первым опорным кронштейном 30, и второе множество вторичных механических приводов 42 может продолжаться между одной из второго множества раздвигаемых спиц 22 и вторым опорным кронштейном 32. Как подробно описано ниже, первое и второе множество вторичных механических приводов 40 и 42 могут быть использованы для перемещения первого и второго множества раздвигаемых спиц 20 и 22 между втянутым и вытянутым положениями соответственно.The drum assembly 10 also includes a first support bracket 30 located on a support beam 14 near the first end 16 and a second support bracket 32 located on a support beam 14 near the second end 18. The first support bracket 30 is movable along the first longitudinal section 34 of the support beam 14 and the second support bracket 32 is configured to move along the second longitudinal section 36 of the support beam 14. The primary mechanical actuator 38 may extend between the first support bracket 30 and the second support bracket 32. The primary mechanical actuator 38 may be used to move the first support beam bracket 30, second support bracket 32, or both brackets 30 and 32. The first plurality of secondary mechanical actuators 40 may extend between the first support bracket 30 and one of the plurality of drum segments 24. The second plurality of secondary mechanical drives 42 may also extend between the second support bracket 32 and one of the plurality of drum segments 24. For clarity, only one secondary mechanical actuator 40 and one secondary mechanical actuator 42 are shown in FIG. 1. In some embodiments, the first plurality of secondary mechanical drives 40 may extend between one of the first plurality of expandable spokes 20 and the first support bracket 30, and the second plurality of secondary mechanical drives 42 may extend between one of the second plurality of expandable spokes 22 and the second support bracket 32 As detailed below, the first and second plurality of secondary mechanical actuators 40 and 42 may be used to move the first and second plurality of expandable spokes 20 and 22 between retracted and extended positions, respectively.
Фиг. 2 иллюстрирует вид в перспективе варианта выполнения бухты 60 наматываемой трубы 12. Бухта 60 может быть ограничена аксиальной осью или направлением 62, радиальной осью или направлением 64 и круговой осью или направлением 66. Бухта 60 может быть образована наматыванием наматываемой трубы 12 в бухту с внутренним каналом 68, образованным аксиально 62 сквозь нее, где бухта 60 может перемещаться как единая упаковка или связка бухтованной трубы, как показано на фиг. 2. Каждый полный оборот бухтованной трубы может называться витком трубы. Несколько витков трубы в бухте 60 могут быть выполнены в виде колонн вдоль аксиального направления 62 бухты 60 и/или выполнены в виде слоев вдоль радиального направления 64 бухты 60. Например, множество колонн витков может быть образовано вдоль аксиального направления 62 бухты 60, где аксиальный размер 70 бухты 60 основан на диаметре трубы 12 и количестве и аксиальном 62 положении витков, образующих бухту 60. Дополнительно множество слоев витков может быть образовано вдоль радиального направления 64 бухты 60, где радиальный размер 72 бухты 60 основан на диаметре трубы и количестве и радиальном 64 положении витков, образующих бухту 60. В некоторых вариантах выполнения вес бухты 60 может превышать 40000 фунтов (18,144 кг).FIG. 2 illustrates a perspective view of an embodiment of a coil 60 of coiled tubing 12. Coil 60 may be defined by an axial axis or direction 62, a radial axis or direction 64, and a circular axis or direction 66. Coil 60 may be formed by winding coiled tubing 12 into a coiled with an inner bore 68 formed axially 62 therethrough, where coil 60 can move as a single package or bundle of coiled tubing, as shown in FIG. 2. Each complete turn of a coiled pipe may be called a pipe turn. Several turns of pipe in coil 60 can be formed as columns along the axial direction 62 of coil 60 and / or are formed as layers along the radial direction 64 of coil 60. For example, a plurality of columns of turns can be formed along axial direction 62 of coil 60, where the axial dimension 70 of the coil 60 is based on the diameter of the pipe 12 and the number and axial 62 position of the turns forming the coil 60. Additionally, multiple layers of turns may be formed along the radial direction 64 of the coil 60, where the radial dimension 72 of the coil 60 is based on the pipe diameter and the number and radial 64 position. coil 60. In some embodiments, coil 60 may weigh more than 40,000 pounds (18.144 kg).
Как показано на фиг. 2, бухта 60 наматываемой трубы 12 может представлять собой один или более слоев (например, слоев 74 и 76) трубы, упакованной или связанной в бухту 60. Бухта 60 может включать в себя по меньшей мере один или более слоев трубы, которая была свернута в особую форму или расположение. Как показано на фиг. 2, бухта 60 свернута, по существу, в цилиндрическую форму, имеющую, по существу, круглые основания 78 и 80, образованные на каждом конце бухты 60, где аксиальный размер 70 бухты 60 измеряют между двумя основаниями 78 и 80.As shown in FIG. 2, coil 60 of coiled tubing 12 may be one or more layers (e.g., layers 74 and 76) of tubing packed or bundled into coil 60. Coil 60 may include at least one or more layers of tubing that has been coiled into a particular shape or arrangement. As shown in FIG. 2, coil 60 is rolled into a substantially cylindrical shape having substantially circular bases 78 and 80 formed at each end of coil 60, where the axial dimension 70 of coil 60 is measured between two bases 78 and 80.
Как известно специалисту обычной квалификации в области техники, наматываемая труба 12, используемая для изготовления бухты 60, показанной на фиг. 2, может быть свернута с использованием намоточных механизмов или других намоточных машин, подходящих для такой функции. Специалист обычной квалификации в области техники признает, что настоящее раскрытие не ограничено какой-либо особой формой намоточного или другого устройства, которое можно использовать для образования трубы в бухту. Наматывание трубы в бухту трубы, такую как 60, помогает при транспортировании трубы, которая может быть несколько сотен футов в длину в одном или нескольких вариантах выполнения. Дополнительно бухта 60 может быть собрана как бухта для облегчения разворачивания бухты. Разворачивание, как используется в данном документе, может относиться к действию разматывания или разворачивания наматываемой трубы 12 с бухты 60.As is known to one of ordinary skill in the art, the coiled tubing 12 used to make the coil 60 shown in FIG. 2 can be wound using winders or other winding machines suitable for this function. One of ordinary skill in the art will recognize that the present disclosure is not limited to any particular form of coiler or other device that can be used to form a tube into a coil. Coiling the pipe into a coil of pipe, such as 60, assists in transporting pipe that can be several hundred feet in length in one or more embodiments. Additionally, coil 60 can be assembled as a coil to facilitate deployment of the coil. Unrolling, as used herein, may refer to the act of uncoiling or unrolling coiled tubing 12 from coil 60.
После сборки в бухту бухта 60, показанная на фиг. 2, может включать в себя внутренний канал 68, образованный аксиально 62 сквозь бухту 60. Внутренний канал 68 представляет собой отверстие, расположенное в общем в центре бухты 60. Внутренний канал 68 имеет, по существу, круглую форму. Бухта 60 может иметь наружный диаметр (OD) и внутренний диаметр (ID), где внутренний диаметр ограничен внутренним каналом 68.Once coiled, the coil 60 shown in FIG. 2 may include an inner bore 68 formed axially 62 through coil 60. Inner bore 68 is an opening generally located in the center of coil 60. Inner bore 68 is substantially circular in shape. Coil 60 may have an outer diameter (OD) and an inner diameter (ID), where the inner diameter is limited by the inner bore 68.
