KOPLING OG FRAMGANGSMÅTE FOR Å TILVEIEBRINGE SAMMECOUPLING AND METHOD OF PROVIDING THE SAME
Denne oppfinnelse vedrører en kopling. Nærmere bestemt dreier det seg om en kopling mellom en første komponent og en andre komponent hvor den første komponent er forsynt med en innvendig, sirkulær flate og den andre komponent er forsynt med en utvendig, sirkulær flate som er innrettet til å mottas i den innvendige, sirkulære flate, idet den utvendige, sirkulære flate kan være i inngrep med den innvendige, sirkulære flate, og hvor de sirkulære flater er innrettet til å kunne forskyves relativt hverandre når et fluidtrykk er tilstede mellom den utvendige, sirkulære flate og den innvendige, sirkulære flate.This invention relates to a coupling. More specifically, it concerns a connection between a first component and a second component where the first component is provided with an internal, circular surface and the second component is provided with an external, circular surface which is arranged to be received in the internal, circular surface, in that the outer, circular surface can be in engagement with the inner, circular surface, and where the circular surfaces are arranged to be able to be displaced relative to each other when a fluid pressure is present between the outer, circular surface and the inner, circular surface .
Under løsbar sammenføyning av for eksempel rotasjonssymmetriske komponenter så som akslinger og rør, kan det være nødvendig å kople disse sammen på en måte som tilrettelegger for overføring av betydelige torsjons- og aksialkrefter samt utvendige og innvendige fluidtrykk.During releasable joining of, for example, rotationally symmetrical components such as shafts and pipes, it may be necessary to connect these together in a way that facilitates the transmission of significant torsional and axial forces as well as external and internal fluid pressures.
I petroleumsbransjen utføres slik sammenføying typisk ved hjelp av gjengede komponenter som trekkes til og løses opp ved hjelp av såkalte krafttenger.In the petroleum industry, such joining is typically carried out using threaded components that are tightened and loosened using so-called power pliers.
Innen andre bransjer er det vanlig å anvende radialforspennbare koplinger, ofte be-tegnet SKF-koplinger, hvor en ytterhylse forskyves inn over en konisk flate mens det er påsatt et betydelig hydraulisk trykk mellom komponentene. Når det hydrauliske trykk bløs av, krymper ytterhylsen om den koniske flate og opprettholder en mekanisk god forbindelse mellom komponentene.In other industries, it is common to use radially preloadable couplings, often referred to as SKF couplings, where an outer sleeve is displaced over a conical surface while considerable hydraulic pressure is applied between the components. When the hydraulic pressure is released, the outer sleeve shrinks around the conical surface and maintains a good mechanical connection between the components.
Under for eksempel reparasjonsarbeid i verksteder kan det være en betydelig ulempe at tilstrekkelig grovt verktøy for demontering og sammenskruing av skrudde koplinger ikke er tilgjengelig. Likeså er det en ulempe at det må tilveiebringes utstyr for å oppta de relativt store aksialkrefter som oppstår under montering og demontering av SKF-koplinger.During, for example, repair work in workshops, it can be a significant disadvantage that sufficiently rough tools for dismantling and screwing together screwed connections are not available. Likewise, it is a disadvantage that equipment must be provided to absorb the relatively large axial forces that occur during assembly and disassembly of SKF couplings.
Fra publikasjonen US 4,828,294 er det kjent en gjengekopling for stålrør, hvor gjengekoplingen er innbefatter et hannparti og et hunnparti. Ett av hann- og hunnpartiet omfatter et spor som har en lengde som er minst én gjengestigning og en dybde som er større enn gjengehøyden. Et syntetisk tetningsmiddel som har et volum og en form som i det vesentlige tilsvarer volumet og formen av et rom som befinner seg mellom gjengene til hann- og hunnpartiet, er anbrakt i sporet. Et parti av gjengene til ett av partiene er anbrakt med stor kraft mot et parti av gjengene til det andre av partiene.From publication US 4,828,294, a threaded connection for steel pipes is known, where the threaded connection includes a male part and a female part. One of the male and female parts includes a groove that has a length that is at least one thread pitch and a depth that is greater than the thread height. A synthetic sealant having a volume and a shape substantially corresponding to the volume and shape of a space located between the threads of the male and female parts is placed in the groove. A party of the gangs of one of the parties is placed with great force against a party of the gangs of the other of the parties.
Oppfinnelsen har til formål å avhjelpe eller redusere i det minste én av ulempene ved kjent teknikk.The purpose of the invention is to remedy or reduce at least one of the disadvantages of known technology.
Formålet oppnås i henhold til oppfinnelsen ved de trekk som er angitt i nedenstående beskrivelse og i de etterfølgende patentkrav.The purpose is achieved according to the invention by the features indicated in the description below and in the subsequent patent claims.
Ifølge et første aspekt ved den foreliggende oppfinnelse er det tilveiebrakt en kopling for å tilveiebringe en sammenføyning mellom en første komponent og en andre komponent hvor den første komponent er forsynt med et innvendig sirkulært mottaksparti som innbefatter en innvendig gjenge, og hvor den andre komponent er forsynt med et utvendig sirkulært innføringsparti som er utformet komplementært til mottakspartiet, idet innføringspartiet innfatter en utvendig gjenge. Koplingen omfatter videre i det minste én fluidkommunikasjonskanal innrettet til å kunne kommunisere et trykksatt fluid inn mellom et parti av den første komponent og den andre komponent.According to a first aspect of the present invention, a coupling is provided to provide a joint between a first component and a second component, wherein the first component is provided with an internal circular receiving portion including an internal thread, and wherein the second component is provided with an external circular insertion part which is designed complementary to the receiving part, the insertion part including an external thread. The coupling further comprises at least one fluid communication channel arranged to be able to communicate a pressurized fluid between a part of the first component and the second component.
