NO328302B1 - Plugg for setting i et ror - Google Patents

Abstract

Rørplugg (2, 2', 2") omfattende en aksling (8, 8', 8"); et kraftoverføringslegeme (14) anordnet dreibart og aksialbevegelig omkring akslingen (8, 8', 8") via en gjengeforbindelse (16); og et stopplegeme (18). Mellom kraftoverføringslegemet (14) og stopplegemet (18) finnes et første presslegeme (20, 20') anordnet aksialbevegelig omkring akslingen (8, 8', 8") i nærhet av kraftoverføringslegemet (14); et konisk understøttelseslegeme (22) anordnet aksialbevegelig omkring akslingen (8, 8', 8"); minst ett bevegelig forankringslegeme (24) utenpå understøttelseslegemet (22); et omkring akslingen (8, 8', 8") aksialbevegelig andre presslegeme (26); og minst ett elastisk tetningslegeme (28) omkring akslingen (8, 8', 8"). Akslingen (8, 8', 8") og det første presslegeme (20, 20') står i direkte kontakt med hverandre, og akslingen (8, 8', 8") og det første presslegeme (20, 20') er ikke-dreibart forbundet via komplementære forbindelseselementer (30', 30"). Dette hindrer presslegemet (20, 20') i å dreie for optimal overføring og styring av en aktiveringskraft for pluggen (2, 2', 2").

Description

PLUGG FOR SETTING I ET RØR

Oppfinnelsens område

Den foreliggende oppfinnelse angår en plugg for setting i et rør, for eksempel et brønnrør, et rør i et prosessanlegg eller lignende, eller et enkeltstående rør.

Angjeldende plugg kan for eksempel benyttes som en tetnings-plugg i et rør som skal trykktestes, eller ved trykktesting av en sveiseforbindelse i røret.

Pluggen kan også benyttes som en midlertidig eller permanent trykkbarriere i et rør, for eksempel et brønnrør eller et rør i et prosessanlegg eller lignende, som fører et trykksatt fluid, herunder hydrokarboner, vann og/eller andre fluider.

Videre kan pluggen benyttes som et forankringsmiddel for verktøyer og/eller komponenter som skal festes med kontrollert kraft i et rør, for eksempel nedihullsverktøyer som skal fastgjøres i et brønnrør.

Enn videre kan pluggen benyttes som et reduksjonsrør, en såkalt "reducer", for å redusere strømningstverrsnittet i et rør, for eksempel et rør i et prosessanlegg, i pluggområdet. Ved en slik anvendelse er pluggen gjennomstrømbart innrettet.

Således kan angjeldende plugg innrettes og benyttes som en trykktestingsplugg, som en trykkbarriere, som et forankringsmiddel, eller som et gjennomstrømbart reduksjonsrør i et rør.

Oppfinnelsens bakgrunn

Oppfinnelsen har sin bakgrunn i diverse problemer assosiert med kjente plugger for setting i rør. Slike plugger benyttes gjerne ved trykktesting av rør eller sveiseforbindelser i disse.

Pluggaktiveringskraften som er nødvendig for å sette tetningselementer og/eller gripeelementer for slike plugger, tilføres vanligvis ved hjelp av mekaniske, hydrauliske eller pneumatiske midler.

Et vesentlig problem med mekanisk aktivering er at mye av den tilførte aktiveringsenergi, for eksempel et dreiemoment, går tapt som følge av friksjon mellom bevegelige deler i pluggen. I tillegg må det gjerne tas spenntak (mothold) i et egnet element i pluggens omgivelser for å kunne tilføre pluggen nevnte dreiemoment, men også for å kunne hindre pluggen i å dreie når dreiemomentet tilføres.

Hydraulisk/pneumatisk aktivering ved hjelp av et trykkfluid er derimot mer sensitiv for trykklekkasjer i pluggen eller i trykkfluidoverføringen til pluggen.

Slike kjente plugger er assosiert med problemer både av driftsmessig, tidsmessig, kostnadsmessig og sikkerhetsmessig natur.

Kjent teknikk og ulemper med denne

Som eksempler på kjent teknikk på angjeldende område, nevnes følgende patentpublikasjoner: - US 4.381.800; - US 6.367.313; - NO 324712; - EP 0.506.013; og - GB 2.204.378.

US 4.381.800, US 6.367.313 samt deler av NO 324712 (jfr. fig. 3-5) viser eksempler på mekanisk aktiverte plugger.

Ved mekanisk aktivering og setting av en slik plugg, tilføres aktiveringsenergi vanligvis i form av et dreiemoment som, via minst ett kraftoverføringselement, omdannes til en resulterende aktiverings- og settekraft for pluggens tetningselementer og/eller gripeelementer. Dreiemomentet kan tilføres via en mutter, hylse, bolt eller lignende, mens aktiveringskraf-ten ofte overføres via en pressplate og assosierte koniske og kileformede kraftoverføringselementer.

Et vanlig problem med slik mekanisk kraftoverføring er, som nevnt, at en vesentlig del av den tilførte aktiveringsenergi (dreiemomentet) går tapt som friksjon. Den andel av aktive-ringsenergien (og derved settekraften) som når frem til pluggens tetningselementer og/eller gripeelementer, kan derfor være vesentlig mindre enn den tilførte aktiveringsenergi. Av denne grunn kan det være vanskelig å sette pluggen med en nøyaktig og kontrollert settekraft i et rør. Derved kan pluggen lett settes med for stor eller for liten settekraft mot rørets vegg. For stor kraft kan føre til skade på røret og/eller deler av pluggen, mens for liten kraft kan føre til utilfredsstillende setting av pluggen og/eller at den løsner under bruk. Begge situasjoner er åpenbart ugunstige.

EP 0.506.013, GB 2.204.378 og deler av NO 324712 (jfr. fig. 1-2) viser derimot eksempler på fluidaktiverte plugger.

