NO304561B1

NO304561B1 - Annular mechanical clamp

Info

Publication number: NO304561B1
Application number: NO905166A
Authority: NO
Inventors: Kenneth Stanley Gibson
Original assignee: Furmanite Int Ltd
Priority date: 1989-11-30
Filing date: 1990-11-29
Publication date: 1999-01-11
Also published as: GB2238593A; NL194014C; NL194014B; GB2238593B; NO905166D0; NL9002608A; GB8927095D0; NO905166L

Description

Denne oppfinnelse angår en mekanisk klemme omfattende en ringformet hoveddel forsynt med et antall radielt bevegelige spenninnretninger og en i forhold til hoveddelen aksielt bevegelig trykkring, idet hoveddelen, trykkringen og spenninnretningene har samvirkende skråflater, slik at relativ aksialbevegelse mellom ringen og hoveddelen i én retning bevirker radialbevegelse av spenninnretningene i en spennretning og i den andre retningen bevirker radialbevegelse av spenninnretningene i en frigjøringsretning, idet strammemidler er anordnet for å bevirke nevnte relative aksialbevegelse i én retning og slakkemidler for å bevirke nevnte relative aksialbevegelse i den andre retning. Klemmen er særlig beregnet for bruk innvendig i sirkulære rør, f.eks. olje- eller gassrør. This invention relates to a mechanical clamp comprising an annular main part provided with a number of radially movable clamping devices and a pressure ring which moves axially in relation to the main part, the main part, the pressure ring and the clamping devices having interacting inclined surfaces, so that relative axial movement between the ring and the main part in one direction causes radial movement of the clamping devices in one clamping direction and in the other direction causes radial movement of the clamping devices in a releasing direction, tightening means being arranged to cause said relative axial movement in one direction and slacking means to cause said relative axial movement in the other direction. The clamp is particularly intended for use inside circular pipes, e.g. oil or gas pipes.

Det er kjent mekaniske klemmer som anvender en chuck og et antall bevegelige spenninnretninger for å frembringe en klemkraft enten innvendig eller utvendig på en bestanddel, som en kanal. En vanskelighet ved slike anordninger er at selv om det er forholdsvis enkelt å tvinge spenninnretningene i klemmeanlegg mot en flate, er spenninnretningenes frigjøring fra klemmeanlegget vanskeligere på grunn av friksjonen mellom skråflatene på spenninnretningene og tilsvarende skråflater på innretningen som tvinger spenninnretningene til klemmeanlegg. Som eksempel på en kjent klemme av ovennevnte art kan nevnes US 4 465 104. Mechanical clamps are known which use a chuck and a number of movable clamping devices to produce a clamping force either internally or externally on a component, such as a channel. A difficulty with such devices is that, although it is relatively easy to force the clamping devices in clamping devices against a surface, the release of the clamping devices from the clamping device is more difficult due to the friction between the inclined surfaces of the clamping devices and corresponding inclined surfaces of the device that force the clamping devices to clamping devices. US 4 465 104 can be mentioned as an example of a known clamp of the above type.

Hovedformålet med foreliggende oppfinnelse er å komme frem til en klemmekonstruksjon som ikke er beheftet med ovennevnte ulempe knyttet til kjente konstruksjoner, og som følgelig lett kan frigjøres fra klemmeanlegg. The main purpose of the present invention is to arrive at a clamping structure which is not affected by the above-mentioned disadvantage linked to known structures, and which can consequently be easily released from clamping systems.

Dette oppnås ifølge oppfinnelsen ved en mekanisk klemme av den innled-ningsvis angitte art, ved at strammemidlene og slakkemidlene er adskilte og uavhengige. Fordelaktige utføringsformer av klemmen ifølge oppfinnelsen er forøvrig angitt i de etterfølgende krav. According to the invention, this is achieved by a mechanical clamp of the kind indicated at the outset, in that the tightening means and the slacking means are separate and independent. Advantageous embodiments of the clamp according to the invention are also specified in the following claims.