Gjengen kan utgjøre et parti av det innvendige sirkulære mottakspartiet og det utvendige innføringspartiet. Alternativt kan gjengen utgjøre det alt vesentlige av det innvendige sirkulære mottakspartiet og det utvendige innføringspartiet.The thread can form a part of the inner circular receiving part and the outer insertion part. Alternatively, the thread can make up the essential part of the internal circular receiving part and the external insertion part.
Dette har den effekt at den andre komponent er innrettet til å kunne trekkes inn i den første komponent ved hjelp av gjengene. Når komponentene ikke kan eller ønskes å trekkes lenger inn grunnet friksjon mellom innføringspartiet og mottakspartiet, pum-pes fluid ved hjelp av i og for seg kjente midler inn mellom partiene, hvorved partiene forskyves radielt noe fra hverandre slik at friksjonen reduseres og komponentene kan trekkes aksielt ytterligere sammen. Fluidtrykket bløs deretter av, hvorved de sirkulære flater forspent griper i hverandre.This has the effect that the second component is designed to be pulled into the first component using the threads. When the components cannot or do not want to be pulled in any further due to friction between the introduction part and the receiving part, fluid is pumped by means known per se into between the parts, whereby the parts are displaced radially somewhat apart so that the friction is reduced and the components can be pulled axially further together. The fluid pressure then blows off, causing the circular surfaces to grip each other under tension.
Gjengen opptar således under sammenkoplingen de aksiale krefter som oppstår ved denne art av koplingsarbeider. Annet utstyr for å oppta aksialkrefter under monterings- og demonteringsarbeid er således overflødig.During the connection, the thread thus takes up the axial forces that arise from this type of connection work. Other equipment to absorb axial forces during assembly and disassembly work is thus redundant.
Den første komponent kan være avgrenset av: en første skulder; og en første bryst-The first component may be bounded by: a first shoulder; and a first breast-
ning anordnet i et endeparti til mottakspartiet.ning arranged in an end part to the receiving part.
Den andre komponent kan være avgrenset av: en andre skulder; og en andre brystning anordnet i et endeparti til innføringspartiet.The second component may be bounded by: a second shoulder; and a second parapet arranged in an end portion of the insertion portion.
Således kan det trykksatte fluid være innrettet til å drive mottakspartiet til den første komponent radielt utover i forhold til innføringspartiet til den andre komponent slik at en torsjonskraft som kreves for å tilveiebringe en fullstendig sammenføyning av koplingen hvor i det minste én av: den andre brystning er ført til anlegg mot den første skulder; eller den første brystning er ført til anlegg mot den andre skulder, er mindre enn en torsjonskraft som kreves for å løsgjøre en fullstendig sammenføyd kopling hvor trykkfluidet er blødd av.Thus, the pressurized fluid may be adapted to drive the receiving portion of the first component radially outward relative to the insertion portion of the second component such that a torsional force required to provide a complete joining of the coupling wherein at least one of: the second ridge is brought to bear against the first shoulder; or the first parapet is brought into contact with the second shoulder, is less than a torsional force required to disengage a fully joined coupling where the pressure fluid has been bled off.
Gjengen kan være utformet med aktive flankeflater som er skråstilt, idet den utvendige gjenges aktive flankeflate har mindre avstand til den andre brystning ved sin ytterdiameter enn ved sin innerdiameter. Med aktiv flankeflate menes den siden av flanke-flatene som har kontakt når koplingen skrus sammen. Dette har den effekt at gjengene tilveiebringer en forspenningseffekt når trykkfluidet mellom den første komponent og den andre komponent bløs av, idet de skråstilte, aktive flankeflater frem-bringer en aksialbevegelse av innføringspartiet innover i mottakspartiet.The thread can be designed with active flank surfaces that are slanted, as the outer thread's active flank surface has a smaller distance to the second parapet at its outer diameter than at its inner diameter. By active flank surface is meant the side of the flank surfaces that has contact when the coupling is screwed together. This has the effect that the threads provide a biasing effect when the pressure fluid between the first component and the second component blows off, as the slanted, active flank surfaces produce an axial movement of the insertion portion inward into the receiving portion.
Forspenningseffekten er særlig stor dersom koplingen er utformet slik at, i montert posisjon, én av eller begge av: den andre brystning i den andre komponent er innrettet til å støte mot den første skulder i den første komponent; eller den første brystning i den første komponent er innrettet til å støte mot den andre skulder i den andre komponent, før et topparti av gjengen ligger an mot et bunnparti av gjengen.The biasing effect is particularly large if the coupling is designed so that, in the assembled position, one or both of: the second parapet in the second component is arranged to abut against the first shoulder in the first component; or the first parapet in the first component is arranged to abut against the second shoulder in the second component, before a top portion of the thread abuts a bottom portion of the thread.
Forspenningseffekten som tilveiebringes ved hjelp av de skråstilte, aktive flankeflater vil dermed bevirke en øket klemkraft mellom brystning-/skulderflatene. Når gjengen er skrudd sammen slik at den første og den andre brystning er kommet til anslag og trykket mellom komponentene bløs av, vil den første komponent krympe noe radialt i forhold til den andre komponent. Den innvendige gjenges aktive flankeflate vil derfor forskyves noe innover den utvendige gjenges aktive flankeflate. Dette bevirker at den første komponent forskyves ytterligere innover den andre komponent i aksial retning. Forskyvingen bevirker at det oppstår en aksial forspenning mellom den første brystning og den andre brystning.The prestressing effect provided by means of the inclined, active flank surfaces will thus cause an increased clamping force between the parapet/shoulder surfaces. When the thread is screwed together so that the first and second parapets have come to a stop and the pressure between the components has been blown off, the first component will shrink somewhat radially in relation to the second component. The active flank surface of the internal thread will therefore be shifted somewhat inwards towards the active flank surface of the external thread. This causes the first component to be displaced further into the second component in the axial direction. The displacement causes an axial prestress to occur between the first parapet and the second parapet.
