DE1600647C

DE1600647C - Articulated pipe connector

Info

Publication number: DE1600647C
Authority: DE
Inventors: James William Ellison Ventura Calif. Hanes (V.StA.)
Original assignee: Vetco Offshore Industries Inc
Current assignee: Vetco Inc
Publication date: 1972-06-15

Description

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Die Erfindung betrifft ein gelenkartiges Rohr- mittels einer Spannvorrichtung an · die kugelige verbindungselement für durch äußere Einwirkungen Außenfläche des Steckteiles anpreßbar ist. hochbelastete Rohrleitungen, bestehend aus einem Bei einer praktischen Ausführungsform können alsThe invention relates to an articulated pipe by means of a clamping device on the spherical one connecting element for external surface of the plug-in part can be pressed against by external influences. highly stressed pipelines, consisting of a. In a practical embodiment, as

Aufnahmeteil mit kugelförmiger Innenfläche, einem Spannvorrichtung am Umfang des Aufnahmeteils ver-Steckteil mit entsprechend ausgebildeter, kugelförmi- 5 teilte, durch Gewindebohrungen desselben geführte ger Außenfläche, einem das Steckteil gegen die kugel- Schrauben dienen, die am Haltering angreifen. Der förmige Innenfläche des Aufnahmeteiles pressenden Haltering kann mittels einer in diesen eingreifenden und an beiden Teilen angreifenden Gegenring mit Vorrichtung, z. B. einen Fixierstift, in seiner Verebenfalls kugelförmiger Innenfläche und mit einer drehbarkeit begrenzt sein. Der Fixierstift kann in eine zwischen Steckteil und Aufnahmeteil angeordneten io radiale Bohrung im Haltering eingreifen, die außer-Dichtung. halb der zur Achsrichtung senkrechten MittelebeneReceiving part with a spherical inner surface, a clamping device on the circumference of the receiving part, a plug-in part with appropriately designed, spherical 5 divided, guided by threaded holes of the same ger outer surface, a plug-in part against the ball screws that attack the retaining ring. the shaped inner surface of the receiving part pressing retaining ring can be engaged in this by means of a and on both parts engaging counter ring with device such. B. a locating pin, in its Verebenfalls spherical inner surface and be limited with a rotatability. The locating pin can be in a between the plug-in part and the receiving part, the radial bore in the retaining ring engages the outside seal. half of the center plane perpendicular to the axial direction

Bei Bohrarbeiten an Unterwasserbohrlöchern von liegt.When drilling underwater boreholes from lies.

einem Bohrschiff aus passiert es sehr leicht, daß in- In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann dasIt happens very easily from a drilling ship that in a further embodiment of the invention that

folge von Wind, Strömung oder Wellengang des Bohr- gelenkartige Rohrverbindungselement für Unterschiff von der direkt über dem Bohrloch gelegenen 15 Wassersteigleitungen, die sich zwischen einem Unter-Stelle sich wegbewegt und dadurch in der Rohr- wasserbohrloch und einem Bohrschiff erstrecken und leitung Verdrehungen oder Verbiegungen hervor- auf der Außenfläche Führungsschienen zum Herabgerufen werden. Die bekannten Rohrverbindungs- lassen von Hilfseinrichtungen aufweisen, so auselemente für durch äußere Einwirkungen hoch- gebildet sein, daß eine die relative Bewegung zwibelastete Rohrleitungen (deutsche Patentschrift 20 sehen dem Aufnahmeteil und dem Steckteil be-1 039 798, USA.-Patentschrift 2 564 938) benötigen grenzende Sperrvorrichtung einen in einer Auszum Befestigen des kugeligen Steckteiles im nehmung der kugeligen Fläche des Steckteiles ein-Aufnahmeteil ein Ringteil, welches in Form eines greifenden, durch den Aufnahmeteil hindurchgeführ-Überwurfringes ausgebildet ist und zur Befestigung ten Steckstift aufweist und die Ausnehmung in ihrem am Aufnahmeteil ein Gewinde erfordert. Eine der- 25 Querschnitt größer ist als der Querschnitt des Steckartige konstruktive Ausführung des gelenkartigen Stiftes. Dabei kann zwischen radialen Flächen des Rohrverbindungselementes ist nur für Rohrleitungen Steckteiles und des Aufnahmeteiles ein elastisch mit verhältnismäßig geringem Druchmesser geeignet nachgebendes Dämpfungsorgan, z. B. ein elastischer und kann in axialer Richtung kaum beansprucht wer- Ring, angeordnet sein.result of wind, current or swell of the drill joint-like pipe connection element for the lower ship of the 15 water risers located directly above the borehole, which are located between a sub-point moves away and thereby extends into the tubular water well and a drill ship and line Twists or bends on the outer surface of the guide rails for pulling down will. The known pipe connection can have auxiliary devices, so auselemente to be highly educated by external influences that one burdened the relative movement Pipelines (German patent specification 20 see the female part and the male part be-1 039 798, U.S. Patent No. 2,564,938) require adjacent locking devices one in one Auszum Fasten the spherical plug-in part in the reception of the spherical surface of the plug-in part a receiving part a ring part, which is in the form of a gripping coupling ring that is passed through the receiving part is formed and has th pin for fastening and the recess in her requires a thread on the receiving part. One of the cross-section is larger than the cross-section of the plug-in type constructive design of the joint-like pin. Here, between radial surfaces of the The pipe connection element is only elastic for pipelines, the plug-in part and the female part with a relatively small diameter suitable yielding damping element, z. B. an elastic and can hardly be stressed in the axial direction Ring, be arranged.