Foreliggende oppfinnelse skal nå beskrives spesielt i tilknytning til den medfølgende tegning, hvor Fig. 1 viser et enderiss av en form for mekanisk klemme ifølge oppfinnelsen, The present invention will now be described in particular in connection with the accompanying drawing, where Fig. 1 shows an end view of a form of mechanical clamp according to the invention,

Fig. 2 viser et snitt langs linjen 2-2 i fig. 1, Fig. 2 shows a section along the line 2-2 in fig. 1,

Fig. 3 er et snitt langs linjen 3-3 i fig. 1. Fig. 3 is a section along the line 3-3 in fig. 1.

Som vist på tegningen er en mekanisk klemme 10 til hvilken er festet et for-lengelsesrør 12, anbrakt i et rør 14. Røret 14 kan omfatte f.eks. et parti av en olje- As shown in the drawing, a mechanical clamp 10 to which an extension tube 12 is attached is placed in a tube 14. The tube 14 can comprise e.g. part of an oil

eller gass-rørledning. or gas pipeline.

Klemmen 10 omfatter en hoveddel 16, en trykkring 18 og et antall med lik innbyrdes avstand anordnete, bueformete segmentformete spenninnretninger 20. The clamp 10 comprises a main part 16, a pressure ring 18 and a number of equally spaced arc-shaped segment-shaped clamping devices 20.

Hver spenninnretning har to skråflater 20A og 20B som motsvarer liknende skråflater 16A på hoveddelen 16 og 18A på trykkringen 18. Each clamping device has two inclined surfaces 20A and 20B which correspond to similar inclined surfaces 16A on the main part 16 and 18A on the pressure ring 18.

Trykkringen 18 er festet til hoveddelen 16 ved hjelp av et antall med lik innbyrdes avstand anordnete strammebolter 22. Boltene 22 står i inngrep med gjengete boringer 24 i hoveddelen 16 og strekker seg gjennom frie hull 26 i trykkringen 18. The pressure ring 18 is attached to the main part 16 by means of a number of equally spaced tension bolts 22. The bolts 22 engage with threaded bores 24 in the main part 16 and extend through free holes 26 in the pressure ring 18.

Trykkringen har også et ytterligere sett bolter 28 som er frigjøringsbolter som strekker seg gjennom gjengete boringer 30 i trykkringen. Boltenes 28 ender ligger an mot en plan ringformet flate 32 på hoveddelen 16. The pressure ring also has a further set of bolts 28 which are release bolts which extend through threaded bores 30 in the pressure ring. The ends of the bolts 28 rest against a planar ring-shaped surface 32 on the main part 16.

Hver spenninnretning 20 er festet til hoveddelen 16 ved hjelp av en monte-ringsinnretning omfattende en gjenget bolt 34 som står i inngrep med en gjenget boring 36 i spenninnretningen, idet bolten 34 strekker seg gjennom en diametralt langstrakt slisse 38 i en ring 40 som er festet ved ytre ende av en boring 42 i hoveddelen 16. En fjær 44 er beliggende mellom en skive 46 på undersiden av boltens 34 hode og en skive 48 beliggende under hver ring 40. Virkningen av fjæren 44 er å tvinge spenninnretningen ut av anlegg med boringen i røret 14. Each clamping device 20 is attached to the main part 16 by means of a mounting device comprising a threaded bolt 34 which engages a threaded bore 36 in the clamping device, the bolt 34 extending through a diametrically elongated slot 38 in a ring 40 which is attached at the outer end of a bore 42 in the main part 16. A spring 44 is located between a disc 46 on the underside of the bolt 34 head and a disc 48 located under each ring 40. The effect of the spring 44 is to force the tensioning device out of contact with the bore in tube 14.