En slik øket klemkraft fører til både en bedre tetting mellom flatene, en stivere kopling og en kopling som er velegnet til å overføre torsjonsmoment mellom komponentene.Such an increased clamping force leads to both a better seal between the surfaces, a stiffer connection and a connection that is suitable for transmitting torque between the components.
Det sirkulære innføringspartiet og mottakspartiet er med fordel konisk.The circular insertion part and the receiving part are advantageously conical.
Mottakspartiet kan innbefatte i det minste én sirkulær flate uten gjenger, og innfø-ringspartiet kan innbefatte minst én sirkulær flate uten gjenger. De sirkulære flatene kan være utformet med en glatt overflate som er egnet til å tilveiebringe en tetnings-flate i koplingen.The receiving portion may include at least one circular surface without threads, and the insertion portion may include at least one circular surface without threads. The circular surfaces may be designed with a smooth surface which is suitable for providing a sealing surface in the coupling.
Ovennevnte ytterligere forskyvning som inntrer ved avblødning av trykkfluidet, kom-binert med en glatt, konisk overflate vil kunne oppvise en spesielt god tetning mellom koplingens mottaksparti og innføringsparti.The above-mentioned further displacement which occurs when the pressure fluid is bled off, combined with a smooth, conical surface will be able to show a particularly good seal between the coupling's receiving part and insertion part.
Den minst ene sirkulære flate i mottakspartiet kan i aksial retning være oppdelt i et øvre parti og i et nedre parti, og den minst ene flate i innføringspartiet kan i aksial retning være oppdelt i et øvre parti og i et nedre parti.The at least one circular surface in the receiving part can be divided in the axial direction into an upper part and a lower part, and the at least one surface in the insertion part can be divided in the axial direction into an upper part and a lower part.
Gjengen kan i aksial retning befinne seg mellom de sirkulære flater. Således vil flatene kunne tilveiebringe en tetning på begge sider av gjengen.In the axial direction, the thread can be located between the circular surfaces. Thus, the surfaces will be able to provide a seal on both sides of the thread.
Trykkfluidet kan utgjøres av et viskøst fluid som vil kunne presses ut mellom komponentene. Dersom en hydraulisk væske benyttes som trykkfluid, kan det i enkelte tilfeller være en fordel om koplingen ytterligere er forsynt med tetninger anbrakt mellom mottakspartiet og innføringspartiet for å kunne avgrense et parti innrettet til å stå i fluidkommunikasjon med fluidkommunikasjonskanalen.The pressure fluid can consist of a viscous fluid that can be squeezed out between the components. If a hydraulic fluid is used as pressure fluid, it can in some cases be an advantage if the coupling is further provided with seals placed between the receiving part and the introduction part in order to be able to delimit a part arranged to be in fluid communication with the fluid communication channel.
For å tilveiebringe en jevn fordeling av trykkfluidet som føres inn mellom komponentene, kan minst ett av innføringspartiet og mottakspartiet være forsynt med ett eller flere trykkfluidfordelingsspor.In order to provide an even distribution of the pressure fluid that is introduced between the components, at least one of the introduction part and the receiving part can be provided with one or more pressure fluid distribution tracks.
Ifølge et andre aspekt ved den foreliggende oppfinnelse er det tilveiebrakt en framgangsmåte for å tilveiebringe en kopling mellom en første komponent og en andre komponent hvor den første komponent forsynes med et innvendig sirkulært mottaksparti som innbefatter en innvendig gjenge, og hvor den andre komponent forsynes med et utvendig sirkulært innføringsparti som utformes komplementært til mottakspartiet, og som innbefatter en utvendig gjenge, , hvor framgangsmåten omfatter trinnene: a) å føre de innvendige gjenger i den første komponent i inngrep med de utvendige gjenger i den andre komponent og skru forbindelsen til et forutbestemt moment; b) å føre et trykkfluid via en fluidkommunikasjonskanal inn mellom den første komponent og den andre komponent, idet trykkfluidet er innrettet til å drive et mottakspartiAccording to a second aspect of the present invention, a method is provided for providing a connection between a first component and a second component where the first component is provided with an internal circular receiving portion which includes an internal thread, and where the second component is provided with a external circular insertion part which is designed complementary to the receiving part, and which includes an external thread, where the method comprises the steps: a) bringing the internal threads of the first component into engagement with the external threads of the second component and screwing the connection to a predetermined torque ; b) introducing a pressure fluid via a fluid communication channel into between the first component and the second component, the pressure fluid being adapted to drive a receiving part
til den første komponent radielt utover i forhold til et innføringsparti til den andreto the first component radially outward in relation to an insertion portion to the second
komponent;component;
c) å fortsette å skru forbindelsen sammen inntil et stoppunkt nås ; ogc) to continue screwing the connection together until a stop point is reached; and
d) å utligne trykket mellom den første komponent og den andre komponent med koplingens omgivelsestrykk.d) equalizing the pressure between the first component and the second component with the coupling's ambient pressure.
Mottakspartiet kan være avgrenset av første skulder og av en første brystning anordnet i et endeparti til mottakspartiet.The receiving portion may be delimited by a first shoulder and by a first parapet arranged in an end portion of the receiving portion.
Innføringspartiet kan være avgrenses av en andre skulder og en andre brystning anordnet i et endeparti til innføringspartiet.The insertion portion may be delimited by a second shoulder and a second parapet arranged in an end portion of the insertion portion.
Således kan nevnte stoppunkt være tilveiebrakt ved hjelp av én eller begge av den andre brystning idet denne føres til anlegg mot den første skulder; eller den første brystning idet denne føres til anlegg mot den andre skulder.Thus, said stopping point can be provided with the help of one or both of the second parapet, as this is brought into contact with the first shoulder; or the first parapet as this is brought to rest against the other shoulder.
