DE102009013981B4

DE102009013981B4 - spacer

Info

Publication number: DE102009013981B4
Application number: DE102009013981A
Authority: DE
Inventors: Fabian Maier
Original assignee: Friatec AG
Current assignee: Friatec AG
Priority date: 2009-03-19
Filing date: 2009-03-19
Publication date: 2011-09-01
Anticipated expiration: 2029-03-20
Also published as: DE102009013981A1

Abstract

Abstandshalter für die achsparallele Anordnung und Fixierung von Rohrsträngen (10), mit zumindest zwei Ausschnitten (2) für die Aufnahme von Rohrsträngen (10), wobei der Abstandshalter zwei voneinander trennbare Elemente (1, 1') und zumindest ein Element (1, 1') einen Zapfen (3) aufweist, der im zusammengesetzten Zustand des Abstandshalters in eine Ausnehmung (5) des anderen Elements (1, 1') hineingreift und im Zusammenwirken mit dieser eine kraftschlüssige Verbindung beider Elemente (1, 1') gewährleistet, und wobei zumindest ein Zapfen (3) eines Elements (1, 1') bei fluchtenden Ausschnitten (2) beider Elemente (1, 1') zu der zugeordneten Ausnehmung des gegenüber liegenden Elements (1, 1') um einen Abstand versetzt angeordnet ist, und eine Kontur (9) aufweist, in Folge welcher das erste und das zweite Element (1, 1') beim Zusammenfügen unter Beaufschlagung der Elemente (1, 1') mit einer Kraft senkrecht zu den Symmetrieebenen der Elemente (1, 1') in ihrer jeweiligen Symmetrieebene gegeneinander verschoben werden.Spacer for the axially parallel arrangement and fixation of pipe strands (10), with at least two cutouts (2) for receiving pipe strands (10), the spacer having two separable elements (1, 1 ') and at least one element (1, 1 ') has a pin (3) which, in the assembled state of the spacer, engages in a recess (5) of the other element (1, 1') and, in cooperation with it, ensures a non-positive connection between the two elements (1, 1 '), and wherein at least one pin (3) of one element (1, 1 ') is offset by a distance from the associated recess of the opposite element (1, 1') when the cutouts (2) of both elements (1, 1 ') are aligned, and has a contour (9), in consequence of which the first and the second element (1, 1 ') when they are joined together by applying a force to the elements (1, 1') perpendicular to the planes of symmetry of the elements (1, 1 ') in their respective plane of symmetry be moved to each other.

Description

Die Erfindung betrifft einen Abstandshalter für die achsparallele Anordnung und Fixierung von Rohrsträngen mit zumindest zwei Ausschnitten für die Aufnahme von Rohrsträngen. Gattungsgemäße Abstandshalter finden beispielsweise bei der Erdwärmegewinnung mittels Bohrlochsonden, die über eine vorbereitete Bohrung in das Erdreich eingelassen werden, Verwendung. Die Abstandshalter sorgen dafür, dass die Vielzahl von ihnen gehaltenen Sondenrohre eine kompakte und stabile Einheit bildet, so dass sie komfortabel und ohne zu verkanten in das Bohrloch eingeführt werden kann. Zum anderen dienen sie zur Erhöhung des Wirkungsgrads der Erdwärmesonde, insbesondere bei Sonden in koaxialer Bauweise, indem sie eine möglichst effektive Abschirmung des Sondenvorlaufs vom Sondenrücklauf bereitstellen, wodurch ein thermischer Kurzschluss weitestgehend unterdrückt wird.The invention relates to a spacer for the axis-parallel arrangement and fixation of pipe strings with at least two cutouts for receiving pipe strings. Generic spacers are used, for example, in geothermal energy production by means of borehole probes, which are embedded in the ground via a prepared bore. The spacers ensure that the plurality of probe tubes held by them form a compact and stable unit, so that they can be inserted into the borehole comfortably and without jamming. On the other hand, they serve to increase the efficiency of the geothermal probe, especially for probes in coaxial design by providing the most effective shielding of the probe lead from the probe return, whereby a thermal short circuit is largely suppressed.

Die EP 0 833 115 A1 offenbart einen gattungsgemäßen Abstandshalter für Rohrstränge von Erdsonden, der dazu geeignet ist, Rohrpaare aus einem Rücklauf und einem Vorlauf unter vorgegebenem Abstand zueinander anzuordnen, wozu der beschriebene Abstandshalter kreisförmige Ausschnitte besitzt, mit Öffnungen, die geringfügig kleiner als 180° ausgeführt sind und damit eine hinterschnittige Kontur ausbilden. Die Anordnung und Fixierung der Sondenrohre erfolgt, indem jedes Rohr durch die Öffnung in den Ausschnitt gezwängt wird, wobei sich die Öffnung elastisch aufweitet und nach Überschreiten des Hinterschnitts wieder in ihre Ausgangsposition zurück bewegt. Ist der Durchmesser des Ausschnitts etwas kleiner dimensioniert als der Durchmesser des aufzunehmenden Rohres, erfolgt die Fixierung des jeweiligen Rohres über eine Klemmung mit Hilfe des vorgespannten Hinterschnittes.The EP 0 833 115 A1 discloses a generic spacer for pipe strands of ground probes, which is adapted to pipe pairs of a return and a supply at a predetermined distance to each other, including the described spacer has circular cutouts, with openings that are slightly smaller than 180 ° and thus an undercut Train contour. The arrangement and fixation of the probe tubes is carried out by each tube is forced through the opening in the neck, wherein the opening widens elastically and moves back to its original position after exceeding the undercut. If the diameter of the cutout dimensioned slightly smaller than the diameter of the male pipe, the fixation of the respective tube via a clamp with the aid of the prestressed undercut takes place.

Aus der DE 10 2007 018 979 B3 ist ein weiterer Abstandshalter zur achsparallelen Fixierung mehrerer Rohrstränge bekannt, der die Besonderheiten aufweist, zum einen als eine das zu fixierende Rohrbündel umgebende Manschette ausgeführt zu sein, und zum anderen über rippenförmige Abstandselemente verfügt, über welche das Rohrbündel zentrisch innerhalb der Erdbohrung abgestützt wird, so dass ein definierter Spalt zwischen dem Rohrbündel und der Bohrlochwandung herstellbar ist.From the DE 10 2007 018 979 B3 a further spacer for axially parallel fixing of several pipe strands is known, which has the peculiarities of being designed as a collar surrounding the pipe bundle to be fixed, and on the other has rib-shaped spacers over which the tube bundle is centrally supported within the earth bore, so that a defined gap between the tube bundle and the borehole wall can be produced.

Die DE 10 2007 017 078 B3 beschreibt unter anderem ein Zentrierelement für Erdwärmesonden mit Aussparungen, die an der innen liegenden Seite dieses angeordnet sind, wodurch ein Freiraum zwischen den Rohren insbesondere in deren Zentrum erhalten bleibt, über den beispielsweise Werkzeuge zur Montage der Erdwärmesonde transportiert werden können. Das beschriebene Zentrierelement weist zwei voneinander trennbare Element auf, die beim Zusammenfügen unter Beaufschlagung mit einer Kraft senkrecht zu ihren Symmetrieebenen in ihrer jeweiligen Symmetrieebene gegeneinander verschoben werden.The DE 10 2007 017 078 B3 describes, inter alia, a centering element for geothermal probes with recesses, which are arranged on the inner side of this, whereby a space between the tubes is maintained in particular in the center, can be transported through the example, tools for mounting the geothermal probe. The centering element described has two separable element, which are moved against each other during assembly under the action of a force perpendicular to their symmetry planes in their respective plane of symmetry.

Bei allen aus dem Stand der Technik bekannten Abstandshaltern erfolgt die Fixierung der anzuordnenden Rohre an dem Abstandshalter über die oben beschriebene Klemmung mit Hilfe elastisch verformter, hinterschnittiger Ausschnittkonturen. Durch diese Art der Klemmung ist die verlässliche Positionierung der Abstandshalter in Längsachse nur bedingt möglich, da durch den geringen Anpressdruck, der über den Hinterschnitt erzeugt werden kann, in Verbindung mit der in der Regel glatten Rohroberfläche nur eine geringe Positionstreue des Abstandshalters auf dem Rohrbündel gewährleistet werden kann. In Folge dessen werden die Abstandshalter häufig bereits durch kleine Hindernisse im Bohrloch beim Einführen des Rohrbündels in das Bohrloch, oder bei der Verfüllung des Bohrlochs, an der Bohrlochöffnung zusammengeschoben und verlieren somit ihre Wirkung.In all spacers known from the prior art, the fixation of the pipes to be arranged on the spacer via the above-described clamping by means of elastically deformed, undercut cut-out contours. Due to this type of clamping, the reliable positioning of the spacers in the longitudinal axis is only possible to a limited extent because of the low contact pressure which can be generated via the undercut, in conjunction with the generally smooth tube surface ensures only a low positional fidelity of the spacer on the tube bundle can be. As a result, the spacers are often already pushed together by small obstacles in the wellbore during insertion of the tube bundle into the wellbore, or in the backfilling of the borehole, at the well opening and thus lose their effect.

Erste Lösungen dieses Problems beinhalten das zusätzliche Aufschweißen von Halteelementen auf den Rohren oder die Verwendung von Schneidringen, was jedoch entschiedene Nachteile mit sich bringt. Beispielsweise bedingt die Verwendung von Schweißelementen, die Bestandteil des Abstandshalters sind und über eine stoffschlüssige Verbindung, d. h. Anschweißen, mit dem Rohrbündel zu verbinden sind, einen nicht unerheblichen Mehraufwand. Letztlich verhindert auch ein derart angebrachter Abstandshalter ein nachträgliches Verschieben dieses entlang der Rohrbündelachse, was in manchen Fällen, etwa aufgrund von massiven Hindernissen im Bohrloch, notwendig sein kann und anderenfalls zu einem Feststecken der gesamten Sonde führen kann. Schließlich verursacht die Verwendung von Schneidringen sowie das Aufschweißen von Halteelementen eine Verletzung der Rohroberfläche, was letzten Endes auch eine Lebensdauerbeeinträchtigung des Sondensystems mit sich bringt.First solutions to this problem include the additional welding of holding elements on the pipes or the use of cutting rings, which, however, brings distinct disadvantages. For example, the use of welding elements, which are part of the spacer and via a cohesive connection, d. H. Welding, to be connected to the tube bundle, a considerable additional effort. Finally, such a spacer also prevents a subsequent displacement of this along the tube bundle axis, which in some cases, for example due to massive obstacles in the borehole, may be necessary and may otherwise lead to a pinning of the entire probe. Finally, the use of cutting rings as well as the welding of holding elements causes a violation of the tube surface, which ultimately also leads to a lifetime impairment of the probe system.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen Abstandshalter vorzuschlagen, der die vorbenannten Nachteile nicht aufweist, also insbesondere neben einer sicheren Anordnung und Fixierung von Rohrsträngen auch im Bedarfsfall das nachträgliche Verschieben des bereits positionierten Abstandshalters ermöglicht. Der bereitgestellte Abstandshalter sollte darüber hinaus die Eigenschaften besitzen, das fixierte Rohrbündel, soweit möglich, nicht zu beschädigen sowie bei Bedarf rückstandsfrei entfernbar zu sein.The invention is therefore based on the object to propose a spacer which does not have the aforementioned disadvantages, so in particular, in addition to a secure arrangement and fixation of pipe strands in case of need, the subsequent displacement of the already positioned spacer allows. The spacer provided should moreover have the properties of not damaging the fixed tube bundle as far as possible and of being able to be removed residue-free if necessary.

