DE1077166B - Verrohrungskopf fuer zwei parallel nebeneinander angeordnete Steigrohrstraenge - Google Patents

Description

Im Gegensatz zu bekannten Verrohrungsköpfen, bei denen beide Steigrohr stränge aus ergiebigen Erdschichten hohen Druckes fördern oder bei denen ein Steigrohrstrang aus einer Erdschicht hohen Druckes und der andere Steigrohr strang in einer Erdschicht niederen Druckes arbeitet, ist die neue Verrohrungskopfanordnung für Bohrlöcher bestimmt, bei denen mit mäßigem Druck aus zwei Erdschichten gefördert wird.

Die Hauptaufgabe der Erfindung besteht darin, einen Verrohrungskopf zu schaffen, bei dem eine der Steigrohrleitungen ausgebaut werden kann, ohne daß die Förderung aus der anderen Steigrohrleitung eingestellt werden muß. Die neue Anordnung ermöglicht auch ein leichtes Prüfen der Abdichtungseinrichtungen des Verrohrungskopfes.

Um diesen Aufgaben gerecht zu werden, ist bei einem dreiteiligen Verrohrungskopf für zwei parallel nebeneinander angeordnete Steigrohr stränge, mit einem eine gemeinsame Bohrung für beide Stränge aufweisenden unteren Kopfteil und mit einem an dem unteren Kopfteil angeflanschten mittleren Kopfteil, der mit zwei senkrechten in der Flucht der Steigrohre verlaufenden Bohrungen versehen ist, wobei am oberen Ende des unteren Kopfteiles eine das Bohrloch dichtend abschließende Packungseinrichtung angeordnet ist, erfindungsgemäß die Packung mit einer Hülse versehen, welche den einen der Steigrohrstränge aufnimmt und die Verbindungsstelle zwischen dem unteren Kopfteil und dem mittleren Kopfteil überbrückt; dabei ist die Hülse an ihrem unteren Ende von der Packungseinrichtung dichtend umfaßt und an ihrem oberen Ende im mittleren Kopfteil durch eine Dichtungseinrichtung umgeben.

Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung einer bevorzugten Ausführung an Hand der Zeichnungen.

In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht des Verrohrungskopfs,

Fig. 2 einen vergrößerten unterbrochenen Schnitt der in Fig. 1 nicht im Schnitt dargestellten Teile,

Fig. 3 einen waagerechten Schnitt nach Linie 3-3 der Fig. 2, und

Fig. 4 einen waagerechten Schnitt nach Linie 4-4 der Fig. 2.

Die in Fig. 1 dargestellte bevorzugte Ausführung des Verrohrungskopfs weist einen unteren Kopfteil 11 mit einer beide Steigrohrstränge 13 und 14 aufnehmenden Bohrung und zwei auf diesem aufgesetzte mit zwei senkrechten, mit den Steigrohr strängen fluchtenden Bohrungen versehenen Kopfteilen 10 und 12 auf, die im folgenden als mittlerer und oberer Kopfteil bezeichnet sind. Die eine Bohrung jedes dieser Kopf teile ist mit einem Verschlußschieber und einer Abzweigung Verrohrungskopf

für zwei parallel nebeneinander

angeordnete Steigrohrstränge

Anmelder:

McEvoy Company,

Houston, Tex. (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. K. Boehmert

und Dipl.-Ing. A. Boehmert, Patentanwälte,

Bremen 1, Feldstr. 24

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 2. November 1955

Allen Franklin Rhodes, Houston, Tex. (V. St. A.},
ist als Erfinder genannt worden

versehen, \vährend die andere Bohrung als freier Durchlaß ausgebildet ist, wobei (gesehen in Fig. 1) der Verschlußschieber und die Abzweigung des mittleren Kopfteils nach links und der Verschlußschieber und die Abzweigung des oberen Kopfteils nach rechts gerichtet sind.