Det forutbestemte moment i trinn a) kan opprettholdes gjennom trinnene b) og c). Dette kan oppnås ved hjelp av et styringssystem som åpner for trykkfluidtilførsel gjennom trykkfluidtilførselskanalen straks det forutbestemte moment er nådd, og fortsette trykkfluidtilførsel inntil fullstendig sammenkopling er oppnådd, hvoretter trykk-fluidtilførselen opphører og trykket reduseres eller bløs av for eksempel til koplingens omgivelsestrykk.The predetermined moment in step a) can be maintained through steps b) and c). This can be achieved by means of a control system which opens for pressure fluid supply through the pressure fluid supply channel as soon as the predetermined moment is reached, and continues pressure fluid supply until complete coupling is achieved, after which the pressure fluid supply ceases and the pressure is reduced or blown off, for example, to the coupling's ambient pressure.
Ifølge et tredje aspekt ved oppfinnelsen er det tilveiebrakt en framgangsmåte for å skru fra hverandre en kopling mellom en første komponent og en andre komponent hvor den første komponent er forsynt med et innvendig sirkulært mottaksparti som innfatter en innvendig gjenge, og hvor den andre komponent er forsynt med et utvendig sirkulært innføringsparti som er utformet komplementært til mottakspartiet, og som innbefatter en utvendig gjenge, hvor framgangsmåten omfatter trinnene: a) å føre et trykkfluid via en fluidkommunikasjonskanal inn mellom den første komponent og den andre komponent, idet trykkfluidet er innrettet til å drive mottakspartietAccording to a third aspect of the invention, a method is provided for unscrewing a coupling between a first component and a second component, where the first component is provided with an internal circular receiving portion that includes an internal thread, and where the second component is provided with an external circular insertion portion which is designed complementary to the receiving portion, and which includes an external thread, where the method comprises the steps: a) introducing a pressure fluid via a fluid communication channel into between the first component and the second component, the pressure fluid being adapted to drive the receiving party
til den første komponent radielt utover i forhold til innføringspartiet til den andre komponent; ogto the first component radially outward relative to the insertion portion of the second component; and
b) å skru forbindelsen fra hverandre.b) to unscrew the connection.
Det kan være en fordel om trykket bløs av før den første komponent er fullstendigIt can be an advantage if the pressure blows off before the first component is complete
skilt fra den andre komponent. Typisk vil trykket bløs av så snart fraskruing er igang-satt, men dette avhenger av friksjonen som opptrer mellom komponentene.separated from the other component. Typically, the pressure will blow off as soon as unscrewing is started, but this depends on the friction that occurs between the components.
Under demontering vil den relative diameterendring som finner sted mellom komponentene ved tilførsel av trykkfluid mellom de sirkulære flater, således bevirke at komponentene relativt enkelt kan skrus fra hverandre.During disassembly, the relative diameter change that takes place between the components when pressure fluid is supplied between the circular surfaces will thus mean that the components can be unscrewed relatively easily.
Anordningen i henhold til oppfinnelsen muliggjør montering og demontering av relativt stive, momentsterke koplinger uten anvendelse av tilsvarende kjent grovt utstyr. Det er således mulig å utføre denne art av arbeider også i områder hvor det ikke er tilgang til tungt verktøy for montering og demontering av koplinger ifølge kjent teknikk.The device according to the invention enables the assembly and disassembly of relatively rigid, torque-strong couplings without the use of correspondingly known coarse equipment. It is thus possible to carry out this type of work also in areas where there is no access to heavy tools for mounting and dismounting couplings according to known techniques.
I det etterfølgende beskrives et eksempel på en foretrukket utførelsesform som er anskueliggjort på medfølgende tegninger, hvor: Fig. 1 viser i perspektiv en kopling ifølge oppfinnelsen mellom en første komponent og en andre komponent; Fig. 2 viser i større målestokk et aksialsnitt gjennom koplingen i demontert posisjon; Fig. 3 viser det samme som i fig. 2, men hvor koplingen er under montering; Fig. 4a viser i ytterligere større målestokk et snitt av et parti fra koplingen i en stil-ling like før den er endelig skrudd til, men etter at et fluidtrykk er introdu-sert; Fig. 4b viser det samme som fig. 4a, men etter at koplingen er endelig skrudd til ogIn what follows, an example of a preferred embodiment is described which is visualized in the accompanying drawings, where: Fig. 1 shows in perspective a connection according to the invention between a first component and a second component; Fig. 2 shows on a larger scale an axial section through the coupling in the disassembled position; Fig. 3 shows the same as in fig. 2, but where the coupling is being assembled; Fig. 4a shows, on an even larger scale, a section of a part of the coupling in a position just before it is finally screwed on, but after a fluid pressure has been introduced; Fig. 4b shows the same as fig. 4a, but after the coupling is finally screwed to and
før et fluidtrykk er blødd av;before a fluid pressure is bled off;
Fig. 5 viser det samme som i fig. 4b, men etter at fluidtrykket er blødd av; ogFig. 5 shows the same as in fig. 4b, but after the fluid pressure has bled off; and
Fig. 6 viser i større målestokk den første komponent vist i fig. 2, men hvor et partiFig. 6 shows on a larger scale the first component shown in fig. 2, but where a party
av komponenten ytterligere er forsynt med et innvendig spiralformet spor.of the component is further provided with an internal helical groove.
På figurene angir like henvisningstall like eller tilsvarende elementer, men alle henvisningstall er ikke gjengitt på alle tegninger.In the figures, like reference numbers indicate like or corresponding elements, but not all reference numbers are reproduced on all drawings.
Posisjons- eller orienteringsangivelser så som "over", "under", "øvre", "nedre" angir innbyrden plassering i forhold til det som er vist på figurene.Position or orientation indications such as "above", "below", "upper", "lower" indicate relative position relative to what is shown in the figures.
På tegningene betegner henvisningstallet 1 en kopling som omfatteren første komponent 2 og en andre komponent 4.In the drawings, the reference numeral 1 denotes a coupling comprising a first component 2 and a second component 4.