Фиг. 3 иллюстрирует вид сбоку первого конца 16 варианта выполнения узла 10 барабана, расположенного во внутреннем канале 68 бухты 60, с каждым из дистальных концов 26 первого множества раздвигаемых спиц 20 во втянутом положении. Таким образом, узел 10 барабана может также быть описан как во втянутом положении. Как показано на фиг. 3, втянутый узел 10 барабана расположен внизу внутреннего канала 68, опираясь на два из множества сегментов 24 барабана. Два других из множества сегментов 24 барабана не находятся в контакте с бухтой 60. Втянутое положение узла 10 барабана можетFIG. 3 illustrates a side view of a first end 16 of an embodiment of a drum assembly 10 disposed in an inner bore 68 of reel 60 with each of the distal ends 26 of the first plurality of expandable spokes 20 in a retracted position. Thus, the drum unit 10 can also be described as being in a retracted position. As shown in FIG. 3, the retracted drum assembly 10 is positioned at the bottom of the inner duct 68 resting on two of a plurality of drum segments 24. The other two of the plurality of drum segments 24 are not in contact with the reel 60. The retracted position of the drum assembly 10 may
- 4 037730 позволять легко вставлять узел 10 барабана во внутренний канал 68 с достаточным зазором, чтобы избежать контакта с бухтой 60 во время введения, тем самым избегая любого возможного повреждения наматываемой трубы 12. Узел 10 барабана может быть вставлен во внутренний канал 68 с использованием множества различных механизмов и технологий, как более подробно описано ниже. В некоторых вариантах выполнения множество каркасов 90 спиц могут быть использованы для обеспечения поперечной опоры первому множеству раздвигаемых спиц 20. Множество каркасов 90 спиц могут быть стержнями, брусами, колоннами или подобными объектами, соединенными между каждой из первого множества раздвигаемых спиц 20 для обеспечения опоры раздвигаемым спицам 20 во время транспортирования, перевозки, вытягивания и втягивания узла 10 барабана. Хотя вышеприведенное обсуждение относится к первому концу 16, оно в равной степени применяется ко второму концу 18 и компонентам узла 10 барабана, расположенным на втором конце 18, таким как второе множество раздвигаемых спиц 22. Кроме того, хотя четыре сегмента 24 барабана показаны на фиг. 3, другие варианты выполнения узла 10 барабана могут включать в себя различное количество сегментов барабана, таких как, но не ограничиваясь ими, два, шесть или восемь сегментов 24 барабана.4 037730 allow the drum assembly 10 to be easily inserted into the inner channel 68 with sufficient clearance to avoid contact with the coil 60 during insertion, thereby avoiding any possible damage to the coiled tubing 12. The drum assembly 10 can be inserted into the inner channel 68 using a plurality of different mechanisms and technologies, as described in more detail below. In some embodiments, the plurality of spoke frames 90 may be used to provide lateral support to the first plurality of expandable spokes 20. The plurality of spoke frames 90 may be rods, beams, columns, or the like, interconnected between each of the first plurality of expandable spokes 20 to provide support for the expandable spokes. 20 during transportation, transportation, pulling and retraction of the drum unit 10. Although the above discussion applies to the first end 16, it applies equally to the second end 18 and the components of the drum assembly 10 located at the second end 18, such as the second plurality of expandable spokes 22. In addition, although four drum segments 24 are shown in FIG. 3, other embodiments of the reel assembly 10 may include a different number of reel segments, such as, but not limited to, two, six, or eight reel segments 24.
Фиг. 4 иллюстрирует вид сбоку первого конца 16 варианта выполнения узла 10 барабана, расположенного во внутреннем канале 68 бухты 60 с каждым из дистальных концов 26 первого множества раздвигаемых спиц 20 в вытянутом положении. Таким образом, узел 10 барабана может также быть описан как в вытянутом положении. Как показано на фиг. 4, все из множества сегментов 24 барабана находятся в контакте с бухтой 60 при достаточном давлении на внутренний канал 68, том что бухта 60 закреплена к узлу 10 барабана. Наружные поверхности множества сегментов 24 барабана могут иметь форму сечения, в общем, соответствующую изогнутой форме внутреннего канала 68, тем самым равномерно распределяя давление по внутреннему каналу 68. Другими словами, сегменты 24 барабана могут иметь полукруглую форму, чтобы соответствовать полукруглой форме внутреннего канала 68. Таким образом, раздвинутый узел 10 барабана может использоваться для полной опоры бухты 60, в том числе во время транспортирования и разворачивания бухты 60. В частности, раздвинутый узел 10 барабана и бухту 60 могут обрабатывать аналогично наматываемой трубе 12, расположенной на намоточном барабане или бобине. Однако один узел 10 барабана может использоваться для обработки множества бухт 60 без материальнотехнического обеспечения, связанного с пустыми намоточными барабанами или бобинами. Кроме того, использование узла 10 барабана позволяет обрабатывать и транспортировать более тяжелые бухты 60 наматываемой трубы 12, поскольку вес намоточных барабанов или бобин не учитывают. Как и на фиг. 3, хотя вышеприведенное обсуждение относится к первому концу 16, оно в равной степени относится ко второму концу 18 и компонентам узла 10 барабана, расположенным на втором конце 18, таким как второе множество раздвигаемых спиц 22.FIG. 4 illustrates a side view of a first end 16 of an embodiment of a drum assembly 10 disposed in an inner bore 68 of reel 60 with each of the distal ends 26 of the first set of expandable spokes 20 in an extended position. Thus, the drum unit 10 can also be described as being in an extended position. As shown in FIG. 4, all of the plurality of drum segments 24 are in contact with reel 60 with sufficient pressure on inner bore 68 such that reel 60 is secured to reel assembly 10. The outer surfaces of the plurality of drum segments 24 may have a cross-sectional shape generally corresponding to the curved shape of the inner channel 68, thereby evenly distributing pressure across the inner channel 68. In other words, the drum segments 24 may be semicircular to match the semicircular shape of the inner channel 68. Thus, the extended reel assembly 10 can be used to fully support the reel 60, including during transport and unrolling of the reel 60. In particular, the extended reel unit 10 and the reel 60 may be handled similarly to the coiled tubing 12 disposed on the reel or reel. However, a single reel assembly 10 can be used to process multiple coils 60 without the logistics associated with empty winding drums or bobbins. In addition, the use of the reel assembly 10 allows the heavier coils 60 of the coiled tube 12 to be handled and transported since the weight of the coiling drums or bobbins is not taken into account. As in FIG. 3, while the above discussion refers to the first end 16, it applies equally to the second end 18 and the components of the drum assembly 10 located at the second end 18, such as the second plurality of expandable spokes 22.
Фиг. 5 иллюстрирует вид в перспективе первого конца 16 варианта выполнения узла 10 барабана во втянутом положении. Как и с предыдущими фигурами, обсуждение, относящееся к первому концу 16, в общем, применяется в равной степени ко второму концу 18. Как показано на фиг. 5, опорная балка 14 продолжается аксиально 62 сквозь центр узла 10 барабана. В некоторых вариантах выполнения первая ступица 100 расположена на первом конце 16, причем первая ступица 100 включает в себя вал 102 первой ступицы, который может иметь круглую форму сечения. Хотя это не показано на виде в перспективе фиг. 5, узел 10 барабана может также включать в себя вторую ступицу и вал второй ступицы, расположенные на втором конце 18, аналогично первой ступице 100 и валу 102 первой ступицы. В некоторых вариантах выполнения первая ступица 100 и вторая ступица могут называться интегрированными ступицами, поскольку первая ступица 100 и вторая ступица могут исключать использование полой опорной балки с открытыми концами вдоль аксиальной оси 62 узла 10 барабана для вставки стержня или стойки для подъема и разворачивания узла 10 барабана. Вместо этого объединенные ступицы, такие как первая ступица 100 и вторая ступица, могут действовать вместе с опорной балкой 14 в качестве неподвижной оси в отношении узла 10 барабана. Кроме того, вал 102 первой ступицы и вал второй ступицы обеспечивают неподвижные расположения для того, чтобы пользователь мог захватывать или манипулировать узлом 10 барабана, либо вручную, либо с помощью вилочного погрузчика, без использования стержня, стойки или другого подобного подъемного оборудования.FIG. 5 illustrates a perspective view of the first end 16 of an embodiment of the reel assembly 10 in a retracted position. As with the previous figures, the discussion pertaining to the first end 16 generally applies equally to the second end 18. As shown in FIG. 5, the support beam 14 extends axially 62 through the center of the drum assembly 10. In some embodiments, the first hub 100 is located at the first end 16, and the first hub 100 includes a first hub shaft 102, which may have a circular cross-sectional shape. Although not shown in the perspective view of FIG. 5, the drum assembly 10 may also include a second hub and a second hub shaft disposed at a second end 18, similar to the first hub 100 and the first hub shaft 102. In some embodiments, the first hub 100 and the second hub may be referred to as integrated hubs because the first hub 100 and the second hub may eliminate the use of an open-ended hollow support beam along the axial axis 62 of the drum assembly 10 for inserting a rod or post for lifting and deploying the drum assembly 10. ... Instead, combined hubs, such as the first hub 100 and the second hub, can act with the support beam 14 as a stationary axis with respect to the drum assembly 10. In addition, the first hub shaft 102 and the second hub shaft provide stationary positions so that a user can grasp or manipulate the drum assembly 10, either manually or with a forklift, without using a rod, stand, or other similar lifting equipment.