Ved hydraulisk eller pneumatisk aktivering og setting av en slik plugg, tilføres aktiveringsenergi i form av et trykksatt fluid til minst én aktuator eller lignende i pluggen. Aktua-toren kan eksempelvis utgjøres av en sylinder med tilhørende stempel. Stemplets bevegelse i sylinderen omdannes så til en resulterende aktiverings- og settekraft for pluggens tetningselementer og/eller gripeelementer. Kraftoverføringen fo-regår typisk via minst ett kraftoverføringselement; dette i likhet med ovennevnte mekaniske plugg.

Også ved slik trykkaktivering vil en del av aktiveringsener-gien kunne gå tapt som følge av friksjon mellom bevegelige deler i pluggen. Som nevnt er en slik plugg imidlertid mest utsatt for trykklekkasjer i pluggen eller i trykkfluidoverfø-ringen. Dette har sin årsak i at pluggens settekraft og tet-ningsevne er relatert til den tilførte stempelkraft, som er direkte relatert til trykket i det tilførte aktiveringsfluid. Manglende eller utilstrekkelig fluidtrykk kan derfor føre til at pluggen løsner under bruk. Dersom pluggen løsner mens den står under trykk i et rør, for eksempel i et brønnrør, kan dette føre til at pluggen presses med stor fart ut av røret og derved likner et prosjektil. Dette kan naturligvis forår-sake stor skade på nærliggende utstyr og personell.

En slik trykkaktivert plugg krever også diverse annet utstyr for å kunne betjenes, for eksempel et kraftaggregat for trykkgenerering, samt ventiler, koplinger, slanger og/eller ledninger etc. for overføring av trykkfluid til pluggen. Slikt utstyr er både kompliserende og fordyrende ved anven-delsen av pluggen.

Oppfinnelsens formål

Oppfinnelsens overordnede formål er å tilveiebringe en plugg som i det minste reduserer én av nevnte ulemper med de kjente plugger.

Et mer spesifikt formål er å tilveiebringe en mekanisk aktivert plugg som kan settes med en nøyaktig og kontrollert settekraft i et rør, og som ikke krever spenntak (mothold) i pluggens omgivelser for å kunne settes.

Det er også et formål å tilveiebringe en relativt enkel og driftssikker plugg som er lett å sette og å løsne, og som derved kan benyttes gjentatte ganger.

Videre er det et formål å tilveiebringe en fleksibel plugg som lett kan tilpasses forskjellige bruksformål.

Formålet oppnås ved trekk som er angitt i nedenstående beskrivelse og i de etterfølgende patentkrav.

Generell beskrivelse av hvordan formålet oppnås

Ved et første aspekt av angjeldende oppfinnelse er det til-veiebrakt en plugg for setting i et rør, hvor pluggen omfatter: - en aksling med en første ende og en andre ende; - et kraftoverføringslegeme anordnet omkring akslingen ved dens første ende, hvor kraftoverføringslegemet er dreibart og aksialbevegelig forbundet med akslingen via en gjengeforbindelse; - et stopplegeme anordnet ved den andre ende av akslingen. I tillegg er følgende elementer anordnet mellom kraftoverfø-ringslegemet og stopplegemet: - et første presslegeme anordnet aksialbevegelig omkring akslingen og i nærhet av kraftoverføringslegemet; - et understøttelseslegeme med konisk overflate anordnet aksialbevegelig omkring akslingen; - minst ett forankringslegeme innrettet aksialbevegelig, og derved radialbevegelig, utenpå det koniske understøttelsesle-geme ; - et andre presslegeme anordnet aksialbevegelig omkring akslingen; og - minst ett elastisk tetningslegeme anordnet omkring aksling-

en.

Det særegne ved pluggen er at akslingen og det første presslegeme er anordnet i direkte kontakt med hverandre; og - at akslingen og det første presslegeme er ikke-dreibart forbundet via komplementære forbindelseselementer.

Dette særtrekk ved angjeldende plugg skiller denne fra samt-lige av ovennevnte, kjente plugger.

Ved hjelp av denne pluggkonstruksjon hindres det første presslegeme i å dreie når kraftoverføringslegemet dreies. Dette sikrer en optimal overføring og styring av en aktiveringskraft for pluggen.

Ved å anordne akslingen og det første presslegeme i direkte kontakt med hverandre, og slik at de ikke kan dreies i forhold til hverandre, oppnås også en nær og slarkfri forbindelse mellom akslingen og det første presslegeme. Derved unngås fastkiling av nevnte elementer.

Ved aktivering av pluggen, og pga. at akslingen og det første presslegeme er ikke-dreibart forbundet, unngås også friksjon mellom nevnte elementer. Derved vil det alt vesentlige av den tilførte aktiveringsenergi nå frem til forankringslegemet og tetningslegemet for aktivering og setting av disse. Dette gjør det mulig å sette pluggen med en nøyaktig og kontrollert settekraft i et rør. Dette gjør det også mulig å løsne pluggen på nøyaktig og kontrollert vis, hvorpå pluggen kan brukes om igj en.

Ettersom angjeldende pluggkonstruksjon er innrettet til å kunne ta spenntak (mothold) i seg selv for å dreie sitt kraftoverføringslegeme, vil pluggen ikke kreve spenntak i sine omgivelser for å kunne settes i et rør. Dette medfører den fordel at pluggen ikke vil rotere ved aktivering og setting i røret, eller ved dens frigjøring fra røret.

Videre kan nevnte første og/eller andre presslegeme eksempelvis være plateformet eller skiveformet, gjerne som en pressring som omkranser pluggens aksling. Andre egnede utforminger kan også benyttes. Presslegemets utforming må imidlertid være egnet til å kunne overføre en aktiveringskraft til nevnte un-derstøttelseslegeme og tetningslegeme.

Nevnte gjengeforbindelse mellom kraftoverføringslegemet og akslingen er også av en type og utforming som er egnet for det aktuelle formål, fortrinnsvis gjenger av selvlåsende type. Selvlåsende gjenger sørger for at både forankringslegemet og tetningslegemet opprettholder sine posisjoner når pluggen er satt og ingen aktiveringskraft tilføres pluggen. Dette er vesentlig forskjellig fra virkemåten til ovennevnte, kjente og hydraulisk/pneumatisk aktiverte plugger som vil feile ved eventuelle trykklekkasjer i pluggen eller i dens trykkfluidoverføring.

