NO20140295A1 - Forbedret teknologi for buttsveising med magnetisk drevetlysbue (MIAB) - Google Patents
Forbedret teknologi for buttsveising med magnetisk drevetlysbue (MIAB) Download PDFInfo
- Publication number
- NO20140295A1 NO20140295A1 NO20140295A NO20140295A NO20140295A1 NO 20140295 A1 NO20140295 A1 NO 20140295A1 NO 20140295 A NO20140295 A NO 20140295A NO 20140295 A NO20140295 A NO 20140295A NO 20140295 A1 NO20140295 A1 NO 20140295A1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- arc
- opposite ends
- pipes
- miab
- borehole
- Prior art date
Links
- 238000003466 welding Methods 0.000 title claims abstract description 61
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 title description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 38
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 14
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 claims description 3
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 11
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 6
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 5
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 5
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 4
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 239000010953 base metal Substances 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 1
- 239000000383 hazardous chemical Substances 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000003032 molecular docking Methods 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000004886 process control Methods 0.000 description 1
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/02—Seam welding; Backing means; Inserts
- B23K9/028—Seam welding; Backing means; Inserts for curved planar seams
- B23K9/0282—Seam welding; Backing means; Inserts for curved planar seams for welding tube sections
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/08—Arrangements or circuits for magnetic control of the arc
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
- Arc Welding Control (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
- Resistance Welding (AREA)
Abstract
En buttsveiseanordning med magnetisk drevet lysbue (MIAB) varmer opp motvendte ender av et par borehullrør, og en kraftpåføringsanordning som sammentrykkende fører de motvendte endene sammen slik at de danner en sveiseskjøt. Anordningen kan posisjoners på riggdekket. MIAB-sveiseanordningen kan omfatte en anordning som er konfigurert til å holde motvendte ender av de to borehullrørene i en bestemt avstand fra hverandre, en høyfrekvent lysbuetenningsanordning som er konfigurert til å generere en lysbue mellom de motvendte endene og rotere lysbuen rundt omkretsen av de motvendte endene, og en magnetfeltgenerator som er konfigurert til å overlegge et magnetfelt over de motvendte endene. MIAB-sveiseanordningen kan konfigureres til å smelte minst en overflate av de motvendte endene.
Description
TITTEL: FORBEDRET TEKNOLOGI FOR BUTTSVEISING MED MAGNETISK
DREVET LYSBUE (MIAB)
BAKGRUNN FOR OPPFINNELSEN
1. Området for oppfinnelsen
[0001] Denne oppfinnelsen gjelder generelt et apparat og en framgangsmåte for å kople sammen rør ved hjelp av en magnetisk drevet buttsveiseanordning.
2. Beskrivelse av relatert teknikk
[0002] En rekke ulike rørkonstruksjoner kan brukes til å bore, komplettere og produsere fra en oljefeltbrønn. Under boring kan sammenføyd borerør, kveilerør, innsatser eller foringsrør brukes som en borestreng. Under komplettering kan innsatser, foringsrør og produksjonsrør brukes for å støtte et boret borehull, tilveiebringe soneisolasjon og føre produksjonsfluider til overflaten. Sammenføyde borerør er typisk koplet på riggdekket ved hjelp av gjengeforbindelser. Personell på riggdekket sikrer at gjengene er riktig innstilt. Deretter brukes maskineri for å komplettere forbindelsen. Prosessen er tidkrevende og krever at personell eksponeres for fare på riggdekket og i omgivelsene.
[0003] Den foreliggende oppfinnelsen tilveiebringer en anordning og tilknyttede framgangsmåter for å skjøte sammen borehullrør. Den foreliggende oppfinnelsen kan imidlertid også anvendes på rørkonstruksjoner som brukes i andre bransjer. Dessuten er oljefeltrør generelt sirkulære, mens den foreliggende oppfinnelsen også kan brukes til å sammenføye rørkonstruksjoner med ikke-runde former.
SAMMENDRAG AV OPPFINNELSEN
[0004] Den foreliggende oppfinnelsen tilveiebringer anordninger og framgangsmåter for å kople sammen rør ved hjelp av en buttsveiseanordning med magnetisk drevet lysbue (MIAB).
[0005] I ett aspekt kan anordningen posisjoneres på riggdekket for å skjøte sammen borehullrør. En illustrativ anordning kan omfatte en buttsveiseanordning med magnetisk drevet lysbue (MIAB) som varmer opp motvendte ender av et par borehullrør, og en kraftpåføringsanordning som sammentrykkende fører de motvendte endene sammen slik at de danner en sveiseskjøt. I noen utførelsesformer kan MIAB-sveiseanordningen omfatte en anordning som holder motvendte ender av de to borehullrørene i en bestemt avstand fra hverandre, en høyfrekvent lysbuetenningsanordning som genererer en lysbue mellom de motvendte endene, og en magnetfeltgenerator som roterer lysbuen rundt omkretsen av de motvendte endene. MIAB-sveiseanordningen kan smelte minst en overflate av de motvendte endene.