В частности, первая ступица 100 и вторая ступица могут использоваться для обработки и перемещения узла 10 барабана. Кроме того, когда узел 10 барабана размещен в соответствующем каркасе, прицепе или другом устройстве для разворачивания, вал 102 первой ступицы и вал второй ступицы могут использоваться для обеспечения вращения узла 10 барабана.In particular, the first hub 100 and the second hub can be used to handle and move the drum assembly 10. In addition, when the reel assembly 10 is housed in an appropriate frame, trailer, or other unwinding device, the first hub shaft 102 and the second hub shaft may be used to rotate the reel assembly 10.
Другими словами, вал 102 первой ступицы и вал второй ступицы могут вписываться в круглое отверстие каркаса, прицепа или другого устройства для разворачивания, чтобы позволять узлу 10 барабана вращаться. В некоторых вариантах выполнения одна или более проушины 104 могут быть расположены на первом и втором концах 16 и 18 для возможности транспортирования узла 10 барабана. Например, ремни, веревки, цепи или аналогичные закрепляющие устройства могут быть соединены с проушинами 104 для облегчения перемещения узла 10 барабана. Проушины 104 могут быть соединены с опорной балкой 14, раздвигаемыми спицами 20 или 22, каркасами 90 спиц или другими соответствующими местами узла 10 барабана. В дополнительных вариантах выполнения узел 10 барабана может включать вIn other words, the first hub shaft 102 and the second hub shaft may fit into a circular opening of a frame, trailer, or other unroller to allow the drum assembly 10 to rotate. In some embodiments, one or more lugs 104 may be located at the first and second ends 16 and 18 to transport the drum assembly 10. For example, belts, ropes, chains, or similar securing devices may be connected to the lugs 104 to facilitate movement of the drum assembly 10. Eyelets 104 may be coupled to support beam 14, expandable spokes 20 or 22, spoke frames 90, or other appropriate locations on drum assembly 10. In additional embodiments, the reel assembly 10 may include
- 5 037730 себя по меньшей мере два вилочных канала 106, которые продолжаются аксиально 62 или радиально 64 вдоль опорной балки 14. Вилы или зубцы вилочного погрузчика, погрузчика или подобного механизма могут быть вставлены в вилочные каналы 106 для возможности подъема и перемещения узла 10 барабана. Например, вилочные каналы 106, которые продолжаются аксиально 62, могут использоваться для вставки и извлечения узла 10 барабана из внутреннего канала 68 бухты 60. Вилочные каналы 106, которые продолжаются радиально 64, могут использоваться для подъема или установки узла 10 барабана с подъемника, железнодорожного вагона или аналогичного транспортного средства или используются, когда доступ к вилочным каналам 106, продолжающимся аксиально 62, ограничен или стеснен. Каналы 106 могут быть соединены с опорной балкой 14, раздвигаемыми спицами 20 или 22, каркасами 90 спиц или другими соответствующими местами узла 10 барабана.- 5 037730 itself at least two fork channels 106 that extend axially 62 or radially 64 along support beam 14. Forks or tines of a forklift truck, forklift truck or the like may be inserted into fork channels 106 to allow the drum assembly 10 to be lifted and moved. For example, fork channels 106, which extend axially 62, may be used to insert and remove the drum assembly 10 from the inner channel 68 of the coil 60. Fork channels 106, which extend radially 64, may be used to lift or install the drum assembly 10 from a hoist, railroad car or a similar vehicle or are used when access to the fork ducts 106 extending axially 62 is restricted or constrained. Channels 106 may be connected to support beam 14, expandable spokes 20 or 22, spoke frames 90, or other appropriate locations on drum assembly 10.
В некоторых вариантах выполнения узел 10 барабана может включать в себя клетку 110, которая, по меньшей мере частично, покрывает один или более компонентов узла 10 барабана. Например, клетка 110 может помогать защищать компоненты узла 10 барабана, когда узел 10 барабана перемещают или обрабатывают посредством вилочных каналов 106. Клетка 110 может быть изготовлена из растянутого металла или сетки и соединена с опорной балкой 14, раздвигаемыми спицами 20 или 22, каркасами 90 спиц, вилочными каналами 106 или другими соответствующими местами узла 10 барабана.In some embodiments, the reel assembly 10 may include a cage 110 that at least partially covers one or more components of the reel assembly 10. For example, the cage 110 may help protect the components of the drum assembly 10 when the drum assembly 10 is moved or processed through the fork channels 106. The cage 110 may be made of stretched metal or mesh and connected to a support beam 14, expandable spokes 20 or 22, wire frames 90 , fork channels 106, or other appropriate locations on the drum assembly 10.
Фиг. 6 иллюстрирует вид в перспективе варианта выполнения узла 10 барабана сбоку во втянутом положении. Как показано в проиллюстрированном варианте выполнения, опорная балка 14 включает в себя первую ступицу 100 и вторую ступицу 120 и вал 122 второй ступицы. Опорная балка 14 продолжается аксиально 62 сквозь центр узла 10 барабана. Вилочные каналы 106 могут продолжаться радиально 64 сквозь узел 10 барабана для транспортирования вилочным погрузчиком или аналогичным устройством. В проиллюстрированном варианте выполнения обеспечены четыре вилочных канала 106 с двумя нижними опорными балками 14 и двумя верхними опорными балками 14. Таким образом, узел 10 барабана может быть поднят, используя два вилочных канала 106 верхней опорной балки 14, чтобы центр масс узла 10 барабана был ниже, чем вилки или зубцы вилочного погрузчика. Если узел 10 барабана опрокинут, то могут использоваться два других вилочных канала 106. Таким образом, размещение вилочных каналов 106 как верхней, так и нижней опорной балки 14, позволяет обрабатывать узел 10 барабана в любой ориентации. В дополнительных вариантах выполнения может быть обеспечено различное количество вилочных каналов 106, в том числе два, шесть или более вилочных каналов 106. Узел 10 барабана, показанный на фиг. 6, также включает в себя множество гидравлических шлангов 124, которые могут быть соединены с одним или несколькими гидравлическими цилиндрами узла 10 барабана, как более подробно описано ниже. В данном документе гидравлические цилиндры могут также называться линейными гидравлическими двигателями. Клетка 110 может также помогать защищать гидравлические шланги 124, когда узел 10 барабана перемещают или обрабатывают посредством вилочных каналов 106.FIG. 6 illustrates a perspective view of an embodiment of the reel assembly 10 from the side in a retracted position. As shown in the illustrated embodiment, the support beam 14 includes a first hub 100 and a second hub 120 and a second hub shaft 122. Support beam 14 extends axially 62 through the center of the drum assembly 10. Fork channels 106 may extend radially 64 through the drum assembly 10 for transport by a forklift or the like. In the illustrated embodiment, four fork channels 106 are provided with two lower support beams 14 and two upper support beams 14. Thus, the drum assembly 10 can be raised using the two fork channels 106 of the upper support beam 14 so that the center of gravity of the drum assembly 10 is lower than forks or forklift tines. If the drum assembly 10 is overturned, then two other fork channels 106 can be used. Thus, the placement of the fork channels 106 of both the upper and lower support beam 14 allows the drum assembly 10 to be processed in any orientation. In additional embodiments, a different number of fork channels 106 may be provided, including two, six, or more fork channels 106. The reel assembly 10 shown in FIG. 6 also includes a plurality of hydraulic hoses 124 that may be connected to one or more hydraulic cylinders of the reel assembly 10, as described in more detail below. In this document, hydraulic cylinders may also be referred to as linear hydraulic motors. The cage 110 can also help protect the hydraulic hoses 124 when the reel assembly 10 is moved or processed through the fork passages 106.