I utførelsen vist i figurene 2 og 3 er den første komponent 2 utformet med en konisk,In the embodiment shown in Figures 2 and 3, the first component 2 is designed with a conical,
innvendig sirkulær flate 6 som innbefatter en aksial, innvendig gjenge 8.internal circular surface 6 which includes an axial internal thread 8.
Den innvendige sirkulære flate 6 i den første komponent 2 er innrettet til å kunne motta et parti av den andre komponent 4. Den innvendige sirkulære flate 6 i den førs-te komponent 2 vil i det etterfølgende derfor også bli omtalt som sirkulært mottaksparti 6.The internal circular surface 6 in the first component 2 is designed to be able to receive a part of the second component 4. The internal circular surface 6 in the first component 2 will therefore also be referred to as circular receiving part 6 in the following.
Det sirkulære mottakspartiet 6 er avgrenset av en første skulder 7 og av en første brystning 12 anordnet i et øvre endeparti 10 til den første komponent 2. Selv om den første skulder 7 på figurene er vist rettvinklet i forhold til en lengdeakse L, skal det forstås at skulderen 7 i alternative utførelser (ikke vist) for eksempel kan være skråstilt i forhold til lengdeaksen L, ha buet form, være avtrappet eller en kombinasjon av to eller flere av disse. Den buede formen kan for eksempel, men ikke begrenset til, være konkav eller konveks.The circular receiving portion 6 is delimited by a first shoulder 7 and by a first parapet 12 arranged in an upper end portion 10 of the first component 2. Although the first shoulder 7 in the figures is shown at right angles to a longitudinal axis L, it should be understood that the shoulder 7 in alternative designs (not shown) can for example be inclined in relation to the longitudinal axis L, have a curved shape, be stepped or a combination of two or more of these. The curved shape can be, for example, but not limited to, concave or convex.
Det sirkulære mottakspartiet 6 er i den viste utførelse oppdelt i et øvre parti 6a og et nedre parti 6b som befinner seg på hver sin side av den innvendige gjenge 8. Det øvre parti 6a og det nedre parti 6b har ulike d ia mete rom råder slik at det tilveiebringes et konisk mottaksparti 6.In the embodiment shown, the circular receiving part 6 is divided into an upper part 6a and a lower part 6b which are located on opposite sides of the internal thread 8. The upper part 6a and the lower part 6b have different diamete spaces as follows that a conical receiving part 6 is provided.
Den andre komponent 4 er utformet med en konisk, utvendig, sirkulær flate 20.The second component 4 is designed with a conical, external, circular surface 20.
Den utvendige sirkulære flate 20 er innrettet til å kunne føres inn i mottakspartiet 6 til den første komponent 2. Den utvendige sirkulære flate 20 i den andre komponent 4 vil i det etterfølgende derfor også bli omtalt som sirkulært innføringsparti 20.The outer circular surface 20 is designed to be inserted into the receiving part 6 of the first component 2. The outer circular surface 20 in the second component 4 will therefore also be referred to as the circular insertion part 20 in the following.
Innføringspartiet 20 er utformet komplementært til mottakspartiet 6 og innbefatter en utvendig gjenge 22. Innføringspartiet 20 er avgrenset av en andre skulder 30 og av en andre brysting 21 som er anordnet i et nedre endeparti 24 til den andre komponent 4.The insertion part 20 is designed complementary to the receiving part 6 and includes an external thread 22. The insertion part 20 is delimited by a second shoulder 30 and by a second breasting 21 which is arranged in a lower end part 24 of the second component 4.
Det sirkulære innføringspartiet 20 er i den viste utførelse oppdelt i et øvre parti 20a og et nedre parti 20b som befinner seg på hver sin side av den utvendige gjenge 22. Det øvre parti 20a passer komplementært til det øvre parti 6a i den første komponent 2. Tilsvarende passer det nedre parti 20b komplementært i det nedre parti 6b. Den utvendige gjenge 22 passer i den innvendige gjenge 8.In the embodiment shown, the circular insertion part 20 is divided into an upper part 20a and a lower part 20b which are located on either side of the external thread 22. The upper part 20a fits complementary to the upper part 6a in the first component 2. Correspondingly, the lower part 20b fits complementary in the lower part 6b. The external thread 22 fits in the internal thread 8.
Den første skulder 7 i den første komponent 2 passer komplementært til den andre brystning 21 i den andre komponent 4, og den første brystning 12 i den første komponent 2 passer komplementært til den andre skulder 30 i den andre komponent 4. Således vil tetning kunne oppnås både mellom koplingens 1 endepartier 30, 12; 21, 7 og mellom sidepartiene 20a, 6a; 20b, 6b samt mellom gjengepartiene 22, 8.The first shoulder 7 in the first component 2 fits complementary to the second parapet 21 in the second component 4, and the first parapet 12 in the first component 2 fits complementary to the second shoulder 30 in the second component 4. Thus sealing can be achieved both between the coupling 1 end parts 30, 12; 21, 7 and between the side parts 20a, 6a; 20b, 6b and between the threaded parts 22, 8.
Koplingen 1 omfatter videre en fluidkommunikasjonskanal 18 som er innrettet til å tilkoples en trykkfluidkilde (ikke vist) slik at et trykkfluid kan kommuniseres inn mellom et parti av den første komponent 2 og den andre komponent 4. Formålet med trykkfluidet er å utøve et så stort trykk at mottakspartiet 6 til den første komponent 2 drives radielt utover i forhold til innføringspartiet 20 til den andre komponent 4 (se fig. 4a) slik at friksjonskrefter som opptrer mellom mottakspartiet 2 og innføringspartiet 4 blir redusert.The coupling 1 further comprises a fluid communication channel 18 which is arranged to be connected to a pressure fluid source (not shown) so that a pressure fluid can be communicated between a part of the first component 2 and the second component 4. The purpose of the pressure fluid is to exert such a large pressure that the receiving part 6 of the first component 2 is driven radially outwards in relation to the insertion part 20 of the second component 4 (see fig. 4a) so that frictional forces occurring between the receiving part 2 and the insertion part 4 are reduced.