[0006] En illustrativ framgangsmåte kan omfatte å varme opp motvendte ender av et par rør ved hjelp av en anordning for buttsveising med magnetisk drevet lysbue (MIAB) som omfatter en høyfrekvent lysbuetenningsanordning, og å sammentrykkende føre de motvendte endene sammen ved hjelp av en kraftpåføringsanordning.
[0007] En annen illustrativ framgangsmåte kan omfatte å varme opp motvendte ender av et par borehullrør ved hjelp av en anordning for buttsveising med magnetisk drevet lysbue (MIAB), å sammentrykkende føre de motvendte endene sammen ved hjelp av en kraftpåføringsanordning, og føre de sveisede borehullrørene inn i et borehull.
[0008] Eksempler på visse trekk i oppfinnelsen er oppsummert (om enn ganske bredt), slik at den følgende detaljerte beskrivelsen av det samme kan forstås bedre, og slik at bidragene de representerer for teknikken, kan forstås. Oppfinnelsen har selvfølgelig ytterligere trekk, som beskrives i det følgende, og som danner emnet for de medfølgende kravene.
KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE
[0009] For en detaljert forståelse av den foreliggende oppfinnelsen må det henvises til den følgende detaljerte beskrivelsen av oppfinnelsen, sammenstilt med de tilhørende tegningene, der like elementer har fått like henvisningstall, og der: Fig. 1 illustrerer en rigg som har et sveisesystem i henhold til én utførelsesform av den foreliggende oppfinnelsen; Fig. 2 illustrerer skjematisk operasjonen av et sveisesystem med magnetisk drevet lysbue; Fig. 3 illustrerer et sveisesystem med magnetisk drevet lysbue som er laget i henhold til én utførelsesform av den foreliggende oppfinnelsen; Fig. 4 illustrerer en mateanordning som er laget i henhold til én utførelsesform av den foreliggende oppfinnelsen; og Fig. 5 illustrerer et annet riss av et sveisesystem med magnetisk drevet lysbue som er laget i henhold til én utførelsesform av den foreliggende oppfinnelsen.
DETALJERT BESKRIVELSE AV OPPFINNELSEN
[0010] Som det går fram av diskusjonen nedenfor, tilveiebringer aspekter av den foreliggende oppfinnelsen et apparat og en framgangsmåte for å lage en sveiset forbindelse mellom rør ved hjelp av en buttsveiseanordning med magnetisk drevet lysbue (MIAB). I ett aspekt kan MIAB-sveiseanordningen konfigureres til å varme opp motvendte ender av et par rør ved hjelp av en høyfrekvent lysbuetenningsanordning eller en trukket lysbue, og å sammentrykkende føre de motvendte endene sammen ved hjelp av en kraftpåføringsanordning. Rørene kan være runde eller ikke-runde, og kan tilpasses til en hvilken som helst type bruk (f. eks. under bakken, over bakken, føre fluider, omslutte kabler eller ledninger osv.). I et annet aspekt kan MIAB-sveiseanordningen konfigureres til å smelte motvendte ender av et par borehullrør, og bruke en kraftpåføringsanordning til å sammentrykkende føre de motvendte endene sammen slik at de danner en sveiseskjøt. Borehullrøret kan være fast borerør, kveilerør, foringsrør, produksjonsrør eller innsatser. For korthets skyld vil utførelsesformer av den foreliggende oppfinnelsen diskuteres i kontekst av en oljerigg.
[0011] Med henvisning til FIG. 1 vises nå én illustrativ utførelsesform av en plattform 10 for å bore et borehull 14 i en jordformasjon 12. Selv om det vises en landbasert rigg, kan disse konseptene og framgangsmåtene like gjerne brukes på en offshore-rigg. Plattformen 10 kan omfatte en borestreng 16 som henger ned fra en rigg 20. Borestrengen 16, som kan være dannet av rørskjøter eller -segmenter 18, kan omfatte strøm- og/eller dataledere så som ledninger for å levere torettet kommunikasjon og strømoverføring. Borehullet 14 kan være foret med rørkonstruksjoner så som foringsrør 22 eller innsatser. Plattformen 10 kan også brukes til å utføre andre brønntilknyttede aktiviteter; f.eks. kompletteringsaktiviteter så som å fore og sementere en brønn og installere produksjonsrør.