Diese Aufgabe wird in Verbindung mit dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Abstandshalter zwei voneinander trennbare Elemente und zumindest ein Element einen Zapfen aufweist, der im zusammengesetzten Zustand des Abstandshalters in eine Ausnehmung des anderen Elements hereingreift und im Zusammenwirken mit dieser eine kraftschlüssige Verbindung beider Elemente gewährleistet, wobei zumindest ein Zapfen eines Elements bei fluchtenden Ausschnitten beider Elemente zu der entsprechenden Ausnehmung des gegenüber liegenden Elements um einen Abstand versetzt angeordnet ist, und eine Kontur aufweist, in Folge welcher das erste und das zweite Element beim Zusammensetzen unter Beaufschlagung der Elemente mit einer Kraft senkrecht zu den Symmetrieebenen der Elemente in der jeweiligen Symmetrieebene gegeneinander verschoben werden.This object is achieved in conjunction with the preamble of claim 1 according to the invention in that the spacer two separable elements and at least one element has a pin which engages in the assembled state of the spacer in a recess of the other element and in cooperation with this ensures a frictional connection of the two elements, wherein at least one pin of an element at aligned cutouts of both elements to the corresponding Recess of the opposing element is arranged offset by a distance, and having a contour, in which the first and the second element are moved against each other during assembly under the action of the elements with a force perpendicular to the planes of symmetry of the elements in the respective plane of symmetry.

Bei einem erfindungsgemäßen Abstandshalter besitzen die Ausschnitte zur Aufnahme von Rohrsträngen vorzugsweise auch die aus dem Stand der Technik bekannte Kontur mit Hinterschnitt, wobei jedoch der Hinterschnitt nicht zur Verankerung des Abstandshalters auf dem Rohr vorgesehen ist, sondern lediglich zur Führung des Abstandshalters auf dem Rohr dient. Die beschriebene Reduzierung der Ausschnittsquerschnittsfläche im Vergleich zum Querschnitt des aufzunehmenden Rohres erübrigt sich bei erfindungsgemäßen Abstandshaltern.In a spacer according to the invention, the cutouts for receiving pipe strands preferably also known from the prior art contour with undercut, but the undercut is not provided for anchoring the spacer on the tube, but only serves to guide the spacer on the tube. The described reduction of the Ausschnittsquerschnittsfläche compared to the cross section of the male pipe is unnecessary in spacers according to the invention.

Vorzugweise weisen beide Elemente des erfindungsgemäßen Abstandshalters eine gleiche Anzahl Ausschnitte auf, wobei jeder Ausschnitt des ersten Elements mit einem Ausschnitt des zweiten Elements fluchtet, wenn das erste und das zweite Element lose aufeinander gesetzt werden, also bevor der erfindungsgemäße Zapfen eines der Elemente mit seiner Kontur in die Ausnehmung des anderen Elements bereits vollständig eingedrungen ist. Werden im Folgenden die lose aufeinander gesetzten Abstandshalterelemente unter Beaufschlagung mit einer Kraft ineinander gefügt, wobei auch der Zapfen entlang seiner Kontur vollständig in die Ausnehmung eindringt und infolge der Kontur des Zapfens sich das erste und das zweite Element gegeneinander verschieben, werden auch die vormals fluchtenden Ausschnitte gegeneinander verschoben. Hatten die Paare fluchtender Ausschnitte vor dem vollständigen Zusammenfügen der Elemente einen Rohrstrang formschlüssig aufgenommen, verursachen diese im gefügten Zustand des Abstandshalters eine Klemmung des Rohrstranges, eventuell unter geringfügiger elastischer Verformung entweder des jeweiligen Rohrstangs im Bereich der Klemmung oder der Abstandshalterausschnittkontur.Preferably, both elements of the spacer according to the invention on an equal number of cutouts, each section of the first element is aligned with a section of the second element, when the first and the second element are set loose on each other, so before the pin of the invention of one of the elements with its contour has already completely penetrated into the recess of the other element. In the following, the loosely placed spacer elements are inserted into one another under the action of a force, wherein the pin also completely penetrates into the recess along its contour and the first and the second element move relative to one another as a result of the contour of the pin, and the previously aligned cut-outs become too shifted against each other. If the pairs of aligned cutouts have received a positive fit between a pipe string before the elements are completely joined together, they cause the pipe string to become jammed in the assembled state of the spacer, possibly with slight elastic deformation either of the respective pipe string in the region of the clamping or of the spacer cutout contour.

Zur Erhöhung der Klemmwirkung ist bei einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass zumindest ein Ausschnitt am Rand einen Grat aufweist, der bei der Verschiebung beider Abstandshalterelemente in Folge des Zusammenfügens dieser zumindest teilweise die erfindungsbedingte Verstauchung erfährt, jedoch auch zur Erhöhung der Haftung zwischen Ausschnittkontur und Rohrstrangoberfläche dient. Letztlich hängt die Klemmwirkung des erfindungsgemäßen Abstandshalters auch vom Ausmaß der realisierten Verschiebung der Abstandshalterelemente sowie von der Baugeometrie und dem Material des Abstandshalters sowie der fixierten Rohrstränge ab.To increase the clamping effect is provided in one embodiment of the invention that at least a cut on the edge has a ridge that undergoes at least partially the invention-related sprain during the displacement of both spacer elements as a result of joining them, but also to increase the adhesion between cutting contour and pipe surface serves. Ultimately, the clamping action of the spacer according to the invention also depends on the extent of the realized displacement of the spacer elements and on the construction geometry and the material of the spacer and the fixed pipe strands.

Um ein Lösen der Abstandshalterelemente im gefügten Zustand zu verhindern, besitzt der Zapfen vorzugsweise einen Hinterschnitt, welcher durch die von der Verstauchung ausgehende Rückstellkraft im Zusammenwirken mit einer entsprechend geformten Abkantung an der Ausnehmung des gegenüber liegenden Elements für eine kraftschlüssige Verbindung beider Elemente sorgt. Vorzugsweise befindet sich der Hinterschnitt an dem freien Ende des Zapfens.In order to prevent loosening of the spacer elements in the joined state, the pin preferably has an undercut, which ensures by the sprain from the restoring force in cooperation with a correspondingly shaped fold on the recess of the opposing element for a frictional connection of the two elements. Preferably, the undercut is at the free end of the pin.

Vorzugsweise weist ein erfindungsgemäßer Abstandshalter einen zentralen Ausschnitt sowie zumindest zwei um diesen herum angeordnete Ausschnitte auf, wobei die außen gelegenen Ausschnitte die darin aufgenommenen Rohrstränge in einem vorgegebenen Abstand zu dem zentralen Ausschnitt anordnen. Diese Anordnung ist besonders zweckmäßig zur Realisierung der beschriebenen Abschottung eines von Sondenvorlauf und Sondenrücklauf von dem Erdwärmereservoir bei Sonden in koaxialer Bauweise.Preferably, a spacer according to the invention has a central cutout and at least two cutouts arranged around it, the cutouts located outside arranging the tube strands received therein at a predetermined distance from the central cutout. This arrangement is particularly useful for realizing the described foreclosure of a probe advance and probe return from the geothermal reservoir in coaxial design probes.

Um eine einfache Montage der Rohrstränge an dem Abstandshalter zu ermöglichen, weisen bei diesem zumindest die außen gelegenen Ausschnitte der Elemente vorzugsweise Öffnungen auf, durch welche jeweils ein Rohrstrang in den jeweiligen Ausschnitt eingesetzt werden kann. Besitzt die Ausschnittkontur einen Hinterschnitt, wird gewährleistet, dass der eingesetzte Rohrstrang zur endgültigen Positionierung lediglich noch axial bewegbar ist. Dies ist gleichbedeutend damit, dass, etwa zur nachträglichen Umpositionierung des Abstandshalters auf dem Rohrstrangbündel, die Elemente des Abstandshalters auch jeweils für sich nur parallel zu den Rohrstrangsymmetrieachsen bewegt werden können, wenn in zumindest einem Paar fluchtender Ausschnitte ein Rohrstrang eingesetzt ist. Vorzugsweise werden bei einem erfindungsgemäßen Abstandshalter die Rohrstränge in den Ausschnitten formschlüssig aufgenommen.In order to enable a simple assembly of the pipe strands on the spacer, in this at least the outer cutouts of the elements preferably have openings through which a tubing string can be inserted into the respective cutout. If the cut-out contour has an undercut, it is ensured that the inserted pipe string is only axially movable for final positioning. This is equivalent to the fact that, for example, for subsequent repositioning of the spacer on the tubing bundle, the elements of the spacer can also be moved only in parallel only to the Rohrstrangsymmetrieachsen, if in at least one pair of aligned cutouts a tubing string is used. Preferably, in a spacer according to the invention, the pipe strands are received in a form-fitting manner in the cutouts.

Für die Praxis von besonderer Relevanz ist eine Ausführungsform, bei der die beiden Elemente des Abstandshalters zur Aufnahme von zylindrischen Rohrsträngen vorgesehen sind und dazu kreisförmige äußere Ausschnitte aufweisen, mit Öffnungen, die nicht größer sind als ein Kreiselement Δα < 180°, so dass eine hinterschnittige Aufnahmekontur besteht.Of particular relevance in practice is an embodiment in which the two elements of the spacer are provided for receiving cylindrical pipe strands and having circular outer cutouts, with openings that are not larger than a circular element Δα <180 °, so that an undercut Recording contour exists.

Um die Montage und Handhabung des erfindungsgemäßen Abstandshalters so weit wie möglich zu vereinfachen, besteht dieser vorzugsweise aus zwei im Wesentlichen identischen Elementen, so dass die Gefahr ausgeschlossen werden kann, dass bei der Montage ein ausgezeichnetes erstes Element mit einem zweiten Element verwechselt wird. Dieser Gedanke wird bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung noch fortgeführt, die ein erstes und ein zweites Element aufweist, die eine mehrzählige Symmetrie besitzen, so dass zumindest zwei relative Anordnungen des ersten und des zweiten Elements zueinander möglich sind, bei denen jeweils sämtliche Ausschnitte des ersten und des zweiten Elements im ungefügten Zustand fluchten und des weiteren jeder der verwendeten Zapfen in eine entsprechende Ausnehmung des jeweils gegenüberliegenden Elements eingreifen kann. To simplify the assembly and handling of the spacer according to the invention as much as possible, this preferably consists of two substantially identical elements, so that the risk can be ruled out that during assembly an excellent first element is confused with a second element. This idea is still continued in a further embodiment of the invention, which has a first and a second element, which have a multiple symmetry, so that at least two relative arrangements of the first and the second element to each other are possible, in which all sections of the first and the second member are aligned in the unfastened state and further each of the pins used can engage in a corresponding recess of the respective opposite element.

Eine solche Ausführungsform hoher Symmetrie und damit Variabilität ist dadurch gekennzeichnet, dass jedes der beiden Elemente beispielsweise neben einem zentralen Ausschnitt, 2n mit n = 1, 2, 3 ..., beispielsweise 4, um diesen herum angeordnete Ausschnitte aufweist, deren Symmetriepunkte auf einer Kreisbahn um den Symmetriepunkt des zentralen Ausschnittes herum um jeweils 360°/n, also bei 4 Ausschnitten um 90°, zueinander beabstandet liegen, und wobei jedes Element beispielsweise zwei Zapfen und zwei Ausnehmungen aufweist, die wiederum auf einer Kreisbahn um den Symmetriepunkt des zentralen Ausschnittes angeordnet sind.Such an embodiment of high symmetry and thus variability is characterized in that each of the two elements, for example, in addition to a central section, 2n with n = 1, 2, 3 ..., for example, 4, arranged around these cutouts whose symmetry points on a Circular path about the symmetry point of the central cutout around each 360 ° / n, ie at 4 cutouts by 90 °, spaced from each other, and wherein each element, for example, two pins and two recesses, which in turn on a circular orbit around the symmetry point of the central section are arranged.

Weist ein vorbenannter Abstandshalter beispielsweise Elemente auf, die jeweils einen zentralen Ausschnitt und vier um diesen angeordnete Ausschnitte besitzen, und besitzt jedes der Elemente zwei Zapfen und zwei Ausnehmungen, wobei jeweils die Ausnehmungen und die Zapfen auf einer Geraden liegen, die durch das Zentrum der zentralen Öffnung verläuft, und ist jeder der Zapfen jedes der beiden Elemente zu beiden Seiten um 90° ± ε zu der ersten und der zweiten Ausnehmung versetzt angeordnet, so besitzt ein derartiger Abstandshalter eine 2-zählige Symmetrie, d. h., das erste und das zweite Element können unter einer Rotation um 180° in zwei unterschiedlichen Positionen zueinander gefügt werden. Voraussetzung dafür ist, dass der Versatz ε des ersten und des zweiten Zapfens beider Elemente jeweils identisch, also in die gleiche Winkelrichtung erfolgt ist.For example, an aforementioned spacer has elements each having a central cutout and four cutouts disposed thereabout, and each of the elements has two pivots and two recesses, each of the recesses and the pivots lying on a straight line passing through the center of the central one Opening is, and each of the pins of each of the two elements is arranged offset on both sides by 90 ° ± ε to the first and the second recess, such a spacer has a 2-fold symmetry, i. h., The first and the second element can be joined under rotation by 180 ° in two different positions to each other. The prerequisite for this is that the offset ε of the first and the second pin of both elements is identical in each case, that is, in the same angular direction.

Grundsätzlich ist es auch möglich, dass die Ausnehmungen den beschriebenen Versatz ε aufweisen, während die Zapfen regelmäßig angeordnet sind. Zweckmäßigerweise bestimmt sich der Winkelversatz ε relativ zu den Symmetrieachsen des ersten und des zweiten Elements, welche im Allgemeinen für beide Elemente identisch sind. In der Praxis hat sich ein Winkelversatz, je nach Anwendung, mit 0° < ε < 10° als zweckmäßig herausgestellt. Dies ist insbesondere abhängig von der Elastizität der verwendeten Werkstoffe, sowohl des Abstandhalters, als auch der Rohrstränge.In principle, it is also possible that the recesses have the described offset ε, while the pins are arranged regularly. Conveniently, the angular offset ε is determined relative to the axes of symmetry of the first and second elements, which are generally identical for both elements. In practice, an angle offset, depending on the application, with 0 ° <ε <10 ° has been found to be useful. This is particularly dependent on the elasticity of the materials used, both the spacer, as well as the pipe strands.