Фиг. 7 иллюстрирует вид в перспективе варианта выполнения узла 10 барабана с переднего конца 16 во втянутом положении. В некоторых вариантах выполнения одно или несколько гидравлических соединений 140 могут быть обеспечены на одном или обоих из первого и второго концов 16 и 18, чтобы позволять подавать гидравлическую текучую среду в гидравлические шланги 124 и гидравлические компоненты узла 10 барабана. Гидравлические соединения 140 могут быть размещены в любом удобном месте, таком как рядом с опорной балкой 14, раздвигаемыми спицами 20 или 22, каркасами 90 спиц, вилочными каналами 106 или другими соответствующими местами узла 10 барабана. Гидравлическими компонентами узла 10 барабана можно управлять с помощью автономной гидравлической силовой установки (HPU) или HPU, соединенной с установочным прицепом. Дополнительно узлом 10 барабана можно работать вручную или посредством электронного управления с концевыми переключателями, например, в некоторых иллюстративных вариантах выполнения.FIG. 7 illustrates a perspective view of an embodiment of the reel assembly 10 from the front end 16 in a retracted position. In some embodiments, one or more hydraulic connections 140 may be provided at one or both of the first and second ends 16 and 18 to allow hydraulic fluid to be supplied to the hydraulic hoses 124 and hydraulic components of the drum assembly 10. The fluid connections 140 may be located at any convenient location such as near the support beam 14, the expandable spokes 20 or 22, the spoke frames 90, the fork channels 106, or other appropriate locations on the drum assembly 10. The hydraulic components of the drum unit 10 can be controlled by a self-contained hydraulic power unit (HPU) or HPU coupled to an installation trailer. Additionally, the reel assembly 10 can be operated manually or by electronic control with limit switches, for example, in some illustrative embodiments.
Фиг. 8 представляет собой вид в перспективе участка варианта выполнения узла 10 барабана. Множество сегментов 24 барабана опущено для лучшей иллюстрации внутренних деталей узла 10 барабана. В частности, первое и второе множество раздвигаемых спиц 20 и 22 включают в себя множество жестких спиц 150 (например, полых трубок), которые могут быть изготовлены из квадратных труб из стали или аналогичной композиции. Как более подробно описано ниже, жесткие спицы 150 не перемещаются во время вытягивания узла 10 барабана. Вместо этого множество сегментов 24 барабана может включать в себя квадратную трубу, которая скользит внутрь и наружу внутреннего пространства множества жестких спиц 150 во время втягивания и вытягивания узла барабана соответственно. В других вариантах выполнения жесткие спицы 150 могут иметь другие формы сечения, такие как круги или прямоугольники. В проиллюстрированном варианте выполнения опорная балка 14 может быть изготовлена из квадратной трубы из стали или подобной композиции. В других вариантах выполнения опорная балка 14 может иметь другие формы сечения, такие как круги или прямоугольники. Каркасы 90 спиц могут также быть выполнены из труб из стали или аналогичной композиции с квадратными или другими формами сечения.FIG. 8 is a perspective view of a portion of an embodiment of the reel assembly 10. A plurality of drum segments 24 have been omitted to better illustrate the internal details of the drum assembly 10. In particular, the first and second plurality of expandable spokes 20 and 22 include a plurality of rigid spokes 150 (eg, hollow tubes), which may be formed from square tubes of steel or a similar composition. As described in more detail below, the rigid spokes 150 do not move while the reel assembly 10 is being pulled. Instead, the plurality of drum segments 24 may include a square tube that slides in and out of the interior of the plurality of rigid spokes 150 as the drum assembly is pulled in and out, respectively. In other embodiments, the rigid spokes 150 may have other cross-sectional shapes such as circles or rectangles. In the illustrated embodiment, the support beam 14 may be formed from a square tube of steel or a similar composition. In other embodiments, the support beam 14 may have other cross-sectional shapes such as circles or rectangles. The skeletons 90 of the spokes can also be made of pipes of steel or a similar composition with square or other cross-sectional shapes.
Как показано на фиг. 8, узел 10 барабана может включать в себя прокладки 152 ступиц, расположенные вокруг валов 102 и 122 первой и второй ступиц. Прокладки 152 ступиц могут помогать блокировать первое и второе множество раздвигаемых спиц 20 и 22 от контакта со стационарными компонентами каркаса, прицепа или другого разворачивающего устройства, пока узел 10 барабана вращается. ВиAs shown in FIG. 8, the reel assembly 10 may include hub spacers 152 disposed around the first and second hub shafts 102 and 122. Hub spacers 152 may help block the first and second plurality of expandable spokes 20 and 22 from contacting stationary components of the frame, trailer, or other unrolling device while the drum assembly 10 is rotating. In and
- 6 037730 лочные каналы 106, которые продолжаются радиально 64, могут быть соединены с вилочными каналами, которые продолжаются аксиально 62, посредством одного или нескольких вилочных уступов 154, которые могут быть выполнены из труб из стали или аналогичной композиции с квадратными или другими формами сечения. Хотя на фиг. 8 показан один вариант выполнения узла 10 барабана, возможны другие конфигурации, которые обеспечивают такую же или аналогичную функциональность.6,037730 side channels 106, which extend radially 64, may be connected to fork channels that extend axially 62, by means of one or more forked shoulders 154, which may be made of pipes of steel or a similar composition with square or other cross-sectional shapes. While FIG. 8 shows one embodiment of a drum assembly 10, other configurations are possible that provide the same or similar functionality.
Фиг. 9 представляет собой вид в перспективе варианта выполнения одного из множества сегментов 24 барабана. В частности, сегмент 24 барабана, показанный на фиг. 9, может использоваться вместе с участком узла 10 барабана, показанным на фиг. 8. Сегменты 24 барабана могут быть изготовлены из отдельных компонентов для обеспечения узла, который может поддерживать участок веса бухты 60 без повреждения бухты 60. Например, сегмент 24 барабана может включать в себя поперечину 170, которая может быть выполнена из трубы из стали или аналогичной композиции с квадратными или другими формами сечения. Поперечина 170 обеспечивает опору для одного или нескольких других компонентов сегмента 24 барабана, таких как клинья 172, лист 174 барабана, концевые пластины 176, опорные спицы 178 (например, жесткие элементы) и разъемы 180 механического привода. Клинья 172 могут быть изготовлены из листового металла и использованы для обеспечения структурной опоры и стабильности сегмента 24 барабана. Лист 174 барабана может также быть изготовлен из листового металла и иметь изогнутую наружную поверхность, в общем, соответствующую изогнутой поверхности внутреннего канала 68 бухты 60. Таким образом, изогнутая поверхность листа 174 барабана помогает уменьшать вероятность повреждения бухты 60, а также распределяет вес бухты 60 равномерно по площади поверхности сегмента 24 барабана. Концевые пластины 176 могут быть изготовлены из листового металла и служат аналогичной цели, что и клинья 172, в дополнение к покрытию концов сегмента 24 барабана. Опорные спицы 178 могут быть изготовлены из трубы из стали или аналогичной композиции с квадратной или другой формой сечения и выполнены с возможностью вписываться внутрь жестких спиц 150 узла 10 барабана. Другими словами, опорные спицы 178 могут иметь такую же форму сечения, что и жесткие спицы 150, а также иметь диаметр или площадь сечения, меньший, чем у жестких спиц 150, чтобы позволять опорным спицам 178 скользить внутрь и наружу жестких спиц 150 телескопически во время вытягивания и втягивания узла 10 барабана. Наконец, разъемы 180 механического привода могут обеспечивать точки соединения для первого и второго множества вторичных механических приводов 40 и 42. Например, первое и второе множество вторичных механических приводов 40 и 42 могут соединяться с разъемами 180 механического привода посредством скобочного соединения или крепежного устройства другого типа, чтобы позволять первому и второму множеству вторичных механических приводов 40 и 42 вращаться вокруг разъемов 180 механического привода при вытягивании и втягивании узла 10 барабана. В некоторых вариантах выполнения разъемы 180 механического привода могут располагаться на опорных спицах 17 8 вместо поперечины 170.FIG. 9 is a perspective view of an embodiment of one of a plurality of drum segments 24. In particular, the reel segment 24 shown in FIG. 9 may be used in conjunction with the portion of the reel assembly 10 shown in FIG. 8. Drum segments 24 may be made of separate components to provide an assembly that can support a portion of the weight of reel 60 without damaging reel 60. For example, reel segment 24 may include a cross member 170, which may be formed from pipe of steel or similar composition. with square or other cross-sectional shapes. The cross member 170 provides support for one or more other components of the drum segment 24, such as wedges 172, drum sheet 174, end plates 176, support spokes 178 (eg, rigid members), and mechanical drive connectors 180. Wedges 172 can be made of sheet metal and used to provide structural support and stability to the drum segment 24. The drum sheet 174 may also be made of sheet metal and have a curved outer surface generally corresponding to the curved surface of the inner bore 68 of the coil 60. Thus, the curved surface of the drum sheet 174 helps to reduce the likelihood of damage to the coil 60 and also distributes the weight of the coil 60 evenly. over the surface area of the drum segment 24. The end plates 176 can be made of sheet metal and serve a similar purpose as the wedges 172, in addition to covering the ends of the drum segment 24. The support spokes 178 can be made of steel pipe or similar composition with a square or other cross-sectional shape and are configured to fit inside the rigid spokes 150 of the drum assembly 10. In other words, anchor spokes 178 may have the same cross-sectional shape as rigid spokes 150, and also have a smaller diameter or cross-sectional area than rigid spokes 150 to allow anchor spokes 178 to slide in and out of rigid spokes 150 telescopically during pulling and retracting the drum unit 10. Finally, the mechanical actuator connectors 180 may provide connection points for the first and second plurality of secondary mechanical actuators 40 and 42. For example, the first and second plurality of secondary mechanical actuators 40 and 42 may be coupled to the mechanical actuator connectors 180 via a bracket or other type of fastening device. to allow the first and second plurality of secondary mechanical drives 40 and 42 to rotate about the mechanical drive connectors 180 as the reel assembly 10 is pulled in and out. In some embodiments, the mechanical drive connectors 180 may be located on the support spokes 17 8 instead of the crosspiece 170.
