DE1237035B - Gewindelose Rohrverbindung, insbesondere fuer Kuestenvorlandsbohrungen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

E2lb

Deutsche KL: 5 a-17/02

Nummer: 1237035

Aktenzeichen: H 56322 VI a/5 a

Anmeldetag: 16. Juni 1965

Auslegetag: 23. März 1967

Die Erfindung betrifft gewindelose Rohrverbinbindungen mit einem im Ende des einen Rohres angeordneten federnden Halteelement, das in der Kuppelstellung in eine Nut des Gegenrohres eingreift, die insbesondere vorteilhaft für Küstenvorlandsbohrungen beim Bohren und/oder Fertigstellen von Öl- oder Gassonden im Meer sind.

Beim Bohren und/oder beim Fertigstellen von Unterwasser-Öl- oder Gassonden, insbesondere wenn mit sogenannten »schwimmenden Inseln« gearbeitet wird, ist es erwünscht, wenn nicht gar notwendig, gewisse Verbindungen von rohrförmigen Teilen bequem und ohne Drehungen herstellen und lösen zu können, und zwar ungeachtet der Behinderungen beispielsweise durch Meeresströmungen, Wellenschlag, Wind u. dgl., durch die der Schwimmkörper beeinflußt werden kann, von dem aus die Arbeiten durchgeführt werden.

Es sind verschiedene gewindelose Rohrverbindungen der eingangs beschriebenen Art bekannt. So ist es bekannt, unter Wasser zu verlegende Rohre über eine Fernbedienungsvorrichtung aneinanderzukuppein. Diese Vorrichtung ist kompliziert und kostspielig, da durch Federn in ihre Kupplungsstellung gedrückte Halteelemente über hydraulische Zylinder lösbar sein müssen. Bei Ermüdung der Federn der Halteelemente läßt die Kupplungskraft in unerwünschter Weise nach. Bei einer anderen Rohrverbindung sind die Kupplungselemente Blattfedern, die zum Lösen der Verbindung aus einer Vertiefung gedrückt werden müssen. Eine solche Verbindung ist nicht stabil und kann nicht einen langen Rohrstrang tragen, was bei Unterwasserbohrungen notwendig ist. Auch hier drücken also Federn die Halteelemente nachgiebig in ihre Kupplungsstellung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine stabile und nicht ermüdende gewindelose Rohrverbindung zu schaffen, mit der Rohre oder sonstige Einzelteile einer Leitung in einfacher Weise aneinandergekuppelt oder voneinander gelöst werden können, unabhängig von nachteiligen Einflüssen, wie Wellenbewegung oder Meeresströmungen. Hierbei soll eine Dichtung angedrückt werden, um die Verbindung druckfest zu machen. Diese Verbindung soll insbesondere bei Unterwasser-Bohranlagen Verwendung finden, wobei der Eintritt von Fremdkörpern oder Schlamm an der Verbindungsstelle verhindert werden soll. Auch soll die Verbindung gelöst werden können, selbst wenn sie längere Zeit unter Wasser eingebaut war.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, als Halteelement einen ge-Gewindelose Rohrverbindung, insbesondere für
Küstenvorlandsbohrungen

Anmelder:

Fritz Huntsinger,

Carl Frederick Huntsinger,

Fritz Roy Huntsinger,

James William Ellison Hanes,

Joel Lee Glenn, Ventura, Calif. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. A. Stenger und Dipl.-Ing. W. Watzke,

Patentanwälte, Düsseldorf 1, Charlottenstr. 58

Als Erfinder benannt:
James William Ellison Hanes,
William Franklin Miller,
Ventura, Calif. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 18. Juni 1964 (376 103) - -

teilten Federring vorzusehen, gegen den radial verstellbare Glieder zum Einkuppeln des Ringes in die Nut des Gegenrohres angestellt sind. Hierdurch wird mit einfachen Mitteln eine lösbare Kupplung geschaffen, die eingekuppelt wie eine starre Verbindung wirkt. Die Breite des Federringes ist innerhalb weiter Grenzen beliebig wählbar, so daß der Ring allen auftretenden Belastungen durch den Rohrstrang gewachsen ist. Auch ist die Verbindung leicht herzustellen und zu lösen.

Bei der praktischen Ausführung ist der geteilte Federring im Muffenteil und die Nut im Zapfenteil des Gegenrohres angeordnet, und beide Teile sind gegebenenfalls mit zusammenwirkenden Keilflächen versehen, um beim Einrücken der Kupplung die Rohre fest ineinanderzudrücken. Ferner weisen die Rohrteile verschiedene Dichtungen auf, um eine gute Abdichtung zu erzielen. Zum Verstellen und Verformen des geteilten Federringes sind Schrauben vorgesehen, die an einer Mehrzahl von auf den Umfang verteilten Stellen auf den Ring einwirken. Außerdem sind weitere Dichtungen im Muffenteil angeordnet,

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welche die Abdichtung an den eingedrehten Schrau- daß er vollkommen innerhalb der Nut 8 und der Ringben bewirken, nut 15 liegt. Die Schrauben 11 sind dann aus den

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele Durchgangsöffnungen 14 des Dichtungsringes heraus-

der gewindelosen Rohrverbindung gemäß der Erfin- gezogen, so daß diese verschlossen sind. Wenn jedoch

dung dargestellt, und zwar zeigt 5 die Schrauben 11 nach innen geschraubt werden, um

F i g. 1 einen Längsschnitt durch die Enden von den Federring 9 zusammenzudrücken, ist der Dich-

zwei ineinanderzuschiebenden Rohren, die durch eine tungsring 13 bestrebt, in seine normale Form zurück-

Rohrverbindung gemäß der Erfindung aneinander- zukehren,

gekuppelt werden können, Die inneren Kanten des Federringes 9 weisen

F i g. 2 einen Längsschnitt wie in F i g. 1 durch die io Keilflächen 16 und 17 auf. Der verjüngte Zapfen-

aneinandergekuppelten Rohre, teil 2 der Rohre C besitzt eine kegelige Dichtfläche

Fig. 3 einen Teilschnitt mit gelöstem federndem 18, die der inneren Dichtfläche 6 des Muffenteiles 1

Halteelement in vergrößertem Maßstab, entspricht. Am Ende besitzt der Zapfenteil 2 eine

F i g. 4 einen Teilschnitt wie in F i g. 3 mit ein- senkrecht zu seiner Längsachse liegende Dichtfläche

gerücktem Halteelement, 15 19, die mit dem Dichtungsring 4 im Muffenteil 1 zu-

F i g. 5 einen Querschnitt nach Linie 5-5 aus sammenwirkt. Am Ende des Zapfenteils 2 ist ein ab-

F i g. 1, geschrägter Absatz 20 vorgesehen, dem ein innerer

F i g. 6 einen Querschnitt nach Linie 6-6 aus kegeliger Absatz 21 im Muffenteil 1 entspricht. Am

F i g. 2, inneren Ende der kegeligen Dichtfläche 18 des

F i g. 7 eine teilweise geschnittene Seitenansicht 20 Zapfenteiles 2 befindet sich ein weiterer kegeliger Ab-

einer abgewandelten Rohrverbindung, satz 22, der einem inneren kegeligen Absatz 23 im

Fig. 8 einen Teilschnitt nach Linie 8-8 aus Muffenteil 1 entspricht.

F i g. 7 und Im axialen Abstand zwischen den kegeligen Ab-

Fig. 9 einen Teilschnitt nach Linie 9-9 aus Sätzen20 und 22 des Zapfenteiles2 ist eine ring-

Fig.7. 25 förmige Nut50 vorgesehen, die sich nach Einsetzen

Nach F i g. 1 bis 6 weist von zwei ineinandersteck- des verjüngten Zapfenteiles 2 in den Muffenteil 1 in

baren Rohren C das eine an seinem einen Ende einen Höhe des geteilten Federringes 9 ausrichten läßt,

erweiterten Muffenteil 1 und das andere einen ver- Diese Nut 50 ist mit einer oberen Keilfläche 24 und

jungten Zapfenteil 2 auf. einer unteren Keilfläche 25 versehen.

Der Muffenteil 1 besitzt innen eine Dichtungs- 30 Der verjüngte Zapfenteil 2 und der erweiterte fläche 3 an einem elastischen Dichtungsring 4, der auf Muffenteil 1 können somit, wie in F i g. 3 dargestellt, einer ringförmigen Schulter 5 aufliegt. In der sich all- ineinandergesteckt werden. Dann wird der Federmählich erweiternden, als Dichtfläche dienenden ring 9 durch Einschrauben der Druckschrauben 11 in Wand 6 sind im Abstand voneinander zwei elasti- radialer Richtung nach innen gedrückt, so daß sich sehe Dichtungsringe 7 angeordnet. Zwischen diesen 35 sein Umfang verringert und er sich zum Teil in die Dichtungsringen 7 befindet sich eine ringförmige Nut 50 legt und somit die Rohrleitungsteile C kraft-Nut 8, die einen geteilten Federring 9 aufnimmt, der schlüssig miteinander verbindet, wie F i g. 2 und 4 ereinen Schlitz 10 aufweist. Dadurch kann der Außen- kennen lassen.

umfang des Federringes 9 unter Einwirkung von ra- Wenn sich der Federring 9 bei Bestätigung der

dial zu ihm verlaufenden, auf seinen Umfang verteil- 40 Druckschrauben 11 nach innen bewegt, wirkt seine

ten Kräften wesentlich verringert werden. Keilfläche 16, falls der Zapfenteil 2 nicht vollständig

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind zum in den Muffenteil 1 eingesteckt ist, mit der Keilfläche

Erzeugen dieser radialen Kräfte mehrere Druck- 24 des Zapfenteiles 2 zusammen und übt eine Kraft

schrauben 11 vorgesehen, die in eine gleiche Anzahl in axialer Richtung auf diese Teile aus, wodurch die

von durch den Muffenteil 1 in die Nut 8 führenden 45 Dichtfläche 3 des Zapfenteiles 2 gegen den Dichtungs-

Gewindelöchern 12 eingeschraubt sind. ring 4 gedrückt wird, bis eines oder beide Absatz-

Zum Schutz des Federringes 9, der Nut 8 und der paare 20, 21 und 22, 23 miteinander in Berührung Klemmschrauben 11 gegen Schlammansatz, Ver- treten. Die beiden Dichtungsringe 7 liegen gleichfalls krustung od. dgl., insbesondere für den Fall, daß die dichtend an der kegeligen Dichtfläche 18 an.
Verbindung unter Wasser hergestellt werden soll, ist 5° Außerdem kann der Dichtungsring 13 beim Einein elastischer Dichtungsring 13 in der Nut 8 zwischen drücken des Federringes 9 seine normale Gestalt andern äußeren Umfang des Federringes 9 und der nehmen, indem er aus der Ringnut 15 austritt und die Grundfläche der Nut 8 angeordnet, der mit Durch- Schrauben 11 umschließt wie aus F i g. 4 zu ergangsöffnungen 14 versehen ist, durch die die inneren kennen ist.

Enden der Druckschraubenil bis auf den Feder- 55 Bei der abgewandelten Ausführungsform gemäß ring 9 geführt sind (F i g. 4). Dieser Dichtungsring 13 F i g. 7 bis 9 sind der Zapfenteil 2 und der Muffenist so ausgebildet, daß er sich aus seinem Bett löst, teil 1 im wesentlichen ebenso wie bei der wenn der Federring 9 nach innen gedrückt wird, vorstehend beschriebenen Ausführungsform auswährend er durch den Ring 9 zusammengedrückt gebildet. Jedoch besteht die Dichtung um die wird, wenn letzterer seine normale oder gelöste Lage 60 Schrauben 11 innerhalb der Nut 8 für den Federeinnimmt (F i g. 3). Zu diesem Zweck ist der Muffen- ring 9 im Muffenteil 1 bei dieser abgewandelten Austeil 1 am Grund der Nut 8 ausgedreht, so daß sich führungsform aus einzelnen elastischen Blöckchen eine Ringnut 15 bildet, die sich in axialer Richtung 13 α für jede Schraube. Außerdem sind in der Wand über die oberen und unteren Seitenwände der Nut 8 des Muffenteils 1 Fenster 28 zwischen den Stellen hinaus erstreckt. 65 vorgesehen, an denen die Schrauben 11 angeordnet

Gemäß F i g. 3 wird der Dichtungsring 13 vom sind. Durch diese Fenster 28 kann die Lage des Feder-Federring 9 in die Ringnut 15 hineingedrückt, der ringes 9 beobachtet werden; ferner können geeignete sich normalerweise an seinem Umfang ausdehnt, so Werkzeuge verwendet werden, um das Entfernen des

Claims (9)

Ringes 9 aus der Nut 50 zu erleichtern, falls sich dieser beim Lösen der Schrauben U vollständig aus der Nut zurückzieht. Es wurde also eine gewindelose Verbindung für die Rohrteile 1 und 2 geschaffen, welche beim Einrasten des Ringes 9 in die Nut 50 diese Teile kraftschlüssig miteinander verbindet. Außerdem wird selbst bei Bruch des Federringes 9 der Teil desselben, auf den die Schrauben 11 einwirken, ein Lösen der beiden Rohrteile 1 und 2 verhindern. Durch das Ausschrauben der Schrauben 11 kann sich der Ring 9 ausdehnen und aus der Nut 50 austreten, wodurch die Verbindung zwischen den beiden Teilen 1 und 2 der Rohrleitung C gelöst wird und diese Teile in axialer Richtung auseinandergezogen werden können. Patentansprüche:

1. Gewindelose Rohrverbindung, insbesondere ao für Küstenvorlandsbohrungen, mit einem im Ende des einen Rohres angeordneten federnden Halteelement, das in der Kupplungsstellung in eine Nut des Gegenrohres eingreift, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteelement ein geteilter Federring (9) ist, gegen den radial verstellbare Glieder zum Einkuppeln des Ringes in die Nut (50) des Gegenrohres angestellt sind.

2. Rohrverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der geteilte Federring (9) im Muffenteil (1) und die Nut (50) im Zapfenteil (2) des Gegenrohres angeordnet ist und beide Teile gegebenenfalls mit zusammenwirkenden Keilflächen (16,17 und 24, 25) versehen sind.

3. Rohrverbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im den Federring (9) aufnehmenden Muffenteil (1) auf seinen Umfang verteilt eine Mehrzahl von radial verstellbaren Druckschrauben (11) zum Verstellen des in seine Öffnungsstellung drückenden Federringes eingesetzt ist.

4. Rohrverbindung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Druckschraube (U) durch eine entsprechend dem fortschreitenden Zusammendrükken des Federringes (9) ausdehnbare Dichtung gegen den Federring anstellbar ist.

5. Rohrverbindung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung ein in einer Ringnut (15) des Muffenteiles (1) angeordneter, stets an der Außenseite des Federringes (9) anliegender elastischer Dichtungsring (13) mit Durchgangsöffnungen (14) für die Druckschrauben (11) ist.

6. Rohrverbindung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Muffenteil (1) zwischen den nebeneinanderliegenden Schrauben (11) den Federring (9) freilegende Fenster (28) aufweist.

7. Rohrverbindung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Muffenteil (1) und der Zapfenteil (2) mit ineinanderpassenden Dichtflächen (6, 18) und Absätzen (20, 21,22, 23) versehen sind.

8. Rohrverbindung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Muffenteil (1) eine mit der Stirnseite des Zapfenteiles (2) zusammenwirkende Dichtung (4) angeordnet ist.

9. Rohrverbindung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß beiderseits des Federringes (9) im Muffenteil (1) mit dem Zapfenteil (2) zusammenwirkende Dichtungsringe (7) angeordnet sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1179 889;
britische Patentschrift Nr. 948 324;
USA.-Patentschrift Nr. 2 238 706.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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