NO335301B1

NO335301B1 - Device for treating the outer surface of a cylindrical member

Info

Publication number: NO335301B1
Application number: NO20101316A
Authority: NO
Inventors: Lars Pøhner; John Arne Thomassen
Original assignee: Aker Mh As
Priority date: 2010-09-22
Filing date: 2010-09-22
Publication date: 2014-11-10
Also published as: NO20101316A1; WO2012038456A2; WO2012038456A3

Abstract

Innretning for behandling av den ytre overflaten (3) på et sylindrisk element (5). Innretningen har en ramme som kan forbindes på en bevegbar og løsbar måte med det sylindriske elementet, og bærer en sliper (12). Innretningen innbefatter håndtak (1 1) og styremidler (18a, l gb) for sliperen. Rullelagre (21) er av et materiale som tilsvarer det materialet som brukes i den ytre overflaten.Device for treating the outer surface (3) of a cylindrical element (5). The device has a frame which can be connected in a movable and detachable manner to the cylindrical element, and carries a grinder (12). The device includes handles (1 1) and guide means (18a, 1 gb) for the grinder. Roll bearings (21) are of a material similar to the material used in the outer surface.

Description

Oppfinnelsen vedrører innretninger for behandling av den ytre overflaten på rørformede elementer. Mer særskilt vedrører oppfinnelsen en slipeinnretning for en sylinderstang eller lignende, som angitt i innledningen til krav 1. The invention relates to devices for treating the outer surface of tubular elements. More specifically, the invention relates to a grinding device for a cylinder rod or the like, as stated in the introduction to claim 1.

Innenfor offshore-petroleumsindustrien er det velkjent å bruke strammesystemer om bord på flytende borerigger og andre fartøy, for derved å kunne holde et på forhånd bestemt vertikal strekk i et marint stigerør som går fra riggen og ned til et undersjøisk brønnhode. Når fartøyet utfører hiv- og rullebevegelser som følge av bølger, strømmer og vind, vil strammesystemet forsøke å holde et konstant strekk i stigerøret. Within the offshore petroleum industry, it is well known to use tensioning systems on board floating drilling rigs and other vessels, in order to maintain a predetermined vertical stretch in a marine riser that runs from the rig down to a subsea wellhead. When the vessel performs pitching and rolling movements as a result of waves, currents and wind, the tensioning system will try to maintain a constant tension in the riser.

En type strammesystem som er kjent, er et DAT-system ("direct acting tensioner"). I en typisk anordning om bord på et borefartøy, innbefatter et DAT-system i utgangspunktet et antall hydrauliske-pneumatiske sylindre, som henger under boredekket, eller via en ramme i en sirkelsymmetrisk anordning over det nedre dekket. Sylinderstengene er forbundet med en såkalt strammering, som i sin tur kan være forbundet med en teleskopisk skjøt. One type of tensioner system that is known is a DAT system ("direct acting tensioner"). In a typical arrangement on board a drilling vessel, a DAT system basically includes a number of hydraulic-pneumatic cylinders, which hang below the drilling deck, or via a frame in a circularly symmetrical arrangement above the lower deck. The cylinder rods are connected with a so-called tension ring, which in turn can be connected with a telescopic joint.

Når DAT-systemet er i bruk, går sylinderstengene ut og inn, og utsettes derved for den omgivende luft. Denne luften kan være saltholdig, kan inneholde abrasive partikler, og/eller ha en høy fuktighet. I forbindelse med visse arbeidsbetingelser kan sylinderstengene bli delvis kontaminert, og det kan danne seg områder med belegg på sylinderstangens overflate. En glatt overflate er vesentlig for bruken av strammesylindrene, slike tilsmussede områder er ikke aksepterbare, og må fjernes. En vanlig kjent fremgangsmåte for å fjerne belegg på sylinderstengene, er å demontere sylinderen og ta den inn i et verksted for bortsliping av de skadede områdene på stangen. Brukt på en flytende borerigg vil fjerningen av en strammesylinder kunne innbefatte transport til et fjerntliggende, landbasert sted. Da strammesylindrene er store og tunge, medfører dette betydelige komplikasjoner, kostnader og tidstap. When the DAT system is in use, the cylinder rods move in and out, thereby exposing them to the surrounding air. This air may be salty, may contain abrasive particles, and/or have a high humidity. In connection with certain working conditions, the cylinder rods may become partially contaminated, and areas of coating may form on the cylinder rod's surface. A smooth surface is essential for the use of the tension cylinders, such soiled areas are not acceptable and must be removed. A commonly known method for removing coatings on the cylinder rods is to dismantle the cylinder and take it into a workshop for grinding away the damaged areas on the rod. Used on a floating drilling rig, the removal of a tension cylinder may involve transport to a remote, land-based location. As the tension cylinders are large and heavy, this entails significant complications, costs and loss of time.