Фиг. 10 иллюстрирует вид в перспективе участка варианта выполнения узла 10 барабана с первого конца 16. Некоторые элементы, расположенные на втором конце 18, обсуждают ниже вместе с соответствующими элементами, расположенными на первом конце 16, хотя и не показанными на фиг. 10. Как показано на фиг. 10, первый опорный кронштейн 30 расположен вокруг опорной балки 14. Опорная балка 14 может также быть выполнена из трубы из стали или аналогичной композиции с квадратными или другими формами сечения. В проиллюстрированном варианте выполнения опорная балка 14 выполнена из квадратной трубы. Как таковой первый опорный кронштейн 30 также имеет квадратную внутреннюю форму, чтобы облегать опорную балку 14. Первый опорный кронштейн 30 включает в себя разъемы 190 кронштейна, которые обеспечивают точки соединения для первого и второго множества вторичных механических приводов 40 и 42. Например, первое и второе множество вторичных механических приводов 40 и 42 могут соединяться с разъемами 190 кронштейна посредством скобочного соединения или крепежного устройства другого типа, чтобы позволять первому и второму множеству вторичных механических приводов 40 и 42 вращаться вокруг разъемов 190 кронштейна при вытягивании и втягивании узла 10 барабана. Кроме того, первичный механический привод 38 может соединяться с первым опорным кронштейном 30, чтобы позволять первому опорному кронштейну 30 перемещаться вдоль первой продольной секции 34 опорной балки 14. В некоторых вариантах выполнения первичный механический привод 38 может быть гидравлическим цилиндром. В различных вариантах выполнения два, три, четыре или более первичных механических приводов 38 могут быть соединены и равномерно распределены вокруг первого опорного кронштейна 30.FIG. 10 illustrates a perspective view of a portion of an embodiment of the reel assembly 10 from the first end 16. Certain elements located at the second end 18 are discussed below in conjunction with corresponding elements located at the first end 16, although not shown in FIG. 10. As shown in FIG. 10, the first support bracket 30 is disposed around the support beam 14. The support beam 14 may also be made of steel pipe or a similar composition with square or other cross-sectional shapes. In the illustrated embodiment, the support beam 14 is formed from a square tube. As such, the first support bracket 30 also has a square internal shape to fit the support beam 14. The first support bracket 30 includes bracket connectors 190 that provide connection points for the first and second plurality of secondary mechanical actuators 40 and 42. For example, the first and second the plurality of secondary mechanical actuators 40 and 42 may be coupled to the bracket connectors 190 by means of a bracket or other type of attachment device to allow the first and second plurality of secondary mechanical actuators 40 and 42 to rotate about the bracket connectors 190 as the drum assembly 10 is pulled out and drawn in. In addition, the primary mechanical actuator 38 may be coupled to the first support bracket 30 to allow the first support bracket 30 to move along the first longitudinal section 34 of the support beam 14. In some embodiments, the primary mechanical actuator 38 may be a hydraulic cylinder. In various embodiments, two, three, four, or more primary mechanical actuators 38 may be connected and evenly spaced around the first support bracket 30.
В некоторых вариантах выполнения первый опорный кронштейн 30 может включать в себя контактную поверхность 192 опорной балки, выполненную с возможностью обеспечивать низкофрикционную или не прилипающую поверхность для того, чтобы позволять первому опорному кронштейну 30 свободно скользить по внешней поверхности опорной балки 14. Например, контактная поверхность 192 опорной балки может быть изготовлена из ультравысокомолекулярного (UHMW) пластика или аналогичных материалов. В дополнительных вариантах выполнения узел 10 барабана включает в себя распределитель 194 потока, выполненный с возможностью распределять поток гидравлической текучей среды к одному или нескольким из первого и второго множества вторичных механических приводов 40 и 42. В частности, распределитель 194 потока действует как уравнитель потока гидравлической текучей среды кIn some embodiments, the first support bracket 30 may include a support beam contact surface 192 configured to provide a low friction or non-stick surface to allow the first support bracket 30 to slide freely over the outer surface of the support beam 14. For example, contact surface 192 The support beam can be made of ultra-high molecular weight (UHMW) plastic or similar materials. In additional embodiments, the reel assembly 10 includes a flow distributor 194 configured to distribute hydraulic fluid flow to one or more of the first and second plurality of secondary mechanical actuators 40 and 42. In particular, the flow distributor 194 acts as a hydraulic fluid flow equalizer. Wednesday to
- 7 037730 первому и второму множеству вторичных механических приводов 40 и 42, так что множество сегментов 24 барабана перемещаются равномерно во время вытягивания и втягивания узла 10 барабана. Другими словами, распределитель 194 потока позволяет сегментам 24 барабана вытягиваться или втягиваться в одинаковом темпе, обеспечивая перемещение и первого, и второго конца 16 и 18 сегментов 24 барабана без связывания. Распределитель 194 потока также позволяет надлежащую последовательность перемещения всех сегментов 24 барабана. Как и на предыдущих фигурах, хотя вышеприведенное обсуждение относится к первому концу 16, оно в равной степени применяется ко второму концу 18 и компонентам узла 10 барабана, расположенным на втором конце 18, таким как второй опорный кронштейн 32.7,037,730 to the first and second plurality of secondary mechanical drives 40 and 42 so that the plurality of drum segments 24 move uniformly while pulling and retracting the drum assembly 10. In other words, the flow distributor 194 allows the drum segments 24 to draw or retract at the same rate, allowing both the first and second ends 16 and 18 of the drum segments 24 to move without being tied. The flow distributor 194 also allows a proper sequence of movement of all segments 24 of the drum. As in the previous figures, although the above discussion refers to the first end 16, it applies equally to the second end 18 and the components of the drum assembly 10 located at the second end 18, such as the second support bracket 32.