Ved bruk blir et stykke av et utstyr, som en rørstopper (ikke vist) festet til forlengelsesrørets 12 ytre ende, idet forlengelsesrørets 12 andre ende er festet f.eks. ved sveising, til hoveddelen 16. Utstyrsstykket blir sammen med den mekaniske klemme anbrakt i røret 14 ved hjelp av hvilket som helst passende løfte- og manøvreringsutstyr. Såsnart den mekaniske klemme 10 og således utstyrsstykket som er festet til den er korrekt posisjonert, beveges trykkringen 18 mot hoveddelen 16 ved tiltrekking av boltene 22 i en forutbestemt rekkefølge. Alle frigjø-ringsboltene 28 er skrudd løs slik at enden av hver bolt 28 ikke rager utenfor trykkringens innside. In use, a piece of equipment, such as a pipe stopper (not shown) is attached to the outer end of the extension pipe 12, the other end of the extension pipe 12 being attached e.g. by welding, to the main part 16. The piece of equipment, together with the mechanical clamp, is placed in the pipe 14 by means of any suitable lifting and maneuvering equipment. As soon as the mechanical clamp 10 and thus the piece of equipment which is attached to it is correctly positioned, the pressure ring 18 is moved towards the main part 16 by tightening the bolts 22 in a predetermined order. All the release bolts 28 are unscrewed so that the end of each bolt 28 does not protrude outside the inside of the pressure ring.

Det skal forstås at trykkringens 18 bevegelse mot hoveddelen 16 vil bevirke kontakt mellom flatene 20A og 20B på spenninnretningen og flatene 16A og 18A på henholdvis hoveddelen 16 og trykkringen 18, hvorved hver spenninnretning tvinges til å bevege seg radielt utad mot kraften som utøves av fjærene 44. Spenninnretningene 20 vil således bli tvunget til klemmeanlegg mot rørets 14 boring for derved å feste klemmen og utstyrsstykket som er festet til forlengelses-røret 12 i stilling. It is to be understood that the movement of the pressure ring 18 towards the main part 16 will cause contact between the surfaces 20A and 20B of the clamping device and the surfaces 16A and 18A of the main part 16 and the pressure ring 18 respectively, whereby each clamping device is forced to move radially outward against the force exerted by the springs 44 The clamping devices 20 will thus be forced into a clamping system against the bore of the pipe 14 in order to thereby fix the clamp and the piece of equipment which is attached to the extension pipe 12 in position.

Når det er nødvendig å frigjøre klemmen løses alle strammeboltene 22 i en forutbestemt rekkefølge. Imidlertid er det på grunn av friksjonen mellom flatene henholdsvis 20A og 20B og 16A og 18A lite trolig at spenninnretningene 20 vil bli løst fra klemmestillingen under kraften som utøves av fjærene 44. When it is necessary to release the clamp, all the tension bolts 22 are loosened in a predetermined order. However, due to the friction between the surfaces 20A and 20B and 16A and 18A respectively, it is unlikely that the clamping devices 20 will be released from the clamping position under the force exerted by the springs 44.

Spesielt vil trykkringen 18 ikke bevege seg bort fra hoveddelen 16 selv når alle boltene 22 er skrudd løs. Derfor er alle frigjøringsboltene 28 innskrudd, i en forutbestemt rekkefølge slik at trykkringen 18 tilbaketrekkes fra hoveddelen 16 for derved å frigjøre ringens flate 18A fra flaten 20B på hver spenninnretning. Anleg-get mellom flatene 16A og 20A og mellom hver spenninnretning og den innven-dige boring i røret 14 kan fremdeles opprettholdes. Dersom det oppstår en slik situasjon kan hodet til hver bolt 34 berøres enten direkte med hånden eller indirekte ved bruk av én eller annen form for verktøy, som en kroket stang for å påføre en momentarm på den respektive bolt 34 med sikte på å løsgjøre spenninnretningen fra kleminngrep. In particular, the pressure ring 18 will not move away from the main part 16 even when all the bolts 22 have been unscrewed. Therefore, all the release bolts 28 are screwed in, in a predetermined order so that the pressure ring 18 is withdrawn from the main part 16 to thereby release the surface 18A of the ring from the surface 20B of each clamping device. The connection between the surfaces 16A and 20A and between each clamping device and the internal bore in the pipe 14 can still be maintained. If such a situation arises, the head of each bolt 34 can be touched either directly by hand or indirectly using some form of tool, such as a hooked bar to apply a torque arm to the respective bolt 34 with the aim of disengaging the tensioning device from clamping intervention.