I figurene 2 og 3 er den første komponent 2 forsynt med en første tetning 16 som er anbrakt i et første spor 14. Det første sporet 14 er anordnet like ved det øvre endeparti 10. Tilsvarende er den andre komponent 4 forsynt med en andre tetning 28 som er anordnet i et andre spor 26. Det andre sporet 26 er anordnet like ved det nedre endepartiet 24 til den andre komponent 4.In Figures 2 and 3, the first component 2 is provided with a first seal 16 which is placed in a first groove 14. The first groove 14 is arranged close to the upper end part 10. Correspondingly, the second component 4 is provided with a second seal 28 which is arranged in a second groove 26. The second groove 26 is arranged close to the lower end portion 24 of the second component 4.
Formålet med tetningene 16, 28 er å forhindre eller i det minste avgrense lekkasje av trykkfluid som føres inn via fluidkommunikasjonskanalen 18. Tetningene 16, 28 er spesielt nyttige når et tyntflytende fluid føres inn gjennom fluidkommunikasjonskanalen 18, eller når lekkasje av trykkfluid er uønsket. Tetningen 16, 28 vil også kunne tilveiebringe en ekstra tetningsbarriere for en rørledning hvori koplingen 1 inngår. Det skal imidlertid forstås at koplingen 1 vil kunne fungere tilfredsstillende også uten nevnte tetninger 16, 28, men lekkasje ut fra grenseflaten mellom mottakspartiet 6 og innføringspartiet 20 vil da inntre mens montering pågår. Fig. 6 viser et mottaksparti 6 uten en tetning av den art som er vist for eksempel i fig. 2.The purpose of the seals 16, 28 is to prevent or at least limit leakage of pressure fluid that is introduced via the fluid communication channel 18. The seals 16, 28 are particularly useful when a thin fluid is introduced through the fluid communication channel 18, or when leakage of pressure fluid is undesirable. The seal 16, 28 will also be able to provide an additional sealing barrier for a pipeline in which the coupling 1 is included. However, it should be understood that the coupling 1 will be able to function satisfactorily even without said seals 16, 28, but leakage from the interface between the receiving part 6 and the insertion part 20 will then occur while assembly is in progress. Fig. 6 shows a receiving part 6 without a seal of the type shown for example in fig. 2.
I figurene 4a, 4b og 5 er et parti av koplingen 1 vist i større målestokk.In Figures 4a, 4b and 5, a part of the coupling 1 is shown on a larger scale.
Fig. 4a og 4b viser koplingen 1 idet et trykkfluid er tilført inn gjennom fluidkommunikasjonskanalen 18 (se for eksempel fig. 2) og presser mottakspartiet 6 og innførings-partiet 20 radielt fra hverandre. Det skal understrekes at avstanden eller spalten mellom sidepartiene 6a og 20a, og mellom et topparti 8' til gjengen 8 og et bunnparti 22' til gjengen 22 av illustrative hensyn er overdrevet.Fig. 4a and 4b show the coupling 1 as a pressure fluid is supplied through the fluid communication channel 18 (see for example Fig. 2) and presses the receiving part 6 and the insertion part 20 radially apart. It should be emphasized that the distance or gap between the side parts 6a and 20a, and between a top part 8' of the thread 8 and a bottom part 22' of the thread 22 is exaggerated for illustrative reasons.
I fig. 4a er koplingen skrudd sammen inntil friksjonen mellom innføringspartiet 20 og mottakspartiet 6 overstiger en forutbestemt kraft, hvoretter et trykkfluid er ført inn gjennom fluidkommunikasjonskanalen 18 (se for eksempel fig. 3) og drevet den første komponent 2 og den andre komponent 4 noe fra hverandre i radial retning. Trykkfluidet er avtettet ved hjelp av den første og den andre tetning 16, 28 som begge er vist i fig. 2. Som nevnt er avstanden eller spalten mellom komponentene 2, 4 av illustrative årsaker vist overdrevet. I fig. 4a er det fremdeles en avstand 40 mellom den første brystning 12 og den andre skulder 30. Koplingen 1 i fig. 4a er således ikke fullstendig sammenskrudd.In fig. 4a, the coupling is screwed together until the friction between the introduction part 20 and the receiving part 6 exceeds a predetermined force, after which a pressurized fluid is introduced through the fluid communication channel 18 (see for example fig. 3) and drives the first component 2 and the second component 4 somewhat apart in radial direction. The pressure fluid is sealed by means of the first and the second seal 16, 28, both of which are shown in fig. 2. As mentioned, the distance or gap between the components 2, 4 is shown exaggerated for illustrative reasons. In fig. 4a, there is still a distance 40 between the first parapet 12 and the second shoulder 30. The coupling 1 in fig. 4a is thus not completely screwed together.
Som følge av avstanden mellom komponentene 2, 4 som er tilveiebrakt av trykkfluidet, vil friksjonen mellom mottakspartiet 6 og innføringspartiet 20 bli betydelig redusert. Med en relativt liten kraft kan koplingen 1 skrues fullstendig til inntil minst én av den andre brystning 21 er ført til anslag mot den første skulder 7; eller den første brystning 12 er ført til anslag mot den andre skulder 30 slik som vist i fig. 4b.As a result of the distance between the components 2, 4 which is provided by the pressure fluid, the friction between the receiving part 6 and the introducing part 20 will be significantly reduced. With a relatively small force, the coupling 1 can be screwed completely until at least one of the second parapet 21 is brought to rest against the first shoulder 7; or the first parapet 12 is brought to rest against the second shoulder 30 as shown in fig. 4b.
De innvendige gjengeflanker 32 og de utvendige gjengeflanker 34 som ligger an mot hverandre når koplingen 1 er montert, er i den viste utførelse noe skråstilt.The internal threaded flanks 32 and the external threaded flanks 34, which abut each other when the coupling 1 is mounted, are somewhat inclined in the embodiment shown.
