DE2165827C3 - Rohrverbindung für Bohrrohre - Google Patents

Description

Bereich der äußeren Verbindungsenden Gewinde aufweisen, die zur Verspannung der Verbindungsenden mit dem Konus bzw. dem Gewinde an den Verbindungsbolzen in Eingriff bringbar sind.

Zusammengefaßt bietet die Erfindung die Mög- lichkeit, bei vertretbaren Herstellungskosten die Rohrverbindung derart auszubilden, daß die axial gerichteten Kräfte einerseits und die Drehkräfte andererseits für die Berechnung sehr genau erfaßt werden könnet:. Dadurch wird der Vorteil erreicht, daß auch bei Rohrverbindungen mit großem Durchmesler und entsprechend großen Antriebskräften der Materialaufwand für die Rohrstöße und die Rohrverbindungen im vertretbaren Rahmen bleibt.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.

Fig. 1 zeigt den Vertikalschnitt einer Rohrverbindung, die im wesentlichen nur axial gerichtete Kräfte übertragen soll. Die Bohrrohrachse steht vertikal;

Fig.2 zeigt den Vertikalschnitt einer Rohrverbindung, die im wesentlichen nur Drehkräfte übertragen soll. Die Bohrrohrachse steht vertikal;

Fig. 3 zeigt in schematischer Darstellung die Anlicht eines Einsatzes bzw. die Anordnung eines Verbindungsbolzens, der im wesentlichen nur axial gerichtete Kräfte übertraeen soll, Bohrrohrachse vertikal;

Fig.4 zeigt in schematischer Darstellung die Anlicht eines Einsatzes bzw. eines Verbindungsbolzens, der im wesentlichen nur Drehkräfte übertragen soll, Bohrrohrachse vertikal;

Fig. 5 zeigt einen Horizontalschnitt von eingebauten Verbindungsbolzen, von denen die beiden äußeren nur axial gerichtete Kräfte und von denen der mittlere nur Drehkräfte übertragen soll;

Fig.6 zeigt die Schnittansicht eines Verbindungsbolzens;

Fig. 7 zeigt eine schematische Ansicht einer Rohrverbindung, bei der die Verbindungsbolzen in lchlitzartigen Öffnungen untergebracht werden sol- 4" lcn.

Fig. 1 zeigt also in einem vertikalen Teilsdhnitt die wesentlichen Teile einer Rohrverbindung, die im wesentlichen axial gerichtete Kräfte übertragen soll. Das Ende des oberen Rohrstoües ist mit 1 und das Ende des unteren Rohrstoßes mit 2 bezeichnet. Die Verbindung zwischen diesen beiden Verrohrungsstö-Ben erfolgt durch die Rohrverbindungsringe 3 und 4, die sich mit den verjüngten Enden 3' und 4' übergreifen. Die Verbindung zwischen den sich übergrei- !enden Knden 3' und 4' erfolgt durch einen Verbindungsbolzen 7, der im äußeren Einsatzende 3' mit Seinem Gewindeteil eingeschraubt ist und im Bereich des inneren sich verjüngenden Einsatzendes 4' koliisch ausgebildet ist. Dieser Verbindungsbolzen 7 ist twecks Verteilung des Lochreibungsdruckes in Futterstücken S, 6 angeordnet. Entsprechend zum Außengewinde im zylindrischen Bereich des Verbindungsbolzens 7 ist das Futter 5 mit Innengewinde versehen. Der Verbindungsbolzen 7 wird durch eine Vierkantöffnung 8,9 eingeschraubt. Da der innere Teil des Verbindungsbolzens 7 einen konischen Sitz hat, gelingt es auf Grund dieser Ausbildung die Verbindungsenden 3' und 4' beim Anziehen der Verbindungsbolzen? so gegeneinander zu verspannen, daß zugleich der feste Sitz des Konusteils der Verbindungsbolzen erreich-, wird, wodurch die Übertragung der großen äußeren Kräfte möglich wird.

Die Darstellung in Fig.2 zeigt einen vertikalen Teilschnitt durch eine Rohrverbindung, die im wesentMchen Drehkrafte übertragen soll. Diese Verbindung besteht aus einem Verbindungsbolzen 17, der in der Ausbildung dem bereits beschriebenen Verbindungsbolzen? gleicht und der ebenfalls eine Vierkantöffnung 18, 19 zum Eindrehen des Bolzens aufweist. Zur Übertragung des Lochreibungsdruckes sind Futterstücke 15, 16 vorgesehen. An den Enden 3' und 4' befinden sich angeschweißte Haltekeile 15' und 16' bzw. 5' wie insbesondere in Fig.3 und 4 dargestellt ist. Zwischen den Futterstücken befindet sich jeweils eine Verlängerung der Futterstücke 15, 16, die über die Haltekeile 15' und 16' an der Schnittstelle hinausreicht. Dort ist bei 11 und 12 ein geringfügiger Abstand zu den Verbindungsenden 3' und 4' vorgesehen, der dafür sorgt, daß im wesentlichen nur Drehkräfte übertragen werden können. Dieser Abstand kann beispielsweise ^a'_U) mm betragen.