Der eine der beiden Steigrohrstränge 13 ist in das untere Ende einer Bohrung 38 des mittleren Kopfteils 10 eingeschraubt. Eine Bohrung 45 des oberen Kopfteils 12 ist mit der Bohrung 38 ausgerichtet und ist über eine Gewindemuffe 42 mit der Bohrung 38 verbunden. Ein vom unteren Kopfteil 11 aufgenommener zweiter Steigrohrstrang 14 ist durch eine die Verbindung zwischen dem mittleren Kopfteil 10 und dem unteren Kopfteil 11 überbrückende Hülse 23 hindurchgeführt und erstreckt sich in der zweiten Bohrung 25 des mittleren Kopfteils 10 und ist in das untere Ende der zweiten Bohrung 53 des oberen Kopfteils 12 eingeschraubt.

Der untere Kopfteil 11 hat eine Axialbohrung, deren einer Abschnitt als Kegelschulter 16 ausgeführt ist, die eine Packung für die beiden Rohre trägt, welche aus mehreren Bauelementen besteht, die, obwohl nicht im eigentlichen Sinne ringförmig, im folgenden als Ringe bezeichnet sind, nämlich als Dichtungsringträger 17, Dichtungsring 18 aus elastischem Material und Druckring 19. Diese Packung nimmt den Rohrstrang 13 und das untere Ende der Hülse 23 abdichtend auf, wobei der Dichtungsring 18 zwischen dem Dichtungsringträger 17 und dem Druckring 19 zusammengedrückt

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wird. Der obere Flansch 20 des unteren Kopfteiles 11 wird von mehreren Sperrschrauben 21 durchsetzt, die mit einer oberen Kegelschulter 22 des Druckringes 19 zusammenarbeiten, um den Dichtungsring 18 zusammenzudrücken und die Packung im unteren Kopfteil 11 nach unten zu drücken.

Die Hülse 23 ist ein zylindrisches Rohr, dessen Innendurchmesser etwas größer ist als der Außendurchmesser des Rohrstranges 14, so daß sich der Rohrstrang in der Hülse 23 frei bewegen kann. Das untere Ende der Hülse 23 ist an den Dichtungsringträger 17 an der Schweißstelle 24 angeschweißt. Die Hülse 23 erstreckt sich nach oben in einen verbreiterten unteren Abschnitt 29 einer Bohrung 25 des unteren Ventils 10. Oberhalb des unteren Abschnittes 29 ist der Durchmesser der" Bohrung 25 etwa gleich dem Innendurchmesser der Hülse 23, so daß der Rohrstrang 14 ebenfalls frei die Bohrung 25 durchsetzt. Das untere Ende des Bohrungsabschnittes 29 ist verbreitert und trägt Gewinde. Eine aus oberen und unteren Dichtungsringen 26 und 27, einer Zylinderfeder 30 und einem mit Gewinde versehenen Haltering 66 bestehende Dichtung ist im unteren Bohrungsabschnitt 29 vorhanden und dichtet die Hülse 23 an ihrer Verbindungsstelle mit der Bohrung 25 ab. Eine mit einem Dichtungsnippel 32 ausgerichtete Einspritzöffnung 31 ermöglicht das Einspritzen eines Dichtungsmittels zwischen die Packungsringe 26 und 27 in den Raum des Bohrungsabschnittes 29, in dem die Feder 30 angeordnet ist und der sich zwischen den Ringen 26 und 27 befindet.

Der mittlere Kopfteil 10 hat einen unteren Flausch

33, der in üblicher Weise über Schraubenbolzen mit dem Flansch 20 des mittleren Kopfteils 11 verbunden ist. Das obere Ende des Kopfteils 10 hat ein Gewinde

34, auf das ein Gewindeflansch 35 aufgeschraubt ist, der an der Schweißstelle 36 mit dem Kopfteil 10 verbunden ist. Zum Herstellen der Schweißstelle ist unterhalb des Gewindes 34 eine Ringnut 37 vorhanden. Der obere Kopfteil 12 weist einen unteren Flansch 54 auf, der über Schraubenbolzen mit dem Flansch 35 des mittleren Kopfteils 10 verbunden ist. Metallringe 28 sind in Ringnuten der Flanschverbindungen eingesetzt, um ein Sickern an diesen Verbindungsstellen zu verhüten.