Andre kjente løsninger er beskrevet i WO 91/11293 Al, EP 0000808 Al, GB 2358601 A, GB 2429634 A og GB 2395244. Other known solutions are described in WO 91/11293 A1, EP 0000808 A1, GB 2358601 A, GB 2429634 A and GB 2395244.

Foreliggende søker har utviklet og realisert oppfinnelsen for å overvinne de ulemper som hefter ved den kjente teknikk, og for å oppnå ytterligere fordeler. The present applicant has developed and realized the invention in order to overcome the disadvantages associated with the known technique, and to achieve further advantages.

Oppfinnelsen er angitt og kjennetegnet i det selvstendige kravet, mens de uselvstendige kravene angir andre kjennetegn ved oppfinnelsen. The invention is stated and characterized in the independent claim, while the non-independent claims state other characteristics of the invention.

Det foreslås således en innretning for behandling av den ytre overflaten på et sylindrisk element, kjennetegnet ved en ramme som er bevegbart og løsbart forbindbar med det sylindriske elementet, og bærer en behandlingsinnretning, hvilken ramme videre innbefatter styremidler for rammebevegelsen og for behandlingsinnretningen. Behandlingsinnretningen bæres av et bevegbart element som er utformet for bevegelse av behandlingsinnretningen mellom en ikke- samvirkende stilling i forhold til den ytre overflaten, og en arbeidsstilling i hvilken behandlingsinnretningen kan brukes for behandling av den ytre overflaten. A device is thus proposed for treating the outer surface of a cylindrical element, characterized by a frame which is movable and releasably connectable to the cylindrical element, and carries a treatment device, which frame further includes control means for the frame movement and for the treatment device. The treatment device is carried by a movable element which is designed for movement of the treatment device between a non-cooperative position in relation to the outer surface, and a working position in which the treatment device can be used for treatment of the outer surface.

I én utførelse omgir rammen det sylindriske elementet, og strekker seg langs en aksial del av det sylindriske elementet. In one embodiment, the frame surrounds the cylindrical member, and extends along an axial portion of the cylindrical member.

I én utførelse innbefatter innretningen rammebæremidler, anordnet for bevegbar kontakt med den ytre overflaten på de sylindriske elementene, og utformet slik at rammen kan holdes i en på forhånd bestemt og styrt avstand fra den ytre overflaten. In one embodiment, the device includes frame supports, arranged for movable contact with the outer surface of the cylindrical elements, and designed so that the frame can be held at a predetermined and controlled distance from the outer surface.

I én utførelse har rammen en første halvdel og en andre halvdel, som er forbundet med hverandre ved hjelp av en hengselinnretning ved én av deres respektive sider, mens de motliggende sidene innbefatter festemidler for fastgjøring av rammehalvdelene rundt det sylindriske elementet. In one embodiment, the frame has a first half and a second half, which are connected to each other by means of a hinge device at one of their respective sides, while the opposite sides include fasteners for securing the frame halves around the cylindrical member.

I én utførelse innbefatter behandlingsinnretningen en slipeinnretning med en motor og en slipeskive, utformet og anordnet for sliping og/eller polering av valgte områder på det sylindriske elementet. In one embodiment, the treatment device includes a grinding device with a motor and a grinding disc, designed and arranged for grinding and/or polishing selected areas on the cylindrical element.

Rammebæremidlene er fortrinnsvis anordnet i jevne vinkelavstander rundt omkretsen til den ytre overflaten. The frame supports are preferably arranged at even angular distances around the circumference of the outer surface.