den. Wenn das Rohrverbindungselement aber gleich- 30 Das erfindungsgemäß ausgebildete Rohrzeitig auch für Rohrleitungen mit einem größeren verbindungselement hat den herausragenden Vorteil, Durchmesser verwendet werden soll, die in axialer daß es ein die Verbindung herstellendes, teures Richtung stark beansprucht werden, dann müssen zu- Spezialgewinde nicht mehr benötigt und insbesondere mindest teure Spezialgewinde verwendet werden, um auch für durch äußere Einwirkungen hochbelastete die bekannten Rohrverbindungselemente benutzbar 35 Rohrleitungen mit großem Durchmesser benutzt werzu machen. den kann.the. However, if the pipe connection element is also used for pipelines with a larger connection element, it has the outstanding advantage of Diameter should be used, which in the axial direction that there is an expensive connection Direction are heavily stressed, then need to- special thread no longer required and in particular At least expensive special threads are used, even for those exposed to high loads due to external influences the known pipe connection elements usable 35 pipes with a large diameter who are used do. can.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Rohr- Weitere Einzelheiten und Vorteile des Gegenverbindungselemente besteht darin, daß die Verbin- Standes der Erfindung ergeben sich aus der nachdung nur durch Drehen eines Teiles hergestellt und folgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnungelöst werden kann, dessen Durchmesser in der 40 gen, in denen eine bevorzugte Ausführungsform eines Größenordnung des Rohrleitungsdurchmessers liegt, erfindungsgemäß ausgebildeten Rohrverbindungsso daß Werkzeuge oder andere Hilfsmittel nicht oder elementes am Beispiel einer Unterwassersteigleitung nur unter sehr schwierigen Umständen angewendet dargestellt ist. In den Zeichnungen zeigt werden können. F i g. 1 eine Unterwassersteigleitung zwischenAnother disadvantage of the known pipe- More details and advantages of the mating connection elements consists in the fact that the connec- tion of the invention result from the nachdung produced only by turning a part and solved the following description of the associated drawing can be, whose diameter is in the 40 gene, in which a preferred embodiment of a The order of magnitude of the pipe diameter is, pipe connection designed according to the invention that tools or other aids not or element using the example of an underwater riser is shown applied only in very difficult circumstances. In the drawings shows can be. F i g. 1 an underwater riser between

Der Erfindung; liegt die Aufgabe zugrunde, ein 45 einem Unterwasserbohrloch und einem Schiff in gelenkartiges Rohrverbindungselement so auszubil- schematischer Darstellung,The invention; is based on the task of placing a 45 in a subsea borehole and a ship in articulated pipe connection element in such a way- schematic representation,

den, daß die Rohrleitung auch bei hohen auf sie von F i g. 2 mehrere gelenkartige Rohrverbindungs-the fact that the pipeline even with high on it from F i g. 2 several articulated pipe connection

außen einwirkenden Kräften ohne die Anordnung elemente, teilweise geschnitten und in Ansicht, teurer Spezialgewinde. verwendet werden kann. Aus- F i g. 3 eines der in F i g. 2 dargestellten Rohrgehend von einem bekannten gelenkartigen Rohr- 5° verbindungselemente im Längsschnitt, verbindungselement, bestehend aus einem Aufnahme- F i g. 4 dasselbe Rohrverbindungselement entlangexternal forces without the arrangement elements, partially cut and in view, expensive special thread. can be used. Exit F i g. 3 one of the in F i g. 2 shown pipe going of a known joint-like pipe connecting elements in longitudinal section, connecting element, consisting of a receiving F i g. 4 along the same pipe connection element

teil mit kugelförmiger Innenfläche, einem Steckteil der Linie 4-4 in F i g. 3, geschnitten, mit entsprechend ausgebildeter kugelförmiger Außen- Fig. 5 einen vergrößerten Ausschnitt' desselbenpart with a spherical inner surface, a plug-in part of the line 4-4 in FIG. 3, cut, with a correspondingly designed spherical outer Fig. 5 an enlarged section 'of the same

fläche, einem das Steckteil gegen die kugelförmige Rohrverbindungselementes entlang der Linie 5-5 in Innenfläche des Aufnahmeteiles pressenden und an 55 Fig. 4, geschnitten,face, one the male part against the spherical pipe connector along the line 5-5 in Inner surface of the receiving part pressing and at 55 Fig. 4, cut,

beiden Teilen angreifenden Gegenring mit ebenfalls F i g. 6 einen vergrößerten Ausschnitt desselbenboth parts engaging counter ring with also F i g. 6 shows an enlarged section of the same

kugelförmiger Innenfläche und mit einer zwischen Rohrverbindungselementes entlang der Linie 6-6 in Steckteil und Aufnahmeteil angeordneten Dichtung F i g. 4, geschnitten,spherical inner surface and with an intermediate pipe connector along line 6-6 in Plug part and receiving part arranged seal F i g. 4, cut,

wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe F i g. 7 einen vergrößerten Ausschnitt desselbenthe object on which the invention is based is F i g. 7 shows an enlarged section of the same

dadurch gelöst, daß sich an den größten, in einer 60 Rohrverbindungselementes entlang der Linie 7-7 in zur Achsrichtung senkrechten Ebene liegenden Innen- F i g. 2, geschnitten,solved in that the largest, in a 60 pipe connector along the line 7-7 in to the plane perpendicular to the axis direction inside F i g. 2, cut,

durchmesser der kugelförmigen Innenfläche des Fig. 8 denselben Ausschnitt des Rohrverbin-diameter of the spherical inner surface of Fig. 8 the same section of the pipe connection

Aufnahmeteiles zum Ende desselben hin eine innen- dungselementes entlang der Linie 8-8 in Fig. 7, gezylindrische Verlängerung anschließt, wobei diese schnitten.The receiving part towards the end of the same is an interior element along the line 8-8 in FIG. 7, cylindrical Extension connects, with these cut.