Фиг. 11-13 представляют собой виды в перспективе варианта выполнения узла 10 барабана, раздвинутого из полностью втянутого положения на фиг. 11 в полностью вытянутое положение на фиг. 13. Обратный ход этапов, описанных ниже, привел бы к возвращению узла барабана в полностью втянутое положение. На фиг. 11 опорные спицы 178 (не показаны) расположены внутри жестких спиц 150, а первый опорный кронштейн 30 расположен вдоль первой продольной секции 34 в положении, наиболее удаленном от первого конца 16. Кроме того, первичный механический привод 38 и первое и второе множество вторичных механических приводов 40 и 42 могут находиться в полностью втянутых положениях. Как таковой наружный диаметр 210 узла 10 барабана может быть достаточно маленьким, чтобы узел 10 барабана был вставлен во внутренний канал 68 бухты 60. На фиг. 12 узел 10 барабана показан в частично вытянутом положении. Таким образом, наружный диаметр 210 больше, чем показанный на фиг. 11. Кроме того, первичный механический привод 38 вытянулся для перемещения первого опорного кронштейна 30 в положение, близкое к первому концу 16. Например, первый опорный кронштейн 30 может быть расположен напротив задней стороны жестких спиц 150. Из-за перемещения первого опорного кронштейна 30 первое и второе множество вторичных механических приводов 40 и 42 может перемещаться от наклонного положения в отношении аксиальной оси 62 до в общем выровненного с радиальной осью 64 положения (т.е. перпендикулярно аксиальной оси 62). Такое выравнивание первого и второго множества вторичных механических приводов 40 и 42 может привести к тому, что множество сегментов 24 барабана будет, по меньшей мере частично, вытянуто так, что будут видны небольшие участки опорных спиц 178. На фиг. 13 первое и второе множество вторичных механических приводов 40 и 42 могут быть в полностью вытянутых положениях, тем самым продолжая множество сегментов 24 барабана. Как таковой наружный диаметр 210 больше, чем показанный на фиг. 12, и может совпадать с диаметром внутреннего канала 68 бухты 60. Таким образом, узел 10 барабана может быть использован для перемещения и обработки бухты 60 наматываемой трубы 12. Кроме того, большие участки опорных спиц 178 видны, когда узел 10 барабана полностью вытянут. Как и на предыдущих фигурах, хотя вышеприведенное обсуждение относится в первую очередь к первому концу 16, оно применяется в равной степени ко второму концу 18 и компонентам узла 10 барабана, расположенным на втором конце 18.FIG. 11-13 are perspective views of an embodiment of the reel assembly 10 extended from the fully retracted position in FIG. 11 to the fully extended position in FIG. 13. Reversing the steps described below would return the drum assembly to the fully retracted position. FIG. 11, support spokes 178 (not shown) are located within the rigid spokes 150, and the first support bracket 30 is located along the first longitudinal section 34 at a position farthest from the first end 16. In addition, the primary mechanical drive 38 and the first and second plurality of secondary mechanical drives 40 and 42 can be in fully retracted positions. As such, the outer diameter 210 of the drum assembly 10 may be small enough for the drum assembly 10 to be inserted into the inner channel 68 of the coil 60. FIG. 12, the reel assembly 10 is shown in a partially extended position. Thus, the outer diameter 210 is larger than that shown in FIG. 11. In addition, the primary mechanical actuator 38 is extended to move the first support bracket 30 to a position close to the first end 16. For example, the first support bracket 30 may be located opposite the rear side of the rigid spokes 150. Due to the movement of the first support bracket 30, the first and the second plurality of secondary mechanical actuators 40 and 42 are movable from an oblique position with respect to the axial axis 62 to a generally aligned position with the radial axis 64 (i.e., perpendicular to the axial axis 62). This alignment of the first and second plurality of secondary mechanical drives 40 and 42 can cause the plurality of drum segments 24 to be at least partially extended such that small portions of the anchor spokes 178 are visible. FIG. 13, the first and second plurality of secondary mechanical drives 40 and 42 may be in fully extended positions, thereby continuing the plurality of drum segments 24. As such, the outer diameter 210 is larger than that shown in FIG. 12, and may match the diameter of the inner bore 68 of the reel 60. Thus, the reel assembly 10 can be used to move and process the reel 60 of the coiled tubing 12. In addition, large portions of the anchor spokes 178 are visible when the reel assembly 10 is fully extended. As in the previous Figures, although the above discussion refers primarily to the first end 16, it applies equally to the second end 18 and the components of the reel assembly 10 located at the second end 18.
Фиг. 14 иллюстрирует вид в перспективе участка варианта выполнения узла 10 барабана. Большинство из множества сегментов 24 барабана было извлечено, оставляя только участки поперечин 170 для ясности. В проиллюстрированном варианте выполнения механизм 220 реечной передачи используют вместо распределителя 194 потока, описанного выше. В частности, механизм 220 реечной передачи включает в себя ведущую шестерню 222 и две рейки 224. Одна из двух реек 224 соединена с первым опорным кронштейном 30, а другая рейка 224 соединена со вторым опорным кронштейном 32. Таким образом, механизм 220 реечной передачи облегчает перемещение первого и второго опорных кронштейнов 30 и 32 друг от друга во время вытягивания узла 10 барабана и перемещение первого и второго опорных кронштейнов 30 и 32 по направлению друг к другу во время втягивания узла 10 барабана. Другими словами, механизм 220 реечной передачи помогает предотвращать связывание сегментов 24 барабана. В дополнительных вариантах выполнения могут быть использованы другие устройства или технологии для обеспечения равномерного перемещения множества сегментов 24 барабана, помимо распределителя 194 потока или механизма 220 реечной передачи, или эти компоненты могут быть опущены. Дополнительно проиллюстрированный вариант выполнения узла 10 барабана показывает первое и второе множество вторичных механических приводов 40 и 42 в виде гидравлических цилиндров. В других вариантах выполнения первое и второе множество вторичных механических приводов 40 и 42 могут использовать другие технологии, как описано ниже.FIG. 14 illustrates a perspective view of a portion of an embodiment of the reel assembly 10. Most of the plurality of drum segments 24 have been removed, leaving only portions of crossbars 170 for clarity. In the illustrated embodiment, the rack and pinion mechanism 220 is used in place of the flow distributor 194 described above. In particular, the rack and pinion mechanism 220 includes a pinion gear 222 and two racks 224. One of the two racks 224 is connected to the first support bracket 30, and the other rack 224 is connected to the second support bracket 32. Thus, the rack and pinion mechanism 220 facilitates movement of the first and second support arms 30 and 32 from each other while pulling the drum assembly 10 and moving the first and second support arms 30 and 32 towards each other while retracting the drum assembly 10. In other words, the rack and pinion mechanism 220 helps to prevent the drum segments 24 from being bonded. In additional embodiments, other devices or techniques may be used to uniformly move the plurality of drum segments 24 in addition to the flow distributor 194 or rack and pinion mechanism 220, or these components may be omitted. The further illustrated embodiment of the drum assembly 10 shows a first and second plurality of secondary mechanical actuators 40 and 42 in the form of hydraulic cylinders. In other embodiments, the first and second plurality of secondary mechanical actuators 40 and 42 may use other techniques, as described below.
Фиг. 15 иллюстрирует вид в перспективе участка варианта выполнения узла 10 барабана. Большинство из множества сегментов 24 барабана было извлечено, оставляя только участки поперечин 170 для ясности. В проиллюстрированном варианте выполнения первое и второе множество вторичных механических приводов 40 и 42 показаны как механизмы ножничного подъема вместо гидравлических цилиндров, показанных на фиг. 14. Таким образом, вытягивание первичного механического привода 38 может вызывать перемещение первого и второго опорных кронштейнов 30 и 32 в дополнение к вытягиванию множества сегментов 24 барабана. Проиллюстрированный узел 10 барабана включает в себя механизм 220 реечной передачи, но в других вариантах выполнения механизм 220 реечной передачи может быть опущен или другие технологии могут использоваться для обеспечения равномерного перемещения сегментов 24 барабана.FIG. 15 illustrates a perspective view of a portion of an embodiment of the reel assembly 10. Most of the plurality of drum segments 24 have been removed, leaving only portions of crossbars 170 for clarity. In the illustrated embodiment, the first and second plurality of secondary mechanical actuators 40 and 42 are shown as scissor lift mechanisms instead of the hydraulic cylinders shown in FIG. 14. Thus, pulling out the primary mechanical drive 38 can cause the first and second support arms 30 and 32 to move in addition to pulling out the plurality of drum segments 24. The illustrated drum assembly 10 includes a rack and pinion mechanism 220, but in other embodiments, the rack and pinion mechanism 220 may be omitted or other techniques may be used to ensure uniform movement of the drum segments 24.
Фиг. 16 иллюстрирует вид в перспективе варианта выполнения узла 10 барабана с первым множеFIG. 16 illustrates a perspective view of an embodiment of a reel assembly 10 with a first plurality
- 8 037730 ством удлинительных рычагов 230, расположенных на первом конце 16, и вторым множеством удлинительных рычагов 232, расположенных на втором конце 18. Первое и второе множество удлинительных рычагов 230 и 232 могут использовать, чтобы помогать удерживать бухту 60, когда она расположена на узле 10 барабана, и показаны во втянутых положениях на фиг. 16. Первое и второе множество удлинительных рычагов 230 и 232 выполнены из квадратной трубы из стали или аналогичной композиции. В проиллюстрированном варианте выполнения первое и второе множество удлинительных рычагов 230 и 232 может включать в себя радиальные рычаги 234, которые продолжаются в радиальном направлении 64, и аксиальные рычаги 236, которые продолжаются в аксиальном направлении 62. Как показано на фиг. 16, радиальные рычаги 234 могут, по меньшей мере частично, содержаться в кронштейнах 238 радиальных рычагов, когда они не развернуты, и аксиальные рычаги 236 могут, по меньшей мере частично, содержаться в кронштейнах 240 аксиальных рычагов, когда они не развернуты. Кронштейны 238 радиальных рычагов и кронштейны 240 аксиальных рычагов могут быть соединены раздвигаемыми спицами 20 или 22, каркасами 90 спиц или другими соответствующими местами узла 10 барабана.8 037730 with a plurality of extension arms 230 located at the first end 16 and a second plurality of extension arms 232 located at the second end 18. The first and second plurality of extension arms 230 and 232 may be used to help support coil 60 when located on the assembly 10 of the drum and shown in retracted positions in FIGS. 16. The first and second plurality of extension arms 230 and 232 are formed from a square tube of steel or a similar composition. In the illustrated embodiment, the first and second plurality of extension arms 230 and 232 may include radial arms 234 that extend in a radial direction 64 and axial arms 236 that extend in an axial direction 62. As shown in FIG. 16, the radial arms 234 may be at least partially contained in the radial arm brackets 238 when not deployed, and the axial arms 236 may be at least partially contained in the axial arm brackets 240 when not deployed. The radial arm brackets 238 and the axial arm brackets 240 may be connected by expandable spokes 20 or 22, spoke frames 90, or other appropriate locations on the drum assembly 10.