Videre kan nevnte forbindelse mellom akslingen og det første presslegeme utgjøres av én not-og-fjær type forbindelse som omfatter komplementære forbindelseselementer, for eksempel en splinesforbindelse.

Som et alternativ til en slik not-og-fjær type forbindelse, kan akslingen ha en ikke-sirkulær tverrsnittutforming, mens det første presslegeme omfatter en aksial åpning med en for akslingen komplementær, ikke-sirkulær tverrsnittutforming. Således kan akslingen eksempelvis ha en urund, gjerne en mangekantet eller oval, tverrsnittutforming som passer inn i en komplementært utformet åpning i det første presslegeme. Mellomrommet mellom akslingen og presslegemet bør ha lite to-leranseawik samt være forsynt med et smøremiddel for å oppnå minst mulig friksjon og fremme glidning mellom disse elementer.

Videre kan nevnte kraftoverføringslegeme utgjøres av en mutter eller en hylse. Andre kraftoverføringslegemer av egnet utforming kan også benyttes.

For øvrig kan det minst ene forankringslegeme utgjøres av en gripekjeft, gripekile, gripeklo, gripebakke eller liknende konstruksjon forsynt med haker, tenner, klør eller lignende for inngrep med en omsluttende rørvegg. Slike forankringslegemer er innrettet til å kunne forskyves utenpå nevnte koniske understøttelseslegeme. Dette understøttelseslegeme kan med fordel være innrettet med en hard og glatt overflate, for eksempel en polert overflate, og/eller være forsynt med et egnet glidemiddel for å redusere friksjon og derved fremme for-ankrings legemenes glidning utenpå understøttelseslegemet.

Videre kan nevnte stopplegeme utgjøres av en plate, skive eller flens. Andre stopplegemer av egnet utforming kan også benyttes .

Enn videre kan nevnte elastiske tetningslegeme utgjøres av et elastomermateriale. Andre tetningslegemer av egnet type kan også benyttes.

I tillegg kan nevnte andre presslegeme være anordnet i nærhet av understøttelseslegemet; - hvor et elastisk forsinkelseslegeme er anordnet mellom det andre presslegeme og understøttelseslegemet; og - hvor forsinkelseslegemet er innrettet til å kunne deformeres mer i aksial retning enn tetningslegemet ved sammenpressing av disse.

Det primære formål med et slikt elastisk forsinkelseslegeme er å sikre at nevnte forankringslegeme settes før tetningslegemet settes. Derved beskyttes tetningslegemet for eventuell skade under setting av pluggen.

For å sikre at det elastiske forsinkelseslegeme deformerer mer enn tetningslegemet ved sammenpressing av disse, kan forsinkelseslegemet være tildannet av et mykere og mer ettergivende materiale enn materialet i tetningslegemet.

Som et tillegg eller alternativ, kan det elastiske forsinkelseslegeme være innrettet med mindre tverrsnittsareal enn tet-ningslegemets tverrsnittsareal. Mindre tverrsnittsareal for forsinkelseslegemet vil sørge for mindre materialmotstand ved sammenpressing av dette.

For øvrig kan det elastiske forsinkelseslegeme utgjøres av et elastomermateriale, eventuelt av et annet materiale av egnet type.

Som et annet alternativ, kan det elastiske forsinkelseslegeme utgjøres av minst én fjær, for eksempel en spiralfjær.

Anvendelse av et slikt forsinkelseslegeme i pluggen medfører også en annen fordel. Når pluggen er satt mot rørveggen og det elastiske forsinkelseslegeme er sammenpresset, lagres la-tent energi i forsinkelseslegemet. Dersom pluggen deretter løsnes fra rørveggen slik at det elastiske forsinkelseslegeme ekspanderer, vil denne iboende energi i forsinkelseslegemet frigjøres. Den frigjorte energi vil deretter bidra til å løs-ne og forskyve det minst ene forankringslegeme bort fra den omkringliggende rørvegg, hvilket letter frigjøringen av pluggen fra røret. Dette energibidrag kommer i tillegg til fri-gjort opplagringsenergi fra selve pluggen. Sistnevnte energi ble lagret i pluggen i forbindelse med dens innledningsvise aktivering og setting mot røret.

Angjeldende plugg kan også omfatte en drivanordning som er innrettet for dreining av kraftoverføringslegemet og samtidig dreiningshindrende fastholdelse av akslingen.

I én utførelse kan drivanordningen omfatte en dreibar indredel og en stasjonær ytredel;

- hvor den dreibare indredel er forbundet med kraftoverfø-ringslegemet for dreining av dette; og - hvor den stasjonære ytredel også omfatter et innvendig forbindelseslegeme forbundet med akslingen for dreiningshindrende fastholdelse av denne. I en annen utførelse kan drivanordningen omfatte en dreibar indredel og en stasjonær ytredel; - hvor den dreibare indredel er forbundet med kraftoverføringslegemet for dreining av dette; og - hvor den stasjonære ytredel, for dreiningshindrende fastholdelse av akslingen, er forbundet med det første presslegeme via et utvendig forbindelseslegeme anordnet omkring kraft-overføringslegemet. Dette utvendige forbindelseslegeme kan eksempelvis utgjøres av en hylse eller utgjøres av et hylse-formet legeme utformet som en aksial forlengelse av det førs-te presslegeme.