In Bohrung 38 des mittleren Kopfteils 10 ist ein Schieberverschluß 39 und darüber eine seitlich abzweigende Leitung 40 vorhanden, an die andere Einrichtungen angeschlossen werden können. Ein ähnlicher Schieberverschluß 55 und eine Leitung 56 sind in der Bohrung 53 des oberen Kopfteils 12 an der entgegengesetzten Seite vorhanden. Das obere Ende von Bohrung 38 hat einen Gewindekegel 41 zur Aufnahme einer Hülse 42, deren unterer Gewindeabschnitt 43 in das Gewinde 41 eingeschraubt werden kann, während der obere rohrförmige Hülsenabschnitt 44 in das untere Ende der Bohrung 45 des oberen Kopfteils 12 in der gleichen Weise dicht eingesetzt wird, wie die Hülse 23 in das untere Ende der Bohrung 25 von Kopfteil 10. Bohrung 38 weist einen unteren Gewindekegel 46 auf, in den das obere Ende des Rohrstranges 13 eingeschraubt wird. Das obere Ende von Bohrung 25 hat einen verbreiterten Abschnitt 47, der Dichtungsringe 48, einen Haltering 49 und eine mit Außengewinde versehene Hülse 50 aufnimmt, die in das obere Gewinde 51 der Bohrung 25 eingeschraubt ist. Die Bohrung 25 ist über eine im Längsmittelpunkt von Bohrung 25 befindliche Entlüftungsöffnung 52 zugänglich.

Der obere Kopfteil 12 und der mittlere Kopfteil 10 sind im Aufbau gleich und können daher aus gleichartigen Gußstücken hergestellt werden. Bohrung 25 des mittleren Kopfteils 10 wird auf einen größeren Durchmesser gebohrt als Bohrung 45 des oberen Kopfteils 12. Das obere Ende von Kopfteil 12 ist üblicherweise nicht mit Gewinde versehen, um einen Flansch aufzunehmen, wie beispielsweise Flansch 35 des mittleren Kopfteils 10. Bohrung 45 des oberen Kopfteils

12 hat einen Durchmesser, der im wesentlichen dem Innendurchmesser des Rohrstranges 13 gleich ist, während Bohrung 25 des mittleren Kopfteils 10 einen

ίο Durchmesser hat, der etwas größer als der Außendurchmesser des Rohrstranges 14 ist. Beide Rohrstränge

13 und 14 haben üblicherweise den gleichen Durchmesser. Der keinen Verschlußschieber enthaltenden Bohrung 45 des oberen Kopfteils 12 entspricht die entgegengesetzte Bohrung 25 des mittleren Kopf teils 10, und der einen Verschlußschieber enthaltenden Bohrung

53 des oberen Kopfteils 12 entspricht die entgegengesetzte Bohrung 38 des unteren Kopfteils 10, so daß jeder Rohrstrang 13 und 14 von einem Verschlußschieber gesteuert wird. Bohrung 53 ist mit Bohrung 25 und Rohrstrang 14 ausgerichtet, während Bohrung 45 mit Bohrung 38 und Rohrstrang 13 ausgerichtet ist. An der Bohrung 45 befindet sich eine der Entlüftungsöffnung 52 von Bohrung 25 gleich ausgeführte Entlüftungsöffnung 57. Die Bohrungen 45 und 53 haben an ihren oberen Enden Gewinde 58 bzw. 59 zur Aufnahme von Rohren 60 und 61 oder anderen Einrichtungen.

Flansch 33 des unteren Kopf teils 10 und Flansch 54 des oberen Kopfteils 12 haben Prüfdurchlässe, mit denen Druckversuche an den Dichtungsstellen und Gewindestellen sowie den Verbindungsstellen ausgeführt werden können. Der im Flansch 33 vorhandene L-förmige Durchlaß 63 steht mit dem oberhalb des Dichtungsringes 18 befindlichen Raum und der Außenseite des Kopf teils in Verbindung. Der Durchlaß 63 wird von einem in das Außenende des Durchlasses eingeschraubten Paßstück 62 geschlossen. Der in Flansch