[0012] Boresystemet 10 kan omfatte en buttsveiseanordning med magnetisk drevet lysbue (MIAB) 30 for å danne borestrengen 16, eller annen borehullstruktur, ved å sveise påfølgende skjøter hos borehullrør på riggdekket. Buttsveising med magnetisk drevet lysbue (MIAB) går ut på å varme opp to komponenter med en lysbue som beveges rundt komponentenes omkrets ved hjelp av et magnetisk felt. Når endene av komponentene er tilstrekkelig oppvarmet til at de kan deformeres plastisk, trykkes de to endene sammen. Sveisen som dannes ved denne prosessen, er ikke en typisk sveisestruktur (f. eks. et basismateriale (BM) hos et første rør / en varmepåviket sone (HAZ) hos et første rør / en sveisesone (WZ)/ en varmepåviket sone hos et andre rør / et basismateriale hos et andre rør). På grunn av trykkeprosessen trykkes derimot sveisesonen (WZ) radialt utover og er ikke en del av bindingssonen. Den resulterende sveisestrukturen kan derfor være: et basismetall (BM) hos et første rør / en varmepåviket sone (HAZ) hos et første rør / en varmepåviket sone (HAZ) hos et andre rør / og et basismetall (BM) hos et andre rør. Fyllingsmateriale er ikke påkrevet i denne prosessen.
[0013] Med henvisning til FIG. 2 vises nå generelt deler av en MIAB-sveiseanordning 30 som kontrollerer lysbuen under sveiseprosessen. For klarhets skyld skal tegningen sees som at høyre side er toppen, og venstre side er bunnen, selv om oppfinnelsen tillater konfigurasjoner som har andre relative innretninger eller orienteringer. Sveiseanordningen 30 kan omfatte en magnetfeltgenerator 32 som er ordnet rundt rør 40, 42 som henholdsvis har ende 45, 46. Magnetfeltgeneratoren 32 er konfigurert til å forårsake en lysbue 34 i mellomrommet 36 mellom endene 45, 46 til å rotere langs en periferisk sveisevei. Magnetfeltgeneratoren 32 genererer et magnetfelt som vekselvirker med lysbuen 34 for å generere en elektromagnetisk kraft 38 (eller Lorentz-kraft). Den elektromagnetiske kraften 38 påvirkes av magnetflukstettheten i mellomrommet 36, lysbuestrømmen og lysbuelengden (dvs. størrelsen på mellomrommet). Magnetfeltgeneratoren 32 kan omfatte et naturlig magnetisk materiale, et kunstig magnetisk materiale, en permanent magnet, en elektromagnet eller en kombinasjon av dette. Begrepet «magnet» brukes her for å vise til et hvilket som helst element, objekt eller anordning som genererer et magnetfelt.
[0014] I utførelsesformer kan sveiseanordningen 30 konfigureres til å bruke høyfrekvent (HF) tenningslysbue. Lysbueføringssystemet 60 har én eller flere uavhengige kraftkildeenheter som kan konfigureres til å generere HF-tenningslysbuen. HF består av høyspenningsgnister på flere tusen volt som kan vare i noen mikrosekunder. HF-gnistene får rørendene og mellomrommet til å brytes ned eller ionisere. Når en elektron-/ionesky dannes, kan strøm gå fra kraftkilden. I andre utførelsesformer kan en trukket lysbue brukes.
[0015] Med henvisning til FIG. 3 vises skjematisk én utførelsesform av et MIAB-sveisesystem 30 som kan brukes til å skjøte borehullrørene 40, 42. Sveisesystemet 30 kan omfatte komponenter, anordninger og systemer som gjør det mulig å håndtere og posisjonere, eller 'håndteringsanordninger', muliggjør sveiseprosessen, eller 'sveiseanordninger', muliggjør forhånds- eller etterbehandling av rørene, 'behandlingsanordninger', og / eller muliggjør analyse av røret, eller 'analyseanordninger'. Komponentene fungerer enten i rekkefølge eller sammen for å mate og posisjonere rørene 40, 42 i systemet 30, sveise rørene 40, 42, og utføre eventuelle nødvendige avslutningsoperasjoner for de sveisede rørene 40, 42.
[0016] I én utførelsesform kan systemet 30 omfatte en mateanordning 50, et lysbusførende system 60, et gassinnføringssystem 70, et maskineringssystem 80, et oppvarmingssystem 90, en formingsanordning 100, et inspeksjonssystem 110, et beleggingssystem 120, og et tilpassingssystem 130. Det må forstås at FIG. 3 avbilder alle de beskrevne systemene bare for forklaringsenkelhets skyld. Andre utførelsesformer av den foreliggende oppfinnelsen kan utelate noen, eller de fleste, av de beskrevne systemene (feks. sveising, omforming, testing osv.).
[0017] Med henvisning til fig. 3 og 4 vises nå én utførelsesform av en mateanordning 50 som kan brukes til å manipulere og feste borehullrørene 40, 42. Mateanordningen 50 kan omfatte en stamme 52 som utløser en griper 54 og en forseglingssammenstilling 56. Griperen 54 og forseglingssammenstillingen 56 kan posisjoneres på en støtteaksel 61. Det lysbueførende systemet 60 kan innføyes i forseglingssammenstillingen 56.
[0018] Med henvisning til FIG. 4 kan griperen 54 omfatte én eller flere radialt utvidbare puter 55 som strekker seg utover for å gripe inn i en overflate på en indre boring av det øvre røret 40. Putene 55 kan styres hydraulisk, elektrisk eller ved hjelp av en hvilken som helst annen egnet framgangsmåte. Putene 55 kan konfigureres som periferisk ordnede fingre eller kiler, en ringformet oppblåsbar pakker, eller en hvilken som helst annen innretning som er tilpasset til å gripe inn i og feste det øvre røret 40.
[0019] Med henvisning til FIG. 3 og 4 kan forseglingssammenstillingen 56 omfatte en nedre boringsforsegling 57 og en øvre boringsforsegling 58. Den nedre boringsforseglingen 57 griper inn i og forsegler av boringen 43 i det nedre røret 42. Den øvre boringsforseglingen 58 griper inn i og forsegler av boringen 44 i det øvre røret 40. Dermed samarbeider forseglingene 57, 58 slik at de danner en isolert sone 59 ved det lysbueførende systemet 60. Det vil si at den isolerte sonen 59 isoleres fra fluidstrømning opp fra borehullet via boringen 43 eller omgivende fluider som strømmer ned gjennom boringen 44. I én utførelsesform kan forseglingene 57, 58 være oppblåsbare forseglinger som danner en gasstett forsegling.
[0020] Med henvisning til FIG. 3 fører det lysbueførende systemet 60 lysbuen mellom sveiseoverflatene på rørene 40, 42 på en måte som muliggjør homogen oppvarming og / eller smelting. Det lysbueførende systemet 60 kan omfatte solenoider 62 for å skape elektromagneter som kan øke styrken på magnetfeltene. Dermed kan sveiselysbuen 34 rotere rundt omkretsen på rørene 40, 42 ved en høyere hastighet, slik at sveisetiden for rør med store diametere reduseres. Det lysbueførende systemet 60 kan også omfatte kretser for å oscillere lysbuen 34 radialt ved hjelp av et overlagt magnetfelt under omdreining og for å endre den radiale posisjonen av lysbuen 34 mellom omdreiningene. Det lysbueførende systemet 60 kan også konfigureres slik at det justerer magnetfeltets orientering for å forårsake ønsket lysbueposisjon og/eller -bevegelse.
[0021] Gassinnføringssystemet 70 kan brukes til å strømme en inert gass inn i det isolerte området 59 for å redusere sannsynligheten for at eksplosive gasser er til stede under sveiseprosessen, og for å hindre oksidering av overflater under sveising. Gassinnføringssystemet 70 kan strømme en vernegass inn i den isolerte sonen 59 for å redusere eller eliminere farlige materialer (feks. brennbare gasser) i nærheten av rørendene 45, 46 som sveises. Egnede vernegasser kan omfatte helium, argon, en kunstig kombinasjon av gasser, eller en hvilken som helst annen inert eller halv-inert gass som vil beskytte sveiseområdet mot det omgivende miljøet. Vernegassen kan pumpes ved hjelp av en egnet linje (ikke vist), via boringen på rørene 40, 42, og/ eller fra et sted utenfor rørene 40, 42.
[0022] Maskineringssystemet 80 kan forberede sveiseoverflatene, omarbeide det isolerte området og/eller sveisesømområdet 59 etter sveising, samle opp borekutt og annet avfall som genereres av maskineringssystemet 80, og strukturere eller danne de indre overflatene på rørene 40, 42. Maskineringssystemet 80 kan bruke kjente trekk så som kuttere og slipende overflater for å omdanne sveisen. Dessuten kan anordninger så som elektromagnetoppfangere og aspiratorer brukes til å fange og samle opp avfallet og borekuttet.
[0023] Oppvarmingssystemet 90 kan ved behov brukes til å varmebehandle de sveisede rørene (feks. ved sveisesømmen) for å oppnå én eller flere ønskede materialegenskaper. Oppvarmingssystemet 90 kan bruke kjente oppvarmingsanordninger (feks. induksjonsteknikker) for å øke eller senke styrke eller hardhet, fjerne residualbelastninger, forfine kornstørrelsen eller endre de elektromagnetiske egenskapene.
[0024] Formingsanordningen 100 kan omfatte en keramisk beskyttende beleggingsanordning som tilveiebringer en konstant diameter på røret, eller driftdiameter, under sveiseprosessen. Formingsanordningen 100 kan omfatte én eller flere overflater som former en sveis under sveiseprosessen.
[0025] Inspeksjonssystemet 110 kan brukes til å utføre én eller flere inspeksjoner av sveisen og rørene 40, 42. For eksempel kan inspeksjonssystemet 110 teste materialegenskapen eller - egenskapene til sveisen og området rundt sveisen. Inspeksjonssystemet 110 kan også utføre geometriske målinger av sveisen og det omliggende området. For eksempel kan inspeksjonssystemet 110 måle driftdiameter, sveisestørrelse, nærværet av diskontinuiteter osv. Inspeksjonssystemet 110 kan bruke kjente inspeksjonsteknikker så som optiske, ultrasoniske, skyvelære osv.
[0026] Beleggingssystemet 120 kan påføre eller regenerere ett eller flere belegg i sveisesømområdet og/ eller de indre overflatene som definerer boringene 44, 43 i borehullrørene 40, 42. Beleggingssystemet 120 kan omfatte sprøytedyser eller foliepåføringsanordninger.
[0027] Tilpassingssystemet 130 kan være en forbinder som er konfigurert til å forbindes med vanlig løfte- og håndteringsutstyr for borerigger, eller automatiserte løfte- og dokkingsstasjoner (ALDS). Tilpassingssystemet 130 kan være formet for å motta en krankrok, hydrauliske forbindere, pneumatiske forbindere, elektriske forbindere eller andre liknende anordninger som gjør det mulig for ALDS-en eller personellet å feste og flytte mateanordningen 50. Tilpassingssystemet 130 kan omfatte egnede forbindelser (ikke vist) for å motta trykksatt luft og kraft. Sveisesystemet 30 kan omfatte en lysbueelektrisk kraftforsyning for å generere en lysbue og prosessere kontrollkretser for å kontrollere sveiseprosessen. Disse komponentene er kjent teknikk og blir ikke nærmere omtalt.
[0028] Med henvisning til FIG. 5 vises nå sveisesystemet 30 posisjonert i et hus eller en ramme 140 som er konstruert for bruk på en borerigg 20 (FIG. 1). Rammen 140 kan være flyttbar og konfigurert til å installeres og fjernes fra en borerigg. Sveisesystemet 30 kan omfatte en mateanordning 50 som beskrevet tidligere, som kan manipulere og feste rørkomponentene på plass inne i et prosesskammer 142 under sveiseprosessen. Sveisingen kan utføres av det lysbueførende systemet 60 og andre anordninger, som tidligere beskrevet. Dessuten omfatter sveisesystemet 30 en kraftpåfører 150 som kan drive de øvre røret 40 (FIG. 3) mot det nedre røret 42 (FIG. 1 3). Det nedre røret 42 kan holdes stasjonært i forhold til rammen 140 med en egnet klemmeanordning 160. Anordningen som brukes til å påføre aksialkraften, kan være enten automatisk eller manuell, og kan omfatte pneumatiske, elektriske og/eller hydrauliske anordninger.
[0029] Med henvisning til FIG. 1-5 kan tilpassingssystemet 130 i én operasjonsmodus brukes til å forbinde mateanordningen 50 til hvilket som helst tilgjengelig utstyr for å flytte og håndtere rigger. Deretter kan mateanordningen 50 føres inn i det øvre røret 40, og gripesystemet 54 kan aktiveres for å gripe inn i og fange det øvre røret 40. Så mates det øvre røret 40 inn i og posisjoneres inne i sveisesystemets 30 prosesskammer 142. Rørendene 45, 46 kan initielt posisjoneres i kontakt med hverandre eller separeres ved et mellomrom på noen millimeter. Dessuten kan forseglingssammenstillingen 56 aktiveres for å forsegle av boringene 44, 45 og danne den isolerte sonen 59.
[0030] Sveising begynner ved å strømme en inert gass inn i den isolerte sonen 59 og ved å aktivere en kraftkilde for å strømme elektrisitet gjennom endene 45, 46. Endene 45, 46 kan separeres, dersom de er i kontakt, for å generere en høyfrekvent lysbue, så som lysbue 34, i mellomrommet mellom rørendene 45, 46. Sveiselysbuen 34 varmer opp kantene av endene 45, 46. Samtidig roterer lysbuen 34 rundt omkretsen av rørene 40, 42 på grunn av den elektromagnetiske kraften som skapes mellom magnet(ene) 32 og lysbuen 34. I noen utførelsesformer varmes overflaten på endene 45, 46 opp, men overflaten på rørene smelter ikke. I andre utførelsesformer varmes overflaten på endene 45, 46 opp til overflaten smelter. Dette kan være forskjellig fra konvensjonelle smiemetoder der materialet ikke smelter under sveiseprosessen. Under sveiseprosessen kan lysbuen 34 dessuten oscillere radialt mellom den indre og den ytre diameteren på rørene 40, 42. Når endene 45, 46 på rørene 40, 42 er tilstrekkelig oppvarmet til at de deformeres plastisk, påfører kraftpåføreren 150 en aksialkraft på det øvre røret 40 for å sammentrykkende føre den oppvarmede enden 44 sammen med den oppvarmede enden 46. Under denne prosessen kan formingsanordningen 100 opprettholde en konstant diameter på røret.
[0031] Etter sveising kan maskineringssystemet 80, oppvarmingssystemet 90, inspeksjonssystemet 110 og beleggingssystemet 120 aktiveres som det brukes etter behov for å danne en sveiseskjøt som har de ønskede geometriske og materielle egenskapene. Selvfølgelig kan ett eller flere av disse systemene brukes før sveising også.
[0032] Som tidligere bemerket er rigide borerør bare én ikke-begrensende type av borehullrør som kan sveises ved hjelp av den foreliggende lærdommen. Andre illustrative borehullrør omfatter, men er ikke begrenset til, kveilerør og rør som brukes til å styrke eller isolere soner i en brønn (feks. foringsrør eller innsatser). Ytterligere andre rør som kan være sveiset ved hjelp av den foreliggende lærdommen, kan være uten tilknytning til olje- og gassproduksjon, feks. rør i bakken eller til og med over bakken for å transportere fluider (feks. gass, vann, olje osv.) eller for å beskytter ledninger, kabler og liknende. Et annet nytt trekk er at rørkomponentene også kan ha konturer, dvs. en ikke-rund (og ikke bare oval) form.
[0033] Selv om den foregående beskrivelsen er rettet mot utførelsesformer av oppfinnelsen i én modus, vil ulike modifikasjoner være åpenbare for fagpersonen. Det er meningen at den foregående beskrivelsen skal omfatte alle variasjoner innenfor de medfølgende kravenes omfang.
Claims (19)
1. Apparat for å kople til borehullrør på et riggdekk, som omfatter: - en anordning for buttsveising med magnetisk drevet lysbue (MIAB) som er posisjonert på riggdekket og konfigurert til å varme opp motvendte ender av et par borehullrør; og - en kraftpåføringsanordning som er konfigurert til å sammentrykkende føre de motvendte endene sammen slik at de danner en sveiseskjøt.
2. Apparat i henhold til krav 1, der MIAB-sveiseanordningen omfatter: - en anordning som er konfigurert til å holde motvendte ender av de to borehullrørene i en bestemt avstand fra hverandre; - en høyfrekvent lysbuetenningsanordning som er konfigurert til å generere en lysbue mellom de motvendte endene og til å rotere lysbuen rundt omkretsen av de motvendte endene; og - en magnetfeltgenerator som er konfigurert til å legge et magnetfelt over de motvendte endene.
3. Apparat i henhold til krav 1, der MIAB-sveiseanordningen er konfigurert til å smelte minst en overflate av de motvendte endene.
4. Apparat i henhold til krav 1, som ytterligere omfatter en solenoid-kraftkilde som er konfigurert til å øke lysbuens rotasjonshastighet.
5. Apparat i henhold til krav 1, der borehullrørene er valgt fra én av: (i) et foringsrør, (ii) en innsats, (iii) en fast rørkonstruksjon og (iv) en ikke-fast rørkonstruksjon.
6. Apparat i henhold til krav 1, der rørene har en ikke-sirkulær form.
7. Apparat i henhold til krav 1, som ytterligere omfatter en håndteringsanordning som er konfigurert til å føre de sveisede borehullrørene inn i et borehull.
8. Apparat i henhold til krav 1, der magnetfeltgeneratoren omfatter minst én av: (i) et naturlig magnetisk materiale, (ii) en kunstig magnet, (iii) en permanent magnet og (iv) en elektromagnet.
9. Framgangsmåte for å kople sammen rør, som omfatter: - å varme opp motvendte ender av et par rør ved hjelp av en anordning for buttsveising med magnetisk drevet lysbue (MIAB) som omfatter en høyfrekvent lysbuetenningsanordning; og - å sammentrykkende føre de motvendte endene sammen ved hjelp av en kraftpåføringsanordning.
10. Framgangsmåte i henhold til krav 9, der oppvarmingen smelter minst en overflate av de motvendte endene.
11. Framgangsmåte i henhold til krav 9, som ytterligere omfatter å i det minste periodisk endre en radial posisjon av lysbuen.
12. Framgangsmåte i henhold til krav 9, som ytterligere omfatter å oscillere en radial posisjon av lysbuen.
13. Framgangsmåte i henhold til krav 9, der magnetfeltet genereres ved hjelp av en solenoid.
14. Framgangsmåte for å kople til borehullrør på riggdekket, som omfatter: - å varme opp motvendte ender av et par borehullrør ved hjelp av en anordning for buttsveising med magnetisk drevet lysbue (MIAB); - å sammentrykkende føre de motvendte endene sammen ved hjelp av en kraftpåføringsanordning; og - å føre de sveisede borehullrørene inn i et borehull.
15. Framgangsmåte i henhold til krav 14, der MIAB-sveiseanordningen omfatter: - å holde motvendte ender av de to borehullrørene i en bestemt avstand fra hverandre; - å generere et overlagt magnetfelt over de motvendte endene ved hjelp av en magnetfeltgenerator; og
der det å varme opp de motvendte endene omfatter å rotere en lysbue rundt omkretsen av de motvendte endene ved hjelp av en høyfrekvent lysbuetenningsanordning.
16. Framgangsmåte i henhold til krav 14, der oppvarmingen smelter minst en overflate av de motvendte endene.
17. Framgangsmåte i henhold til krav 14, som ytterligere omfatter å i det minste periodisk endre en radial posisjon av lysbuen.
18. Framgangsmåte i henhold til krav 14, som ytterligere omfatter å oscillere en radial posisjon av lysbuen.
19. Framgangsmåte i henhold til krav 14, der magnetfeltet genereres ved hjelp av en solenoid.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US13/274,083 US9446470B2 (en) | 2011-10-14 | 2011-10-14 | Enhanced magnetically impelled arc butt wielding (MIAB) technology |
| PCT/US2012/059029 WO2013055598A1 (en) | 2011-10-14 | 2012-10-05 | Enhanced magnetically impelled arc butt welding (miab) technology |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO20140295A1 true NO20140295A1 (no) | 2014-03-20 |
| NO343914B1 NO343914B1 (no) | 2019-07-08 |
Family
ID=48082317
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO20140295A NO343914B1 (no) | 2011-10-14 | 2014-03-06 | Forbedret teknologi for buttsveising med magnetisk drevetlysbue (MIAB) |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9446470B2 (no) |
| BR (1) | BR112014008404B1 (no) |
| GB (1) | GB2509011B (no) |
| NO (1) | NO343914B1 (no) |
| WO (1) | WO2013055598A1 (no) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9669483B2 (en) | 2014-01-16 | 2017-06-06 | Baker Hughes Incorporated | Enhanced arc control for magnetically impelled butt welding |
| US10995571B2 (en) * | 2016-05-25 | 2021-05-04 | Schlumberger Technology Corporation | Image based system for drilling operations |
| US11339900B2 (en) | 2017-02-13 | 2022-05-24 | Webco Industries, Inc. | Work hardened welds and methods for same |
| WO2018148718A1 (en) | 2017-02-13 | 2018-08-16 | Webco Industries, Inc. | Work hardened welds and methods for same |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4273986A (en) * | 1978-11-15 | 1981-06-16 | Blacks Equipment Limited | Method and apparatus for arc butt welding |
| US5117084A (en) * | 1989-01-26 | 1992-05-26 | Kuchuk Yatsenko Sergei I | Method for pressure welding of parts heated with an arc moving in magnetic field |
| US6211489B1 (en) * | 1998-01-21 | 2001-04-03 | E.O. Paton Electric Welding Institute Of The National Academy Of Sciences Of Ukraine | Method of magnetically impelled arc butt welding |
| US20040265065A1 (en) * | 2001-10-25 | 2004-12-30 | Gebriel Stecher | Magnetically impelled arc butt welding of pipelines |
| US20100212915A1 (en) * | 2009-02-25 | 2010-08-26 | Karsten Heidecke | Pipe handling system |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3882299A (en) | 1974-04-12 | 1975-05-06 | Welding Research Inc | Rotating arc pipe welding machine |
| US3937916A (en) | 1974-07-22 | 1976-02-10 | Welding Research, Inc. | Rotating arc welding method and apparatus |
| US4278868A (en) * | 1977-12-19 | 1981-07-14 | Thermatool Corp. | Methods and apparatus for heating metal parts with magnetically driven travelling electric arc |
| US4421972A (en) * | 1981-04-09 | 1983-12-20 | Carrier Corporation | Pulsed direct current arc welding |
| US4511784A (en) * | 1983-04-15 | 1985-04-16 | Nippon Kokan Koji Kabushiki Kaisha | Method for welding by magnetically driven arc |
| US7774917B2 (en) | 2003-07-17 | 2010-08-17 | Tubefuse Applications B.V. | Forge welding tubulars |
-
2011
- 2011-10-14 US US13/274,083 patent/US9446470B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2012
- 2012-10-05 GB GB1403939.0A patent/GB2509011B/en not_active Expired - Fee Related
- 2012-10-05 BR BR112014008404-1A patent/BR112014008404B1/pt not_active IP Right Cessation
- 2012-10-05 WO PCT/US2012/059029 patent/WO2013055598A1/en not_active Ceased
-
2014
- 2014-03-06 NO NO20140295A patent/NO343914B1/no not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4273986A (en) * | 1978-11-15 | 1981-06-16 | Blacks Equipment Limited | Method and apparatus for arc butt welding |
| US5117084A (en) * | 1989-01-26 | 1992-05-26 | Kuchuk Yatsenko Sergei I | Method for pressure welding of parts heated with an arc moving in magnetic field |
| US6211489B1 (en) * | 1998-01-21 | 2001-04-03 | E.O. Paton Electric Welding Institute Of The National Academy Of Sciences Of Ukraine | Method of magnetically impelled arc butt welding |
| US20040265065A1 (en) * | 2001-10-25 | 2004-12-30 | Gebriel Stecher | Magnetically impelled arc butt welding of pipelines |
| US20100212915A1 (en) * | 2009-02-25 | 2010-08-26 | Karsten Heidecke | Pipe handling system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB201403939D0 (en) | 2014-04-23 |
| BR112014008404B1 (pt) | 2018-12-04 |
| US20130092670A1 (en) | 2013-04-18 |
| GB2509011A (en) | 2014-06-18 |
| WO2013055598A1 (en) | 2013-04-18 |
| US9446470B2 (en) | 2016-09-20 |
| NO343914B1 (no) | 2019-07-08 |
| BR112014008404A2 (pt) | 2017-04-04 |
| GB2509011B (en) | 2018-12-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9308600B2 (en) | Arc guiding, gripping and sealing device for a magnetically impelled butt welding rig | |
| US20090134203A1 (en) | Methods and apparatus for forming tubular strings | |
| EP0958094B1 (en) | Method and device for joining oilfield tubulars | |
| US8998067B2 (en) | Tubular friction welding joining method without rotation of the tubulars | |
| NO20140295A1 (no) | Forbedret teknologi for buttsveising med magnetisk drevetlysbue (MIAB) | |
| US8455793B2 (en) | Laser shock peening | |
| RU2636334C2 (ru) | Устройство для манипулирования штангами буровой установки | |
| US20080302539A1 (en) | Method and apparatus for lengthening a pipe string and installing a pipe string in a borehole | |
| KR101138375B1 (ko) | 파이프 클램핑 장치 | |
| WO2011073660A1 (en) | Pipeline weld repairing method and apparatus | |
| US9669483B2 (en) | Enhanced arc control for magnetically impelled butt welding | |
| WO2022035814A1 (en) | Downhole welding tools and related methods | |
| US11674631B2 (en) | Electrofusion of pipe liners | |
| CN106002047A (zh) | 用于弯直管内壁堆焊的装置和弯直管内壁堆焊方法 | |
| RU2630327C1 (ru) | Способ соединения и разъединения труб для добычи битуминозной нефти и устройство для лазерной сварки и резки при реализации способа | |
| US11370087B2 (en) | Pinning tool for pinning a tubular structure | |
| RU2759457C1 (ru) | Способ орбитальной лазерной сварки нефтяных стальных труб, устройство и система, его реализующие | |
| NO340716B1 (no) | Fremgangsmåte for tetting av undervannsrør | |
| GB2412340A (en) | Welding in a welded splice assembly | |
| NL2010714C2 (nl) | Werkwijze voor het verbinden van buizen. | |
| US10538977B1 (en) | Pipe make/break vise assembly with pipe joint heater |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| CHAD | Change of the owner's name or address (par. 44 patent law, par. patentforskriften) |
Owner name: BAKER HUGHES, US |
|
| MM1K | Lapsed by not paying the annual fees |