Nevnte drivanordning kan eksempelvis utgjøres av en elektromotor, en hydraulikkmotor eller en pneumatisk motor. En slik motor vil nødvendigvis kreve en korresponderende drivkraft samt styresignaler for å kunne aktivere og drive bevegelige deler i pluggen. Videre kan motorens drivkraftkilde befinne seg eksternt eller internt for motoren. DrivkraftkiIden kan derfor utgjøres av et kraftaggregat anbrakt i avstand fra motoren og pluggen, for eksempel på overflaten, mens pluggen befinner seg i en underjordisk brønn. Dette krever en forbindelse mellom kraftaggregatet og motoren for overføring av drivkraft og styresignaler til denne. Alternativt kan driv-kraf tkilden, for eksempel minst ett batteri, og en eventuell styreenhet for motoren være anbrakt i nær tilknytning til denne. Således kan motoren omfatte en integrert kraftenhet og styreenhet som innbefatter nødvendige elektroniske komponenter og overføringsmidler. Videre kan styreenheten være innrettet til å kunne motta fjernstyrte styresignaler via en kablet eller trådløs forbindelse.

Benyttelse av en motorisert drivanordning for betjening av angjeldende plugg er best egnet når pluggen skal føres inn i et langt rør, for eksempel et brønnrør, hvor manuell betjening av pluggen er vanskelig eller umulig.

Angjeldende plugg kan også betjenes manuelt og uten en slik drivanordning, men da gjerne i forbindelse med setting av pluggen i et rør på overflaten.

Videre kan pluggens aksling være forsynt med en gjennomgående og gjennomstrømbar åpning. Dette kan være nyttig i forskjellige sammenhenger, hvilket vil bli forklart nærmere i det et-terfølgende .

Ved et andre aspekt av angjeldende oppfinnelse er det til-veiebrakt en fremgangsmåte for setting av en plugg i et rør. Det særegne ved fremgangsmåten er at den omfatter følgende trinn: - å benytte angjeldende plugg forsynt med en ikke-gjennomstrømbar aksling;

- å føre pluggen inn til et settepunkt i røret; og

- å dreie kraftoverføringslegemet i forhold til akslingen inntil nevnte forankringslegeme og tetningslegeme er satt mot rørets vegg.

Som nevnt ovenfor, er angjeldende plugg fleksibel og kan lett tilpasses forskjellige bruksformål.

Ifølge en første utførelse, og for å trykkteste røret, kan derfor fremgangsmåten omfatte et trinn med å trykkisolere rø-ret ved et punkt beliggende i avstand fra nevnte settepunkt for pluggen. Derved er et rørområde beliggende mellom nevnte to punkter, klargjort for trykktesting.

Ifølge denne første utførelse kan fremgangsmåten også omfatte følgende trinn: - å benytte en plugg hvis aksling er forsynt med en gjennomgående og gjennomstrømbar åpning; og - å lede et trykktestingsmedium via åpningen i akslingen for å trykkteste nevnte rørområde.

Ifølge en andre utførelse, og for å etablere en trykkbarriere i røret, kan fremgangsmåten dessuten omfatte et trinn med å føre pluggen inn til et settepunkt i røret. I denne sammenheng benyttes altså en ikke-gjennomstrømbar aksling.

Ifølge en tredje utførelse, og for å forankre utstyr i røret, kan fremgangsmåten også omfatte følgende trinn:

- å kople utstyret til pluggen; og

- å føre pluggen inn til et settepunkt i røret.

Ifølge denne tredje utførelse kan det benyttes en plugg med en ikke-gjennomstrømbar aksling, eller en aksling som er forsynt med en gjennomgående og gjennomstrømbar åpning.

Ifølge en fjerde utførelse, og for å redusere strømnings-tverrsnittet i røret, kan fremgangsmåten også omfatte følgen-de trinn: - å benytte en plugg hvis aksling er forsynt med en gjennomgående og gjennomstrømbar åpning; og

- føre pluggen inn til et settepunkt i røret.

I denne sammenheng benyttes pluggen som et reduksjonsrør, en såkalt "reducer", for å redusere strømningstverrsnittet i rø-ret, for eksempel et rør i et prosessanlegg, i pluggområdet. Røret som pluggen plasseres i, kan eventuelt utgjøres av et rør i en underjordisk brønn, dvs. et brønnrør. Et slikt brønnrør kan utgjøres av et foringsrør, forlengingsrør, pro-duksjonsrør, injeksjonsrør eller lignende.

Det vil nå bli vist til ikke-begrensende utførelseseksempler av angjeldende plugg.

Kort beskrivelse av utførelseseksemplenes figurer

Figur 1 viser en perspektivtegning av en første utførelse av en plugg ifølge oppfinnelsen plassert i et rør, hvor pluggen også omfatter en motor for aktivering og setting av pluggen i røret; Figur 2 viser, i delvis tverrsnitt, et oppriss av pluggen ifølge figur 1, hvor pluggen er vist i inaktiv stilling i rø-ret; Figur 3 og 4 viser tverrsnitt gjennom pluggen ifølge figur 2 sett langs henholdsvis snittlinje III-III og IV-IV på figur 2; Figur 5 viser pluggen ifølge figur 2, men hvor pluggens kileformede gripebakker er vist aktivert og i inngrep med røret; Figur 6 pluggen ifølge figur 5, men hvor pluggens tetnings-ring også er vist aktivert og i inngrep med røret; Figur 7 viser en perspektivtegning av en andre utførelse av en plugg ifølge oppfinnelsen plassert i et rør, hvor pluggen også omfatter en motor for aktivering og setting av pluggen i røret; Figur 8 viser, i delvis tverrsnitt, et oppriss av pluggen ifølge figur 7, hvor pluggen er vist i inaktiv stilling i rø-ret ,-Figur 9 og 10 viser tverrsnitt gjennom pluggen ifølge figur 8 sett langs henholdsvis snittlinje IX- IX og X-X på figur 8; Figur 11 viser pluggen ifølge figur 8, men hvor pluggens kileformede gripebakker er vist aktivert og i inngrep med rø-ret; Figur 12 pluggen ifølge figur 11, men hvor pluggens tetnings-ring også er vist aktivert og i inngrep med røret; Figur 13 viser en tredje utførelse av en plugg ifølge oppfinnelsen plassert i et rør, hvor pluggen i det vesentlige er lik pluggen ifølge figur 8, men hvor pluggens aksling og motor er forsynt med en gjennomgående og gjennomstrømbar åpning ; og Figur 14 og 15 viser tverrsnitt gjennom pluggen ifølge figur 13 sett langs henholdsvis snittlinje XIV-XIV og XV-XV vist på figur 13. Figurene er tegnet noe forenklet og viser kun de mest vesentlige pluggkonstruksjonselementer av angjeldende plugg for å lette forståelsen av oppfinnelsen. Elementenes utforminger, relative dimensjoner og innbyrdes posisjoner kan også være noe fortegnede. I det etterfølgende vil like, tilsvarende eller korresponderende detaljer i figurene bli angitt stort sett med samme henvisningstall.

Spesiell beskrivelse av utførelseseksemplene

Figur 1 viser en første utførelse av en plugg 2 ifølge oppfinnelsen plassert inni et rør 4. Kun et segment av røret 4 er vist på figuren. Dette gjelder også de øvrige figurer som viser røret 4.

I denne utførelse omfatter pluggen 2 en drivanordning i form av en elektrisk motor 6 for aktivering og setting av pluggen 2 i røret 4. Motoren 6, som er vist svært skjematisk, er også tilkoplet diverse annet utstyr (ikke vist) for betjening av denne, herunder en elektronisk styrenhet og minst én ledning for tilførsel av drivkraft og styresignaler til motoren 6.

Figur 2 viser et delvis tverrsnitt gjennom en øvre halvdel av pluggen 2, mens figurens nedre halvdel viser pluggen 2 sett fra utsiden.

Pluggen 2 omfatter bl.a. følgende pluggkonstruksjonselementer: - en aksling 8 med en første ende 10 og en andre ende 12; - en kraftoverføringshylse 14 anordnet omkring akslingen 8 ved dens første ende 10, hvor kraftoverføringshylsen 14 er dreibart og aksialbevegelig forbundet med akslingen 8 via en selvlåsende gjengeforbindelse 16 (jfr. figur 4) anordnet mellom disse; og - en stopplate 18 anordnet ved den andre ende 12 av akslingen 8.

Videre er følgende pluggkonstruksjonselementer anordnet mellom kraftoverføringshylsen 14 og stopplaten 18: - en første pressring 20 anordnet aksialbevegelig omkring akslingen 8 og i kontakt med kraftoverføringshylsen 14; - et understøttelseslegeme 22 med konisk overflate anordnet aksialbevegelig omkring akslingen 8 og i kontakt med den første pressring 20; - flere kileformede gripebakker 24 som er fordelt omkring det koniske understøttelseslegeme 22, og som er innrettet aksial-bevegelige, og derved radialbevegelige, utenpå understøttel-seslegemet 22, idet gripebakkene 24 utgjør forankringslegemer for pluggen 2; - en andre pressring 26 anordnet aksialbevegelig omkring akslingen 8 og i kontakt med gripebakkene 24; og - et todelt tetningslegeme 28 av egnet elastomermateriale an-

ordnet omkring akslingen 8 og i kontakt med nevnte stopplate 18.

Det særegne ved pluggen 2 er at akslingen 8 og den første pressring 20 er anordnet i direkte kontakt med hverandre ved at akslingen 8 og den første pressring 20 er ikke-dreibart forbundet via en egnet splinesforbindelse 30, som består av komplementære forbindelseselementer 30', 30'' (jfr. figur 3). På dette vis hindres den første pressring 20 i å dreie når kraftoverføringshylsen 14 dreies i forhold til akslingen 8 via nevnte gjengeforbindelse 16. Derved sikres også en optimal overføring og styring av en aktiveringskraft for pluggen 2. Dette gjelder for både setting og løsning av pluggen 2.

En styringsring 32 er også innlemmet i det todelte tetningslegeme 28 og i kontakt med stopplaten 18. Styringsringen 32, som er hardere enn elastomermaterialet i tetningslegemet 28, har som formål å styre deformasjonen av tetningslegemet 28 ved sammenpressing av pluggen 2.

Nevnte koniske understøttelseslegeme 22 har også en hard og polert overflate som er forsynt med et egnet glidemiddel for å minske friksjonen og derved fremme glidningen av nevnte

gripebakker 24 utenpå understøttelseslegemet 22 under setting eller løsning av disse. Hver gripebakke 24 er forsynt med ut-adrettede tenner 34 for inngrep med det omkringliggende rør 4 sin indre rørvegg. Gripebakkene 24 er utformet som sirkelseg-menter anordnet i periferisk nærhet av hverandre. Ved aktivering av pluggen 2 vil gripebakkene 24 bevege seg både aksialt og radialt utenpå det koniske understøttelseslegeme 22, slik at gripebakkene 24 også vil bevege seg periferisk i forhold til hverandre. På utsiden er gripebakkene 24 også forsynt med en periferisk og elastisk pakningsring 36 som holder gripebakkene 24 på plass i forhold til hverandre ved bevegelse utenpå det koniske understøttelseslegeme 22. Ved løsning av

pluggen 2 fra røret 4, vil den elastisk sammenpressede pakningsring 36 ekspandere og derved bidra til å skyve gripebakkene 24 bort fra røret 4 og langs overflaten av det koniske understøttelseslegeme 22.

Pluggen 2 er også forsynt med en elastisk forsinkelsesring 38 anordnet mellom nevnte andre pressring 26 og understøttelses-legemet 22 og i kontakt med disse. Forsinkelsesringen 38 er tildannet av et mykere og mer ettergivende elastomermateriale enn elastomermaterialet i tetningslegemet 28. I tillegg har forsinkelsesringen 38 mindre tverrsnittsareal enn tverr-snittsarealet for tetningslegemet 28. Derved er forsinkelsesringen 38 innrettet til å kunne deformeres mer i aksial retning enn tetningslegemet 28 ved sammenpressing av disse, slik at gripebakkene 24 presses mot røret 4 sin vegg før tetningslegemet 28 presses mot rørveggen. Derved beskyttes tetningslegemet 28 for eventuell skade under setting av pluggen 2.

For å kunne utføre en slik pluggsettesekvens (eller en pluggløsningssekvens), er den andre pressring 26 utformet med en aksialforløpende, ytre krage 40 som er i kontakt med et aksialforløpende støtsegment 42 på hver gripebakke 24. Pressringen 26 er også utformet med en aksialforløpende, indre krage 44 som er noe lenger enn den ytre krage 40, og som ven-der mot en ende av understøttelseslegemet 22. Dette har be-tydning for nevnte pluggsettesekvens eller pluggløsningssek-vens .

Når pluggen 2 befinner seg i inaktiv og ikke-ekspandert stilling, er den indre krage 44 og understøttelseslegemet 22 anordnet i avstand fra hverandre (jfr. figur 2). Når nevnte kraftoverføringshylse 14 derimot dreies omkring akslingen 8 for aktivering og setting av pluggen 2, overføres en aktiveringskraft umiddelbart til den elastiske forsinkelsesring 38 for sammenpressing av denne. Samtidig overføres aktive-ringskraften til gripebakkene 24 for å forskyve disse langs overflaten av understøttelseslegemet 22. Dette forløp fort-setter inntil gripebakkene 24 er presset forankrende mot rø-ret 4 sin vegg, og inntil forsinkelsesringen 38 er sammenpresset tilstrekkelig til at nevnte indre krage 44 på den andre pressring 26 er i kontakt med nevnte ende av understøt-telseslegemet 22, slik som vist på figur 5. Ved påfølgende og ytterligere dreining av kraftoverføringshylsen 14, presses så tetningslegemet 28 sammen og ekspanderer ut til avtettende kontakt med røret 4, slik som vist på figur 6. Pga. nevnte selvlåsende gjengeforbindelse 16 mellom kraftoverføringshyl-sen 14 og akslingen 8, vil både tetningslegemet 28 og gripebakkene 24 opprettholde sine pluggsettende posisjoner etter at dreiningen av kraftoverføringshylsen 14 og aktive-ringskraf ten opphører. Denne virkning er vesentlig forskjellig fra virkningen av ovennevnte trykklekkasjesensitive, hydraulisk/pneumatisk aktiverte plugger.

Enn videre viser figur 7-12 en andre utførelse av en plugg 2' ifølge oppfinnelsen, mens figur 13-15 viser en tredje utfø-relse av en plugg 2'' ifølge oppfinnelsen. Det understrekes at ovennevnte pluggkonstruksjonselementer og virkemåte for pluggen 2 (jfr. den første utførelse), er vesentlig lik pluggelementene og virkemåten for pluggene 2' og 2'' ifølge den andre og tredje utførelse av oppfinnelsen. De tekniske forskjeller som foreligger mellom disse tre pluggutførelser, angår hovedsakelig måten nevnte aktiveringskraft overføres til de respektive plugger 2, 2' og 2''. Dette vil bli omtalt i den etterfølgende beskrivelse.

Pluggen 2 ifølge den første utførelse omfatter, som nevnt, en elektrisk motor 6 (drivanordning). Motoren 6 omfatter bl.a. en dreibar indredel 46 og en stasjonær ytredel 48, som begge er vist svært skjematisk på figur 2, 5 og 6. Via en forriglingskopling 50 er den dreibare indredel 46 forbundet med pluggen 2 sin kraftoverføringshylse 14 for dreining av denne. Videre omfatter den stasjonære ytredel 48 en innvendig og for motoren 6 sentrisk plassert forbindelsesaksling 52 som er ført gjennom den dreibare indredel 46, og som er forbundet med pluggakslingen 8 for dreiningshindrende fastholdelse av denne. I denne utførelse er forbindelsesakslingen 52 og pluggakslingen 8 sammenkoplet via en splinesforbindelse 54 anordnet aksialforløpende inni pluggakslingen 8 ved dens første ende 10 (jfr. figur 2 og 5). Således utgjør den stasjonære ytredel 4 8 og forbindelsesakslingen 52 et mothold for pluggakslingen 6, og derved er angjeldende pluggkonstruksjon innrettet til å kunne ta spenntak (mothold) i seg selv. En slik konstruksjon hindrer at pluggen 2 dreier omkring sin egen lengdeakse når pluggen 2 aktiveres for setting eller løsning fra røret 4.

For setting av pluggen 2 dreies motoren 6 sin indredel 46 og overfører derved et aktiverende dreiemoment til kraftoverfø-ringshylse 14 via nevnte forriglingskopling 50. Derved dreies også kraftoverføringshylsen 14 i forhold til pluggakslingen 8 via nevnte gjengeforbindeIse 16. Samtidig holdes pluggakslingen 8 fast av motoren 6 sin stasjonære ytredel 48 og forbindelsesaksling 52. Kraftoverføringshylsen 14 sin dreiebeve-gelse omkring og langs pluggakslingen 8 overfører derved en aktiveringskraft til pluggen 2 sin første pressring 20. Akti-veringskraf ten overføres fra en ende av hylsen 14 og til en anslagsflate 56 på pressringen 20. Anslagsflaten 56 kan være hard og glatt, for eksempel polert, og/eller være forsynt med et egnet glidemiddel for å redusere friksjon og derved fremme glidningen mellom kraftoverføringshylsen 14 og den første pressring 20. Som et alternativ kan anslagsflaten 56 være forsynt med et egnet trykklager/aksiallager (ikke vist). Ved fortløpende dreining av indredelen 46 og kraftoverføringshyl-sen 14, beveger den første pressring 2 0 og forbindelsesakslingen 52 seg aksialt via sine respektive splinesforbindelser 30 og 54, slik som vist på figur 2, 5 og 6.

En drivanordning for en plugg 2' ifølge den andre utførelse av oppfinnelsen vil nå bli beskrevet (jfr. figur 7-12).

Pluggen 2' omfatter bl.a. en drivanordning i form av en elektrisk motor 6', og en pluggaksling 8'. Til forskjell fra pluggen 2 ifølge den første utførelse, mangler pluggakslingen 8' innvendige splines ved sin første ende 10.

I likhet med den første utførelse, omfatter også denne motor 6' bl.a. en dreibar indredel 46 samt en noe annerledes utformet stasjonær ytredel 48', hvorav begge er vist svært skjematisk på figur 8, 11 og 12. Også her er den dreibare indredel 46 forbundet med pluggen 2' sin kraftoverføringshylse 14 via en forriglingskopling 50 for dreining av hylsen 14. For dreiningshindrende fastholdelse av pluggakslingen 8', er den stasjonære ytredel 48' utformet med (eller forsynt med) en ak-sialf orløpende koplingshylse 58. Via en ytterligere forriglingskopling 60, er koplingshylsen 58 forbundet med en aksialforløpende forbindelseshylse 62 tilknyttet en noe annerledes utformet første pressring 20'. I denne utførelse er forbindelseshylsen 62 utformet som en forlengelse av pressringen 20'. Både koplingshylsen 58 og forbindelseshylsen 62 er anordnet omkring kraftoverføringshylsen 14. Motoren 6' sin stasjonære ytredel 48' utgjør også her et mothold for pluggakslingen 6', men vel å merke via koplingshylsen 58, forrig-lingskoplingen 60, forbindelseshylsen 62, pressringen 20' og splinesforbindelsen 30. Derved er også denne pluggkonstruksjon innrettet til å kunne ta spenntak (mothold) i seg selv, hvorved pluggen 2' hindres i å dreie omkring sin egen lengdeakse når den aktiveres for setting eller løsning fra røret 4. Også her settes pluggen 2' ved å dreie motoren 6' sin indredel 46 for på denne måte å overføre et dreiemoment til kraft-overføringshylsen 14 via nevnte forriglingskopling 50. Derved dreies også kraftoverføringshylsen 14 i forhold til pluggakslingen 8' via nevnte gjengeforbindelse 16, mens pluggakslingen 8' holdes fast på ovennevnte vis av motoren 6' sin stasjonære ytredel 48'. Ved å dreie kraftoverføringshylsen 14 omkring og langs pluggakslingen 8', overføres en aktive-ringskraf t til pluggen 2' sin første pressring 20'. Aktive-ringskraften overføres fra en ende av hylsen 14 og til en anslagsflate 56' mot pressringen 20' og på innsiden av forbindelseshylsen 62. Også her kan anslagsflaten 56' være hard og glatt, for eksempel polert, og/eller være forsynt med et egnet glidemiddel for fremme glidningen mellom kraftoverfø-ringshylsen 14 og den første pressring 20'. Alternativt kan anslagsflaten 56' være forsynt med et egnet trykkla-ger/aksiallager (ikke vist). Ved fortløpende dreining av indredelen 46 og kraftoverføringshylsen 14, beveger den førs-te pressring 20' seg aksialt via nevnte splinesforbindelse 30, slik som vist på figur 8, 11 og 12.

En plugg 2'' ifølge den tredje utførelse av oppfinnelsen vil nå bli beskrevet (jfr. figur 13-15), idet pluggen 2'' i det vesentlige er identisk med foregående plugg 2' ifølge den andre utførelse.

Også i denne utførelse omfatter pluggen 2'' bl.a. en drivanordning i form av en elektrisk motor 6'' med en dreibar indredel 46 og en stasjonær ytredel 48'', samt en pluggaksling 8''. Til forskjell fra pluggen 2' ifølge den andre utfø-relse, er pluggakslingen 8'' forsynt med en gjennomgående og gjennomstrømbar åpning 64. Den stasjonære ytredel 48'' er også forsynt med en åpning 66. Derved er pluggen 2'' gjennom-strømbar etter at den er satt i røret 4, slik at pluggen 2'' eventuelt kan benyttes som et reduksjonsrør ("reducer") for å redusere strømningstverrsnittet i røret 4 i pluggområdet. Dette er beskrevet i større detalj ovenfor. Strømningstverr-snittet gjennom pluggen 2'' kan tilpasses det aktuelle behov ved ganske enkelt å velge en egnet diameter for pluggakslingen 8'' og dens åpning 64, og for åpningen 66 i den stasjonære ytredel 48'' av motoren 6''.

Claims (20)

1. Plugg (2, 2', 2'') for setting i et rør (4), hvor pluggen (2, 2', 2'') omfatter: - en aksling (8, 8', 8'') med en første ende (10) og en andre ende (12); - et kraftoverføringslegeme (14) anordnet omkring akslingen (8, 8', 8'') ved dens første ende (10), hvor kraftoverføringslegemet (14) er dreibart og aksialbevegelig forbundet med akslingen (8, 8', 8'') via en gjengeforbindelse (16); - et stopplegeme (18) anordnet ved den andre ende (12) av akslingen (8, 8', 8''); hvor følgende pluggkonstruksjonselementer er anordnet mellom kraftoverføringslegemet (14) og stopplegemet (18): - et første presslegeme (20, 20') anordnet aksialbevegelig omkring akslingen (8, 8', 8'') og i nærhet av kraft-overføringslegemet (14) ; - et understøttelseslegeme (22) med konisk overflate anordnet aksialbevegelig omkring akslingen (8, 8', 8''); - minst ett forankringslegeme (24) innrettet aksialbevegelig, og derved radialbevegelig, utenpå det koniske un-derstøttelseslegeme (22) ; - et andre presslegeme (26) anordnet aksialbevegelig omkring akslingen (8, 8', 8''); og - minst ett elastisk tetningslegeme (28) anordnet omkring akslingen (8, 8', 8''), karakterisert ved at akslingen (8, 8', 8'') og det første presslegeme (20, 20') er anordnet i direkte kontakt med hverandre; og - at akslingen (8, 8', 8'') og det første presslegeme (20, 20') er ikke-dreibart forbundet via komplementære forbindelseselementer (30', 30''); hvorved det første presslegeme (20, 20') hindres i å dreie når kraftoverføringslegemet (14) dreies for derved å sikre en optimal overføring og styring av en aktive-ringskraf t for pluggen (2, 2', 2'').

2. Plugg (2, 2', 2'') ifølge krav 1, karakterisert ved at forbindelsen mellom akslingen (8, 8', 8'') og det første presslegeme (20, 20') utgjøres av én not-og-f jaer type forbindelse (30) .

3. Plugg (2, 2', 2'') ifølge krav 2, karakterisert ved at forbindelsen utgjøres av en splinesforbindelse (30).

4. Plugg (2, 2', 2'') ifølge krav 1, karakterisert ved at akslingen (8, 8', 8'') har en ikke-sirkulær tverrsnittutforming, mens det første presslegeme (20, 20') omfatter en aksial åpning med en for akslingen (8, 8', 8'') komplementær, ikke-sirkulær tverrsnittutforming.

5. Plugg (2, 2', 2'') ifølge et hvilket som helst av kravene 1-4, karakterisert ved at det andre presslegeme (26) er anordnet i nærhet av understøttelseslege-met (22) ; - at et elastisk forsinkelseslegeme (38) er anordnet mellom det andre presslegeme (26) og understøttelseslegemet (22); og - at forsinkelseslegemet (38) er innrettet til å kunne deformeres mer i aksial retning enn tetningslegemet (28) ved sammenpressing av disse, hvorved nevnte forankringslegeme (24) settes før tetningslegemet (28) settes.

6. Plugg (2, 2', 2'') ifølge krav 5, karakterisert ved at det elastiske forsinkelseslegeme (38) er tildannet av et mykere og mer ettergivende materiale enn tetningslegemet (28) sitt materiale.

7. Plugg (2, 2', 2'') ifølge krav 5 eller 6, karakterisert ved at det elastiske forsinkelseslegeme (38) er innrettet med mindre tverrsnittsareal enn tetningslegemet (28) sitt tverrsnittsareal.

8. Plugg (2, 2', 2'') ifølge krav 5, karakterisert ved at det elastiske forsinkelseslegeme (38) utgjøres av minst én fjær.

9. Plugg (2, 2', 2'') ifølge et hvilket som helst av kravene 1-8, karakterisert ved at pluggen (2, 2' , 2'') også omfatter en drivanordning (6, 6', 6'') innrettet for dreining av kraftoverføringslegemet (14) og samtidig dreiningshindrende fastholdelse av akslingen (8,

10. Plugg (2) ifølge krav 9, karakterisert ved at drivanordningen (6) omfatter en dreibar indredel (46) og en stasjonær ytredel (48); - at den dreibare indredel (46) er forbundet med kraft-overføringslegemet (14) for dreining av dette; og - at den stasjonære ytredel (48) også omfatter et innvendig forbindelseslegeme (52) forbundet med akslingen (8) for dreiningshindrende fastholdelse av denne.

11. Plugg (2', 2'') ifølge krav 9, karakterisert ved at drivanordningen (6', 6'') omfatter en dreibar indredel (46) og en stasjonær ytredel (48', 48''); - at den dreibare indredel (46) er forbundet med kraft-overføringslegemet (14) for dreining av dette; og - at den stasjonære ytredel (48', 48''), for dreiningshindrende fastholdelse av akslingen (8', 8''), er forbundet med det første presslegeme (20') via et utvendig forbindelseslegeme (62) anordnet omkring kraftoverfø-ringslegemet (14) .

12. Plugg (2, 2', 2'') ifølge krav 9, 10 eller 11, karakterisert ved at drivanordningen utgjøres av én av en elektromotor (6, 6', 6''), en hydraulikkmotor og en pneumatisk motor.

13. Plugg (2'') ifølge et hvilket som helst av kravene 1-12, karakterisert ved at akslingen (8' ') er forsynt med en gjennomgående og gjennomstrømbar åpning (64) .

14. Fremgangsmåte for setting av en plugg i et rør (4), karakterisert ved at fremgangsmåten omfatter følgende trinn: - å benytte en plugg (2, 2', 2'') ifølge et hvilket som helst av kravene 1-12; - å føre pluggen (2, 2', 2'') inn til et settepunkt i rø-ret (4); og - å dreie kraftoverføringslegemet (14) i forhold til akslingen (8, 8', 8'') inntil nevnte forankringslegeme (24) og tetningslegeme (28) er satt mot røret (4) sin vegg.

15. Fremgangsmåte ifølge krav 14, karakterisert ved at fremgangsmåten, for å trykkteste røret (4), omfatter et trinn med å trykkisolere røret (4) ved et punkt beliggende i avstand fra pluggen (2, 2', 2'') sitt settepunkt, hvorved et rørområde beliggende mellom nevnte to punkter er klargjort for trykktesting.

16. Fremgangsmåte ifølge krav 15, karakterisert ved at fremgangsmåten også omfatter følgende trinn: - å benytte en plugg (2'') hvis aksling (8'') er forsynt med en gjennomgående og gjennomstrømbar åpning (64); og - å lede et trykktestingsmedium via åpningen (64) i akslingen (8'') for å trykkteste nevnte rørområde.

17. Fremgangsmåte ifølge krav 14, karakterisert ved at fremgangsmåten, for å etablere en trykkbarriere i røret (4), omfatter et trinn med å føre pluggen (2, 2') inn til et settepunkt i røret (4).

18. Fremgangsmåte ifølge krav 14, karakterisert ved at fremgangsmåten, for å forankre utstyr i røret (4), omfatter følgende trinn: - å kople utstyret til pluggen (2, 2', 2''); og - å føre pluggen (2, 2', 2'') inn til et settepunkt i rø-ret (4) .

19. Fremgangsmåte ifølge krav 18, karakterisert ved at det benyttes en plugg (2'') hvis aksling (8'') er forsynt med en gjennomgående og gjennomstrømbar åpning (64) .

20. Fremgangsmåte ifølge krav 14, karakterisert ved at fremgangsmåten, for å redusere strømningstverr-snittet i røret (4), omfatter følgende trinn: - å benytte en plugg (2'') hvis aksling (8'') er forsynt med en gjennomgående og gjennomstrømbar åpning (64); og - føre pluggen (2'') inn til et settepunkt i røret (4).