Når trykkfluidet i fig. 4b bløs av, vil den innbyrdes radiale avstanden mellom komponentene 2, 4 reduseres. De innvendige gjengers 8 gjengeflanker 32 trekkes derved noe innover de utvendige gjengers 22 gjengeflanker 34, noe som grunnet gjengeflan-kenes 32, 34 skråstilling bevirker at den første brystning 12 spennes ytterligere mot den andre brystning 30. Tilsvarende kan den første skulder 7 spennes ytterligere mot den andre brystning 21, men dette er ikke vist i figurene 4a, 4b, 5. Samtidig forspen-nes mottakspartiet 6 mot innføringspartiet 20. Koplingen vil således innta stillingen som vist i fig. 5 hvor koplingen 1 er forspent.When the pressure fluid in fig. 4b blow off, the mutual radial distance between the components 2, 4 will be reduced. The thread flanks 32 of the internal threads 8 are thereby pulled somewhat inwards into the thread flanks 34 of the external threads 22, which due to the slanted position of the thread flanks 32, 34 causes the first parapet 12 to be tensioned further against the second parapet 30. Correspondingly, the first shoulder 7 can be tensioned further towards the second parapet 21, but this is not shown in figures 4a, 4b, 5. At the same time, the receiving part 6 is biased towards the insertion part 20. The coupling will thus take the position as shown in fig. 5 where the coupling 1 is biased.
I utførelser hvor de innvendige gjengeflanker 32 og de utvendige gjengeflanker 34 som ligger an mot hverandre når koplingen 1 er montert, ikke er skråstilt, vil en slik forspenning som skyldes den relative bevegelsen mellom gjengeflankene 32, 34 ved avblødning av trykket ikke inntre. Imidlertid vil en forspenning mellom mottakspartiet 6 mot innføringspartiet 20 inntre som følge av den radiale bevegelsen mellom komponentene 2, 4.In designs where the internal thread flanks 32 and the external thread flanks 34 which abut each other when the coupling 1 is mounted, are not inclined, such a pre-tension which is due to the relative movement between the thread flanks 32, 34 when bleeding the pressure will not occur. However, a bias between the receiving part 6 and the insertion part 20 will occur as a result of the radial movement between the components 2, 4.
I fig. 6 vises i større målestokk den første komponent vist i fig. 2, men hvor et parti av komponenten ytterligere er forsynt med et innvendig spiralformet spor 42. Formålet med sporet 42 er primært å tilveiebringe en rask og jevn fordeling av trykkfluid som føres inn gjennom fluidkommunikasjonskanalen 18, i rommet mellom mottakspartiet 6 og innføringspartiet 20. Sporet 42 er særlig nyttig når koplingen 1 er forsynt med kun én fluidkommunikasjonskanal 18 som vist.In fig. 6 shows on a larger scale the first component shown in fig. 2, but where a part of the component is further provided with an internal spiral groove 42. The purpose of the groove 42 is primarily to provide a fast and even distribution of pressure fluid which is introduced through the fluid communication channel 18, in the space between the receiving part 6 and the introduction part 20. The groove 42 is particularly useful when the coupling 1 is provided with only one fluid communication channel 18 as shown.
Ut fra ovennevnte vil det forstås at koplingen ifølge den foreliggende oppfinnelse vil kunne tilveiebringes ved hjelp av relativt enkelt tiltrekkingsverktøy i stedet for grovt verktøy som for eksempel krafttenger som er kjent fra petroleumsindustrien. Dette fordi friksjonen mellom komponentene reduseres ved hjelp av trykkfluidet under sammenkoplingen. I tillegg opptar gjengene under sammenkoplingen de aksiale krefter som oppstår ved denne art av koplingsarbeider. Annet utstyr for å oppta aksialkrefter under monterings- og demonteringsarbeid er således overflødig.From the above, it will be understood that the coupling according to the present invention will be able to be provided with the aid of relatively simple tightening tools instead of rough tools such as power pliers which are known from the petroleum industry. This is because the friction between the components is reduced by means of the pressure fluid during the connection. In addition, the threads absorb the axial forces that arise during this type of connection work. Other equipment to absorb axial forces during assembly and disassembly work is thus redundant.
I og med at anordningen og framgangsmåten i henhold til oppfinnelsen muliggjør montering og demontering av relativt stive, momentsterke koplinger uten anvendelse av tilsvarende grovt utstyr, er det således mulig å utføre denne art av arbeider også i områder hvor det ikke er tilgang til tungt verktøy for montering og demontering av koplinger ifølge kjent teknikk. Oppfinnelsen vil således kunne medføre at koplingen vil kunne skrus raske sammen og/eller fra hverandre. Videre vil faren for deformasjon av mottakspartiet på grunn av store klem krefter fra monteringsutstyret i det minste være betydelig redusert. Store klemkrefter er spesielt aktuelt for å løsgjøre eller "brekke" gjengeforbindelser ifølge kjent teknikk som er det en fagmann vil kjenne som "over-torqet".As the device and the method according to the invention enable the assembly and disassembly of relatively rigid, high-torque couplings without the use of correspondingly heavy equipment, it is thus possible to carry out this type of work also in areas where there is no access to heavy tools for assembly and disassembly of couplings according to known techniques. The invention will thus be able to mean that the coupling will be able to be quickly screwed together and/or apart. Furthermore, the risk of deformation of the receiving part due to large clamping forces from the assembly equipment will at least be significantly reduced. Large clamping forces are particularly relevant for loosening or "breaking" threaded connections according to known techniques, which is what a professional will know as "over-torque".