54 vorhandene L-förmige Durchlaß 65 steht mit dem zwischen dem oberen Kopfteil 12 und dem mittleren Kopfteil 10 befindlichen abgeschlossenen Raum und der Außenseite des Kopfteils in Verbindung. Der Durchlaß 65 wird von einem in das Außenende des Durchlasses eingeschraubten Paßstück 64 geschlossen. Der Durchlaß 63 ermöglicht die Druckprüfung derSchraubverbindung zwischen Rohr 13 und dem mittleren Kopfteil 10, ferner der Packungseinrichtung für Steigrohr 13 und Hülse 23, ferner der Dichtung von Hülse 23 im mittleren Kopfteil 10 und der Flanschdichtung zwischen dem mittleren Kopfteil 10 und dem unteren Kopfteil 11. Durchlaß 65 ermöglicht die Druckprüfung der Schraubverbindung zwischen Hülse 42 und unterem Kopfteil 10, ferner der Dichtung von Hülse 42 im oberen Kopfteil 12, ferner der Schraubverbindung zwischen Rohr 14 und oberem Kopfteil 12, ferner der Dichtung des Rohres 14 im mittleren Kopfteil 10 und ferner der Flanschdichtung zwischen dem mittleren Kopfteil 10 und dem oberen Kopfteil 12.

Ein wichtiges Kennzeichen der Erfindung ist die Anordnung der Hülse 23 am unteren Ende der Bohrung 25 des mittleren Kopfteils 10. Rohrstrang 14 durchsetzt die Bohrung 25. Hülse 23 und Rohrstrang 14 können eingebaut, herausgenommen, ausgewechselt oder weggelassen werden, ohne die ununterbrochene Verwendung des anderen Rohrstranges 13 zu beeinträchtigen. Die Hülse 23 wird an ihrem unteren Ende von den im Bohrungsabschnitt 26 befindlichen Dichtungsteilen abgedichtet. Die Hülse 23 bildet daher einen für den Rohrstrang 14 bestimmten Durchlaß, der von dem zweiten Rohrstrang 13 und der damit verbundenen Bohrung 38 isoliert ist.

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Bei der Verwendung ist es dienlicher, zuerst den Rohrstrang 13 in den unteren Kopfteil 11 einzusetzen und im Bohrloch auf die vorgeschriebene Tiefe herabzulassen, dann den Dichtungsring 18 einzusetzen, dann das Gewinde 46 des mittleren Kopfteils 10 auf das Gewinde des Rohrstrangs 13 aufzuschrauben, die Hülse 23 zu setzen und dann die Flanschverbindung zwischen dem unteren Kopfteil 11 und dem mittleren Kopfteil 10 herzustellen. Die Druckprobe für diese unteren Verbindungen wird dann am Durchlaß 63 vorgenommen. Zum Zusammenbauen der anderen Teile wird der Rohrstrang 14 in die Bohrung 25, Hülse 23 und unteren Kopfteil 11 eingeschoben und in das Bohrloch herabgelassen, dann die Hülse42 in die Bohrung38 des mittleren Kopf teils eingeschraubt, dann die Bohrung 53 des oberen Kopfteils auf das Ende von Rohrstrang 14 aufgeschraubt, die Dichtungen ausgeführt und die Flanschdichtung zwischen dem oberen Kopfteil 12 und dem mittleren Kopfteil 10 hergestellt. Die Druckprobe für diese oberen Verbindungen wird dann am Durchlaß 65 vorgenommen. Beim Zusammenbauen werden Ausbruchssicherungen eingebaut, wie sie zum Sichern des Bohrloches erforderlich sind.

Die Vorrichtung kann unter verschiedenen Betriebsverhältnissen verwendet werden und ist in ihrer Ver- wendung anpassungsfähig. Da der Rohrstrang 14 und der obere Kopfteil 12 eingesetzt und herausgenommen werden können, ohne daß — bis auf eine kurze Zeit — das Arbeiten des anderen Rohrstranges gehindert wird, können die Senktiefen des Rohrstranges 14 leicht geändert und den wechselnden Verhältnissen des Bohrloches angepaßt werden, während die Förderung im Rohrstrang 13 und dem mittleren Kopfteil 10 aufrechterhalten wird. Die Fördermenge aus Rohrstrang 13 strömt für gewöhnlich aus der vom mittleren Kopfteil 10 seitlich abzweigenden Leitung 40 aus, während die Fördermenge aus Rohrstrang 14 für gewöhnlich aus der vom oberen Kopfteil 12 seitlich abzweigenden Leitung 56 ausströmt. Druckmeß- und Aufzeichnungsgeräte sind wie üblich am oberen Kopfteil 12 vor- handen und sind mit den Gewinden 58 und 59 verbunden. Das obere Ende des oberen Kopfteils 12 kann in gleicher Weise Gewinde tragen wie der mittlere Kopfteil 10. Er kann dann gewünschtenfalls mit einem Flansch versehen werden, der dem Flansch 35 des unteren Kopfteils 10 gleicht. Beide Ventilbohrungen und ihre zugehörenden Rohrstränge können zum Entnehmen oder Ableiten von gasförmigen oder flüssigen Erzeugnissen oder zum Einführen von Gasen oder Flüssigkeiten in das Bohrloch verwendet werden. Die fluchtende Anordnung der Bohrungen mit einem Rohrstrang ermöglicht den Zugang zu den Rohrsträngen, so daß Bohrlochwerkzeuge in den Rohrsträngen herabgelassen werden können.