Rammebæremidlene innbefatter fordelaktig rullelagre, av et materiale som er tilsvarende materialet i den ytre overflaten. The frame supports advantageously include roller bearings, of a material which is similar to the material of the outer surface.

I én utførelse er slipeflaten anordnet parallelt med en tangent på den ytre overflaten. I en annen utførelse er slipeflaten anordnet ikke-parallelt, dvs. med en vinkel som adskiller seg fra 0° i forhold til tangenten på den ytre overflaten. Denne vinkelen er fortrinnsvis en liten vinkel. In one embodiment, the grinding surface is arranged parallel to a tangent on the outer surface. In another embodiment, the grinding surface is arranged non-parallel, i.e. with an angle that differs from 0° in relation to the tangent on the outer surface. This angle is preferably a small angle.

I en foretrukket utførelse innbefatter styremidlene for rammebevegelsen håndtak, In a preferred embodiment, the control means for the frame movement include handles,

slik at derved innretningen kan påvirkes og beveges av en operatør (personell) i det sylindriske elementets aksialretning så vel som omkretsretningene. Styremidlene for behandlingsinnretningen innbefatter et hastighetsstyremiddel, og et styremiddel for bevegelse av behandlingsinnretningen mellom den ikke-samvirkende stillingen og arbeidsstillingen. so that thereby the device can be influenced and moved by an operator (personnel) in the cylindrical element's axial direction as well as the circumferential directions. The control means for the treatment device include a speed control means, and a control means for movement of the treatment device between the non-cooperative position and the working position.

Disse og andre kjennetegn ved oppfinnelsen vil fremgå av den etterfølgende beskrivelse av en foretrukket utførelsesform, her gitt som et ikke-begrensende eksempel, og under henvisning til tegningen, hvor: These and other characteristics of the invention will be apparent from the subsequent description of a preferred embodiment, here given as a non-limiting example, and with reference to the drawing, where:

Fig. 1 er et perspektivriss av et DAT-system om bord på en flytende borerigg, Fig. 1 is a perspective view of a DAT system on board a floating drilling rig,

Fig. 2 og 3 er perspektivriss av en utførelse av innretningen ifølge oppfinnelsen, brukt på en sylinderstang, Fig. 4 er et sideriss (delvis gjennomskåret) av innretningen ifølge oppfinnelsen, anordnet på et sylindrisk element, Fig. 5 er et riss av innretningen som i fig. 4, men sett fra én ende, dvs. i det sylindriske elementets aksialretning, og Fig. 2 and 3 are perspective views of an embodiment of the device according to the invention, used on a cylinder rod, Fig. 4 is a side view (partially cut through) of the device according to the invention, arranged on a cylindrical element, Fig. 5 is a view of the device which in fig. 4, but seen from one end, i.e. in the axial direction of the cylindrical element, and

Fig. 6 er et riss som i fig. 5, men viser en alternativ utførelse. Fig. 6 is a drawing as in fig. 5, but shows an alternative embodiment.

Fig. 1 viser et DAT-system 1 som innbefatter et antall hydrauliske/pneumatiske sylindre 2 som er opphengt i en sirkelsymmetrisk form. Sylinderstengene 5 er forbundet med en strammering 6, som i sin tur er forbundet med en teleskopforbindelse 8.1 fig. 1 er sylinderstengene vist delvis utkjørt. Fig. 2 og 3 viser en sylinderstang 5 i en utkjørt stilling, hvor rensing, sliping, Fig. 1 shows a DAT system 1 which includes a number of hydraulic/pneumatic cylinders 2 which are suspended in a circularly symmetrical form. The cylinder rods 5 are connected with a tension ring 6, which in turn is connected with a telescopic connection 8.1 fig. 1, the cylinder rods are shown partially extended. Fig. 2 and 3 show a cylinder rod 5 in an extended position, where cleaning, grinding,

polering og/eller andre påvirkninger av sylinderstangoverflaten 3 kan gjennomføres. En overflatebehandlingsinnretning 10, heretter også betegnet som en stangsliper, er anordnet rundt stangen 5, og holdes på plass og betjenes av en operatør 4 som står i en arbeidskurv 7. En slipeenhet 12 er montert på toppen av stangsliperen. Operatøren kan således bevege innretningen 10 opp og ned, og rundt stangen, og på den måten påvirke områdene på stangoverflaten 3 som krever sliping og/eller rensing. polishing and/or other influences of the cylinder rod surface 3 can be carried out. A surface treatment device 10, hereafter also referred to as a rod grinder, is arranged around the rod 5, and is held in place and operated by an operator 4 who stands in a work basket 7. A grinding unit 12 is mounted on top of the rod grinder. The operator can thus move the device 10 up and down, and around the rod, and in that way influence the areas on the rod surface 3 that require grinding and/or cleaning.

I fig. 4 og 5 innbefatter stangsliperen 10 et rørformet hus som består av to halvdeler 19a, 19b. Disse er forbundet med hverandre ved hjelp av et hengsel 20 og hengselbolter 24. På den andre siden er det låsebolter 23 for fastgjøring av huset rundt stangen 5. Husets materiale er fortrinnsvis et lettvekt- og høypresist materiale, med stor stivhet, lav friksjon, og en stor grad av dimensjonsstabilitet, fortrinnsvis en innenfor teknikken anvendt termoplast så som polyoksymetylen (vanligvis betegnet POM og også kjent som acetal, polyacetal eller polyformaldehyd). In fig. 4 and 5, the rod grinder 10 includes a tubular housing consisting of two halves 19a, 19b. These are connected to each other by means of a hinge 20 and hinge bolts 24. On the other side there are locking bolts 23 for securing the housing around the rod 5. The housing material is preferably a lightweight and high-precision material, with great rigidity, low friction, and a high degree of dimensional stability, preferably a thermoplastic used within the technique such as polyoxymethylene (usually referred to as POM and also known as acetal, polyacetal or polyformaldehyde).

Rullelagre 21 er anordnet i opptak 22 i hushalvdelene, i jevne avstander rundt stangomkretsen når stangsliperen er montert rundt stangen. En utførelse med to sett av lagre 21, ett i hver ende av huset, foretrekkes for derved å sikre en konstant avstand mellom huset og stangoverflaten. Rullelagrene bør være av et materiale tilsvarende det som brukes i stangoverflaten. Roller bearings 21 are arranged in recesses 22 in the housing halves, at regular distances around the rod circumference when the rod grinder is mounted around the rod. A design with two sets of bearings 21, one at each end of the housing, is preferred to thereby ensure a constant distance between the housing and the rod surface. The roller bearings should be of a material similar to that used in the rod surface.

Hengselet 20 kan, om nødvendig, være forsynt med en supplementær låsebolt (ikke vist) som kan aktiveres når hushalvdelene er anordnet rundt stangen 5, for derved å unngå klaringer i hengselforbindelsen. The hinge 20 can, if necessary, be provided with a supplementary locking bolt (not shown) which can be activated when the housing halves are arranged around the rod 5, thereby avoiding clearances in the hinge connection.

Slipeenheten 12 innbefatter en motor 14 og en slipeskive 16, forbundet med motoren via en kobling 15, på i og for seg kjent måte. Slipeflaten 16a, som har en ruhet egnet for det aktuelle arbeidet, er anordnet parallelt med tangenten t på sylinderstangen. Slipeenheten 12 er forbundet med en brakett 17 på huset, via et glidbart element 26, slik at derved slipeflaten 16a kan beveges til kontakt med stangoverflaten 3 for sliping av denne. Glidebevegelsen, mellom en operativ stilling (slipestilling) og en ikke-operativ stilling, er vist med dobbeltpilen i fig. 4 og 5. The grinding unit 12 includes a motor 14 and a grinding disc 16, connected to the motor via a coupling 15, in a manner known per se. The grinding surface 16a, which has a roughness suitable for the work in question, is arranged parallel to the tangent t on the cylinder rod. The grinding unit 12 is connected to a bracket 17 on the housing, via a sliding element 26, so that the grinding surface 16a can thereby be moved into contact with the rod surface 3 for grinding this. The sliding movement, between an operative position (grinding position) and a non-operative position, is shown by the double arrow in fig. 4 and 5.

For å sikre en styrt og nøyaktig bevegelse av slipeflaten i forhold til stangoverflaten, er det glidbare elementet 26 forsynt med en mikrometerskrue eller en lignende innretning (indikert skjematisk med henvisningstallet 27), slik at det derved kan foretas små og nøyaktige innstillinger. In order to ensure a controlled and accurate movement of the grinding surface in relation to the rod surface, the sliding element 26 is provided with a micrometer screw or a similar device (indicated schematically with the reference number 27), so that small and precise settings can thereby be made.

På huset er det anordnet to håndtak 11. Ett eller begge håndtak innbefatter en motorstyreknapp 18a (for styring av slipeskivens rotasjonshastighet) og en knapp 18b hvormed den nevnte glidebevegelsen av slipeenheten kan påvirkes. De nødvendige styreenhetene er ikke vist, da slike anses å være velkjent. Two handles 11 are arranged on the housing. One or both handles include a motor control button 18a (for controlling the rotation speed of the grinding wheel) and a button 18b with which the aforementioned sliding movement of the grinding unit can be influenced. The necessary control units are not shown, as such are considered to be well known.

Stangrenseren kan drives fra eksterne kilder, via ledninger (ikke vist), eller kan ha én eller flere innebygde kraftkilder i form av batteripakker, etc. (ikke vist). The rod cleaner can be powered from external sources, via wires (not shown), or can have one or more built-in power sources in the form of battery packs, etc. (not shown).

Fig. 6 viser en utførelse hvor slipeenheten er anordnet med en liten vinkel i forhold til tangenten på stangoverflaten. Slipeflaten 16a danner således en liten vinkel a i forhold til tangenten t, hvorved slipefiatekontaktområdet på stangoverflaten kan styres bedre. Fig. 6 shows an embodiment where the grinding unit is arranged at a small angle in relation to the tangent on the bar surface. The grinding surface 16a thus forms a small angle a in relation to the tangent t, whereby the grinding contact area on the bar surface can be controlled better.

Claims

1. Device (10) for treating the outer surface (3) of a cylindrical element (5), including a frame (19a, 19b) which is movable and releasably connectable to the cylindrical element (5) and carries a treatment device (12) ), which frame further includes control means (11) and (18a, 18b) for the frame movement and the treatment device respectively, characterized in that the treatment device (12) is carried by a movable element (26) which is designed for movement of the treatment device (14) between a - cooperating position in relation to the outer surface, and a working position in which the treatment device can be used for treatment of the outer surface.

2. Device according to claim 1, where the frame (19a, 19b) surrounds the cylindrical element, and extends axially along part of the cylindrical element.

3. Device according to one of the preceding claims, further including frame supports (21) which are arranged for movable contact with the outer surface (3) of the cylindrical elements, and are designed so that the frame is held at a predetermined and controlled distance from the outer surface (3).

4. Device according to one of the preceding claims, where the frame has a first half (19a) and a second half (19b) which are connected to each other by means of a hinge device (20) at one of their respective sides, while the opposite sides includes fasteners (23) for securing the frame halves around the cylindrical element.

5. Device according to one of the preceding claims, where the treatment device (12) includes a grinder with a motor (14) and grinding disc (12) designed and arranged for grinding and/or polishing selected areas of the cylindrical element.

6. Device according to one of claims 3-5, where the frame support means (21) are arranged at even angular distances around the circumference of the outer surface.

7. Device according to one of claims 3-6, where the frame support means (21) include roller bearings.

8. Device according to claim 7, where the roller bearings are made of a material that is similar to the material in the outer surface.

9. Device according to one of claims 5-8, where the grinding surface (16a) is arranged parallel to a tangent (t) on the outer surface.

10. Device according to one of claims 5-8, where the grinding surface (16a) is arranged non-parallel, i.e. with an angle (a) that differs from 0°, with a tangent (t) on the outer surface.

11. Device according to one of the preceding claims, where the control means (11) for the frame movement include handles with which the device can be influenced and moved by a human operator (4) in the axial direction of the cylindrical element as well as in the circumferential directions.

12. Device according to one of the preceding claims, where the control means (18a, 18b) for the treatment device include a speed control means (18a) and a control means (18b) for movement of the treatment device (14) between the non-cooperative position and the working position.