Når alle spenninnretningene 20 er frigjort fra kleminngrep, kan den mekaniske klemme og utstyrstykket som er festet til den trekkes tilbake fra røret 14 under anvendelse av hvilke som helst passende håndteringsutstyr. When all the clamping devices 20 are released from clamping engagement, the mechanical clamp and the piece of equipment attached thereto can be withdrawn from the pipe 14 using any suitable handling equipment.

Det skal forstås at anordningen av separate stramme- og frigjøringsbolter på trykkringen, gjør det mulig å stramme og frigjøre trykkringen på en enkel og pålitelig måte. Videre gjør fremgangsmåten for montering av hver spenninnretning på hoveddelen det mulig å operere hver spenninnretning for frigjøring av spenninnretningen fra kleminngrep. It should be understood that the arrangement of separate tightening and releasing bolts on the pressure ring makes it possible to tighten and release the pressure ring in a simple and reliable way. Furthermore, the method for mounting each clamping device on the main part makes it possible to operate each clamping device to release the clamping device from clamping engagement.

Selv om den mekaniske klemme ifølge oppfinnelsen er beskrevet i forbin-delse med en olje- eller gass-rørledning, kan den brukes i hvilken som helst annen form for rørledning der mekanisk fastklemming er nødvendig. Although the mechanical clamp according to the invention is described in connection with an oil or gas pipeline, it can be used in any other form of pipeline where mechanical clamping is necessary.

Den mekaniske klemme ifølge oppfinnelsen er også blitt beskrevet som en innvendig klemme, men den kan også brukes som en utvendig klemme. The mechanical clamp according to the invention has also been described as an internal clamp, but it can also be used as an external clamp.

Claims

1. Annular mechanical clamp (10) comprising an annular main part (16) provided with a number of radially movable clamping devices (20) and an axially movable pressure ring (18) in relation to the main part (16), the main part (16), the pressure ring (18 ) and the clamping devices (20) have cooperating inclined surfaces (16A, 18A, 20A, 20B), so that relative axial movement between the ring (18) and the main part (16) in one direction causes radial movement of the clamping devices (20) in one clamping direction and in the other the direction causes radial movement of the clamping devices (20) in a release direction, tightening means (22, 24, 26) being arranged to cause said relative axial movement in one direction and slacking means (28, 30) to cause said relative axial movement in the other direction, characterized in that the tightening means (22, 24, 26) and the slacking means (28, 30) are separate and independent.

2. Clamp according to claim 1, characterized in that the tightening means comprise a first number of bolts (22) to move the pressure ring (18) towards the main part (16) and force the clamping devices (20) to their clamping position.

3. Clamp according to claim 1 or 2, characterized in that the loosening means comprise a second set of bolts (28) to move the pressure ring (18) away from the main part (16) to release the clamping devices (20).

4. Clamp according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the clamping devices (20) are mounted on the main part (16) by means of a mounting device (34, 36, 38, 40, 42, 44, 46) comprising spring elements (44 ) which forces the clamping devices (20) out of clamping engagement.

5. Clamp according to claim 4, characterized in that the mounting devices (34, 36, 38, 40, 42, 44, 46) are designed to be handled directly or indirectly to release the clamping devices from clamping engagement.

6. Clamp according to 4 or 5, characterized in that the clamping devices (20) are in the form of arc-shaped segments with the inclined surfaces (20A, 20B) which can is brought into engagement with the corresponding inclined surfaces (16A, 18A) on the main part (16) and the thrust ring (18), each segment being mounted on a bolt (34) which extends through an elongated slot (38) formed in the main part ( 16), as a spring (44) is placed between the bolt head (46) and the elongated slot (38).

7. Clamp according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises an extension (12) to which a piece of equipment can be attached.

8. Clamp according to claim 7, characterized in that the equipment part comprises a pipe plug.