Bei einem besonders einfach herstellbaren Abstandshalter der erfindungsgemäßen Art sind die Ausnehmungen zumindest teilweise als Bohrungen ausgeführt, die das jeweilige Element vollständig durchdringen, so dass der Hinterschnitt am freien Ende des zumindest einen Zapfens des ersten Elements mit der diesem Element abgewandten Bohrlochkante des zweiten Elements die kraftschlüssige Verbindung herstellt. Beim Fügen des ersten und des zweiten Elements zu dem erfindungsgemäßen Abstandshalter dringt bei der vorgenannten Ausführungsform das freie Ende vollständig durch die Bohrung des zweiten Elements hindurch, bis auch der Hinterschnitt am freien Ende des Zapfens rückwärtig aus dem durchdrungenen Element heraustritt und mit der rückwärtigen Bohrlochkante eine kraftschlüssige Verbindung beider Elemente herstellt.In a particularly easy to produce spacer of the invention, the recesses are at least partially designed as holes that completely penetrate the respective element, so that the undercut at the free end of the at least one pin of the first element with the element facing away from this element Bohrlochkante the second element the non-positive Makes connection. When joining the first and the second element to the spacer according to the invention in the aforementioned embodiment, the free end penetrates completely through the bore of the second element until the undercut at the free end of the pin emerges rearwardly from the penetrated element and with the rear edge of the hole non-positive connection of both elements produces.

Grundsätzlich bestehen keine Einschränkungen bezüglich der Materialwahl zur Verwirklichung erfindungsgemäßer Abstandshalter. Es hat sich jedoch als sinnvoll herausgestellt, wenn die Elastizität des Abstandshaltermaterials auf die Verwindungssteifigkeit der zu fixierenden Rohrstränge insofern abgestimmt wird, als dass im Zweifelsfalls bei der Verklemmung der Rohrstränge mit dem Abstandshalter vorzugsweise der Abstandshalter selbst die schließlich für die Verklemmung ursächliche Deformation erfährt, während die fixierten Rohrstränge weitestgehend unbeeinträchtigt bleiben.In principle, there are no restrictions with regard to the choice of material for the realization of spacers according to the invention. However, it has proven to be useful if the elasticity of the spacer material is tuned to the torsional rigidity of the pipe strands to be fixed in that in case of doubt in the jamming of the pipe strands with the spacer, preferably the spacer itself, the eventual for the jamming deformation, while the fixed pipe strands remain largely unimpaired.

Die Montage der Elemente kann je nach Klemmkraft von Hand oder unter Zuhilfenahme von üblichen Werkzeugen, wie etwa Zangen, erfolgen.The assembly of the elements can be done by hand or with the aid of conventional tools, such as pliers, depending on the clamping force.

Es ist ersichtlich, dass erfindungemäße Abstandshalter sowohl für Erdwärmesonden in koaxialer Bauform geeignet sind, als auch für Sonden im klassischen U-Profil. Auch für die letztgenannten Sondenarten sind Halter mit zentralem Ausschnitt häufig zweckmäßig, da sie ein verbessertes elastisches Verhalten aufweisen.It can be seen that spacers according to the invention are suitable both for geothermal probes in coaxial design, as well as for probes in the classical U-profile. Also for the latter types of probes, holders with a central cut-out are often expedient since they have an improved elastic behavior.

Der Abstandhalter kann überdies bei allen Anwendungen eingesetzt werden, bei denen Rohrstränge gebündelt werden sollen.The spacer can also be used in all applications where pipe strings are to be bundled.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden in der Zeichnung anhand von schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen beschrieben.Further details of the invention are described in the drawing with reference to schematically illustrated embodiments.

Hierbei zeigt:Hereby shows:

1 eine perspektivische Draufsicht auf eines der beiden Elemente eines Abstandshalters; 1 a top perspective view of one of the two elements of a spacer;

2 eine Draufsicht auf eines der beiden Elemente eines Abstandshalters; 2 a plan view of one of the two elements of a spacer;

3 eine perspektivische Ansicht des ersten und des zweiten Elements in Montageposition; 3 a perspective view of the first and second elements in the mounting position;

4 eine Draufsicht auf einen gefügten Abstandshalter; und 4 a plan view of a joined spacer; and

5 eine Draufsicht auf einen gefügten Abstandshalter mit eingesetzten Rohren. 5 a plan view of a joined spacer with inserted tubes.

1 zeigt eines der beiden Abstandshalterelemente 1, 1' mit vier äußeren Aussparungen 2, zwei Zapfen 3, die jeweils einen Hinterschnitt 4 und ein freies Ende 6 aufweisen, und zwei Ausnehmungen 5. Es ist des Weiteren zu erkennen, dass die Ausnehmungen 5 als Bohrungen realisiert sind, die das Abstandshalterelement 1 vollständig durchdringen. Die zentrale Öffnung des Abstandshalterelements 1 kann zur Aufnahme eines weiteren Sondenrohres verwendet werden, wie es beispielsweise für Erdwärmesonden in koaxialer Bauweise zweckmäßig sein könnte. 1 shows one of the two spacer elements 1 . 1' with four outer recesses 2 , two cones 3 , each with an undercut 4 and a free end 6 have, and two recesses 5 , It can also be seen that the recesses 5 are realized as holes that the spacer element 1 completely penetrate. The central opening of the spacer element 1 can be used to accommodate a further probe tube, as it could be useful, for example, geothermal probes in coaxial design.

2 zeigt das Abstandshalterelement 1 aus 1 in einer Draufsicht, wobei zusätzlich eine erste und eine zweite Symmetrieachse des Abstandshalterelements 1 mit Hilfe der Punkt-Strich-Geraden eingezeichnet sind. Die durchgezogene Linie verläuft durch die Mittelpunkte der ersten und der zweiten Ausnehmung 5, wobei der Winkel ε zwischen der senkrechten Symmetrieachse und der durchgängigen Linie durch die Ausnehmungsmittelpunkte den Versatz der Ausnehmungen 5 veranschaulicht. Die Kreislinie in Punkt-Strich-Form verdeutlicht, dass sowohl die Zentren der Ausnehmungen 5 als auch die der Zapfen 3 auf einer solchen liegen. 2 shows the spacer element 1 out 1 in a plan view, wherein additionally a first and a second axis of symmetry of the spacer element 1 are drawn with the help of the dot-dash line. The solid line passes through the centers of the first and second recesses 5 , wherein the angle ε between the vertical axis of symmetry and the continuous line through the Ausnehmungsmittelpunkte the offset of the recesses 5 illustrated. The circular line in dot-dash form illustrates that both the centers of the recesses 5 as well as the pins 3 lie on such.

Es ist zu erkennen, dass das Abstandshalterelement 1 eine 2-zählige Symmetrie aufweist, da es auch unter einer Drehung um 180° um seinen Mittelpunkt selbstidentisch ist.It can be seen that the spacer element 1 has a 2-fold symmetry since it is self-identical even with a 180 ° rotation about its center.

3 zeigt ein erstes und ein zweites Abstandshalterelement 1, 1', wobei jedes der beiden Abstandshalterelemente mit den in den 1 und 2 dargestellten identisch ist. Element 1 und Element 1' besitzen am Rand der Ausschnitte 2 einen Grat 8, der der Verklemmung eines Rohrstrangs in der entsprechenden Aussparung zuträglich ist. Die Grate 8 erstrecken sich in der beschriebenen Ausführungsform nicht über die gesamte Länge der Ränder der Ausschnitte 2. Auch der Darstellung in 3 ist wieder die Selbstidentität beider Elemente 1, 1' zu entnehmen, so dass es auch möglich wäre, eines der Elemente 1, 1' nach Rotation um einen Winkel von 180° mit dem anderen Element 1, 1' zu dem erfindungsgemäßen Abstandshalter zusammenzufügen. Darüber hinaus ist zu erkennen, dass das freie Ende 6 des Zapfens 3 eine Kontur 9 aufweist, wodurch sich der Querschnittsmittelpunkt des Zapfens 3 über seine Länge verlagert. Dies hat zur Folge, dass beim Einführen der Zapfen 3 in die Ausnehmungen 5 eine Verdrehung der Elemente 1, 1' gegeneinander entlang der Kreislinie aus 2 erfolgt, wodurch die zuvor fluchtenden Ausschnitte 2 der beiden Abstandshalterelemente 1, 1' nach dem vollständigen Zusammenfügen dieser nicht mehr völlig deckungsgleich übereinander angeordnet sind. 3 shows a first and a second spacer element 1 . 1' , wherein each of the two spacer elements with the in the 1 and 2 is identical. element 1 and element 1' own on the edge of the cutouts 2 a ridge 8th which is conducive to the jamming of a pipe string in the corresponding recess. The burrs 8th do not extend in the described embodiment over the entire length of the edges of the cutouts 2 , Also the representation in 3 is again the self-identity of both elements 1 . 1' so that it would also be possible to choose one of the elements 1 . 1' after rotation through an angle of 180 ° with the other element 1 . 1' to assemble the spacer according to the invention. In addition, it can be seen that the free end 6 of the pin 3 a contour 9 having, whereby the cross-sectional center of the pin 3 shifted over its length. As a result, when inserting the pins 3 in the recesses 5 a twist of the elements 1 . 1' against each other along the circle 2 takes place, whereby the previously aligned cutouts 2 the two spacer elements 1 . 1' after complete assembly of these are no longer completely congruent arranged one above the other.

Dies ist auch in 4 zu erkennen. Hier ist ein vollständig zusammengefügter erfindungsgemäßer Abstandshalter dargestellt, mit einem ersten Element 1 sowie einem zweiten Element 1', die mit einem leichten Winkelversatz übereinander angeordnet sind, was besonders deutlich an der relativen Anordnung der Aussparungen 2 des ersten Elements 1 und des zweiten Elements 1' zu erkennen ist, die nicht mehr vollständig fluchten. Aus der sichtbaren Oberseite des Halterelements 1 ragen durch die Ausnehmungen 5 dieses die freien Enden 6 bis zur Höhe der Unterkante des Hinterschnitts 4 des Zapfens 3 empor. Die kraftschlüssige Verbindung beider Elemente 1, 1' wird schließlich dadurch erreicht, dass die benannte Unterkante des Hinterschnitts 4 auf der sichtbaren Oberseite des Elements 1' lagert.This is also in 4 to recognize. Here, a fully assembled inventive spacer is shown, with a first element 1 and a second element 1' , which are arranged one above the other with a slight angular offset, which is particularly evident in the relative arrangement of the recesses 2 of the first element 1 and the second element 1' it can be seen that they are no longer completely aligned. From the visible top of the holder element 1 protrude through the recesses 5 this the free ends 6 up to the height of the lower edge of the undercut 4 of the pin 3 up. The non-positive connection of both elements 1 . 1' is finally achieved by the designated lower edge of the undercut 4 on the visible top of the element 1' outsourced.

5 zeigt den Abstandshalter aus 4 mit Rohrsträngen 10, die in die Aussparungen 2 vor dem Fügen der Abstandshalterelemente 1, 1' eingesetzt worden sind und durch das Fügen beider Elemente 1, 1' die Fixierung auf die vorgenannte Art und Weise erfahren haben. Wiederum sind die freien Enden 6 der Zapfen 3 des unterliegenden Abstandshalterelements 1 zu erkennen, die durch die Ausnehmungen 5 des sichtbaren Elements 1 hindurchragen. 5 shows the spacer 4 with pipe strings 10 in the recesses 2 before joining the spacer elements 1 . 1' have been used and by joining both elements 1 . 1' have learned the fixation in the aforementioned manner. Again, the free ends are 6 the pin 3 of the underlying spacer element 1 to recognize through the recesses 5 of the visible element 1 protrude.

Die in der vorstehenden Beschreibung, in der Zeichnung sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.The features of the invention disclosed in the foregoing description, in the drawing and in the claims may be essential for the realization of the invention both individually and in any desired combination.

Claims

Spacer for the axis-parallel arrangement and fixing of pipe strings ( 10 ), with at least two sections ( 2 ) for receiving pipe strings ( 10 ), wherein the spacer has two separable elements ( 1 . 1' ) and at least one element ( 1 . 1' ) a pin ( 3 ), which in the assembled state of the spacer in a recess ( 5 ) of the other element ( 1 . 1' ) and in cooperation with this a frictional connection of both elements ( 1 . 1' ), and wherein at least one pin ( 3 ) of an element ( 1 . 1' ) at aligned cutouts ( 2 ) of both elements ( 1 . 1' ) to the associated recess of the opposing element ( 1 . 1' ) is offset by a distance, and a Contour ( 9 ), in consequence of which the first and the second element ( 1 . 1' ) when joining under action of the elements ( 1 . 1' ) with a force perpendicular to the planes of symmetry of the elements ( 1 . 1' ) are shifted in their respective symmetry plane against each other.

Spacer according to claim 1, characterized in that at least one pin ( 3 ) of a first element ( 1 . 1' ) at its free end ( 6 ) an undercut ( 4 ), which in cooperation with a correspondingly shaped fold on the recess ( 5 ) of the second element ( 1 . 1' ) for the frictional connection of both elements ( 1 . 1' ).

Spacer according to claim 1, characterized in that it has a central cutout ( 2 ) and at least two cutouts ( 2 ), which contains the pipe strands ( 10 ) at a predetermined distance to the central section ( 2 ).

Spacer according to claim 3, characterized in that the outer cutouts ( 2 ) Have openings through which a tubing string ( 10 ) in the respective section ( 2 ) is used.

Spacer according to one of the preceding claims, wherein the cutouts are the pipe strands ( 10 ) surrounded positively.

Spacer according to one of claims 4 or 5, characterized in that the outer cutouts ( 2 ) have a receiving contour with an undercut, so that the elements ( 1 . 1' ) of the spacer can be moved in each case only parallel to the pipe string axes of symmetry, if in at least one of the cutouts ( 2 ) a tubing string ( 10 ) is used.

Spacer according to one of claims 3 to 6, characterized in that the elements ( 1 . 1' ) for receiving cylindrical pipe strands ( 10 ) circular cutouts ( 2 ), with openings that are not larger than a circular element Δα <180 °, so that there is an undercut receiving contour.

Spacer according to one of the preceding claims, characterized in that the two elements ( 1 . 1' ) are substantially identical.

Spacer according to one of the preceding claims, characterized in that both elements ( 1 . 1' ) next to a central section ( 2 ), four cutouts ( 2 ) whose points of symmetry lie on a circular path around the point of symmetry of the central section ( 2 ) are each spaced at 90 ° from each other, and wherein each element ( 1 . 1' ) exactly two pins ( 3 ) and two recesses ( 5 ), which in turn orbit around the point of symmetry of the central section (FIG. 2 ) are arranged.

Spacer according to claim 1, characterized in that at least one pin ( 3 ) and an associated recess ( 5 ) at aligned cutouts ( 2 ) of both elements ( 1 . 1' ) are arranged offset from each other along a circular path by an angle ε.

Spacer according to claim 10, with 0 ° <ε <10.

Spacer according to claim 2, characterized in that the recesses ( 5 ) are at least partially designed as bores that the respective element ( 1 . 1' ) completely penetrate, so that the undercut ( 4 ) at the free end ( 6 ) of the at least one pin ( 3 ) of the first element ( 1 . 1' ) with this element ( 1 . 1' ) facing away from the borehole edge of the second element ( 1 . 1' ) produces the non-positive connection.

Spacer according to one of the preceding claims, in which at least one cutout ( 2 ) on the edge of a ridge ( 8th ), which increases the surface pressure locally.