Verlängerung an ihrer Innenseite eine Ringnut auf- 65 Gemäß F i g. 1 erstreckt sich ein Unterwasserweist, der Gegenring als an sich bekannter geschütz- bohrloch A vom Grund B eines Gewässers C, auf ter, federnder und in die Ringnut eingreifender Halte- dem ein Bohrschiff D schwimmt, nach unten. Eine ring ausgebildet ist und dessen kugelige Ringfläche Grundplatte E ruht auf dem Grund B. Mehrere kon-Extension on its inside with an annular groove 65 According to FIG. 1 extends an underwater point, the counter-ring as a known cannon borehole A from the bottom B of a body of water C, on the resilient holding which a drilling ship D swims, engaging in the annular groove, downwards. A ring is formed and its spherical ring surface base plate E rests on the base B. Several con-

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zentrisch angeordnete Hüllrohre F erstrechen sich Das Zusammendrücken des Halteringes 21 (vgl.centrally arranged cladding tubes F are forced together. The compression of the retaining ring 21 (cf.

nach unten in das Bohrloch ^4 und sind darin zweck- Fig. 3, 4 und 5) erfolgt durch mehrere am Umfangdown into the borehole ^ 4 and are useful in it- Fig. 3, 4 and 5) takes place through several on the circumference

mäßig einzementiert. Eines der Hüllrohre F ist durch des Aufnahmeteils 11 in Abständen angeordnetemoderately cemented. One of the cladding tubes F is spaced apart by the receiving part 11

einen- oder mehrere Anschlüsse// und Auslauf- Schrauben27, die in durchgehendenGewindebohrun-one or more connections // and outlet screws27, which are

sicherungen / mit dem unteren Ende einer Unter- 5 gen 28 geführt werden und bis in die Ringnut 22fuses / are guided with the lower end of a base 5 28 and into the annular groove 22

wassersteigrohrleitung M verbunden, die sich bis hin- hineinragen, wobei ihre Schraubenfüße in eine amwater riser pipe M connected, which protrude up to, with their screw feet in an on

auf zum Bohrschiff D erstreckt. Die Unterwasser- äußeren Umfang des Verschlußrings angeordneteon to drill ship D extends. The underwater outer periphery of the locking ring is arranged

Steigrohrleitung M besitzt mehrere gelenkartige Ver- Nut 29 eingreifen. Das Lösen der Schrauben 27,Riser pipe M has several joint-like groove 29 engage. Loosening the screws 27,

bindungselemente P, die eine Bewegung des Bohr- durch das der Haltering 21 sich erweitern und vonbinding elements P, which expand a movement of the drilling through which the retaining ring 21 and of

schiffs D und eines Teils der Rohrleitung M relativ io der Ringnut 22 aufgenommen werden kann, wirdship D and part of the pipeline M relatively io the annular groove 22 can be received

zu ihrem unteren Teil gestatten. durch einen Schnappsperring 30 begrenzt, der into their lower part. limited by a snap ring 30, which is in

In der F i g. 1 sind drei gelenkartige Verbindungs- einer auf dem äußeren Umfang eines jeden elemente P dargestellt, die sich zur Veranschau- Schraubenfußes angeordneten Nut 31 gehaltert ist lichung nahe dem unteren Ende der Unterwasser- und bei gelöster Schraube 27 der vertikalen Besteigrohrleitung M mit geringem Abstand vonein- 15 grenzungsfläche 32 der Ringnut 22 anliegt. In einander befinden und den Gesamtbetrag der Durch- geschraubtem Zustand liegt der Schraubenkopf 33 biegung zu je einem Drittel aufnehmen. - jeder Schraube 27 der Außenfläche des Aufnahme-In FIG. 1 are three hinge-like connectors - one on the outer circumference of each elements P shown, the groove 31 arranged for Veranschau- screw foot is supported solution near the lower end of the underwater pipe and, if screw 27 is loosened, of the vertical riser pipe M rests at a small distance from the boundary surface 32 of the annular groove 22. In each other and the total amount of the screwed-through state lies in the screw head 33 Record a bend of one third each. - each screw 27 of the outer surface of the receiving

Jedes gelenkartige Verbindungselement P besteht teils 11 an, während der Haltering 21 dadurch auf im wesentlichen aus einem Kugelgelenk, gebildet aus das kleinstmögliche Maß zusammengedrückt ist, mit einem Steckteil 10 und einem dieses umfassenden 20 seiner Ober- und Unterseite 24 zwar noch die hori-Aufnahmeteil 11. Das Steckteil 10 ist mit einem an- zontalen Begrenzungsflächen 25 der Ringnut 22 beschließenden Rohrteil 12 fest verbunden, z. B. durch rührt, jedoch gleichzeitig mit seiner kalottenförmigen eine Schweißnaht 13. Das Aufnahmeteil 11 ist init Innenfläche 23 der kugelförmigen Außenfläche 16 einem anderen anschließenden Rohrteil 12 durch des Steckteils 10 anliegt und das Steckteil 10 in das eine Schweißnaht 14 verbunden. Der innere Durch- 25 Aufnahmeteil 11 hineinzieht. Die Teile sind so bemesser des Steck- und Aufnahmeteils entspricht messen, daß in eingeschraubtem Zustand sämtlicher zweckmäßig dem der darüber befindlichen Steigrohr- Schrauben 27 sowohl die kugelförmige Außenfläche leitung M, damit in dem Leitungssystem zwischen 16 der Innenfläche 17 als auch die kalottenförmige Bohrschiff D und Hüllrohr F kein Hindernis vor- Innenfläche 23 des Halteringes 21 der Außenfläche handen ist. Vorzugsweise ist der untere Teil einer 30 16 eng anliegt, wobei die Teile jedoch genügend BeInnenwand 20 des Steckteils 10 konisch sich er- wegungsfreiheit haben, um ein Verschwenken des weiternd ausgebildet! Steckteils 10 und des Aufnahmeteils 11 gegeneinan-Each joint-like connecting element P consists partly of 11, while the retaining ring 21 is thus essentially compressed from a ball joint formed from the smallest possible dimension, with a plug-in part 10 and a 20 of its upper and lower side 24 that encompasses it, although it is still the hori-receiving part 11. The plug-in part 10 is firmly connected to a tubular part 12 defining the an- zontal boundary surfaces 25 of the annular groove 22, eg. For example, by stirring, but simultaneously with its dome a weld 13. The receiving part 11 is another adjoining pipe part 12 abuts init inner surface 23 of the spherical outer surface 16 through the plug portion 10 and the plug-in part connected to the a weld 14 10th The inner through 25 receiving part 11 pulls into it. The parts are sized in such a way that the male and female parts are in the screwed-in state and all expediently that of the ascending pipe screws 27 located above both the spherical outer surface line M, thus in the line system between 16 of the inner surface 17 and the dome-shaped drill ship D and Cladding tube F is no obstacle in front of the inner surface 23 of the retaining ring 21 of the outer surface. Preferably, the lower part of a 30 16 fits tightly, but the parts have sufficient conical freedom of movement at the inner wall 20 of the plug-in part 10 to allow the further pivoting of the! Plug-in part 10 and the receiving part 11 against each other

Das Steckteil 10 besitzt ein mit kugelförmiger der zu gestatten.The plug part 10 has a spherical to allow the.

Außenfläche 16 versehenes Kopfteil 15, das in eine ..Um sicherzustellen, daß nicht zufällig eine derOuter surface 16 provided head part 15, which in a .. To ensure that not accidentally one of the

entsprechende kugelförmige Innenfläche 17 des 35 Schrauben 27 gegenüber einem Spalt 35 angeordnetCorresponding spherical inner surface 17 of the 35 screws 27 arranged opposite a gap 35

Aufnahmeteils 11 paßt. Das obere Ende des ist, der durch zwei Halteringenden 36 gebildet wird,Receiving part 11 fits. The upper end of the is formed by two retaining ring ends 36,

Aufnahmeteils 11 besitzt eine zylindrische Innen- ist zwischen zwei benachbarten Schrauben 27 ein vonReceiving part 11 has a cylindrical inner is between two adjacent screws 27 of a

fläche 18, die das Einführen des kugelförmigen Kopf- außen in die Wand des Aufnahmeteils 11 einschraub-surface 18, which screw the insertion of the spherical head outside into the wall of the receiving part 11

teils 15 in das innenseitig kartenförmig ausgebildete barer Fixierstift 37 vorgesehen, dessen Fuß als glat-partly 15 provided in the inside card-shaped barer fixing pin 37, the foot of which is a smooth

Aufnahmeteil 11 gestattet, so daß die Außenfläche 40 ter, zylindrischer Schaft 38 ausgebildet ist und in eineReceiving part 11 allowed so that the outer surface 40 ter, cylindrical shaft 38 is formed and in a

16 der Innenfläche 17 gleitbar anliegt. In zusammen- entsprechende, horizontale Bohrung 39 im Haltering16 of the inner surface 17 slidably rests. In corresponding, horizontal bore 39 in the retaining ring

gebautem Zustand besitzen beide Flächen denselben 21 nahe dem Halteringende 36 hineinragt. Wie ausIn the assembled state, both surfaces have the same 21 protruding near the end of the retaining ring 36. How out

Mittelpunkt, wodurch ein gegenseitiges Schwenken F i g. 4 hervorgeht, wird durch das Eingreifen desCenter, whereby a mutual pivoting F i g. 4, through the intervention of the

von Steck- und Aufnahmeteil ermöglicht wird. Fixierstifts 37 in die Bohrung 39 sichergestellt, daßis made possible by male and female part. Fixing pin 37 in the bore 39 ensures that

Das Steckteil 10 wird in dem Aufnahmeteil 11 45 der Spalt 35 immer zwischen zwei benachbarten durch einen geteilten, dehnbaren Haltering 21 ge- Schrauben 27 liegt und alle Schrauben gegen den halten, der in einer innenseitig, nahe dem oberen äußeren Umfang des Halteringes 21 drücken. : Ende des Aufnahmeteils 11 in Umfangsrichtung ver- Außerdem bildet der Fixierstift 37 einen Anhalte^ laufenden Ringnut 22 angeordnet ist. Der Haltering punkt für die Reihenfolge, in der die Schrauben 27 21 besitzt eine kugelförmige Innenfläche 23, die in 50 zum Zusammendrücken des Halteringes 21 einihrer Krümmung der Außenfläche 16 des Kopfteils geschraubt werden sollten. Dabei wird zweckmäßig 15 entspricht. Eine Ober- und Unterseite 24 des mit einer der dem Fixierstift 37 benachbarten Schrau-Halteringes 21 sind parallel zueinander und liegen ben begonnen und sodann entlang dem Umfang des horizontalen Begrenzungsflächen 25 der Ringnut 22 Aufnahmeteils 11 jeweils die nächste Schraube angleitbar an. Im Normalzustand erweitert sich der 55 gezogen. Diese Reihenfolge ist in Fig. 4 mit den Haltering 21 so weit, daß er vollständig in der Ring- Buchstaben a, b, c, d, e, f, g und h gekennzeichnet, nut 22 verschwindet und nicht über die zylindrische Dadurch wird der Haltering 21 bis zum völlig satten Innenfläche 18 hinausragt, so daß das Steckteil 10 Anliegen an dem Kopfteil 15 zusammengedrückt und ohne Schwierigkeiten in das Aufnahmeteil 11 ein- letzteres bis zum engen Anliegen in das Aufnahmegeführt werden kann. Nach Einführen des Steckteils 60 teil 11 hineingezogen. ■The plug-in part 10 is always located in the receiving part 11 45 of the gap 35 between two adjacent screws 27 by a split, expandable retaining ring 21 and hold all screws against the one that presses in an inside, near the upper outer circumference of the retaining ring 21. : End of the receiving part 11 in the circumferential direction. In addition, the fixing pin 37 forms a stop ^ running annular groove 22 is arranged. The retaining ring point for the order in which the screws 27 21 has a spherical inner surface 23, which should be screwed in 50 to compress the retaining ring 21 of a curvature of the outer surface 16 of the head part. It is expedient to correspond to 15. A top and bottom 24 of one of the fixing pin 37 adjacent screw retaining ring 21 are parallel to each other and are ben started and then along the circumference of the horizontal boundary surfaces 25 of the annular groove 22 receiving part 11 in each case the next screw slidable. In the normal state, the 55 extended when pulled. This sequence is so far in Fig. 4 with the retaining ring 21 that it is completely marked in the ring letters a, b, c, d, e, f, g and h , groove 22 disappears and not over the cylindrical Retaining ring 21 protrudes as far as the completely saturated inner surface 18, so that the plug-in part 10 resting against the head part 15 can be pressed together and inserted into the receiving part 11 without difficulty, the latter being guided into the receiving part until it is tight. After inserting the male part 60 part 11 is drawn in. ■

10 wird der Haltering 21 bis zum dichten Anliegen Sowohl die Bohrung 39 als auch der Fixierstift 3710, the retaining ring 21 becomes tightly seated. Both the bore 39 and the fixing pin 37

an der Außenfläche 16 zusammengedrückt. Da der sind im gleichen Maße nicht mittig in dem Halte-compressed on the outer surface 16. Since the are not centered in the holding

Haltering 21 der kugelförmigen Außenfläche 16 ring 21 bzw. der Ringnut 22 angeordnet, um sicher-Retaining ring 21 of the spherical outer surface 16 ring 21 or the annular groove 22 arranged in order to

oberhalb ihres größten Querschnitts anliegt, ruft sein zustellen, daß der Haltering 21 in der richtigen Lage.rests above its largest cross-section, calls to be delivered that the retaining ring 21 is in the correct position.

Zusammendrücken eine vertikale Kraft hervor, die 65 in die Ringnut 22 eingelegt ist. Sollte er nämlichCompression of a vertical force which is inserted 65 into the annular groove 22. Because he should

das Steckteil 10 in das Aufnahmeteil 11 hineinzieht falsch eingelegt worden sein, so würden Bohrungenthe plug-in part 10 pulls into the receiving part 11 have been inserted incorrectly, so bores would be

und für enges, gleitbares Anliegen der beiden Kugel- 39 und Schaft 38 nicht fluchten, und der Fixierstiftand for tight, slidable abutment, the two ball 39 and shaft 38 are not aligned, and the locating pin

flächen 16 und 17 sorgt. 37 könnte nicht eingeschraubt werden, da in dieserareas 16 and 17. 37 could not be screwed in because in this one

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Lage sein Schaftende gegen den äußeren Umfang des destens 3000 kp notwendig ist, um in zusammen-The end of the shaft against the outer circumference of at least 3000 kp is necessary in order to

Halteringes drückt. Bei ordnungsgemäßem Einbau gebautem Zustand ein Verschwenken des SteckteilsHolding ring presses. When installed properly, the plug-in part can be swiveled

des Halteringes 21 in der Ringnut 22 fluchten Boh- 10 gegenüber dem Aufnahmeteil 11 und damit eineof the retaining ring 21 in the annular groove 22 are aligned Boh- 10 with respect to the receiving part 11 and thus a

run'gen und Schaft 38, so daß der Fixierstift 37 in die ' weitere Kompression des Rings 51 zu erreichen. Diewrinkle and shaft 38, so that the fixing pin 37 in the 'further compression of the ring 51 can be achieved. the

Bohrung 39 eingeschraubt werden kann, wodurch 5 Elastizität des Rings 51 bewirkt, daß Steck- undBore 39 can be screwed, whereby 5 elasticity of the ring 51 causes plug and

garantiert ist, daß der Spalt 35 keiner der Schrauben Aufnahmeteil normalerweise zueinander eine aus-it is guaranteed that the gap 35 none of the screw receiving part is normally mutually exclusive

27 gegenüberliegt. gerichtete Lage einnehmen. Es müssen schon erheb-27 opposite. take a directed position. It has to be

Zur Abdichtung des erfindungsgemäßen Ver- liehe horizontale Querkräfte auf die Steigrohrbindungselements ist ein aus Gummi oder gummi- leitung M wirken, bevor innerhalb des gelenkartigen ähnlichem Material bestehender O-Ring als Dicht- io Verbindungselementes P Bewegungen stattfinden, ring 40 vorgesehen, der in einer in Umfangsrichtung Nach Wegfall derartiger Querkräfte drückt der Ring 51 auf der Innenfläche 17 des Aufnahmeteils 11 ver- Steck- und Aufnahmeteil wieder in fluchtende Lage, laufenden Nut 41 liegt und der Außenfläche 16 des Obwohl Relativbewegungen zwischen Steck- und Steckteils 10 dichtend anliegt. Da die im Betrieb tat- Aufnahmeteil zugelassen werden, ist es doch ersächlich auftretende Relativbewegung zwischen 15 wünscht, daß eine erheblich relative Drehbewegung Steck- und Aufnahmeteil sehr gering ist, besteht kaum zwischen beiden vermieden wird, damit Hilfseinrich-Gefahr, daß der Dichtring 40 aus der Nut 41 heraus- tungen (nicht dargestellt) auf an der Außenfläche der gerollt oder verschoben wird. Um aber noch zusatz- Steigrohrleitung angebrachten Schienen (ebenfalls lieh abzudichten, ist ober- und unterhalb des Dicht- nicht dargestellt) vom Bohrschiff D aus herabgelassen rings 40 je ein Wischring 42 vorgesehen. Diese Wisch- 20 werden können. Dazu ist ein Steckstift 60 (vgl. F i g. 7 ringe 42 liegen je in einer Nut 43 und halten den über und 8) mit rechteckigem Querschnitt vorgesehen, der den Dichtring 40 gleitenden Teil der Außenfläche 16 gleitbar in einer entsprechenden, radialen Bohrung sauber. Sie können aus Gummi, gummiähnlichem 61 geführt ist, die in Höhe des größten horizontalen Material oder Metall hergestellt sein. Querschnitts der Flächen 16 und 17 in der Wand desTo seal the horizontal transverse forces on the riser pipe connection element according to the invention, an O-ring made of rubber or rubber line M is provided before movements occur as a sealing connection element P within the similar material Circumferential direction After such transverse forces cease to exist, the ring 51 presses the inner surface 17 of the receiving part 11 again. The male and female part is aligned again, the running groove 41 and the outer surface 16 of the although relative movements between the male and female part 10 are sealingly applied. Since the actual receiving part are permitted in operation, it is essential that the relative movement between 15 wishes that a significant relative rotational movement of the male and female part is very small, there is hardly any avoidance between the two, so that the auxiliary equipment risk that the sealing ring 40 from the groove 41 protrusions (not shown) on the outer surface which is rolled or moved. However, in order to seal additional rails attached to the riser pipe (also borrowed, is not shown above and below the sealing), a wiper ring 42 is provided around 40 each lowered from the drilling vessel D from the drilling vessel D. These wiping 20 can be. For this purpose, a plug pin 60 (cf. FIG. 7 rings 42 are each located in a groove 43 and hold the over and 8) with a rectangular cross-section, the part of the outer surface 16 sliding the sealing ring 40 slidably clean in a corresponding radial bore . They can be made of rubber, rubber-like 61 made in the amount of the largest horizontal material or metal. Cross-section of surfaces 16 and 17 in the wall of the

Steck- und Aufnahmeteil sollen möglichst in aus- 25 Aufnahmeteils 11 angeordnet ist. Der Steckstift 60 begerichteter Lage zueinander gehalten werden, es sei sitzt einen äußeren Flansch 62, der einem Absatz 63 denn, eine beachtliche Querkraft wirke auf die Unter- einer mit Linksgewinde versehenen Bohrung 64 anwasserleitung. Um diese ausgerichtete Lage zu er- liegt. In die Bohrung 64 ist ein Federsitz 65 einreichen, besitzt das erfindungsgemäße Verbindungs- geschraubt, der eine in Richtung seiner Längsachse element ein Dämpfungsorgan 50, das im wesentlichen 30 verlaufende, zentrische Durchgangsbohrung 66 aufaus einem nachgiebigen Ring 51 besteht. Dieser ist weist, durch die ein Anzeigestift 67 hindurchragt, der aus geeignetem, geschmeidig elastischem Material, mit seinem einen, in das Innere des Aufnahmeteils 11 z. B. synthetischem oder natürlichem Gummi, her- gerichteten Ende in den Steckstift 60 eingeschraubt gestellt und in den Zwischenraum zwischen einem oder auf andere Art an diesem befestigt ist. Eine den äußeren Flansch 52 des Steckteils 10 und dem oberen 35 Anzeigestift 67 umgebende Schraubenfeder 68 liegt Ende 53 des Aufnahmeteils 11 eingelegt. Der Flansch mit ihrem einen Ende dem Federsitz 65 an und drückt 52 weist an seinem Fuß einen nach unten geöffneten, mit ihrem anderen Ende den Steckstift 60 nachgiebig in Umfangsrichtung verlaufenden, im Querschnitt in Richtung auf das Innere des Aufnahmeteils 11. bogenförmigen Sattel 54 auf, dem ein nach oben ge- Jedoch kann der Steckstift 60 um den Betrag inneröffneter, am oberen Ende 53 angeordneter Sattel 55 40 halb der Bohrung 61 nach außen gedrückt werden, entspricht, der nach innen durch eine Lippe 56 be- mit dem er bei Normalstellung in das Innere des grenzt wird. Wie aus den Zeichnungen hervorgeht, Aufnahmeteils 11 hineinragt, wodurch gleichzeitig besitzt die Unterseite des Flansches 52 eine senkrecht der Anzeigestift 67 so weit nach außen über das zur Längsachse des Steckteils 10 verlaufende Fläche äußere Ende des Federsitzes 65 bewegt wird, daß er 57 und wird an ihrem Fuß durch den bogenförmigen 45 dem Bedienungspersonal anzeigt, daß der Steckstift Sattel 54 um 90° umgelenkt, so daß sie dort parallel 60 sich nicht in Normalstellung befindet,
zur Längsachse des Steckteils 10 verläuft. Der toroid- In Normalstellung, bei der sich dem Steckstift 60 förmige Ring 51 liegt sowohl dem Sattel 54 als auch gegenüber eine auf der kugelförmigen Außenfläche dem Sattel 55 satt an. Eine äußere Fläche 58 des 16 des Kopfteils 15 vorgesehene Ausnehmung 70 beoberen Endes 53 des Aufnahmeteils 11 verläuft eben- 50 findet, drückt die Schraubenfeder 68 den Steckstift falls senkrecht zur Längsachse des Aufnahmeteils und 60 mit seinem freien Ende so weit in die Ausnehmung geht nach innen in die auf den Flansch 52 zu ge- 70, daß der Flansch 62 dem Absatz 63 anliegt. Die richtete Lippe 56 über. Ausnehmung 70 besitzt zwei vertikale, sich gegen-The plug-in and receiving part should be arranged as far as possible in the receiving part 11. The pin 60 must be held in an aligned position with respect to one another, unless there is an outer flange 62 that has a shoulder 63 because a considerable transverse force acts on the lower part of a left-hand threaded hole 64 on the water pipe. In order to achieve this aligned position. A spring seat 65 is inserted into the bore 64, the connection according to the invention is screwed, the one element in the direction of its longitudinal axis has a damping element 50, the essentially 30 running, central through bore 66 on a flexible ring 51. This has, through which an indicator pin 67 protrudes, which is made of suitable, supple elastic material, with its one, in the interior of the receiving part 11 z. B. synthetic or natural rubber, made end screwed into the pin 60 and is attached in the space between one or in another way on this. A helical spring 68 surrounding the outer flange 52 of the plug-in part 10 and the upper indicator pin 67 is inserted at the end 53 of the receiving part 11. The flange with its one end on the spring seat 65 and presses 52 has at its foot a downwardly open, with its other end the plug pin 60 extending resiliently in the circumferential direction, in cross section in the direction of the interior of the receiving part 11. However, the plug pin 60 can be pushed outward half of the bore 61 by the amount of internally opened saddle 55 40 arranged at the upper end 53, which corresponds to the inward through a lip 56 with which it is in the normal position in the interior of the is bordered. As can be seen from the drawings, the receiving part 11 protrudes, whereby at the same time the underside of the flange 52 has a perpendicular to the indicator pin 67 so far outward over the outer end of the spring seat 65 extending to the longitudinal axis of the plug part 10 that it is 57 and is moved to her foot through the arched 45 indicates to the operating personnel that the pin saddle 54 is deflected by 90 ° so that it is not in the normal position parallel 60 there,
runs to the longitudinal axis of the plug-in part 10. The toroidal In normal position, in which the pin 60-shaped ring 51 rests snugly both on the saddle 54 and opposite one on the spherical outer surface of the saddle 55. An outer surface 58 of the recess 70 provided for 16 of the head part 15 at the top end 53 of the receiving part 11 also runs, the helical spring 68 pushes the pin if it is perpendicular to the longitudinal axis of the receiving part and 60 with its free end goes so far inward into the recess in that towards the flange 52 that the flange 62 rests against the shoulder 63. The directed Lippe 56 over. Recess 70 has two vertical, opposite

Der geschmeidig elastische Ring 51 wird zunächst überliegende, parallele Begrenzungsflächen 71, die unter den Flansch 52 gelegt, bevor das Steckteil 10 55 den vertikalen, sich gegenüberliegenden, parallelen in das Aufnahmeteil 11 eingeführt wird. Durch das Seitenflächen des Steckstiftes 60 zugeordnet sind. Auf Zusammendrücken des Halteringes 21 mittels der diese Art werden Steckteil 10 und Aufnahmeteil 11 Schrauben 27 werden nicht nur die Flächen von in zweckmäßiger Stellung zueinander gehalten und Steck- und Aufnahmeteil in die gewünschte Lage zu- erhebliche Relativverdrehungen vermieden, während einander gebracht, sondern auch eine vertikale Kraft 60 gleichzeitig eine gewisse Verschwenkung zueinander erzeugt, die eine gewisse Kompression des Rings 51 in allen Richtungen möglich ist, da die Weite der zwischen dem Flansch 52 und dem oberen Ende 53 Ausnehmung 70 größer ist, als die entsprechende des Aufnahmeteils 11 hervorruft, die dem erfindungs- Dicke des Steckstifts 60. Die Normalstellung von gemäßen Verbindungselement eine Widerstands- Steck- und Aufnahmeteil ist für das Bedienungsfähigkeit gegen Schwenkbewegung verleiht. Die ein- 65 personal dadurch erkenntlich, daß der Anzeigestift zelnen Teile des Verbindungselements werden vor- 67 über das äußere Ende des Federsitzes 65 hinauszugsweise so bemessen und der Ring 51 aus der- ragt, wie in den F i g. 7 und 8 durch ausgezogene artigem Material hergestellt, daß eine Kraft von min- Linien dargestellt.The supple elastic ring 51 is first of all overlying, parallel boundary surfaces 71, the placed under the flange 52 before the male part 10 55 the vertical, opposite, parallel is inserted into the receiving part 11. By the side surfaces of the pin 60 are assigned. on Compression of the retaining ring 21 by means of this type of plug part 10 and receiving part 11 Screws 27 are not only held in an appropriate position to each other and the surfaces Male and female part in the desired position too considerable relative rotations avoided while brought each other, but also a vertical force 60 at the same time a certain pivoting to each other generated that a certain compression of the ring 51 is possible in all directions, since the width of the between the flange 52 and the upper end 53 recess 70 is larger than the corresponding of the receiving part 11 causes the thickness of the pin 60 of the invention. The normal position of According to the connecting element, a resistance plug-in and receptacle part is provided for the operability against pivoting movement. The personnel can be recognized by the fact that the indicator pen Individual parts of the connecting element are preferably pulled out over the outer end of the spring seat 65 so dimensioned and the ring 51 protrudes, as shown in FIGS. 7 and 8 by drawn out like material made that a force represented by min-lines.

Durch die erfindungsgemäße Konstruktion wird ein gelenkartiges Verbindungselement geschaffen, das, am unteren Ende einer Steigrohrleitung M angeordnet, deren Verschwenkung um etwa 10° gegen die darunter gelegenen Armaturen erlaubt. In dem in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt die gegenseitige Verschwenkbarkeit von Steck- und Aufnahmeteil jedes Verbindungselements nur etwa 3°. Aber durch die Aneinanderreihung mehrerer erfindungsgemäßer Verbindungselemente P (vgl. Fig. 1 und 2) wird trotzdem insgesamt eine wesentlich größere Verschwenkbarkeit der Steigrohrleitung M gegen die Armaturen erlaubt, während jedes einzelne Verbindungselement nur relativ gering beansprucht wird.The construction according to the invention creates a hinge-like connecting element which, arranged at the lower end of a riser pipe M, the pivoting of about 10 ° against the fittings below are permitted. In the embodiment shown in the drawings is the mutual pivotability of the male and female part of each connecting element only about 3 °. But by stringing together several inventive connecting elements P (cf. Fig. 1 and 2) is nevertheless an overall significantly greater pivotability of the riser pipe M allowed against the fittings, while each individual connecting element is relatively low is claimed.

Claims

Patent claims:

1. Articulated pipe connection element for pipelines highly stressed by external influences, consisting of a receiving part with a spherical inner surface, a plug-in part with appropriately designed, spherical outer surface, one the plug-in part against the spherical The counter ring that presses the inner surface of the receiving part and engages both parts also with a spherical inner surface and with one between the male part and the female part arranged seal, characterized in that that at the largest, lying in a plane perpendicular to the axial direction inside diameter of the spherical inner surface the receiving part (11) is connected to the end of the same by an internally cylindrical extension, this extension having an annular groove (22) on its inside, the counter ring as per se known slotted, resilient retaining ring (21) engaging in the annular groove (22) is and its spherical ring surface by means of a clamping device (27) on the spherical outer surface (16) of the plug-in part (10) can be pressed.

2. Articulated pipe connecting element according to claim 1, characterized in that as Clamping device on the circumference of the receiving part (11) distributed through threaded holes the same guided screws (27) which engage the retaining ring (21).

3. Articulated pipe connecting element according to claim 1 and 2, characterized in that the retaining ring (21) by means of a device engaging in this, for. B. a locating pin (37), is limited in its rotatability.

4. Articulated pipe connecting element according to claim 3, characterized in that the Fixing pin (37) engages in a radial bore (39) in the retaining ring (21), which outside of the for Axial direction is vertical center plane.

5. Articulated pipe connection element according to claims 1 to 4 for underwater risers, which extend between a subsea borehole and a drilling ship and guide rails on the outer surface for Have lowering auxiliary devices, characterized in that one the relative movement between the receiving part (11) and the plug-in part (10) limiting locking device one engaging in a recess (70) of the spherical surface (16) of the plug-in part (10), has a pin (60) passed through the receiving part (11) and the recess (70) is larger in cross section than the cross section of the pin (60).

6. joint-like pipe connecting element according to claim 5, characterized in that between radial surfaces (57, 58) of the plug-in part (10) and the receiving part (11) an elastic yielding damping element, e.g. B. an elastic ring (51) is arranged.

1 sheet of drawings