Фиг. 17 иллюстрирует вид в перспективе варианта выполнения узла 10 барабана с первым и вторым множеством удлинительных рычагов 230 и 232 в вытянутых положениях, таким образом блокируя наматываемую трубу 12 бухты 60 от перемещения или смещения за пределы концов множества сегментов 24 барабана. Например, радиальные рычаги 234 на противоположных радиальных 64 сторонах узла 10 барабана могут перемещаться друг от друга и закрепляться в вытянутых положениях, используя кронштейны 238 радиального рычага и соответствующие крепежные элементы, такие как, но не ограничиваясь, винты, болты, штифты и пр. Аксиальные рычаги 236 могут быть вытянуты исходно в аксиальном направлении 62 до полного извлечения с кронштейнов 240 аксиальных рычагов, а затем аксиальные рычаги 236 могут вращаться до тех пор, пока они не будут вытянуты в противоположных радиальных направлениях 64. Аксиальные рычаги 236 могут быть закреплены в вытянутых положениях, используя кронштейны 250 вторичного аксиального рычага и соответствующие крепежные элементы, такие как, но не ограничиваясь, винты, болты, штифты и так далее.FIG. 17 illustrates a perspective view of an embodiment of the reel assembly 10 with the first and second plurality of extension arms 230 and 232 in extended positions, thereby blocking the coiled tubing 12 of the coil 60 from moving or offset beyond the ends of the plurality of reel segments 24. For example, radial arms 234 on opposite radial 64 sides of the drum assembly 10 can move away from each other and be secured in extended positions using radial arm brackets 238 and appropriate fasteners such as, but not limited to, screws, bolts, pins, etc. the arms 236 can be extended initially in the axial direction 62 until the axial arms are fully removed from the brackets 240, and then the axial arms 236 can be rotated until they are extended in opposite radial directions 64. The axial arms 236 can be secured in the extended positions using the secondary axial arm brackets 250 and appropriate fasteners such as, but not limited to, screws, bolts, pins, and so on.
Фиг. 18 иллюстрирует вид сбоку варианта выполнения узла 10 барабана, имеющего удерживающий фланец 260, расположенный на первой стороне 16. Детали и другие компоненты узла 10 барабана позади удерживающего фланца 260 были опущены для ясности. В проиллюстрированном варианте выполнения удерживающий фланец 260 включает в себя центральную ступицу 262, соединенную с валом 102 первой ступицы. В частности, вал 102 первой ступицы имеет форму сечения, совпадающую с формой отверстия 264, образованного в центральной ступице 262. Например, вал 102 первой ступицы и отверстие 264 могут иметь квадратные формы сечения, но возможны другие формы, такие как треугольники, прямоугольники, многоугольники, овалы и так далее. Соответствующие формы вала 102 первой ступицы и отверстия 264 позволяют удерживающему фланцу 260 перемещаться вместе с валом 102 первой ступицы.FIG. 18 illustrates a side view of an embodiment of a reel assembly 10 having a retention flange 260 disposed on a first side 16. Parts and other components of the reel assembly 10 behind the retention flange 260 have been omitted for clarity. In the illustrated embodiment, retaining flange 260 includes a center hub 262 coupled to a first hub shaft 102. In particular, the first hub shaft 102 has a cross-sectional shape that matches the shape of the hole 264 formed in the central hub 262. For example, the first hub shaft 102 and the hole 264 may have square sectional shapes, but other shapes are possible, such as triangles, rectangles, polygons. , ovals and so on. The corresponding shapes of the first hub shaft 102 and bore 264 allow the retaining flange 260 to move with the first hub shaft 102.
Другими словами, удерживающий фланец 260 вращается вместе с другими вращающимися компонентами узла 10 барабана. Также можно сказать, что вращение вала 102 первой ступицы или опорной балки 14 приводит к вращению удерживающего фланца 260. Кроме того, соответствующие формы вала 102 первой ступицы и отверстия 264 обеспечивают возможность съемного соединения компонентов друг с другом для уменьшения общего размера и веса узла 10 барабана, например, для транспортировки. В других вариантах выполнения удерживающий фланец 260 и вал 102 первой ступицы могут быть съемно или не съемно соединены вместе посредством других технологий, таких как винты, болты, зажимы, сварка, пайка или другие технологии крепления. Удерживающий фланец 260 может обеспечивать функцию, аналогичную первому и второму множеству удлинительных рычагов 230 и 232, описанную выше. Например, удерживающий фланец 260 может включать в себя внешнее кольцо 266, одно или несколько внутренних колец 268 и одно или несколько ребер 270, которые при соединении друг с другом могут использоваться, чтобы помогать удерживать бухту 60, когда она расположена на узле 10 барабана. Другими словами, удерживающий фланец 260 может помогать блокировать наматываемую трубу 12 бухты 60 от перемещения или смещения за пределы пространства между удерживающими фланцами 260. Открытая конструкция, обеспеченная внешним кольцом 266, одним или несколькими внутренними кольцами 268 и одним или несколькими ребрами 270, может помогать уменьшать общий вес удерживающего фланца 260, но в других вариантах выполнения для удерживающего фланца 260 может быть использована сплошная круглая конструкция. Как и на предыдущих фигурах, хотя вышеприведенное обсуждение относится в первую очередь к первому концу 16, оно применяется в равной степени ко второму концу 18 и компонентам узла 10 барабана, расположенным на втором конце 18. Конкретно, второй удерживающий фланец 260, аналогичный показанному на фиг. 18, может быть соединен с валом 122 второй ступицы. Кроме того, хотя предыдущее обсуждение описывает удерживающий фланец 260, как соединенный с валами 102 и 122 первой и второй ступицы, в других вариантах выполнения удерживающий фланец 260 может быть соединен с другими участками опорной балки 14.In other words, the holding flange 260 rotates with the other rotating components of the drum assembly 10. It can also be said that rotation of the first hub shaft 102 or support beam 14 causes the retaining flange 260 to rotate. In addition, the corresponding shapes of the first hub shaft 102 and bore 264 allow the components to be detachably connected together to reduce the overall size and weight of the drum assembly 10. for example for transportation. In other embodiments, the retaining flange 260 and the first hub shaft 102 may be removably or non-removably connected together by other techniques such as screws, bolts, clamps, welding, brazing, or other fastening techniques. The holding flange 260 may provide a function similar to the first and second plurality of extension arms 230 and 232 described above. For example, retaining flange 260 may include an outer ring 266, one or more inner rings 268, and one or more ribs 270, which, when coupled together, may be used to help retain coil 60 when located on drum assembly 10. In other words, retaining flange 260 can help block coiled tubing 12 of coil 60 from moving or dislodging beyond the space between retaining flanges 260. The open structure provided by outer ring 266, one or more inner rings 268, and one or more ribs 270 can help reduce the total weight of the retention flange 260, but in other embodiments, a solid circular structure may be used for the retention flange 260. As in the previous Figures, although the above discussion refers primarily to the first end 16, it applies equally to the second end 18 and the components of the drum assembly 10 located at the second end 18. Specifically, a second holding flange 260 similar to that shown in FIG. ... 18 may be coupled to the second hub shaft 122. In addition, while the previous discussion describes the retaining flange 260 as being coupled to the first and second hub shafts 102 and 122, in other embodiments, the retaining flange 260 may be coupled to other portions of the support beam 14.