Es ist zwar eine typische Ausführung dargestellt und beschrieben, doch können viele Änderungen vorgenommen werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Die Erfindung ist also nicht auf die dargestellte und beschriebene Ausführung begrenzt, die lediglich als Erläuterungsbeispiel zu werten ist.

Claims (7)

Patentansprüche.·

1. Verrohrungskopf für zwei parallel nebeneinander angeordnete Steigrohrstränge mit einem eine gemeinsame Bohrung für beide Steigrohrstränge aufweisenden unteren Kopfteil und mit einem an dem unteren Kopfteil angeflanschten mittleren Kopfteil, der mit zwei senkrechten, in der Flucht der Steigrohre verlaufenden Bohrungen versehen ist, wobei am oberen Ende des unteren Kopfteiles eine das Bohrloch dichtend abschließende Packung angeordnet ist, sowie mit einem auf dem mittleren Kopfteil angeflanschten oberen Kopfteil, dadurch gekennzeichnet, daß die Packung (17-19) eine den einen der Steigrohrstränge (14) aufnehmende, die Verbindungsstelle zwischen dem unteren Kopfteil (11) und dem mittleren Kopfteil (10) überbrückende Hülse (23) aufweist, die an ihrem unteren Ende von der Packung (17-19) dichtend umfaßt ist und an ihrem oberen Ende im mittleren Kopfteil (10) durch eine Dichtungseinrichtung (26-28, 30) umgeben ist.

2. Verrohrungskopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (23) und die oberhalb dieser befindliche Bohrung (25) des mittleren Kopfteils (10) so groß bemessen sind, daß der darin befindliche Steigrohrstrang (14) axial frei beweglich ist.

3. Verrohrungskopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich der zweite Steigrohrstrang (13) der beiden Steigrohre (13, 14) vom Bohrloch über die Packung (17-19) in die andere senkrechte Bohrung (38) des mittleren Kopfteiles (10) erstreckt.

4. Verrohrungskopf nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich der erste Steigrohr strang (14) durch die Bohrung (25) des mittleren Kopfteils (10) in eine Bohrung (53) des mit zwei senkrechten, mit den Bohrungen (25, 38) des mittleren Kopfteils (10) ausgerichteten Bohrungen (45, 53) versehenen oberen Kopfteils (12) erstreckt.

5. Verrohrungskopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere und obere Kopfteil (10, 12) je einen Schieberverschluß (39, 55) und eine darüber befindliche Abzweigung (40, 56) in einer seiner Bohrungen (38, 53) hat.

6. Verrohrungskopf nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die keinen Verschlußschieber aufweisende, als offener Durchlaß ausgebildete Bohrung (25) des mittleren Kopfteiles (10) einen größeren Durchmesser hat als die anderen Bohrungen (38, 45, 53), so daß der in die Bohrung (53) des oberen Kopfteiles einschraubbare Steigrohr strang (14) durch die Bohrung (25) hindurchgeschoben werden kann und daß der zweite Steigrohrstrang (13) in die Bohrung (38) des mittleren Kopfteiles (10) eingeschraubt ist.

7. Verrohrungskopf nach Anspruch 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine in das obere Ende der Bohrung (38) des mittleren Kopfteiles (10) eingeschraubte Hülse (42), die sich in das untere Ende der Bohrung (45) des oberen Kopfteiles (12) erstreckt und gegenüber dieser Bohrung (45) abgedichtet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschriften Nr. 2 617 485, 2 652 895.

Γη Betracht gezogene ältere Patente:
Deutsche Patente Nr. 1 018 007, 1 054 938.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen