AT504816B1 - Anordnung von drehmoment-übertragenden pumpstangen und abdichtnippel mit verbesserter abdichtung und fluidströmung - Google Patents

Description

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HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. Gebiet der Erfindung 5 Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine langgezogene Anordnung von hohlen, Drehmoment-Übertragenden Pumpstangen, die zum gezielten Drehen einer Rotationspumpe verwendet wird, welche sich tief im Loch einer Ölquelle befindet, und zwar von einem Antriebskopf aus, der sich an der Oberfläche der Ölquelle befindet. Eine Pumpstangenanordnung oder Pumpstangenreihe ist im Stand der Technik maßgeblich durch die Tatsache gekennzeichnet, io dass eine solche Reihe typischerweise keine im Wesentlichen freie Rotation durchmacht wie eine Bohrgestängereihe, sondern vielmehr eine wahre Antriebswelle ist, die aufgrund ihrer großen Länge, die typischerweise zwischen 1.500 und 6.000 Fuß beträgt, große Mengen an reaktivem Drehmoment speichert. Die vorliegende Erfindung umfasst einzelne Elemente, die hier als „hohle Pumpstange“ mit zumindest einem ersten Ende mit Innengewinde und als „Anis Schlusselement“ bezeichnet werden, welches ein separates „Nippelanschlusselement“ mit einem Paar von Außengewinden oder einem integrierten Außengewinde an einem zweiten gestauchten Ende einer hohlen Pumpstange sein kann. 2. Beschreibung des verwandten Stands der Technik 20

Die Ausbeutung einer nicht strömenden Ölquelle wird normalerweise mittels Pumpsystemen erzielt. Beim gebräuchlichsten System wird eine am Boden der Quelle lokalisierte, alternierende Pumpe verwendet, die von einer Pumpstangenreihe angetrieben wird, welche den Boden der Quelle mit der Oberfläche verbindet, wo sich eine alternierende Pumpmaschine zum Auf- und 25 Abtreiben der Reihe befindet. Die Pumpstangen des Stands der Technik wurden daher ursprünglich dazu ausgelegt, sich einfach auf und ab zu bewegen, und wurden gemäß der API-Spezifikation 11B hergestellt, wobei feste Stahlstangen mit einem gestauchten Ende und einem Gewindeende verwendet wurden und jedes Gewinde aus einem festen zylindrischen Teil bestand. Die Stangen waren typischerweise durch eine zylindrische Gewindekupplung miteinan-30 der verbunden. Ein effizienteres Pumpen erfolgt bei Verwendung einer Hohlraumpumpe <PCP) zur progressiven Ölgewinnung oder einer ähnlichen rotierenden Abwärts-Lochpumpe. Neben anderen Vorteilen erlaubt das PCP-Pumpen von Öl höhere Ölförderraten, reduzierte Ermüdungsbeanspruchungen, eine Verringerung der Abnutzung im Inneren der Produktionsverrohrung und die Fähigkeit, Öle von hoher Viskosität und mit hoher Feststoffkomponente zu pum-35 pen. PCP-Pumpen sind am Boden der Quelle installiert und werden von der Oberfläche aus durch einen Elektromotor angetrieben, der durch eine Reihe von Drehmoment-Übertragenden Stangen mit einem drehzahl-verringernden Getriebe verbunden ist. Traditionellerweise werden API-Standardpumpstangen zum Antreiben der PCP-Pumpen verwendet, ungeachtet der Tatsache, dass diese Stangen nicht zum Übertragen von Drehbelastungen konzipiert wurden. Die 40 Übertragung des Drehmoments durch Pumpstangenreihen bringt folgende Nachteile: i) geringe Drehmoment-Übertragende Leistung, ii) starker Backspin, iii) großer Unterschied in der Steifigkeit zwischen Verbindung und Stangenkörper, alles Faktoren, welche die Wahrscheinlichkeit von Ermüdungsbrüchen vergrößern. Oie Ursache für einen Bruch bei dieser Art von herkömmlicher Stange liegt in einem Defekt infolge einer Ermüdung im Verbindungsbereich zwischen dem 45 Kopf der Stange und deren Körper, und zwar aufgrund des Unterschieds in der strukturellen Steifigkeit, der zwischen den beiden Teilen - dem Körper der Stange und dem Kopf der Stange - besteht.

Bei einem bestimmten Querschnittsbereich ist die Drehmoment-Übertragung durch eine hohle so Stange mit ringförmigem Querschnitt effektiver als durch eine, welche einen schmäleren geschlossenen runden Querschnitt aufweist. Im Sinne des obenstehend erwähnten Konzepts umfasst der Stand der Technik eine hohle Pumpstange, bei der einfach ein zylindrisches API-Standard-Außengewinde am Anschluss des ersten Endes und ein API-Innengewinde am Anschluss des zweiten Endes verwendet werden und wobei jeder Anschluss durch Stoßschwei-55 ßung mit einem Rohrkörper verbunden ist, was eine signifikante und unvermittelte Änderung im 3 AT 504 816 B1

Abschnitt zwischen dem Rohrkörper und jedem Anschlusskörper hervorruft. (Siehe Grade D Hollow Sucker Rod, CPMEC Brochure, undatiert). Das Problem des Backspins einer Pumpstangenreihe und die Details eines Antriebskopfs an der Oberfläche einer Ölquelle und einer Rotationspumpe tief im Loch eines Ölquellenbetriebs, was das spezifische, hier angesprochene Gebiet der Erfindung darstellt, sind bei Mills zu finden (US-Patent Nr. 5,551,510), worauf hier durch Bezugnahme verwiesen wird.

Im Stand der Technik sind verschiedene Gewinde- und Schulteranordnungen in Hinblick auf das Zusammenfügen von Ölquellen-Gestängerohr, Schachtring und Verrohrung beschrieben. Siehe beispielsweise Pfeiffer et al. (US-Patent Nr. 4,955,644); Carstenson (US-Patent Nr. 5,895,079), Gandy (US-Patent Nr. 5,906,400), Mithoff (US-Patent Nr. 262,086), Blose (US-Patent Nr. 4,600,225), Watts (US-Patente Nr. 5,427,418; 4,813,717; 4,750,761), Shock-et al. (US-Patent Nr. 6,030,004) und Hardy et al. (US-Patent Nr. 3,054,628). Die Watts-Patente implizieren, dass ein API-Standard von vor 1986 für Gehäuse- und Rohrleitungsreihen in einer geraden Windung mit hinuntergedrehter Manschette bestand und dass deren Verbesserung eine stumpf anschließende, röhrenförmige Verbindung mit beiden konisch zulaufenden Windungen und ein Schulterdrehmoment umfasste. Watts bezieht sich auch auf die API-Standards für die Verrohrung und das Gehäuse, wobei dreieckige Gewinde und Sägezahngewinde mit einer Drehmomentschulter verwendet werden können. Das Patent von Pfeiffer et al. aus dem Jahr 1990 und das Patent von Carstensen et al. aus dem Jahr 1996 beziehen sich im Gegensatz dazu auf einen moderneren API-Standard (kegelstumpfartige dreieckige Windung, Anschluss unter Verwendung einer Drehmomentschulter) für Gehäuse- und Rohrleitungsreihen, welcher kegelstumpfförmige Windungen und Schultern zu umfassen scheint. Carstensen et al. enthalten in Spalte 7, Zeile 9+, eine Diskussion darüber, wie es zu einem bestimmten konischen Gradienten und einer Gewindelänge, welche die Belastungsverteilung definieren, kommt. Ebenso besagen Pfeiffer et al. in Spalte 2, Zeile 51+, dass deren Gewinde konisch zulaufen und den „API-Standards" entsprechen, wobei deren Verbesserung im Wesentlichen nur mit den Übergangsabmessungen zu tun hat. Folglich besteht das von Pfeiffer angesprochene Problem in einer Anordnung von Gestängerohrabschnitten, wobei es offensichtlich entscheidend war, ein kompatibles und nicht unterschiedliches Standardgewinde gemäß den API-Standards zu verwenden, und dies auch ohne unvollständige Windungen und ohne Drehmomentschulter-Spezifizierung. Die Hauptmerkmale des Pfeiffer-Gewindes scheinen symmetrische, konische Dreieckswindungen (zwischen 4 und 6 Windungen pro 25,34 mm, 60° Flankenwinkel) und eine Gewindehöhe, die für das Außen- und das Innengewinde dieselbe ist (zwischen 1,42 und 3,75 mm), zu sein. Am Außen- und am Innenende gibt es auch eine identische nominelle Verjüngung (zwischen 0,125 und 0,25). Shock et al. veranschaulichen ein bestimmtes Bohrstangenschloss für ein Gestängerohr, wobei der unerwartete Vorteil bei den Gestängeröhr-Anwendungen von konisch zulaufenden Gewinden herrührt, die bezeichnenderweise sehr grob sein müssen (3 V* Windungen pro 25,34 mm) und Gewindeflanken mit gleichen Winkeln (75°) und Oberflächen mit elliptischer Wurzel aufweisen müssen.

Das andere Problem mit dem Backspin, das dem intermittierenden Betrieb einer Pumpstangenreihe beim Antreiben einer PCP-Pumpe anhaftet, wird jedoch offensichtlich in keinem dieser Literaturhinweise angesprochen. Das Design der Erfindung wurde unter Beachtung bestimmter spezifischer Einschränkungen und Anforderungen ausgeführt.

Erstens entspricht der Minimaldurchmesser der Rohrleitungen, in deren Innerem die hohlen Stangen arbeiten müssen, jenem der API 2 7/8"-Verrohrung (Innendurchmesser = 62 mm) und der API 3 1/2"-Verrohrung (Innendurchmesser = 74,2 mm). Die Ölförderleistung muss bis zu 500 Kubikmeter pro Tag betragen, die maximale Ölflussgeschwindigkeit muss 4 Meter pro Sekunde betragen. Unter dem Design engen die obenstehend erwähnten Werte die Geometrie der Stangen stark ein. Zweitens die Sicherstellung einer hohlen Stange mit ergiebigem Drehmoment, so dass ein maximales Drehmoment auf die PCP-Pumpe übertragen wird, ohne die Hohlstangenreihe zu beschädigen. Drittens die Minimierung und Verteilung von Belastungen in den Gewindeabschnitten. Diese Anforderung wird erfüllt, indem ein bestimmtes konisches 4 AT 504 816 B1

Gewinde, eine unterschiedliche Verjüngung, eine niedrige Gewindehöhe und eine konische Bohrung in den Abschnitten unter den Gewinden verwendet werden. Viertens muss die hohle Pumpstange einen guten Ermüdungswiderstand aufweisen. Fünftens die Sicherstellung eines geringen Backspins und eines starken Widerstands gegenüber axialen Belastungen. Sechstens muss ein leichtes Zusammenstellen und Auseinanderbrechen (Zusammenfügen zusammenpassender Gewindeteile) sichergestellt werden, und dies wird durch ein Kegelgewinde erzielt. Siebtens die Sicherstellung eines starken Widerstands gegenüber dem Losschrauben der hohlen Pumpstange infolge eines Backspins oder der Gegendrehung einer Pumpstangenreihe, wenn der Antriebsmotor zu laufen aufhört und die Pumpe als Motor fungiert. Achtens die Sicherstellung eines starken Widerstands gegenüber dem Herausspringen aus der Reihe von hohlen Pumpstangen (wobei sich die hohle Stange an den Gewindeabschnitten teilt) mittels eines passenden Gewindeprofils und eines umgekehrten Winkels an der Drehmomentschulter. Neuntens die Minimierung eines Druckverlusts der Fluids, die gelegentlich im Inneren der hohlen Pumpstange gepumpt werden können, und zwar durch den hinzugefügten Vorteil einer konischen Bohrung am Nippel. Zehntens die Sicherstellung einer Abdichtungsfähigkeit der Verbindung aufgrund einer Abdichtung an der Drehmomentschulter und auch aufgrund einer diametralen Interferenz an den Gewinden. Elftens ein Gewindeprofil, das dazu ausgelegt ist, die Verwendung der Rohrwanddicke zu optimieren. Zwölftens das Verzichten auf die Verwendung von Schweißnähten aufgrund der Anfälligkeit von Schweißnähten für Ermüdungsschäden, Rissschäden durch Sulfidbelastung und auch wegen der höheren Herstellungskosten. Drei-zehntens verursacht ein Fluid, wenn es mit mäßiger Geschwindigkeit durch das Innere der Stange strömt, eine frühe Abnutzung des Nippels und der Stange im Bereich, wo diese sich berühren (überlappen), weshalb an den Enden des Nippels eine kleine Dichtung eingeführt wurde.

Vierzehntens wurden, um den Fluss des geförderten Fluids beträchtlich zu steigern, Löcher in den Stangenkörper gebohrt, um das Fluid durch das Innere der Stange strömen zu lassen.

Ein erstes Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung einer Anordnung von Saugpumpenstangen und entweder von separaten Gewindeverbindungen oder einer integrierten Verbindung am zweiten Ende jeder Pumpstange, um PCP-Pumpen und ähnliche Pumpen des Rotationstyps zu aktivieren, die in der Lage sind, ein größeres Drehmoment als die massiven Pumpstangen, die in der API 11 B-Norm beschrieben sind, zu übertragen und auch einen guten Ermüdungswiderstand aufweisen. Zusätzlich trachtet die vorliegende Erfindung danach, eine Gewindeverbindung für hohle Stangen zu definieren, welche sich vom in der API 11 B-Norm definierten Standard für Pumpstangenanordnungen beträchtlich unterscheidet und mit diesem unvereinbar ist, aber dennoch leicht zusammengebaut werden kann. In der Tat ist das modifizierte Sägezahngewinde einzigartig, da es unterschiedlich ist. Beispielsweise erfordert ein API-Sägezahngehäuse Gewinde, die nicht unterschiedlich sind, wobei die Verjüngung des Rohrs sowie des Anschlussstücks 0,625 Inch/Inch Durchmesser beträgt. Ebenso erfordern sowohl das API 8r-Gehäuse als auch die API 8r-Verrohrung Gewinde, die nicht unterschiedlich sind, wobei die Verjüngung des Rohrs sowie des Anschlussstücks 0,625 cm/cm Durchmesser beträgt. Weiters wird weder beim API-Sägezahngehäuse, noch beim API 8r-Gehäuse, noch bei der API 8r-Verrohrung irgendeine Art von Drehmomentschulter eingesetzt.

Ein damit in Verbindung stehendes Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung einer Anordnung von Pumpstangen und Verbindungen mit einer geringeren Tendenz zum Lösen der Verbindungen bei jedem Auftreten eines „Backspins“, der entweder durch Zufall oder absichtlich durch Deaktivierung des Pumpenantriebs ausgelöst wird. Überraschenderweise und bezeichnenderweise verringert die vorliegende Erfindung die in einer Pumpstangenreihe gespeicherte Torsionsenergie. Die in der Reihe gespeicherte Energie ist umgekehrt proportional zum Durchmesser der Stange und direkt proportional zum angewandten Drehmoment und zur Länge der Reihe. 5 AT 504 816B1

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Bereitstellung einer Anordnung von Pumpstangen, die hohl sind und mit einer Bohrung konfiguriert sind, um das Durchgehen von Werkzeugen (Messfühlern zum Kontrollieren der Quelle) zu ermöglichen und/oder das innere Zirkulieren von Fluids zu gestatten (Einspritzen von Lösungsmitteln und/oder Rosthemmern).

Weitere Ziele der vorliegenden Erfindung bestehen im Lösen des Korrosions/Erosionsproblems durch eine an den Enden des Nippels eingeführte, kleine Dichtung, und zwar mit einer entsprechenden Abwandlung des Winkels der inneren konischen Bohrung, und im beträchtlichen Steigern des Flusses des geförderten Fluids durch Löcher im Stangenkörper, an den äußersten Enden der Reihe.

KURZFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung spricht die vorhergehenden, im Stand der Technik bestehenden Erfordernisse an, indem eine neue Art von hohler Pumpstange bereitgestellt wird, die im Wesentlichen aus einem Rohrmittelteil mit oder ohne Stauchung besteht, mit zumindest einem konischen inneren Gewinde oder Innengewinde an einem ersten Ende, das ein im Inneren der Stange verschwindendes Gewinde und eine konische äußere Drehmomentschulter aufweist. Dieses erste Ende ist dazu konzipiert, in ein entsprechendes äußeres Gewinde oder Außengewinde, das unterschiedlich ist, einzugreifen und auch gegen eine konische Drehmomentschulter zu stoßen, entweder an einer anderen Stange mit einem nach außen gewundenen integrierten Anschlusselement als ihrem zweiten Ende oder einer der Schultern zwischen den Außengewinden eines separaten Nippelanschlusselements. Bei Verwendung separater Nippelanschlusselemente ist das zweite Ende der Pumpstange stets dasselbe wie das erste Ende. Werden keine separaten Nippelanschlusselemente verwendet, so ist das zweite Ende der Pumpstange mit einem gestauchten Ende mit konischem Außengewinde konfiguriert, das dazu angepasst ist, mit dem ersten Ende einer anderen hohlen Pumpstange in Eingriff zu kommen.

Ein Nippelanschlusselement besteht im Wesentlichen aus einem zylindrischen Mittelteil mit einem Paar konischer äußerer Drehmomentschultern. Die Drehmomentschultern haben einen größtmöglichen mittleren Durchmesser und Querschnittsbereich, um dem Speichern eines reaktiven Drehmoments in der Antriebsreihe standzuhalten. Der Nippel besitzt vorzugsweise auch einen Wandabschnitt, der von jedem freien Ende zu den Drehmomentschultern hin größer wird, um den Ermüdungswiderstand zu vergrößern. Um die Belastungsverteilung zwischen den Elementen weiter zu optimieren, wird eine spezielle Art von Gewinde mit unterschiedlicher Verjüngung eingesetzt. Die Gesamtkonfiguration gewährleistet eine hohe Scherfestigkeit, eine herabgesetzte Belastungskonzentration und einen überraschenden Widerstand gegenüber dem Speichern eines reaktiven Drehmoments, wodurch bei einer Energieunterbrechung zur Pumpstangenreihe ein gefährlicher Backspin minimal gehalten wird.

Das Nippelanschlusselement-Bauglied besitzt auch asymmetrische Trapezaußengewinde an jedem Ende oder äußersten Ende, die durch ein Paar von Schultereingriffselementen getrennt sind, dieses Außengewinde ist jedoch bezüglich der Durchmesserverjüngung des Innengewindes zumindest am ersten Ende einer hohlen Pumpstange unterschiedlich. Der Gewindenippel und die Stange können mit oder ohne Unterbrechung des Außendurchmessers verbunden sein. Das Verhältnis des Durchmessers der Verbindung zum Durchmesser der Stange kann zwischen 1 - ohne Durchmesserunterbrechung - und einem Höchstwert von 1,5 liegen. In dieser Weise ist der Mittelwert des Außendurchmessers über die ganze Länge der Reihe hinweg stets größer als jener einer massiven Stange mit entsprechendem Querschnittsbereich, der an herkömmliche Verbindungsmittel angepasst ist. Folglich ist bei einer bestimmten Reihenlänge und einem bestimmten Querschnittsbereich der Widerstand gegenüber einem „Backspin“ bei einer erfindungsgemäßen Anordnung größer. Die Abmessungen des Nippels können auch mit einer konischen Innenbohrung in der Nähe der Länge jedes äußersten Gewindeendes definiert sein, um die homogene Spannungsverteilung über die gesamte Länge jedes Gewindes und im zentralen Körperabschnitt des Nippelanschlusselements weiter zu verstärken. In dieser Weise ist es 6 AT 504 816 B1 möglich, ein gewünschtes Durchmesserverhältnis des Gewindeendes des Nippels zum Innendurchmesser und ein Verhältnis des Außendurchmessers des Nippels zum Innendurchmesser und ein zusätzliches Verhältnis zwischen dem Außendurchmesser des Nippels und dem Durchmesser jedes äußersten Gewindeendes zu erhalten.

Gemäß einem ersten Ziel der vorliegenden Erfindung besteht das wesentliche Merkmal einer hohlen Pumpstange in zumindest einem ersten Ende eines röhrenförmigen Elements, das mit einem konischen Innengewinde versehen ist, welches als modifiziertes Sägezahn- oder SEC-Gewinde konfiguriert ist und im Inneren des röhrenförmigen Elements verschwindet, und zwar in Kombination mit einer konischen Vorderseite unter einem Winkel, der zwischen 75° und 90° beträgt, was als Drehmomentschulter bekannt ist. Der Außendurchmesser der HSR 48x6-Aus-führungsform mit bündigem Außenabschluss und der HSR 42x5-Ausführungsform mit Stauchung umfasst ein von den Enden entfernt liegendes, röhrenförmiges Stangenkörperelement, das 48,8 mm oder 42 mm aufweist und wobei der Außendurchmesser des röhrenförmigen Elements am gestauchten Ende einer 42 mm-Stange 50 mm beträgt. Diese Abmessungen sind entscheidend, da Pumpstangen mit diesem Maximaldurchmesser in eine 2 7/8 Inch-Standardverrohrung (62 mm Innendurchmesser) passen können. Bei einer 3 1/4-lnch-Verrohrung (74,2 mm Innendurchmesser) kann zum größtmöglichen Vorteil die HSR 48x6-Stauchung mit einem Durchmesser am gestauchten Ende von 60,6 mm eingesetzt werden. Die Gewindeform ist trapezförmig und asymmetrisch, mit einer Durchmesserverjüngung im Gewindeabschnitt. Die Länge der Windungen ist zumindest am ersten Ende des röhrenförmigen Elements unvollständig, da das Gewinde im Inneren des röhrenförmigen Elements verschwindet. Die konische Oberfläche in der Drehmomentschulter weist einen 83°-Winkel (Beta) auf, wie in Fig. 2A gezeigt. An der Innen- und Außenspitze der Drehmomentschulter sind Radien. Am Ende des Gewindeabschnitts leitet ein kurzer zylindrischer Abschnitt im Inneren des Gewindebereichs den Gewindebereich in die Bohrung des röhrenförmigen Elements über.

Gemäß einem ersten Ziel der vorliegenden Erfindung besteht das wesentliche Merkmal eines Nippelanschlusselements in einem unterschiedlichen Gewindeeingriff auf beiden Seiten eines Mittelteils, der außen zylindrisch ist und in der Nähe der Drehmomentschulter einen größeren Querschnittsbereich aufweist, und zwar für einen in überraschender Weise verbesserten Ermüdungswiderstand. Auf beiden Seiten dieses Mittelteils befinden sich äußere Drehmomentschultern, um zu einer Drehmomentschulter an einem ersten Ende einer hohlen Pumpstange zu passen. Der mittlere Durchmesser und der gesamte Querschnittsbereich der Drehmomentschulter sind maximal gehalten, um eine maximale Handhabung des Drehmoments zu ermöglichen.

Außerdem ist jedes Ende des außen mit Gewinde versehenen Nippels konisch, um in der Nähe der Drehmomentschulter einen größeren Querschnittsbereich zu schaffen und dadurch den Ermüdungswiderstand in überraschender Weise zu verbessern. Zur Erzielung dieses Vorteils beginnt in der Nähe des freien Endes jedes äußersten Gewindeendes eine schmäler werdende, konische Innenbohrung und definiert dadurch einen zum Mittelteil des Nippels zunehmenden Wanddickenquerschnitt. Der Außendurchmesser des Mittelteils des Nippels beträgt 50 mm oder 60,6 mm, und dieser Mittelteil kann ein Paar maschinell bearbeiteter, diametral entgegengesetzter flacher Oberflächen aufweisen, um während des Verbindungsaufbaus von einem Schraubenschlüssel in Eingriff genommen zu werden. Das Gewinde ist ein modifiziertes Sägezahngewinde, das aufgrund eines leicht unterschiedlichen Ausmaßes von Gewindedurchmesserverjüngung an der Stange und am Nippel einen Unterschied schafft. Die Gewindeform ist ebenfalls trapezförmig und asymmetrisch. Alle Windungen am Nippel sind vollständig. Ein konisches Oberflächenpaar wirkt als Drehmomentschultern mit einer konischen Vorderseite unter einem Winkel, der zwischen 75° und 90° beträgt. An den Spitzen der Drehmomentschulter sind Radien, und zwar sowohl am Inneneck als auch am Außeneck. Vorzugsweise sind die konischen Bohrungen unter jedem Gewindeabschnitt des Nippels durch eine zylindrische Bohrung verbunden, um in unmittelbarer Nähe der Drehmomentschulter einen größeren Querschnittsbereich zu schaffen, um den Ermüdungswiderstand in überraschender Weise zu 7 AT 504 816 B1 verbessern.

Die Gewindeverjüngung am Nippel und an der Stange ist etwas unterschiedlich (unterschiedliche Verjüngung), um eine bestmögliche Belastungsverteilung sicherzustellen. Beim Aufbau der Verbindung ruhen die entsprechenden Drehmomentschultern an der Stange und am Nippel aufeinander, so dass eine Abdichtung erhalten wird, welche das Durchsickern unter Druck stehender Fluids von der Außenseite der Verbindung zur Innenseite derselben und umgekehrt ausschließt. Diese abdichtende Wirkung wird durch die diametrale Interferenz zwischen den beiden zusammenpassenden Gewindeabschnitten am ersten Ende der Stange und am Nippel verstärkt.

Ein mit mäßiger Geschwindigkeit durch das Innere der Stange fließendes Fluid neigt dazu, eine frühzeitige Abnutzung des Nippels und der Stange im Bereich, wo diese sich berühren (überlappen), hervorzurufen. Dieses Phänomen kann der Existenz eines „Stagnationsbereichs“ zugeschrieben werden, wo die Fluids beinahe bewegungslos bleiben (niedrige Geschwindigkeit). Zur Überwindung dieses Korrosionsproblems umfasst die Erfindung Modifikationen, so dass die „Stagnationszone“ nicht mehr existiert und das Fluid glatt und mit wenig Verwirbelungen fließt. Es ist wichtig anzumerken, dass diese Modifikationen gering sind, so dass sie die Belastungsverteilung in der Verbindung oder die Leistung des Nippels nicht grundlegend verändern.

Bei wiederum einer weiteren Gruppe von Ausführungsformen besteht das Ziel darin, den Fluss des geförderten Fluids beträchtlich zu steigern, und zwar durch eine weitere Modifikation an einer hohlen Pumpstange, indem eine Reihe von Löchern an den beiden äußersten Enden der Reihe in die Stange gebohrt wird, d.h. in Bodennähe und am Grund der Quelle.

Ein besseres Verständnis dieser und anderer Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung kann unter Bezugnahme auf die Zeichnungen und die angeschlossene Beschreibung erzielt werden, in denen verschiedene Ausführungsformen der Erfindung veranschaulicht und beschrieben sind. Alle Ausführungsformen werden als beispielhaft für die Teile einer bevorzugten Anordnungsausführungsform angesehen, da jedes der veranschaulichten Außenenden erfolgreich zu jedem der dargestellten Innenenden passt.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1A und 1B stellen eine Konfiguration des Stands der Technik einer herkömmlichen massiven Pumpstange dar, wie in der API 11 B-Norm-Spezifikation festgelegt.

Fig. 2A, 2B und 2C stellen allgemeine Konfigurationen des ersten Endes einer hohlen Pumpstange, eines Nippelanschlusselements bzw. einer Zusammenstellung beider Elemente gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung dar, und zwar mit konstantem Außendurchmesser.

Fig. 3A stellt eine allgemeine Konfiguration der Anordnung einer hohlen Pumpstange mit einem ersten und einem zweiten mit Innengewinde versehenen Ende und einem Nippelanschlusselement gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung dar, und zwar mit einem gestauchten Ende oder einem vergrößerten Außendurchmesser.

Fig. 3B stellt eine allgemeine Konfiguration der Anordnung einer hohlen Pumpstange mit einem ersten mit Innengewinde versehenen Ende und einem zweiten mit Außengewinde versehenen Ende gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung dar, und zwar mit konstantem Außendurchmesser.

Fig. 4A, 4B und 4C stellen eine Ansicht im Axialschnitt, eine Detailansicht der Schulter bzw. eine Querschnittsansicht entlang Linie 4C-4C eines Nippelanschlusselements mit einem ersten 8 AT 504 816B1 und einem zweiten mit Außengewinde versehenen Ende gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung dar, und zwar nach Bauart einer 48x6-Hohlstange mit bündigem Außenabschluss.

Fig. 5A und 5B stellen eine Ansicht im Axialschnitt bzw. eine Detailansicht der Schulter einer hohlen Pumpstange mit einem ersten mit Innengewinde versehenen Ende gemäß der vierten Ausführungsform der Erfindung dar.

Fig. 6A, 6B und 6C stellen eine Ansicht im Axialschnitt, eine Querschnittsansicht entlang Linie 6B-6B bzw. eine Detailansicht der Schulter eines Nippelanschlusselements mit einem ersten und einem zweiten mit Außengewinde versehenen Ende gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung dar, und zwar nach Bauart einer 42x5-Hohlstange mit äußerer Stauchung.

Fig. 7A und 7B stellen eine Ansicht im Axialschnitt bzw. eine Detailansicht der Schulter einer hohlen Pumpstange mit einem ersten mit Innengewinde versehenen Ende gemäß der fünften Ausführungsform der Erfindung dar.

Fig. 8A, 8B und 8C stellen eine Ansicht im Axialschnitt, eine Detailansicht der Schulter und eine Querschnittsansicht entlang Linie 8B-8B eines Nippelanschlusselements mit einem ersten und einem zweiten mit Außengewinde versehenen Ende gemäß einer sechsten Ausführungsform der Erfindung dar, und zwar nach Bauart einer 48,8x6-Hohlstange mit äußerer Stauchung.

Fig. 9A und 9B stellen eine Ansicht im Axialschnitt bzw. eine Detailansicht der Schulter einer hohlen Pumpstange mit einem ersten mit Innengewinde versehenen Ende gemäß der sechsten Ausführungsform der Erfindung dar.

Fig. 10A stellt eine Ansicht im Axialschnitt und eine Detailansicht der Abmessung eines ersten mit Innengewinde versehenen Endes an einer hohlen Pumpstange dar, das die Konfiguration eines trapezförmigen, asymmetrischen Gewindeprofils, das ein modifiziertes Sägezahn- oder SEC-Gewinde ist, aufweist, und zwar gemäß den bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung.

Fig. 10B stellt eine Ansicht im Axialschnitt und eine Detailansicht der Abmessung eines ersten mit Außengewinde versehenen Endes an einem Nippelanschlusselement dar, das die Konfiguration eines trapezförmigen, asymmetrischen Gewindeprofils, das ein modifiziertes Sägezahnoder SEC-Gewinde ist, aufweist, und zwar gemäß den bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung.

Fig. 11 veranschaulicht eine Ansicht im Axialschnitt eines bündigen Außenabschlusses, wobei Zone A eine Stagnationszone anzeigt.

Fig. 12 zeigt die Korrosion in einer Stagnationszone.

Fig. 13 veranschaulicht eine Ansicht im Axialschnitt eines modifizierten bündigen Außenabschlusses, und zwar mit modifiziertem Nippel.

Fig. 14 veranschaulicht eine Ansicht im Axialschnitt eines modifizierten Nippels, so wie in Fig. 13.

Fig. 15 veranschaulicht eine Ansicht im Axialschnitt einer modifizierten Stange, so wie in Fig. 13.

Fig. 16A und 16B veranschaulichen eine Axial- bzw. Schnittansicht eines äußersten Endes einer modifizierten Stange gemäß einer Konfiguration 1; 9 AT 504 816 B1

Fig. 17A und 17B veranschaulichen eine Axial- bzw. Schnittansicht eines äußersten Endes einer modifizierten Stange gemäß einer Konfiguration 2; und

Fig. 18A und 18B veranschaulichen eine Axial- bzw. Schnittansicht eines äußersten Endes einer modifizierten Stange gemäß einer Konfiguration 3.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Fig. 1A stellt eine gewöhnliche massive Pumpstange dar, deren herkömmliches erstes Gewindeende oder erster Gewindekopf mit einem Außengewinde in zylindrischer Art versehen ist. Eine große Unterbrechung zwischen dem Kopf der Stange und dem Körper der Stange ist leicht zu sehen. Durchmesser DC bzw. DV.

Fig. 1B ist eine schematische Darstellung der Anordnung dieser massiven Pumpstange mit einer herkömmlichen Gewindeverbindung oder -manschette gemäß der API 11 B-Norm.

Fig. 2A-2C stellen allgemeine Konfigurationen des ersten Endes einer hohlen Pumpstange, eines Nippelanschlusselements bzw. einer Zusammenstellung beider Elemente gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung dar, und zwar mit konstantem Außendurchmesser. Fig. 2A bezieht sich auf das aufnehmende Außenende der erfindungsgemäßen hohlen Stange. Es ist auch möglich, die konische Gewindefläche im Inneren der Stange, deren Innendurchmesser sich verringert, zu sehen. Fig. 2B bezieht sich auf den Nippel oder die Verbindung gemäß der vorliegenden Erfindung. Das konische äußere Gewinde und das Vorhandensein zweier Drehmomentschultern sind ebenfalls zu sehen. Es ist auch möglich, die Abänderung des Durchmessers der Nippel-Innenbohrung, der eine „Option A“ genannte konische Form aufweist, zu beobachten, wie durch eine unterbrochene Linie angedeutet, was wiederum einen größeren Querschnittsbereich in der Nähe der Drehmomentschulter schafft und den Ermüdungswiderstand in überraschender Weise verbessert.

Fig. 2C bezieht sich weiters auf die Anordnung zweier hohler Pumpstangen und einer Gewindeverbindung. Es ist zu beobachten, dass die beiden Innengewinde im Innendurchmesser der Stange (3.a und 3.b) mit den entsprechenden Außenenden (1.a und 1.b) verbunden sind, und wie die Drehmomentschultern (2.a und 2.b) Teil des Nippels (2) sind. Die Verbindung zwischen den übereinstimmenden vorspringenden und aufnehmenden Außenenden wird durch den unterschiedlichen Eingriff der konischen Gestalt der Windungen erzielt (5.a und 5.b). Die Tatsache, dass die Gewindeform konisch ist, erleichtert die anfängliche Einstellung jedes Stücks und jeder Anordnung beider Teile. Die Schultern, die sich an den äußersten freien Endflächen des ersten und des zweiten Endes der Hohlstangen befinden (4.a und 4.b), greifen in der zusammengebauten Position in ein Paar entsprechender Drehmomentschultern ein, die am Nippel gebildet sind (2.a und 2.b). Diese Kontaktebenen bilden einen Drehmomentschulterwinkel (Winkel „Beta“, siehe Fig. 2A) in Bezug auf die Achse der Stange, welcher Winkel zwischen 75° und 90° und am meisten bevorzugt 83° beträgt.

Fig. 2B bezieht sich auf die allgemeine Geometrie eines Anschlusselements als separater Nippel und definiert im Speziellen den Außendurchmesser (DEN), Innendurchmesser (DIN) und den Ausgangsdurchmesser der Drehmomentschulter (DHT). Das Anschlusselement für die Erfindung ist durch die Durchmesserverhältnisse gemäß folgender Tabelle gekennzeichnet:

Durchmesserverhältnisse Bereich Min. Max. DHT/DEN 0,60 0,98 DIN/DEN 0,15 0,90 DIN/DHT 0,25 0,92 10 AT504 816B1

Fig. 2B veranschaulicht mittels der unterbrochenen Linie auch die Option einer konischen Bohrung, Option A, für die Konfiguration einer Nippel-Innenbohrung, was bevorzugt wird. Fig. 2A zeigt die hohle Stange in der Verbindungszone, wobei ein Außendurchmesser (DEVU) und ein Innendurchmesser der Stange an den Außenflächen des ersten und des zweiten Endes mit dem Ende des Gewindes (DIFR) übereinstimmen. Sie zeigt auch den Außendurchmesser der hohlen Stange (DEV), der als DEVU=DEV bezeichnet wird, da es kein gestauchtes Ende gibt, das als Verbindung fungiert. Das Verhältnis des maximalen Außendurchmessers (DEVU), entweder eines separaten Anschlusselements oder des gestauchten Endes einer integrierten Anschlusselementverbindung, zum Außendurchmesser der Stange (DEV), wie hinsichtlich Fig. 3A, 7A und 9A veranschaulicht, wird in folgendem Rahmen gehalten:

DEVU 1 < ---------S 1,5

DEV

Folglich ist der mittlere polare Impuls der hohlen Stange und der Anschlussreihe bei einem feststehenden maximalen Durchmesser größer als jener bei einer massiven Pumpstange mit demselben Querschnittsdurchmesser. Das übertragene Rotationsmoment oder Drehmoment ist daher bei der Säule einer hohlen Stange größer als bei der Säule einer massiven Stange. Dies ist auch ein entscheidender Faktor beim Widerstand gegenüber dem „Backspin'-Phänomen oder der Gegendrehung der Stangenreihe. Außerdem wird das Verhältnis zwischen dem Ausgangsdurchmesser der Drehmomentschulter am Anschlusselement (DHT) und dem Innendurchmesser der hohlen Stange am gewindelosen Ende (DIFR) wie folgt aufrechterhalten:

DIFR 1 < -------< 1_1

DHT

Fig. 3A bezieht sich weiters auf die Anordnung, bei der das Verhältnis des Maximaldurchmessers der Verbindung (DEVU) zum Durchmesser des Stangenkörpers (DEV) begrenzt ist (1 < DEVU/DEV < 1,5). Fig. 3B ist eine mögliche Konfiguration der Erfindung, bei der das Innengewinde an einem gestauchten ersten Ende der Stange maschinell gefertigt ist, während das gegenüberliegende oder zweite Ende mit einem übereinstimmenden Außengewinde gefertigt ist, wobei die beiden Gewinde komplementär, hinsichtlich der Durchmesserverjüngung allerdings unterschiedlich sind. Diese Konfiguration wird als gestauchte Stange oder als Version mit integrierter Verbindung bezeichnet.

Fig. 4 bis inklusive Fig. 10 beziehen sich auf bevorzugte Ausführungsformen, bei denen eine hohle Pumpstange zumindest ein erstes Ende eines röhrenförmigen Elements umfasst, das mit einem konischen Innengewinde versehen ist, welches als modifiziertes Sägezahn- oder SEC-Gewinde konfiguriert ist und im Inneren des röhrenförmigen Elements verschwindet, und zwar in Kombination mit einem Drehmomentschulterwinkel (Beta), der zwischen 75° und 90° beträgt. Der Außendurchmesser des von den Enden entfernt liegenden röhrenförmigen Elements beträgt entweder 42 mm oder 48,8 mm, und der Außendurchmesser des röhrenförmigen Elements am gestauchten Ende beträgt, falls vorhanden, entweder 50 oder 60,6 mm.

Fig. 4A, 4B und 4C stellen eine Ansicht im Axialschnitt, eine Detailansicht der Schulter bzw. eine Querschnittsansicht entlang Linie 4C-4C eines Nippelanschlusselements 402, das eine Flachstelle 406 und ein erstes und ein zweites mit Außengewinde versehenes Ende, 401. und 401 .b, aufweist, gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung dar, und zwar nach Bauart einer 48x6-Hohlstange mit bündigem Außenabschluss. In Fig. 4A sind die Werte ein modifiziertes SEC-Gewinde 405.b, 8 Windungen pro 25,34 mm; DEN=48,8 mm; DIN=20 mm, mit einer Ausweitung auf 26 mm, über eine Länge von 44 mm, bis zum äußersten Ende, DHT=39 mm; Beta = 83°; Gesamtlänge = 158 mm; Gewindelänge = 46 mm und Länge des Mittelteils = 50 mm. Das Schulterdetail 402.a beginnt in Fig. 4B 4,61 mm nach dem Gewinde, besitzt einen 1 1 t AT 504 816 B1

Innenradius von 1,4 mm und einen Schulteraußenradius von 0.5 mm.

Fig. 5A und 5B stellen eine Ansicht im Axialschnitt bzw. eine Detailansicht der Schulter einer hohlen Pumpstange 403 mit einem ersten mit Innengewinde versehenen Ende 403.a gemäß der vierten Ausführungsform der Erfindung dar. In Fig. 5A sind die Werte ein modifiziertes SEC-Gewinde 405,a, 8 Windungen pro 25,34 mm, DEV=48,8 mm; DIFR=41,4 mm; DIV=37 mm; Beta=83°. Das Schulterdetail 404.a besitzt in Fig. 5B am Gewinde einen 30°-Übergang und erstreckt sich über 4,5 mm; besitzt einen Innenradius von 0,8 mm und einen Schulteraußenradius von 0.5 mm.

Fig. 6A, 6B und 6C stellen eine Ansicht im Axialschnitt, eine Querschnittsansicht entlang Linie 6B-6B bzw. eine Detailansicht der Schulter eines Nippelanschlusselements 502, das eine Flachstelle 506 und ein erstes und ein zweites mit Außengewinde versehenes Ende, 501 .a und 501.b, aufweist, gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung dar, und zwar nach Bauart einer 42x5-Hohlstange mit äußerer Stauchung. In Fig. 6A sind die Werte ein modifiziertes SEC-Gewinde 505.b, 8 Windungen pro 25,34 mm; DEN=50 mm; DIN=17 mm, mit einer Ausweitung auf 25,3 mm, über eine Länge von 44 mm, bis zum äußersten Ende; DHT=38,6 mm; Beta = 83°; Gesamtlänge = 158 mm; Gewindelänge = 46 mm und Länge des Mittelteils = 50 mm. Das Schulterdetail 502.a beginnt in Fig. 6C 4,61 mm nach dem Gewinde, besitzt einen Innenradius von 1,4 mm und einen Schulteraußenradius von 0.5 mm.

Fig. 7A und 7B stellen eine Ansicht im Axialschnitt bzw. eine Detailansicht der Schulter einer hohlen Pumpstange 503 mit einem ersten mit Innengewinde versehenen Ende 503.a gemäß der fünften Ausführungsform der Erfindung dar. In Fig. 7A sind die Werte ein modifiziertes SEC-Gewinde 505.a, 8 Windungen pro 25,34 mm; DEVU reicht von 50 mm bis DEV=42 mm; DIFR=41 mm; DIV=36,4 mm, mit einem Übergang bei 15° auf 30 mm, beginnend 55 mm vom freien Ende entfernt und zurückgehend auf 32 mm, über eine Maximallänge von 150 mm; Beta = 83°. Das Schulterdetail 504.a besitzt in Fig. 7B am Gewinde einen 30°-Übergang und erstreckt sich über 4,5 mm; besitzt einen Innenradius von 0,8 mm und einen Schulteraußenradius von 0.5 mm.

Fig. 8A, 8B und 8C stellen eine Ansicht im Axialschnitt, eine Detailansicht der Schulter bzw. eine Querschnittsansicht entlang Linie 8B-8B eines Nippelanschlusselements 602, das eine Flachstelle 606 und ein erstes und ein zweites mit Außengewinde versehenes Ende, 601 .a und 601.b, aufweist, gemäß einer sechsten Ausführungsform der Erfindung dar, und zwar nach Bauart einer 48,8x6-Hohlstange mit äußerer Stauchung. In Fig. 8A sind die Werte ein modifiziertes SEC-Gewinde 605.b, 8 Windungen pro 25,34 mm; DEN=60,6 mm; DIN=20 mm, mit einer Ausweitung auf 33,6 mm, über eine Länge von 44 mm, bis zum äußersten Ende; DHT=47 mm; Beta = 83°; Gesamtlänge = 158 mm; Gewindelänge = 46 mm und Länge des Mittelteils = 50 mm. Das Schulterdetail 602.a beginnt in Fig. 8C 4,61 mm nach dem Gewinde, besitzt einen Innenradius von 1,4 mm und einen Schulteraußenradius von 0.5 mm.

Fig. 9A und 9B stellen eine Ansicht im Axialschnitt bzw. eine Detailansicht der Schulter einer hohlen Pumpstange 603 mit einem ersten mit Innengewinde versehenen Ende 603.a gemäß der sechsten Ausführungsform der Erfindung dar. In Fig. 9A sind die Werte ein modifiziertes SEC-Gewinde 605.a, 8 Windungen pro 25,34 mm; DEVU reicht von 60,6 mm bis DEV= 48,8 mm; DIFR=49,4 mm; DIV=44,6 mm, mit einem Übergang bei 15° auf 30 mm, beginnend 55 mm vom freien Ende entfernt und zurückgehend auf 35,4 mm, über eine Maximallänge von 150 mm; Beta = 83°. Das Schulterdetail 604.a besitzt in Fig. 9B am Gewinde einen 30°-Übergang und erstreckt sich über 4,5 mm; besitzt einen Innenradius von 0,8 mm und einen Schulteraußenradius von 0.5 mm.

Fig. 10A stellt eine Ansicht im Axialschnitt und eine Detailansicht der Abmessung eines ersten mit Innengewinde versehenen Endes an einer hohlen Pumpstange dar, das die Konfiguration eines trapezförmigen, asymmetrischen Gewindeprofils, das ein modifiziertes Sägezahn- oder 12 AT 504 816 B1 SEC-Gewinde ist, aufweist, und zwar gemäß der bevorzugten Ausführungsform des ersten Stangenendes. Die Form des Innengewindes jeder hohlen Pumpstange ist trapezförmig und asymmetrisch sowie unvollständig. Die Gewindesteigung beträgt 8 Windungen pro 25,34 mm. Die Gewindehöhe beträgt 1,016 +0/-0,051 mm. Die Durchmesserverjüngung im Gewindeabschnitt beträgt 0,1 mm/mm. Die Länge der Gewinde zumindest am ersten Ende des röhrenförmigen Elements beträgt 44 mm, wobei die Windungen teilweise unvollständig sind, da das Gewinde im Inneren des röhrenförmigen Elements verschwindet. Der Winkel der Gewindeverjüngung beträgt 2°51'45"; die Zahn-Innenfläche beträgt 1,46 mm, und der Abstand zwischen den Zähnen beträgt 1,715 mm; die Vorderkante weist eine Verjüngung von 4° oder einen Belastungsflankenwinkel und einen Innenradius von 0,152 mm auf, während die Hinterkante eine Verjüngung von 8° und einen größeren Innenradius von 0,558 mm aufweist. Am Ende des Gewindeabschnitts leitet ein kurzer zylindrischer Abschnitt im Inneren des Gewindebereichs den Gewindebereich in die Bohrung des hohlen röhrenförmigen Elements über.

Fig. 10B stellt eine Ansicht im Axialschnitt und eine Detailansicht der Abmessung eines ersten mit Außengewinde versehenen Endes an einem Nippelanschlusselement dar, das die Konfiguration eines trapezförmigen, asymmetrischen Gewindeprofils, das ein modifiziertes Sägezahnoder SEC-Gewinde ist, aufweist, und zwar gemäß der bevorzugten Ausführungsform des ersten oder zweiten Nippelendes. Der Außendurchmesser des Mittelteils jedes Nippelanschlusselements beträgt 50 mm oder 60,6 mm, und der Mittelteil kann ein Paar maschinell bearbeiteter, diametral entgegengesetzter flacher Oberflächen aufweisen, die während des Verbindungsaufbaus von einem Schraubenschlüssel in Eingriff zu nehmen sind. Das Außengewinde ist ein modifiziertes Sägezahngewinde und ist über beide Nippelenden hinweg vollständig. Die Steigung des Gewindeabschnitts beträgt 8 Windungen pro Inch. Die Gewindehöhe liegt zwischen 1,016 +0,051/-0 mm. Die Gewindedurchmesserverjüngung im Gewindebereich beträgt 0,0976 mm/mm. Die Gewindeform ist trapezförmig und asymmetrisch. Die Länge der Windungen an jedem äußersten Ende des Nippels beträgt 46 mm. Alle Windungen am Nippel sind vollständig. Der Winkel der konischen Oberfläche in der Drehmomentschulter (Beta) beträgt 83°. Der Radius an den Spitzen der Drehmomentschulter beträgt 1,4 mm beim Innenradius und 0,5 mm beim Außenradius. Bevorzugt befinden sich unter jedem Gewindeabschnitt des Nippels konische Bohrungen, die durch eine zylindrische Bohrung verbunden sind. Der Winkel der Gewindeverjüngung beträgt 2°47'46"; die Zahn-Innenfläche beträgt 1,587 mm, und der Abstand zwischen den Zähnen beträgt 1,588 mm; die Hinterkante weist eine Verjüngung von 4° oder einen Belastungsflankenwinkel und einen Außenradius von 0,152 mm auf, während die Vorderkante eine Verjüngung von 8° und einen größeren Außenradius von 0,558 mm aufweist.

Fig. 11 und 12 veranschaulichen das Korrosionsproblem, wenn ein Fluid mit mäßiger Geschwindigkeit durch das Innere der Stange strömt. Eine frühzeitige Abnutzung des Nippels und der Stange tritt im Bereich auf, wo diese sich berühren (überlappen). Dieses Phänomen kann der Existenz eines „Stagnationsbereichs“ zugeschrieben werden, wo die Fluids beinahe bewegungslos bleiben (niedrige Geschwindigkeit). Siehe Zone A, in Fig. 11 und 12.

Zur Lösung des obenstehend erwähnten Problems wurden der Nippel und die Stange des in Fig. 2A und 2B gezeigten Typs modifiziert. Fig. 11 veranschaulicht eine solche 48x6-Hohl-stange mit bündigem Außenabschluss und einem Stagnationsbereich in Zone A, wobei die sich ergebende Korrosion in einer photographischen Schnittansicht durch Fig. 12 dargestellt ist. An den Enden des Nippels wurde eine kleine Dichtung eingeführt, und zwar mit entsprechender Modifizierung des Winkels der konischen Innenbohrung (Zone B, C und D in den Fig. 13-15). Mit dieser Modifizierung existiert die „Stagnationszone“ nicht mehr, und das Fluid fließt glatt und mit wenig Verwirbelungen. Es ist wichtig anzumerken, dass diese Modifikationen gering sind, so dass sie weder die Belastungsverteilung in der Verbindung, noch die Leistung des Produkts maßgeblich verändern. Es ist anzumerken, dass die veranschaulichten Modifikationen am Nippel und an der Stange durchgeführt wurden (Fig. 13-15). Fig. 13 stellt eine leichte Variation von Fig. 11 dar. Am existierenden Nippel wird eine Modifikation durchgeführt, und zwar in Form eines kleinen Dichtungsbereichs, um zu verhindern, dass das Fluid (beim Fließen durch das 13 AT 504 816 B1

Rohrinnere) im „Stagnationsbereich“ verbleibt, wodurch Erosion/Korrosion gefördert werden.

Die Belastungsverteilung am Nippel und an der Stange ist ähnlich wie bei der HR 48x6 mit bündigem Außenabschluss, die durch die Fig. 2A-2C und Fig. 11 veranschaulicht ist.

Die Drehmomentschulter (701b, Fig. 13-14) ist ähnlich jener in Fig. 11.

Der Nenndurchmesser und die Durchmesserverjüngung im Gewindeabschnitt (702b, Fig. ΙΟΙ 4) sind ebenfalls ähnlich wie in Fig. 11.

Die Nippelwindungen sind vollständig, und die Länge der Windungen (703b, Fig. 13-14) ist geringer und anders als in Fig. 11 gezeigt. (703a, Fig. 11).

Zwischen dem Ende des Nippels und dem Gewindeabschnitt gibt es einen äußeren zylindrischen Bereich (704b, Fig. 13-14). Die Länge beträgt zwischen 10 mm und 27 mm, und der Außendurchmesser beträgt 36,8 mm. Dies ist anders als in Fig. 11.

Das Ende des Nippels fungiert als Dichtung für die Verbindung (705b, Fig. 13-14). Die Dicke des Nippelendes beträgt 2 mm, was anders ist als in Fig. 11. (705a, Fig. 11).

Die Bohrung des Nippels ist an den äußersten Enden konisch. Der bevorzugte Winkel beträgt 8°16' (706b, Fig. 14) und ist anders ist als in Fig. 11. (3°46'; siehe 706a, Fig. 11).

Die Gesamtlänge des Nippels (707b, Fig. 14) ist ähnlich wie in Fig. 11. (707a, Fig. 11).

Die Stange weist ebenfalls eine Drehmomentschulter auf (708b, Fig. 13 und 15). Die Abmessungen dieser Schulter sind ähnlich jener der in Fig. 11 gezeigten Schulter. Die Windungen am Rohr- oder Stangenende sind teilweise unvollständig, da das Gewinde im Inneren des Rohrs verschwindet (709b, Fig. 15), was Fig. 11 ähnlich ist. Der Nenndurchmesser und die Durchmesserverjüngung im Gewindeabschnitt (710b, Fig. 13 und 15) sind ähnlich wie in Fig. 11.

Im Inneren der Stange, in der Nähe des Endes der unvollständigen Windungen auf der Stange, befindet sich eine Dichtung (711b, Fig. 13 und 15). Obwohl die Dichtung als zweite Drehmomentschulter erscheinen mag, fungiert sie nicht als eine solche, und wurde nicht zum Standhalten einer Belastung konzipiert. Die Dicke der Dichtung beträgt zwischen 0 und 1,7 mm und hängt von den Produktionstoleranzen des Rohrs ab und unterscheidet sich von der HR 48x6-Version mit bündigem Außenabschluss der Fig. 11. Der Winkel der Dichtung im Inneren der Stange beträgt 90 Grad, und deren Länge ab dem Ende des Rohrs beträgt 55 mm (711b und 712b, Fig. 13 und 15), was anders ist als in Fig. 11. Nach dem „Aufbau“ (Aufbringung des Service-Drehmoments) reicht die Trennung zwischen dem Nippel und der Stange in Zone B von etwa 0 bis 0,6 mm (713b, Fig. 13). Die Dichtungszone B ist leicht belastet und überträgt kein Drehmoment. Sie wird nur als Dichtung und zum Fördern eines glatten Fluidflusses eingesetzt.

Fig. 16-18 veranschaulichen eine weitere Ausführungsform, bei der das Ziel darin besteht, den Fluss des geförderten Fluids beträchtlich zu steigern, und zwar durch eine weitere Modifizierung der äußersten Enden einer Reihe hohler Pumpstangen, die dem in Fig. 2A-2C, Fig. 11 oder Fig. 13 veranschaulichten Typ angehören.

Eine Reihe von Löchern wurde an den beiden äußersten Enden (Bodennähe und Ebene des Quellengrunds) der Reihe in den Stangenkörper gebohrt. In dieser Weise wird ermöglicht, dass das Fluid auch durch das Innere der hohlen Stange fließt (üblicherweise fließt es durch den ringförmigen Bereich zwischen der Außenseite der Stange und der Innenseite der „Verrohrung“). Das Muster der Löcher kann vorzugsweise eine Konfiguration 1 mit 2 Löchern pro Querabschnitt sein, die sich bei 90° abwechseln, und zwar mit einem festgelegten Längsabstand zwischen den Abschnitten (Fig. 16A, 16B); eine Konfiguration 2 mit Löchern, die einem schrau- 14 AT 504 816 B1 benförmigen Pfad folgen, der eine „Trennung“ in Längsrichtung und einen Winkel zwischen den Löchern verschiedener Abschnitte aufweist (Fig. 17A, 17B); oder eine Konfiguration 3. Drei Löcher pro Querabschnitt mit festgelegtem Längsabstand (Fig. 18A, 18B).

Fig. 16 A,B veranschaulichen ein äußerstes Ende der hohlen Stange 803 mit 2 Löchern, 804, pro Querabschnitt, die im 180°-Winkel auseinanderstehen und in alternierender Weise verteilt sind, wobei jede Gruppe im 90°-Winkel der benachbarten Gruppe von Löchern gegenübersteht und zwischen den Abschnitten ein festgelegter Abstand, p, besteht (Fig. 16A und 16B). Der bevorzugte Lochdurchmesser, Dh, beträgt zwischen 5 mm und 7 mm. Der bevorzugte Längsabstand zwischen den Abschnitten, p, beträgt zwischen 50 und 100 mm. Die bevorzugte Ge-samt-(Längs)-Länge des Bereichs an jedem äußersten Ende, der derartige Löcher, L, aufweist, beträgt 3000 mm bis 4000 mm, wobei der Bereich zwischen 62 und 162 Löcher umfasst.

Fig. 17 A,B veranschaulichen ein äußerstes Ende der hohlen Stange 805 mit 1 Loch, 806, pro Querabschnitt. Die Löcher folgen einem schraubenförmigen Pfad mit einer bevorzugten Längstrennung oder -Steigung, p (Fig. 17B), und einem Rotationswinkel von einem Abschnitt zum nächsten, der 120° beträgt. (Fig. 17A und 17B). Der bevorzugte Lochdurchmesser, Dh, beträgt zwischen 5 mm und 7 mm. Der bevorzugte Längsabstand zwischen den Abschnitten, p, beträgt zwischen 25 und 50 mm. Die bevorzugte Gesamt-(Längs)-Länge des Bereichs an jedem äußersten Ende, der derartige Löcher, L, aufweist, beträgt 3000 mm bis 4000 mm, wobei der Bereich zwischen 61 und 161 Löcher umfasst.

Fig. 18 A,B veranschaulichen ein äußerstes Ende der hohlen Stange 807 mit 3 Löchern, 808, pro Querabschnitt, wobei alle um den Umfang herum etwa im 120°-Winkel auseinanderstehen, und zwar mit einer bevorzugten Längstrennung oder -Steigung, p (Fig. 18B). Der bevorzugte Lochdurchmesser, Dh, beträgt zwischen 5 mm und 7 mm. Der bevorzugte Längsabstand zwischen den Abschnitten, p, beträgt zwischen 50 und 100 mm. Die bevorzugte Gesamt-(Längs)-Länge des Bereichs an jedem äußersten Ende, der derartige Löcher, L, aufweist, beträgt 3000 mm bis 4000 mm, wobei der Bereich zwischen 93 und 243 Löcher umfasst.

Daher erzeugt der modifizierte Nippel (mit Dichtung) der Fig. 13 einen glatten Fluidfluss und wenig Verwirbelungen, wenn ein Fluid durch das Innere des Rohrs strömt, wodurch wiederum in Zone B ein guter Erosions/Korrosionswiderstand hervorgebracht wird, wenn Fluid durch das Innere des Rohrs strömt. Der Nippel der Fig. 14 ist auch mit einem Nippel wie jenem der Fig. 11 austauschbar.

Folglich besteht bei allen bevorzugten Ausführungsformen eine Durchmesserverjüngung oder unterschiedliche Verjüngung. Beispielsweise beträgt die Verjüngung des ersten Stangenendes 0,1 cm/cm während die übereinstimmende Verjüngung des einen Nippelendes 0,0976 Inch/Inch ausmacht. Bei allen bevorzugten Ausführungsformen beträgt der Winkel der konischen Oberfläche in der Drehmomentschulter (Beta) vorzugsweise 83°. Die Radien an den Spitzen der Drehmomentschulter betragen 0,8 mm beim Innenradius und 0,5 mm beim Außenradius.

Ebenso besitzt das Anschlusselement bei allen bevorzugten Ausführungsformen einen Mittelteil, der außen zylindrisch ist. In der Nähe des Außendurchmessers dieses Mittelteils sind äußere Drehmomentschultern angeordnet, um zur Drehmomentschulter an einem ersten Ende einer hohlen Pumpstange zu passen. Die beiden äußersten Enden eines Nippels sind konisch und außen mit einem Gewinde versehen, und eine konische Innenbohrung in der Nähe der Länge jedes mit Gewinde versehenen Außenendes schafft eine vorteilhafte Strukturkombination, um einen Nippelquerschnitt, der von jedem freien Nippelende zum Mittelteil hin zunimmt, und die Drehmomentschulter-Positionen sicherzustellen.

Obgleich bevorzugte Ausführungsformen unserer Erfindung gezeigt und beschrieben wurden, soll die Erfindung nur durch den Umfang der angeschlossenen Ansprüche eingeschränkt sein.

Claims (34)

1 5 AT 504 816 B1 Patentansprüche: 1. Antriebsreihenanordnung, umfassend eine Mehrzahl von in Achsrichtung hintereinander vorgesehenen hohlen Pumpstangen (3a, 3b, 503, 603, 803, 805, 807) und Anschlusselementen (2, 402, 502, 602), die miteinander und zwischen einem Antriebskopf, der sich an der Oberfläche einer Ölquelle befindet, und einer Rotationspumpe, die sich tief im Loch einer Ölquelle befindet, verbunden sind, wobei jede hohle Pumpstange (3a, 3b, 503, 603, 803, 805, 807) zumindest ein erstes Ende (1a, 1b, 403a, 503a, 603a) aufweist, das eine mit einem konischen Innengewinde (405a, 505a, 605a, 709b) versehene Innenfläche umfasst, die mit einer mit einem konischen Außengewinde (405b, 505b, 605b, 702b) versehenen Außenfläche an einem Anschlusselement (2, 402, 502, 602) in Eingriff kommt, wobei diese Gewinde (405b, 505b, 605b, 702b; 405a, 505a, 605a, 709b) asymmetrisch, hinsichtlich der Durchmesserverjüngung allerdings unterschiedlich sind; wobei die freien ersten Enden (1a, 1b, 403a, 503a, 603a) jeder hohlen Pumpstange (3a, 3b, 503, 603, 803, 805, 807) weiters eine ringförmige Drehmomentschulter (404a, 504a, 604a, 708b) umfassen, die mit einer ringförmigen Drehmomentschulter (2a, 2b, 402a, 502a, 602a, 701b) an einem Anschlusselement (2, 402, 502, 602) in Eingriff kommt, und wobei für einen Außendurchmesser (2, 402, 502, 602) (DEN) des Anschlusselements (2, 402, 502, 602), den Innendurchmesser (DIN) des Anschlusselements und den Ausgangsdurchmesser (DHT) der Drehmomentschulter (2a, 2b, 402a, 502a, 602a, 701b) die folgenden Verhältnisse aufrechterhalten werden: Durchmesserverhältnisse Bereich Min. Max. DHT/DEN 0,60 0,98 DIN/DEN 0,15 0,90 DIN/DHT 0,25 0,92

2. Antriebsreihenanordnung gemäß Anspruch 1, wobei die unterschiedlichen Gewinde (405b, 505b, 605b, 702b; 405a, 505a, 605a, 709b) jeweils asymmetrische Trapezgewinde sind; das Gewinde am Anschlusselement (2, 402, 502, 602) vollständig und am ersten Ende (1a, 1b, 403a, 503a, 603a) der hohlen Pumpstange (3a, 3b, 503, 603, 803, 805, 807) unvollständig ist; die Drehmomentschulter (404a, 504a, 604a, 708b) mit der Achse der Pumpstange (3a, 3b, 503, 603, 803, 805, 807) einen Winkel bildet, der zwischen 75° und 90° beträgt, und wobei das Verhältnis des Außendurchmessers (DEVU) des Anschlusselements (2, 402, 502, 602) zum Außendurchmesser (DEV) der hohlen Pumpstange (3a, 3b, 503, 603, 803, 805, 807) in folgendem Rahmen gehalten wird: DEVU 1 < --------<1,5 DEV

3. Antriebsreihenanordnung gemäß Anspruch 2, wobei das Verhältnis zwischen dem Ausgangsdurchmesser (DHT) der Drehmomentschulter (2a, 2b, 402a, 502a, 602a, 701b) am Anschlusselement (2, 402, 502, 602) und dem Innendurchmesser (DIFR) der hohlen Pumpstange (3a, 3b, 503, 603, 803, 805, 807) am gewindelosen Ende (1a, 1b, 403a, 503a, 603a) in folgendem Rahmen gehalten wird: DIFR 1 < -------< 1,1 DHT

4. Antriebsreihenanordnung gemäß Anspruch 1, wobei jedes Anschlusselement (2, 402, 502, 16 AT 504 816 B1 602) ein separates Nippelanschlusselement ist, das an jedem Ende Außengewinde (405b, 505b, 605b, 702b) aufweist, die durch einen Mittelteil getrennt sind, der zwei Drehmomentschultern (2a, 2b, 402a, 502a, 602a, 701b) bildet, wobei die unterschiedlichen Gewinde (405b, 505b, 605b, 702b; 405a, 505a, 605a, 709b) jeweils asymmetrische Trapezgewinde sind; das Gewinde (405b, 505b, 605b, 702b) am Nippelanschlusselement (2, 402, 502, 602) vollständig und am ersten Ende (1a, 1b, 403a, 503a, 603a) jeder hohlen Pumpstange (3a, 3b, 503, 603, 803, 805, 807) unvollständig ist; jede Drehmomentschulter mit der Achse der Pumpstange (3a, 3b, 503, 603, 803, 805, 807) einen Winkel bildet, der zwischen 75° und 90° beträgt, und wobei das Verhältnis des Außendurchmessers des Anschlusselements (2, 402, 502, 602) (DEVU) zum Außendurchmesser (DEV) der hohlen Pumpstange (3a, 3b, 503, 603, 803, 805, 807) in folgendem Rahmen gehalten wird: DEVU 1 < --------< 1,5 DEV

5. Antriebsreihenanordnung gemäß Anspruch 4, wobei das Verhältnis zwischen dem Ausgangsdurchmesser (DHT) der Drehmomentschulter (2a, 2b, 402a, 502a, 602a, 701b) am Nippelanschlusselement (2, 402, 502, 602) und dem Innendurchmesser (DIFR) der hohlen Pumpstange (3a, 3b, 503, 603, 803, 805, 807) am gewindelosen Ende in folgendem Rahmen gehalten wird: DIFR 1 < -------< 1,1 DHT

6. Antriebsreihenanordnung gemäß Anspruch 1, wobei jedes Anschlusselement ein am zweiten Ende jeder hohlen Pumpstange (3a, 3b, 503, 603, 803, 805, 807) integriertes Außengewinde (405b, 505b, 605b, 702b) ist, wobei die unterschiedlichen Gewinde (405b, 505b, 605b, 702b; 405a, 505a, 605a, 709b) jeweils asymmetrische Trapezgewinde sind; das Gewinde am zweiten Ende vollständig und am ersten Ende (1a, 1b, 403a, 503a, 603a) jeder hohlen Pumpstange unvollständig ist; jede Drehmomentschulter (404a, 504a, 604a, 708b) mit der Achse der Pumpstange (3a, 3b, 503, 603, 803, 805, 807) einen Winkel bildet, der zwischen 75° und 90° beträgt, und wobei das Verhältnis des Außendurchmessers (DEVU) des Anschlusselements zum Außendurchmesser (DEV) der hohlen Pumpstange (3a, 3b, 503, 603, 803, 805, 807) in folgendem Rahmen gehalten wird: DEVU 1 <------<1,5 DEV

7. Antriebsreihenanordnung gemäß Anspruch 6, wobei das Verhältnis zwischen dem Ausgangsdurchmesser (DHT) der Drehmomentschulter (404a, 504a, 604a, 708b) am zweiten Ende der hohlen Pumpstange (3a, 3b, 503, 603, 803, 805, 807) und dem Innendurchmesser (DIFR) der hohlen Pumpstange (3a, 3b, 503, 603, 803, 805, 807) am gewindelosen ersten Ende (1a, 1b, 403a, 503a, 603a) in folgendem Rahmen gehalten wird: DIFR 1 < -------< 1,1 DHT

8. Antriebsreihenanordnung gemäß Anspruch 1, wobei die unterschiedlichen Gewinde (405b, 505b, 605b, 702b; 405a, 505a, 605a, 709b) jeweils asymmetrische Trapezgewinde sind; jede Drehmomentschulter (404a, 504a, 604a, 708b) mit der Achse der Pumpstange (3a, 3b, 503, 603, 803, 805, 807) einen Winkel bildet, der im Wesentlichen 83° beträgt; und das 17 AT 504 816 B1 Anschlusselement (2, 402, 502, 602) ein separates Nippelanschlusselement ist, das im Wesentlichen konische Außengewinde (405b, 505b, 605b, 702b) an jedem Ende aufweist, welche durch einen Mittelteil getrennt sind, der zwei Drehmomentschultern (2a, 2b, 402a, 502a, 602a, 701b) bildet, und bei dem eine zylindrische Innenbohrung im Mittelteil mit einer konischen Innenbohrung in der Nähe der Länge jedes Gewindeendes in Verbindung steht, welche einen Nippelquerschnitt, der von jedem freien Nippelende zum Mittelteil hin zunimmt, bildet und die Drehmomentschulter-Positionen festlegt.

9. Antriebsreihenanordnung gemäß Anspruch 8, wobei die unterschiedlichen Gewinde (405b, 505b, 605b, 702b; 405a, 505a, 605a, 709b) modifizierte Sägezahngewinde sind, eine Gewindesteigung von im Wesentlichen acht Windungen pro 25,34 mm aufweisen und die Außengewinde (405b, 505b, 605b, 702b) des Nippelanschlusselements (2, 402, 502, 602) eine Durchmesserverjüngung in cm pro cm Durchmesser von im Wesentlichen 0,0976 aufweisen und die Innengewinde der hohlen Pumpstange (3a, 3b, 503, 603, 803, 805, 807) eine Durchmesserverjüngung in cm pro cm Durchmesser von im Wesentlichen 0,1 aufweisen.

10. Hohle Pumpstange (3a, 3b, 503, 603, 803, 805, 807), für einen Eingriff entlang einer Achse mit einem Anschlusselement (2, 402, 502, 602) in Eingriff zu nehmen, wobei jede hohle Pumpstange (3a, 3b, 503, 603, 803, 805, 807) zumindest ein erstes Ende (1a, 1b, 403a, 503a, 603a) aufweist, das eine mit einem asymmetrischen konischen Innengewinde (405a, 505a, 605a, 709b) versehene Innenfläche umfasst, die in Eingriff kommt mit einer mit einem asymmetrischen konischen Außengewinde (405b, 505b, 605b, 702b) versehenen Außenfläche an einem Anschlusselement (2, 402, 502, 602), welche zur mit Innengewinde (405a, 505a, 605a, 709b) versehenen Fläche komplementär ist, sich von dieser hinsichtlich der Durchmesserverjüngung allerdings unterscheidet; das freie erste Ende (1a, 1b, 403a, 503a, 603a) der hohlen Pumpstange (3a, 3b, 503, 603, 803, 805, 807) weiters eine ringförmige Drehmomentschulter (404a, 504a, 604a, 708b) umfasst, die mit einer ringförmigen Drehmomentschulter (2a, 2b, 402a, 502a, 602a, 701 b) an diesem Anschlusselement (2, 402, 502, 602) in Eingriff bringbar ist, und wobei für einen Außendurchmesser (DEN) des Anschlusselements (2, 402, 502, 602), den Innendurchmesser (DIN) des Anschlusselements (2, 402, 502, 602) und den Ausgangsdurchmesser (DHT) der Drehmomentschulter (2a, 2b, 402a, 502a, 602a, 701b) die folgenden Verhältnisse aufrechterhalten werden: Durchmesserverhältnisse Bereich Min. Max. DHT/DEN 0,60 0,98 DIN/DEN 0,15 0,90 DIN/DHT 0,25 0,92

11. Hohle Pumpstange (3a, 3b, 503, 603, 803, 805, 807), für einen Eingriff mit einem Anschlusselement (2, 402, 502, 602) gemäß Anspruch 10, wobei die unterschiedlichen Gewinde (405b, 505b, 605b, 702b; 405a, 505a, 605a, 709b) asymmetrische Trapezgewinde sind; das Gewinde (405a, 505a, 605a, 709b) am ersten Ende (1a, 1b, 403a, 503a, 603a) der hohlen Pumpstange (3a, 3b, 503, 603, 803, 805, 807) unvollständig ist; die Drehmomentschulter (404a, 504a, 604a, 708b) mit der Achse einen Winkel bildet, der zwischen 75° und 90° beträgt, und wobei das Verhältnis des Außendurchmessers (DEVU) eines Anschlusselements (2, 402, 502, 602) zum Außendurchmesser (DEV) der hohlen Pumpstange (3a, 3b, 503, 603, 803, 805, 807) in folgendem Rahmen gehalten wird: DEVU 1 < --------<1,5 DEV AT 504 816B1

12. Hohle Pumpstange (3a, 3b, 503, 603, 803, 805, 807), für einen Eingriff mit einem Anschlusselement (2, 402, 502, 602) gemäß Anspruch 11, wobei das Verhältnis zwischen dem Ausgangsdurchmesser (DHT) der Drehmomentschulter (2a, 2b, 402a, 502a, 602a, 701b) an einem Anschlusselement (2, 402, 502, 602) und dem Innendurchmesser (DIFR) der hohlen Pumpstange (3a, 3b, 503, 603, 803, 805, 807) am gewindelosen Ende (1a, 1b, 403a, 503a, 603a) in folgendem Rahmen gehalten wird: DIFR 1 < -------2 1,1 DHT

13. Hohle Pumpstange (3a, 3b, 503, 603, 803, 805, 807), für einen Eingriff mit einem Anschlusselement (2, 402, 502, 602) gemäß Anspruch 12, wobei das unterschiedliche Gewinde (405b, 505b, 605b, 702b; 405a, 505a, 605a, 709b) modifizierte Sägezahngewinde sind, eine Gewindesteigung von im Wesentlichen acht Windungen pro 25,34 mm aufweist und das Innengewinde (405a, 505a, 605a, 709b) der hohlen Pumpstange (3a, 3b, 503, 603, 803, 805, 807) eine Durchmesserverjüngung in cm pro cm Durchmesser von im Wesentlichen 0,1 aufweist, welches Gewinde (405a, 505a, 605a, 709b) mit dem eines Anschlusselementes (2, 402, 502, 602) mit einer Durchmesserverjüngung in cm pro cm Durchmesser von im Wesentlichen 0,0976 in Eingriff bringbar ist.

14. Anschlusselement (2, 402, 502, 602), für einen Eingriff entlang einer Achse einer hohlen Pumpstange (3a, 3b, 503, 603, 803, 805, 807), wobei eine mit einem konischen asymmetrischen Außengewinde (405b, 505b, 605b, 702b) versehene Außenfläche am Anschlusselement (2, 402, 502, 602) mit einem ersten Ende einer hohlen Pumpstange (3a, 3b, 503, 603, 803, 805, 807) in Eingriff bringbar ist, das eine mit einem asymmetrischen konischen Innengewinde (405a, 505a, 605a, 709b) versehene Innenfläche umfasst, welche zur mit dem asymmetrischen Außengewinde (405b, 505b, 605b, 702b) versehenen Fläche komplementär ist, sich von dieser hinsichtlich der Durchmesserverjüngung allerdings unterscheidet; das Anschlusselement (2, 402, 502, 602) weiters eine ringförmige Drehmomentschulter (2a, 2b, 402a, 502a, 602a, 701b) umfasst, die, mit einer ringförmigen Drehmomentschulter (404a, 504a, 604a, 708b) an einem freien ersten Ende (1a, 1b, 403a, 503a, 603a) einer hohlen Pumpstange (3a, 3b, 503, 603, 803, 805, 807) in Eingriff bringbar ist, und wobei für einen Außendurchmesser (DEN) des Anschlusselements (2, 402, 502, 602), den Innendurchmesser (DIN) des Anschlusselements (2, 402, 502, 602) und den Ausgangsdurchmesser (DHT) der Drehmomentschulter (2a, 2b, 402a, 502a, 602a, 701b) die folgenden Verhältnisse aufrechterhalten werden: Durchmesserverhältnisse Bereich Min. Max. DHT/DEN 0,60 0,98 DIN/DEN 0,15 0,90 DIN/DHT 0,25 0,92

15. Anschlusselement (2, 402, 502, 602), für einen Eingriff mit einer hohlen Pumpstange (3a, 3b, 503, 603, 803, 805, 807) gemäß Anspruch 14, wobei das Anschlusselement (2, 402, 502, 602) ein separates Nippelanschlusselement ist, das an jedem Ende Außengewinde (405b, 505b, 605b, 702b) aufweist, die durch einen Mittelteil getrennt sind, der zwei Drehmomentschultern (2a, 2b, 402a, 502a, 602a, 701b) bildet, wobei die unterschiedlichen Gewinde (405b, 505b, 605b, 702b; 405a, 505a, 605a, 709b) jeweils konische asymmetrische Trapezgewinde sind; die Gewinde (405b, 505b, 605b, 702b) am Nippelanschlusselement (2, 402, 502, 602) vollständig sind; jede Drehmomentschulter (2a, 2b, 402a, 502a, 602a, 701b) mit der Achse einen Winkel bildet, der zwischen 75° und 90° beträgt, und wobei das AT 504 816 B1 Verhältnis des Außendurchmessers (DEVU) des Anschlusselements (2, 402, 502, 602) zum Außendurchmesser (DEV) einer hohlen Pumpstange (3a, 3b, 503, 603, 803, 805, 807) in folgendem Rahmen gehalten wird: DEVU 1 < --------<1,5 DEV

16. Anschlusselement (2, 402, 502, 602), für einen Eingriff mit einer hohlen Pumpstange (3a, 3b, 503, 603, 803, 805, 807) gemäß Anspruch 15, wobei das Verhältnis zwischen dem Ausgangsdurchmesser (DHT) der Drehmomentschulter (2a, 2b, 402a, 502a, 602a, 701b) am Anschlusselement (2, 402, 502, 602) und dem Innendurchmesser (DIFR) einer hohlen Pumpstange (3a, 3b, 503, 603, 803, 805, 807) am gewindelosen Ende (1a, 1b, 403a, 503a, 603a) in folgendem Rahmen gehalten wird: DIFR 1 < -------< 1,1 DHT

17. Anschlusselement für einen Eingriff mit, einer hohlen Pumpstange (3a, 3b, 503, 603, 803, 805, 807) gemäß Anspruch 14, wobei das Anschlusselement (2, 402, 502, 602) ein am zweiten Ende einer hohlen Pumpstange (3a, 3b, 503, 603, 803, 805, 807) integriertes Außengewinde (405b, 505b, 605b, 702b) ist, wobei die unterschiedlichen Gewinde (405b, 505b, 605b, 702b; 405a, 505a, 605a, 709b) jeweils konische asymmetrische Trapezgewinde sind; das Gewinde (405b, 505b, 605b, 702b) am zweiten Ende vollständig und am ersten Ende (1a, 1b, 403a, 503a, 603a) der hohlen Pumpstange (3a, 3b, 503, 603, 803, 805, 807) unvollständig ist; jede Drehmomentschulter (404a, 504a, 604a, 708b) mit der Achse der Pumpstange (3a, 3b, 503, 603, 803, 805, 807) einen Winkel bildet, der zwischen 75° und 90° beträgt, und wobei das Verhältnis des Außendurchmessers (DEVU) des Anschlusselements zum Außendurchmesser (DEV) der hohlen Pumpstange (3a, 3b, 503, 603, 803, 805, 807) in folgendem Rahmen gehalten wird: DEVU 1 < --------<1,5 DEV

18. Anschlusselement für einen Eingriff mit einer hohlen Pumpstange (3a, 3b, 503, 603, 803, 805, 807) gemäß Anspruch 17, wobei das Verhältnis zwischen dem Ausgangsdurchmesser (DHT) der Drehmomentschulter (404a, 504a, 604a, 708b) am Anschlusselement und dem Innendurchmesser (DIFR) einer hohlen Pumpstange (3a, 3b, 503, 603, 803, 805, 807) am gewindelosen Ende (1a, 1b, 403a, 503a, 603a) in folgendem Rahmen gehalten wird: DIFR 1 < -------< 1,1 DHT

19. Anschlusselement (2, 402, 502, 602) für einen Eingriff mit einer hohlen Pumpstange (3a, 3b, 503, 603, 803, 805, 807) gemäß Anspruch 14, wobei die unterschiedlichen Gewinde (405b, 505b, 605b, 702b; 405a, 505a, 605a, 709b) asymmetrische, konische Trapezgewinde sind; die Drehmomentschulter (404a, 504a, 604a, 708b) mit der Achse einen Winkel bildet, der im Wesentlichen 83° beträgt, und das Anschlusselement (2, 402, 502, 602) ein separates Nippelanschlusselement ist, das im Wesentlichen konische Außengewinde (405b, 505b, 605b, 702b) an jedem Ende aufweist, welche durch einen Mittelteil getrennt sind, der zwei Drehmomentschultern (2a, 2b, 402a, 502a, 602a, 701b) bildet, und eine zylindrische Innenbohrung im Mittelteil mit einer konischen Innenbohrung in der Nähe der Länge jedes 20 AT 504 816 B1 Gewindeendes in Verbindung steht, welche einen Nippelquerschnitt, der von jedem freien Nippelende zum Mittelteil hin zunimmt, und die Drehmomentschulter-Positionen festlegt.

20. Anschlusselement (2, 402, 502, 602) für einen Eingriff mit einer hohlen Pumpstange (3a, 3b, 503, 603, 803, 805, 807) gemäß Anspruch 19, wobei die unterschiedlichen Gewinde (405b, 505b, 605b, 702b; 405a, 505a, 605a, 709b) modifizierte Sägezahngewinde sind, eine Gewindesteigung von im Wesentlichen acht Windungen pro 25,34 mm aufweist und jedes Außengewinde (405b, 505b, 605b, 702b) des Nippelanschlusselements (2, 402, 502, 602) eine Durchmesserverjüngung in cm pro cm Durchmesser von im Wesentlichen 0,0976 aufweist und mit dem Innengewinde (405a, 505a, 605a, 709b) einer hohlen Pumpstange (3a, 3b, 503, 603, 803, 805, 807) mit einer Durchmesserverjüngung in cm pro cm Durchmesser von im Wesentlichen 0,1 in Eingriff bringbar ist.

21. Antriebsreihenanordnung gemäß Anspruch 1, wobei das Anschlusselement (2, 402, 502, 602) ein separates Nippelanschlusselement ist, das im Wesentlichen konische Gewinde mit Außengewinden (405b, 505b, 605b, 702b) an jedem Ende aufweist, welche durch einen Mittelteil getrennt sind, der zwei Drehmomentschultern (2a, 2b, 402a, 502a, 602a, 701 b) bildet, und das Nippelanschlusselement (2, 402, 502, 602) weiters vollständige Windungen (5a, 5b, 703b) und freie Enden umfasst, die mit der Schulter einer Pumpstange (3a, 3b, 503, 603, 803, 805, 807) in Eingriff bringbar sind, um zwischen der Innenbohrung und den Gewinden (405b, 505b, 605b, 702b; 405a, 505a, 605a, 709b) eine Dichtung zu bilden.

22. Antriebsreihenanordnung gemäß Anspruch 21, wobei die Bohrung des Nippetanschluss-elements (2, 402, 502, 602) konisch ist und sich zu jedem Ende hin öffnet, zwischen jedem freien Ende und dem Beginn der Gewinde (405b, 505b, 605b, 702b) eine zylindrische Außenzone (704b) existiert und jedes freie Ende die Schulter einer Pumpstange (3a, 3b, 503, 603, 803, 805, 807) berührt, um zwischen der Innenbohrung und den Gewinden (405b, 505b, 605b, 702b; 405a, 505a, 605a, 709b) diese Dichtung (711b) zu bilden.

23. Antriebsreihenanordnung gemäß Anspruch 1, wobei die Pumpstangenabschnitte, die in der Nähe jedes äußersten Endes der Reihe angeordnet sind, jeweils eine Mehrzahl von Löchern (804, 806, 808) aufweisen, die sich durch die Pumpstangenwand dieser Abschnitte erstrecken, um zu ermöglichen, dass außerhalb der Pumpstange (3a, 3b, 503, 603, 803, 805, 807) fließendes Fluid auch in der Bohrung und zwischen den äußersten Enden fließt.

24. Antriebsreihenanordnung gemäß Anspruch 23, wobei die Mehrzahl von Löchern (804, 806, 808) radial durch die Pumpstangenwand gebohrt ist, und zwar in der Nähe jedes äußersten Endes der Reihe.

25. Antriebsreihenanordnung gemäß Anspruch 23, wobei die Mehrzahl von Löchern (804, 806, 808) durch die Pumpstangenwand in symmetrischer Weise um die Mittelachse der Pumpstange (3a, 3b, 503, 603, 803, 805, 807) angeordnet ist, und zwar in der Nähe jedes äußersten Endes der Reihe.

26. Antriebsreihenanordnung gemäß Anspruch 23, wobei die Mehrzahl von Löchern (804, -806, 808) etwa zwischen 62 und 162 Löcher umfasst, die in Gruppen von ein bis drei Löchern an bestimmten Querabschnitten entlang der Mittelachse der Pumpstange (3a, 3b, 503, 603, 803, 805, 807) mit Zwischenräumen angeordnet sind, und zwar in der Nähe jedes äußersten Endes der Reihe.

27. Antriebsreihenanordnung gemäß Anspruch 23, wobei die Mehrzahl von Löchern (804, 806, 808) etwa zwischen 62 und 162 Löcher umfasst, die in einer schraubenförmigen Linie um die Mittelachse der Pumpstange (3a, 3b, 503, 603, 803, 805, 807) angeordnet sind, und zwar in der Nähe jedes äußersten Endes der Reihe. 21 AT 504 816B1

28. Anschlusselement (2, 402, 502, 602) gemäß Anspruch 14, welches weiters im Wesentlichen konische Außengewinde (405b, 505b, 605b, 702b) an jedem Ende aufweist, welche durch einen Mittelteil getrennt sind, der zwei Drehmomentschultern (2a, 2b, 402a, 502a, 602a, 701b) bildet, und wobei das Nippelanschlusselement (2, 402, 502, 602) weiters vollständige Windungen (5a, 5b, 703b) und freie Enden umfasst, die mit der Schulter einer Pumpstange (3a, 3b, 503, 603, 803, 805, 807) in Eingriff bringbar sind, um zwischen der Innenbohrung und den Gewinden (405b, 505b, 605b, 702b; 405a, 505a, 605a, 709b) eine Dichtung (711b) zu bilden.

29. Anschlusselement (2, 402, 502, 602) gemäß Anspruch 28, wobei die Bohrung des Nippelanschlusselements (2, 402, 502, 602) konisch ist und sich zu jedem Ende hin öffnet, zwischen jedem freien Ende und dem Beginn der Gewinde (405b, 505b, 605b, 702b) eine zylindrische Außenzone existiert und jedes freie Ende dazu angepasst ist, die Schulter einer Pumpstange (3a, 3b, 503, 603, 803, 805, 807) zu berühren, um zwischen der Innenbohrung und den Gewinden eine Dichtung (711b) zu definieren.

30. Hohle Pumpstange (3a, 3b, 503, 603, 803, 805, 807) gemäß Anspruch 10, wobei ein Pumpstangenabschnitt, der sich in der Nähe jedes äußersten Endes einer Reihe befindet, eine Mehrzahl von Löchern (804, 806, 808) durch die Stangenwand dieses Abschnitts aufweist, um zu ermöglichen, dass außerhalb der Pumpstange (3a, 3b, 503, 603, 803, 805, 807) fließendes Fluid auch in der Bohrung fließt.

31. Hohle Pumpstange (3a, 3b, 503, 603, 803, 805, 807) gemäß Anspruch 30, wobei eine Mehrzahl von Löchern (804, 806, 808) radial durch die Stangenwand gerichtet ist.

32. Hohle Pumpstange (3a, 3b, 503, 603, 803, 805, 807) gemäß Anspruch 30, wobei die Mehrzahl von Löchern (804, 806, 808) durch die Stangenwand in symmetrischer Weise um die Mittelachse der Pumpstange (3a, 3b, 503, 603, 803, 805, 807) angeordnet ist.

33. Hohle Pumpstange (3a, 3b, 503, 603, 803, 805, 807) gemäß Anspruch 30, wobei die Mehrzahl von Löchern (804, 806, 808) etwa zwischen 62 und 162 Löcher umfasst, die in Gruppen von ein bis drei Löchern (804, 806, 808) an bestimmten Querabschnitten entlang der Mittelachse der Pumpstange (3a, 3b, 503, 603, 803, 805, 807) mit Zwischenräumen angeordnet sind.

34. Hohle Pumpstange (3a, 3b, 503, 603, 803, 805, 807) gemäß Anspruch 30, wobei die Mehrzahl von Löchern (804, 806, 808) etwa zwischen 62 und 162 Löcher umfasst, die in einer schraubenförmigen Linie um die Mittelachse der Pumpstange (3a, 3b, 503, 603, 803, 805, 807) angeordnet sind. Hiezu 16 Blatt Zeichnungen