Фиг. 19 иллюстрирует вид сбоку варианта выполнения тормоза 280, который может быть использован с узлом 10 барабана. Например, тормоз 280 может быть выполнен в виде дискового тормоза или клещевого тормоза, имеющего один или более клещевых тормозов 282, расположенных напротив ротора 284. В некоторых вариантах выполнения ротор 284 может быть частью удерживающего фланца 260 илиFIG. 19 illustrates a side view of an embodiment of a brake 280 that may be used with a drum assembly 10. For example, brake 280 may be a disc brake or caliper brake having one or more caliper brakes 282 positioned opposite rotor 284. In some embodiments, rotor 284 may be part of a retaining flange 260 or
- 9 037730 отдельным компонентом узла 10 барабана. Ротор 284 может иметь отверстие 286, которое окружает вал 102 первой ступицы или другой участок опорной балки 14. Как показано на фиг. 19, отверстие 286 и вал 102 первой ступицы могут иметь соответствующие формы сечения, чтобы позволять ротору 284 перемещаться вместе с валом 102 первой ступицы. Например, вал 102 первой ступицы (или его участок) может иметь плоские стороны 288, которые соответствуют плоским сторонам 290 отверстия 286. Другими словами, ротор 284 вращается вместе с другими вращающимися компонентами узла 10 барабана. Тормоз 280 может быть использован для замедления или остановки вращения узла 10 барабана зацеплением клещевого тормоза 282 с ротором 284. В дополнительных вариантах выполнения другие технологии торможения могут быть использованы для управления вращением узла 10 барабана. Например, тормоз 280 может быть барабанным тормозом или может иметь шестерню или ролик 292, который зацеплен с возможностью вращения с ротором 284. В некоторых вариантах выполнения тормоз 280 может использовать торможение гидравлическим двигателем. Как и на предыдущих фигурах, хотя вышеприведенное обсуждение относится в первую очередь к первому концу 16, оно применяется в равной степени ко второму концу 18 и компонентам узла 10 барабана, расположенным на втором конце 18.- 9 037730 as a separate component of the drum unit 10. The rotor 284 may have an opening 286 that surrounds the first hub shaft 102 or other portion of the support beam 14. As shown in FIG. 19, the bore 286 and the first hub shaft 102 may have appropriate cross-sectional shapes to allow the rotor 284 to move with the first hub shaft 102. For example, first hub shaft 102 (or portion thereof) may have flat sides 288 that correspond to flat sides 290 of bore 286. In other words, rotor 284 rotates with other rotating components of drum assembly 10. Brake 280 may be used to slow or stop rotation of the drum assembly 10 by engaging the caliper brake 282 with the rotor 284. In additional embodiments, other braking techniques may be used to control rotation of the drum assembly 10. For example, brake 280 may be a drum brake, or may have a gear or roller 292 that rotatably meshes with a rotor 284. In some embodiments, brake 280 may employ hydraulic motor braking. As in the previous Figures, although the above discussion refers primarily to the first end 16, it applies equally to the second end 18 and the components of the reel assembly 10 located at the second end 18.
Фиг. 20 иллюстрирует вид в перспективе варианта выполнения одного из множества сегментов 24 барабана. Проиллюстрированный вариант выполнения сегмента 24 барабана аналогичен показанному на фиг. 9, но опорные спицы 178 не расположены вблизи концевых пластин 176. Вместо этого опорные спицы 178 расположены на расстоянии 310 от концевых пластин 176. Таким образом, первое и второе множество удлинительных рычагов 230 и 232 или удерживающие фланцы 260 могут также быть расположены на расстоянии 310 от концевых пластин 176, тем самым уменьшая расстояние 312 бухты между первым и вторым множеством удлинительных рычагов 230 и 232 или удерживающих фланцев 260. Соответственно, первое и второе множество удлинительных рычагов 230 и 232 или удерживающие фланцы 260 могут обеспечивать достаточное удерживание бухты 260, даже если аксиальный размер 70 бухты 60 меньше, чем общая ширина 314 сегментов 24 барабана. В некоторых вариантах выполнения первое и второе множество удлинительных рычагов 230 и 232 или удерживающих фланцев 260 могут быть смещены или перемещены аксиально 62 для приема бухт 60 различных аксиальных размеров 70.FIG. 20 illustrates a perspective view of an embodiment of one of a plurality of drum segments 24. The illustrated embodiment of the reel segment 24 is similar to that shown in FIG. 9, but the support spokes 178 are not located near the end plates 176. Instead, the support spokes 178 are located at a distance 310 from the end plates 176. Thus, the first and second plurality of extension arms 230 and 232 or the holding flanges 260 may also be located at a distance of 310 from the end plates 176, thereby reducing the coil distance 312 between the first and second plurality of extension arms 230 and 232 or retention flanges 260. Accordingly, the first and second plurality of extension arms 230 and 232 or retention flanges 260 may provide sufficient retention of coil 260 even if the axial dimension 70 of the coil 60 is less than the total width of 314 of the drum segments 24. In some embodiments, the first and second plurality of extension arms 230 and 232 or retaining flanges 260 may be offset or moved axially 62 to receive coils 60 of different axial dimensions 70.
Хотя настоящее раскрытие было описано в отношении ограниченного числа вариантов выполнения, специалисты в области техники, получившие преимущество от этого раскрытия, оценят, что могут быть разработаны другие варианты выполнения, которые не выходят за рамки объема раскрытия, как описано здесь. Соответственно, объем раскрытия должен быть ограничен только прилагаемой формулой изобретения.Although the present disclosure has been described with respect to a limited number of embodiments, those skilled in the art who take advantage of this disclosure will appreciate that other embodiments may be developed that do not depart from the scope of the disclosure as described herein. Accordingly, the scope of the disclosure should be limited only by the accompanying claims.
Claims (20)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US201662432769P | 2016-12-12 | 2016-12-12 | |
PCT/US2017/055548 WO2018071299A1 (en) | 2016-10-10 | 2017-10-06 | Expandable drum assembly for deploying coiled pipe and method of using same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EA201990925A1 EA201990925A1 (en) | 2019-09-30 |
EA037730B1 true EA037730B1 (en) | 2021-05-14 |
Family
ID=68000222
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EA201990925A EA037730B1 (en) | 2016-12-12 | 2017-10-06 | Expandable drum assembly for deploying coiled pipe and method of using same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
EA (1) | EA037730B1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2370868A (en) * | 1942-09-02 | 1945-03-06 | Line Material Co | Wire reel |
US20090152390A1 (en) * | 2007-12-14 | 2009-06-18 | The Boeing Company | Cable despooling and spooling |
US20140191076A1 (en) * | 2012-01-17 | 2014-07-10 | Brian Dillinger | Expandable Drum Assembly For Deploying Coiled Pipe |
WO2015011462A1 (en) * | 2013-07-25 | 2015-01-29 | Aquatic Engineering & Construction Limited | Adjustable reel for a spoolable subsea product |
-
2017
- 2017-10-06 EA EA201990925A patent/EA037730B1/en unknown
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2370868A (en) * | 1942-09-02 | 1945-03-06 | Line Material Co | Wire reel |
US20090152390A1 (en) * | 2007-12-14 | 2009-06-18 | The Boeing Company | Cable despooling and spooling |
US20140191076A1 (en) * | 2012-01-17 | 2014-07-10 | Brian Dillinger | Expandable Drum Assembly For Deploying Coiled Pipe |
WO2015011462A1 (en) * | 2013-07-25 | 2015-01-29 | Aquatic Engineering & Construction Limited | Adjustable reel for a spoolable subsea product |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EA201990925A1 (en) | 2019-09-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US12043514B2 (en) | Expandable drum assembly for deploying coiled pipe and method of using same | |
US11767192B2 (en) | System and method for handling reel of pipe | |
AU2020202276B2 (en) | Pipe deployment trailer | |
CN109996749B (en) | Installation trailer for coiled flexible pipe and method of use thereof | |
US10654395B1 (en) | Pipe deployment trailer | |
CN111989240A (en) | System and method for deploying a roll of windable pipe | |
US11066002B2 (en) | Installation trailer for coiled flexible pipe and method of utilizing same | |
US11613443B2 (en) | Mobile cradle frame for pipe reel | |
EA037730B1 (en) | Expandable drum assembly for deploying coiled pipe and method of using same | |
OA20583A (en) | Expandable drum assembly for deploying coiled pipe and method of using same | |
OA20089A (en) | Installation trailer for coiled flexible pipe and method of utilizing same. |