En ytterligere fordel med koplingen ifølge den foreliggende oppfinnelse er at den gjør det lettere å forutbestemme en korrekt forespenning av forbindelsen. Dette fordi den friksjon som inntrer ved tilskruing av koplingen er svært mye lavere enn hva tilfellet er med kjente gjengeforbindelsen. Friksjonen som inntrer ved tilskruing av koplingen ifølge oppfinnelsen vil således ha relativt liten påvirkning ved beregning av ønsket for-spenn.A further advantage of the coupling according to the present invention is that it makes it easier to predetermine a correct pre-tension of the connection. This is because the friction that occurs when the coupling is screwed on is much lower than what is the case with the known threaded connection. The friction that occurs when screwing the coupling according to the invention will thus have relatively little influence when calculating the desired pre-tension.
Som en følge av nevnte reduserte friksjon vil koplingens forventede levetid øke både fordi gjengene blir utsatt for mindre slitasje, og fordi utstyret eller verktøyet som benyttes for å tildanne eller skru fra hverandre koplingen vil utøve mindre slitasje på koplingens overflate som verktøyet anbringes mot. Dessuten vil koplingens veggtykkelse i noen tilfeller kunne reduseres som følge av mindre klemkraft fra monterings-verktøyet. Mindre veggtykkelse vil kunne resultere i forbedrede nedihulls hydrauliske egenskaper, noe som igjen vil kunne muliggjøre lengre brønner.As a result of said reduced friction, the coupling's expected lifespan will increase both because the threads are exposed to less wear, and because the equipment or tool used to form or unscrew the coupling will exert less wear on the coupling's surface against which the tool is placed. In addition, the wall thickness of the coupling can in some cases be reduced as a result of less clamping force from the assembly tool. Smaller wall thickness could result in improved downhole hydraulic properties, which in turn could enable longer wells.
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NO20121504ANO20121504A1 (en) | 2012-02-02 | 2012-12-13 | Connection and method of providing same |
| PCT/NO2012/050254WO2013115649A1 (en) | 2012-02-02 | 2012-12-20 | Coupling and method for providing same |
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NO20120111 | 2012-02-02 | ||
| NO20121504ANO20121504A1 (en) | 2012-02-02 | 2012-12-13 | Connection and method of providing same |
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO20121504A1true NO20121504A1 (en) | 2013-08-05 |
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO20121504ANO20121504A1 (en) | 2012-02-02 | 2012-12-13 | Connection and method of providing same |
| Country | Link |
|---|---|
| NO (1) | NO20121504A1 (en) |
| WO (1) | WO2013115649A1 (en) |
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113833410A (en)* | 2021-09-10 | 2021-12-24 | 中国矿业大学 | Threaded connection type drill rod device capable of being automatically assembled and disassembled in forward and reverse rotation mode and working method |
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018075669A1 (en) | 2016-10-18 | 2018-04-26 | Single Buoy Moorings, Inc. | Connector for steel catenary risers |
| CN107989557B (en)* | 2017-12-08 | 2019-07-16 | 中国石油集团长城钻探工程有限公司 | A kind of shale gas extended reach well drilling well down-hole equipment separating tool |
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2064041B (en)* | 1979-11-19 | 1983-07-27 | Hunting Oilfield Services Ltd | Pipe connectors |
| US4648627A (en)* | 1984-01-18 | 1987-03-10 | Dril-Quip, Inc. | Stabbing connector |
| GB9608709D0 (en)* | 1996-04-26 | 1996-07-03 | Hunting Oilfield Services Ltd | Improvements in and relating to pipe connectors |
| US6056324A (en)* | 1998-05-12 | 2000-05-02 | Dril-Quip, Inc. | Threaded connector |
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113833410A (en)* | 2021-09-10 | 2021-12-24 | 中国矿业大学 | Threaded connection type drill rod device capable of being automatically assembled and disassembled in forward and reverse rotation mode and working method |
| CN113833410B (en)* | 2021-09-10 | 2024-03-26 | 中国矿业大学 | A screw-connected drill pipe device and working method that can be loaded and unloaded automatically in forward and reverse directions |
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2013115649A1 (en) | 2013-08-08 |
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7631664B1 (en) | Threaded expansion plugs | |
| CA2841369C (en) | Lock nut assembly | |
| EP4123189B1 (en) | Anti-disassembly joint and anti-disassembly joint assembly | |
| NO162981B (en) | ROER CONNECTION. | |
| US20150240571A1 (en) | Connection Assembly | |
| NO20140440A1 (en) | Interface device for tensioning a nut and bolt assembly | |
| US20100102554A1 (en) | Tube Fitting with either Single or Double Ferrule Swage Design Common to One System | |
| BR112015005576B1 (en) | threaded drill column component | |
| NO20121504A1 (en) | Connection and method of providing same | |
| US11255470B2 (en) | Heavy duty wing nut | |
| NO328491B1 (en) | coupling | |
| JP4755676B2 (en) | Fluid pressure nut | |
| US7614667B2 (en) | Pipe connection | |
| JPS58110793A (en) | drill pipe tool fittings | |
| US20120146327A1 (en) | pipe connection | |
| CA2815320C (en) | Threaded connections and methods | |
| CN115199604A (en) | A kind of anti-transformation combined plug structure | |
| US11585162B2 (en) | System and method for making a threaded connection | |
| RU2834771C1 (en) | Plugging device for elimination of leakage in wall of pipeline or reservoir, comprising part for drilling and part for threading, and plugging method | |
| JP2008115911A (en) | Packing fastening device in pipe coupling | |
| US10280946B2 (en) | Adapter for mounting a cylinder for a fluid powered linear actuator to a fluid channel | |
| JP2018080770A (en) | Screw-in type pipe joint | |
| US20230258292A1 (en) | Sealing device for plugging a leak in the wall of a pipe or of a tank comprising a part for drilling and a part for tapping and sealing method | |
| AU2013203796B2 (en) | Lock Nut Assembly | |
| KR101517036B1 (en) | Fixing hydraulic coupling apparatus |
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FC2A | Withdrawal, rejection or dismissal of laid open patent application |