DE102010053900B4

DE102010053900B4 - Dichtungssystem für Bohrlochpumpen

Info

Publication number: DE102010053900B4
Application number: DE102010053900A
Authority: DE
Inventors: Jochen Dittrich; Angelo Cemin; Alexander Zuber
Original assignee: Netzsch Oilfield Products GmbH
Current assignee: NETZSCH PUMPEN & SYSTEME GMBH, DE
Priority date: 2010-12-09
Filing date: 2010-12-09
Publication date: 2012-10-31
Anticipated expiration: 2030-12-10
Also published as: CN103403290A; WO2012095070A2; EP2649267A2; RU2013131165A; AU2011355372A1; DE102010053900A1; WO2012095070A3

Abstract

Dichtungssystem (20) zur Abdichtung eines Antriebskopfes (10) einer Bohrlochpumpe (12) gegen ein Bohrloch (14), wobei der Antriebskopf (10) aus einem Antrieb (16) und einer Laterne (22) besteht, wobei das Dichtungssystem (20) an einer Basis (24) der Laterne (22) angeordnet ist und wobei eine Polierstange (26) durch das Dichtungssystem (20) verläuft, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungssystem (20) lösbar mit der Basis (24) der Laterne (22) verbunden ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Dichtungssystem zur Abdichtung des Antriebs von Bohrlochpumpen gegen das Bohrloch.
Die amerikanische Patentschrift US 5,711,533 offenbart eine Dichtungsanordnung für eine Ölpumpeinrichtung mit einer Vorrichtung zum Ausrichten der Polierstange. Die Dichtungsanordnung ist aus zwei Komponenten aufgebaut. Die zwei Komponenten werden über Flansche verbunden. Zwischen den Flanschen ist eine statische Dichtung angeordnet, die die Flansche gegeneinander abdichtet. Der untere Teil der Dichtungsanordnung ist mit einem Gewinde versehen und wird mit dem Blow Out Preventer der Ölpumpeinrichtung verbunden.
Die amerikanische Patentschrift US 7,337,851 offenbart eine Antriebseinheit für eine Ölpumpeinrichtung, bei der die Dichtungseinheit direkt unter der Polierstangenklemme, auf einer Hohlwelle, angeordnet ist. Beide Bauteile befinden sich oberhalb des hydraulischen Antriebsmotors. Durch diese Anordnung ist es möglich, Teile der Dichtungseinheit zu tauschen ohne den Antrieb demontieren zu müssen.
Die kanadische Patentschrift CA 2 515 616 C offenbart eine Dichtungsanordnung, bei der mehrere Dichtringe hintereinander angeordnet sind, um bei Verschleiß eines einzelnen Dichtrings keine Leckage zu erzeugen. Über eine Wartungsbohrung hinter dem aktiven Dichtring wird geprüft, ob noch ausreichende Dichtigkeit besteht, andernfalls wird einer der zusätzlichen Dichtringe aktiv.
Aus dem Stand der Technik sind viele Vorrichtungen und Verfahren bekannt, mit denen der Antriebskopf einer Bohrlochpumpe gegen das Bohrloch abgedichtet werden kann. Nachteilig ist bei diesen Vorrichtungen, dass sie mit der Laterne oder dem Antriebskopf fest verbunden und nicht austauschbar sind. Auch eine Adaptierung der Dichtungseinheit auf andere Größen und Abmessungen der Polierstange ist mit bekannten Systemen gemäß des Standes der Technik nicht möglich.
Somit liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Dichtungssystem zu schaffen, mit welchem der Antriebskopf einer Bohrlochpumpen ökonomisch und sicher gegen das Bohrloch abdichtbar ist und das für Polierstangen mit verschiedenen Außendurchmessern adaptierbar ist.
Die obige Aufgabe wird durch ein Dichtungssystem gelöst, das die Merkmale des Anspruchs 1 umfasst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Merkmalen der Unteransprüche zu entnehmen.
Es ist ein Dichtungssystem zur Abdichtung eines Antriebskopfes einer Bohrlochpumpen gegen ein Bohrloch offenbart. Der Antriebskopf der Bohrlochpumpe besteht aus einem Antrieb und einer sogenannten Laterne. Die Laterne ist unter einer Gehäusebaugruppe angeordnet, an welcher der Antrieb angelenkt ist. Die Laterne besteht aus dem Laternenrahmen, einer dynamischen Dichtung und aus einer Lagerbuchse zur Führung der Polierstange. Die Außenstruktur der Laterne ist so ausgelegt, dass alle auftretenden Kräfte von oder an das Bohrloch ohne Sicherheitsrisiko über den Verbindungsflansch übertragen werden können. Das Dichtungssystem ist an einer Basis der Laterne angeordnet, wobei eine Polierstange zur Übertragung der Antriebskräfte an die Bohrlochpumpe im Bohrloch durch das Dichtungssystem verläuft. Das Dichtungssystem ist lösbar mit der Basis der Laterne verbunden.
Das Dichtungssystem ist an einer Unterseite mit einem Verbindungselement versehen, mit welchem das Dichtungssystem form- und kraftschlüssig mit der Basis der Laterne lösbar verbunden ist. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Verbindungselement ein Flansch und/oder ein gewindebewehrtes Verbindungselement. Unter einem gewindebewehrten Verbindungselement ist zum Beispiel ein Flansch zu verstehen, welcher an seiner Außenseite mit einem Gewinde versehen ist, welches in die Basis der Laterne einschraubbar ist.
Zwischen dem Verbindungselement und der Basis der Laterne ist ein statisches Dichtelement angeordnet. Das statische Dichtelement ist in einer bevorzugen Ausführungsform als O-Ring oder als flacher Dichtring ausgeführt. Weiterhin besitzt das Dichtungssystem ein dynamisches Dichtelement. Das dynamische Dichtelement ist eine Stopfbuchse oder eine Gleitringdichtung. Erfindungsgemäß ist unter einem dynamischen Dichtungselement ein Element zu verstehen, mit dem bewegliche Teile, wie zum Beispiel die drehende Polierstange, abgedichtet werden. Unter einem statischen Dichtungselement sind zum Beispiel O-Ringe oder flache Dichtringe zu verstehen, welche unbewegliche Bauteile wie das Dichtungssystem und die Laterne gegeneinander abdichten.
Ein Innendurchmesser des dynamischen Dichtelements ist derart addaptierbar, dass Polierstangen mit verschiedenen Außendurchmessern mit dem Dichtungssystem abdichtbar sind. In einer weiteren Ausführungsform wird das komplette Dichtungssystem aus der Laterne ausgebaut und durch ein Dichtungssystem mit einem anderen Innendurchmesser ersetzt. Durch diese modulare Bauweise sind ebenfalls Polierstangen mit verschiedenen Außendurchmessern abdichtbar. Beide Ausführungsformen haben bei der Herstellung des Antriebskopfes den Vorteil, dass die Laterne immer mit der gleichen Basis versehen werden kann egal wie groß der Antrieb und somit der Durchmesser der Polierstange ist.
Im Folgenden sollen Ausführungsbeispiele die Erfindung und ihre Vorteile anhand der beigefügten Figuren näher erläutern. Die Größenverhältnisse der einzelnen Elemente zueinander in den Figuren entsprechen nicht immer den realen Größenverhältnissen, da einige Formen vereinfacht und andere Formen zur besseren Veranschaulichung vergrößert im Verhältnis zu anderen Elementen dargestellt sind.
1 zeigt die Lage des erfindungsgemäßen Dichtungssystems im Antriebskopf.
2 zeigt das erfindungsgemäße Dichtungssystem in einer Schnittdarstellung.
1 zeigt die Lage des erfindungsgemäßen Dichtungssystems 20 im Antriebskopf 10 einer Förderanlage. Der Antriebskopf 10 besteht im Wesentlichen aus dem Antrieb 16 und der Laterne 22, in welcher weitere Komponenten untergebracht sein können. Die Antriebsenergie wird vom Antrieb 16 auf die Polierstange 26 übertragen. Die Polierstange 26 ist mit der Bohrlochpumpe 12 verbunden, welche sich im Bohrloch 14 befindet. Die Bohrlochpumpe 12 wird von der Polierstange 26 angetrieben. Um den Antriebskopf 10 gegen das Bohrloch 14 abzudichten, ist ein Dichtungssystem 20 mit der Basis 24 der Laterne 22 verbunden. Der Aufbau und die Funktion des Dichtungssystems 20 werden in der 2 genauer beschrieben.
2 zeigt das erfindungsgemäße Dichtungssystem 20 in einer Schnittdarstellung. Das Dichtungssystem 20 ist über ein Verbindungselement 32 mit der Basis 24 der Laterne 22 verbunden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel besteht das Verbindungselement 32 aus einer Flanschverbindung, bei welcher das Dichtungssystem 20 durch Schrauben 28 mit der Basis 24 lösbar verbunden wird. Um sicher zu stellen, dass zwischen der Laterne 22 und dem Dichtungssystem 20 keine Flüssigkeit austreten kann, ist das Dichtungssystem 20 an seiner Unterseite 30, welche in die Basis 24 der Laterne 22 eingesetzt ist, mit einem statischen Dichtelement 34 versehen. Die Polierstange 26 wird gegen das Bohrloch (nicht dargestellt) durch ein dynamisches Dichtelement 36 abgedichtet. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das dynamische Dichtelement 36 eine Stopfbuchse. Das Dichtungssystem 20 zeichnet sich dadurch aus, dass es an verschiedenen Polierstangen 26 und/oder Bohrlöcher angepasst werden kann. Dies geschieht dadurch, dass der Innendurchmesser ID des dynamischen Dichtelements 36 an den Außendurchmesser AD der Polierstange 26 angepasst wird. Für den Fall, dass doch einmal Fördermedium aus dem Dichtungssystem 20 austritt, ist dieses mit einem Leckageablauf 18 versehen.
Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben.
Bezugszeichenliste

10: Antriebskopf
12: Bohrlochpumpe
14: Bohrloch
16: Antrieb
18: Leckageablauf
20: Dichtungssystem
22: Laterne
24: Basis der Laterne
26: Polierstange
28: Schrauben
30: Unterseite
32: Verbindungselement
34: statisches Dichtelement
36: dynamisches Dichtelement
ID: Innendurchmesser
AD: Außendurchmesser

Claims

Dichtungssystem (20) zur Abdichtung eines Antriebskopfes (10) einer Bohrlochpumpe (12) gegen ein Bohrloch (14), wobei der Antriebskopf (10) aus einem Antrieb (16) und einer Laterne (22) besteht, wobei das Dichtungssystem (20) an einer Basis (24) der Laterne (22) angeordnet ist und wobei eine Polierstange (26) durch das Dichtungssystem (20) verläuft, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungssystem (20) lösbar mit der Basis (24) der Laterne (22) verbunden ist.
Dichtungssystem (20) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungssystem (20) an einer Unterseite (30) mit einem Verbindungselement (32) versehen ist, mit welchem das Dichtungssystem (20) form- und kraftschlüssig mit der Basis (24) der Laterne (22) lösbar verbunden ist.
Dichtungssystem (20) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (32) ein Flansch und/oder ein gewindebewehrtes Verbindungselement ist.
Dichtungssystem (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Verbindungselement (32) und der Basis (24) der Laterne (22) ein statisches Dichtelement (34) angeordnet ist.
Dichtungssystem (20) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das statische Dichtelement (34) ein O-Ring oder ein flacher Dichtring ist.
Dichtungssystem (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungssystem (20) ein dynamisches Dichtelement (36) besitzt.
Dichtungssystem (20) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das dynamische Dichtelement (36) eine Stopfbuchse oder eine Gleitringdichtung ist.
Dichtungssystem (20) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Innendurchmesser (ID) des dynamischen Dichtelements (36) derart addaptierbar ist, dass Polierstangen (26) mit verschiedenen Außendurchmessern (AD) mit dem Dichtungssystem (20) abdichtbar sind.