Die Darstellung in Fig. J und 4 zeigt von außen gesehen die Form der FiUK-oälücke 5 und 15 sowie die angesetzten Haltekeile 5' uud 15'. Die Darstellung in Fig. 3 läßt den kleinen Absind zwischen den Teilen 5 und 5'. die Darstellung in Fig. 4 den Abstand zwischen den Teilen 15 und 15' erkennen. Da bei dieser Ausführungsform die Öffnungen für die Futterstücke mittels einer Bohrmaschine hergestellt werden können, sind die Herstellungskosten verhältnismäßig gering und vertretbar. Diese Ausbildung ergibt nicht eine mathematisch vollständige Trennung zwischen Drehkräften und axial gerichteten Kräften bei der Übertragung. Die Abweichungen sind jedoch so gering, daß sie rechnerisch vernachlässigt werden können. Später wird in Fig. 7 eine andere Lösung gezeigt, bei der eine vollständige Trennung zwischen Drehkräften und axial gerichteten Kräften möglich ist. Diese Ausführungsform ist jedoch kostspieliger.

Fig. 5 zeigt eine Schnittansicht von drei Verbindungsbolzen mit Futterstücken. Die beiden äußeren Verbindungsbolzen 7 dienen zur Übertragung axial gerichteter Kräfte. Zwischen den Futterslücken 5, 6 und den rohrförmigen Verbindungsenden 3' und 4' sind Spalte 13, 14 vorgesehen, die im wesentlichen eine Üoertragung von Drehkräften verhindern. Der mittlere Verbindungsbolzen 17 dient zur Übertragung von Drehkräften. Die Futterstücke 15, 16 schließen deshalb unmittelbar an die rohrförmigen Verbindungsenden 3' und 4' an.

F i g. 6 als Ergänzung zu F i g. 5 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Verbindungsbolzen 7, die im Bereich des Futteisiückes 5 durch Gewinde 27 befestigt sind. Die Darstellung zeigt auch den konischen Sitz 28 des Verbindungsbolijcns7, der beim Festziehen des Verbindungsbolzens 7 die radial gerichtete Verspannung der Verbindungsenden 3' und 4' in Fig. 1,2, 5 und 6 bzw. des Verbindungsendes 21' des Bohrrohres 21 und des (nicht sichtbaren) Endes des Bohrrohres 22 in F i g. 7 erzeugt. An den an sich zunächst kreisrunden Futterstücken 5 und 6 bzw. 15 und 16 werden jeweils gegenüberliegend kreisabschnittförmigi Flächen entfernt (beispielsweise durch Fräsen), so da3 nur an den stehenbleibenden Rundungen Kräfte übertragen werden. Durch entsprechende Einführung in die Rohrenden 3' und 4' in Fig. 1 und 2, vertikal oder horizontal liegend, werden die zu übertragenden Kräfte in vertikaler oder in Umfangsrichtung von den jeweiligen Einsätzen und

Bolzen übertragen. Die kreisabschnittförmigen Ausnehmungen werden zweckmäßigerweise ausgefüllt von Haltekeilen S' in F i g. 3 bzw. 15' in F i g. 4 bzw. 15' und 16' in Fig. 2, die als Sicherung gegen Verdrehen oder Herausfallen der Einsätze dienen. Diese Haltekeile sind mit den Rohrenden 3' bzw. 4' mittels kurier Nähte verschweißt. Das Auswechseln von Einsätzen kann durch Trennen dieser Nähte erfolgen. Zwischen den Haltekeilen 5' und den Einsätzen S in Fig. 3 bzw. zwischen den Haltekeilen 15' und den Einsätzen 15 in F i g. 4 verbleibt ein geringer Spalt 13, 14 in F i g. 3 bzw. 11 und 12 in F i g. 4, damit keine Antriebskräfte in die Haltekeile übertragen werden.

Die Darstellung in Fig. 7 zeigt schlitzförmige Ausnehmungen 24, 25, von denen die Ausnehmungen 25 zur Übertragung von Drehkräften und die Ausnehmungen 24 zur Übertragung axial gerichteter Kräfte dienen können. Die Darstellung zeigt das äußere rohrförmige Verbindungsende 21', das eine Forlsetzung des Bohrrohrcs 21 bildet. Unten ist das Bohrrohr 22 erkennbar, dessen rohrfönniges Vefbitidungsende verdeckt ist, weil es innen angeordnet ist.

ίο Entsprechend den dargestellten Aussparungen müßten die Verbindungsbolzen ausgebildet sein. Im Prinzip wurden aber diese Verbindungsbolzen wie die in F i g. 1 und 2 dargestellten Verbindungsbolzen wirken.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1 schraubungen versehen, die jeweils die Rohrmäntel fm Umfang gegeneinander verbinden. Patentansprüche: nil hekannten Rohrverbindungen weisen den • · α Machteil auf daß bei Vergraßerung der Durchmesser

1. Rohrverbindung für Bohrrohre mit einander ^.f S* *_um Einbohren der Rohre wegen der verübergreifenden Verbindungsenden, die durch ra- s aie.£™"^c _Wandreibung vergrößert werden müssen, dial angeordnete Verbindungsbolzen gegeneinan- ß^ro»" "ι,Γ hohe Lochreibungsdrücke in den Wander verspannt sind, welche in ihrem Sitz durch so flais seiu * . _sstöße entstehen. Es wäre je-Verschrauben mit dem einem Verbindungsende ^^unpv_ht wirtschaftlich, die Wandstärken so zu vcr- und Verkeilen mit dem anderen Verbindungs- docli nicni w.» _wesent}iche Verminderung der ende festziehbar sind, dadurch gekenn- «> ^^e^«drfldce cntstebL Die Lösung diesei Prozeichnet, daB die Verbindungsbolzen (7, 17) Locbre bungsm"^ _{erschwert) da}ß _wege_n der im äußeren Verbindungsenele (30 verscbjraubt Mems^ ^au _terscWedlich gerichteter und in ihrer und mit dem inneren Verbindungsende (4 ) durch Uberiag^e™"& _{Kräfte eine} exakte Berechnung einen Konus (28) verkeilt sind, wobei zwei Grup- ^^erbindungen nicht möglich ist, so daß bei pen von Verbindungsbolzen (7, 17) vorgesehen *5 dei R°^h™^erbin Wandungen mit einem hohen Sichersind, die abwechselnd angeordnet und zur ab- *^e™^sf*f«"_h™™_eJ_{ea m}uß.

wechselnden Übertragung nur axial genchteter ^hei^^dJ^_dun" _eht von der Aufgabenstellung aus, Kräfte bzw. nur von Drehkräften von dem einen p*?'" Sune für Bohrrohre mit besonders

Verbindungsende auf das andere «^^ „ SASffleDtrickelnunddieVor,^ sind. &' ci-hnffen um Beanspruchungen in axia-

2. Rohrverbindung nach Anspruch 1, dadurch Setzungen zu Raffen um ρ ^

gekennzeichnet, daß die Verbindungsbolzen (7) ler ^R«^ht"Jf ^ei"^ _insbesondere zyklisch wech-

für die Übertragung axial gerichteter Kräfte m den ^ehbewegungen ι J ^

Futterstücken (5,6) befestigt sind, die zur Ver- senden ^te™®£\ Antriebskräften wäh-

meidung der Aufnahme der Drehkräite mit Spiel *₅ ^^^'"^^^Γ verhältnismäßig geringen

in ihrer in den Verbindungsenden (3', 4') befind- rend des ^Bohrens. ™_

liehen Aufnahmebohrungen eingesetzt sind. Vr-ndstaricen ausι · _{Erfjnd dadurch}

3. Rohrverbindung nach Anspruch 1, dadurch Diese „ T- f, hinliina<:holzen im äußeren Vergekennzeichnet, daß die Verbindungsbolzen (17) gelöst, daß die ^V"J^"ⁿ^S"J™_m^neren Ve- L die übertn-ung der Drehkräfte in Futter- 30 bindungsend;:v^ sch ^ubt ^™^™^¹¹^ stücken (IS, 16) befestigt sind, die zur Vermei- bindungsende durch einer1

dung der Aufn4me der Axiall .äfte in ihren in zwei Gruppen von V™

den Verbindungsenden (3', 4') brfindlichen Auf- sind, die abwechselnd ange j

nahmebohrunge? oben und unten Spie, aufwei- ^ ^e^ übertragung^^ axia. gerichtete

^Se4. Rohrverbindung nach Anspruch 1, dadurch dungsende auf das »*«-J^"""^_bildun„ _be gekennzeichnet, daß die Verbindungsbolzen in Der techn.sche Fortsehntt Ueser Abbildung b^

Lhlitzartigen Ausnehmungen geführt sind, die steht dann daß die Loch ^"g^drucke _{h d} entweder zur Übertragung der axial gerichteten Rohrverbindungen .η «^J^J^^X™" Kräfte oder zur Übertragung der Drehkräfte vor- . werden k^nte^ne Vergärung der Verrohrun

^ge5 RoSverbindune nach den Ansprüchen 2 Hch war und die Wanddicken der Verrohrungen in

und 3^aTASnZSSnS, daß die Futter- wirtschaftlichen Grenzen gehalten werden konnten,

stücke (5, 6; 15, 16) im Bereich der inneren Ver- Bei einer Ausführungsform der Erfindung s.nd die

bindungsenden (4') eine konische Bohrung (28) 4S Verbindungsbolzen für d,e Übertragung a^algench-

und im Bereich der äußeren Verbindungsenden teter Kräfte in Futterstücken 1befest igt ^d'^{e z}« Ver-

(3') Gewinde (27) aufweisen, die zur Verspan- meidung der Aufnahme der Drehkrafte mit Spiel ,η

nung der Verbindungsenden mit dem Konus bzw. ihren in den Verbindungsenden befindlichen Aufnah-

dem Gewinde an den Verbindungsbolzen (7, 17) mebohrungen eingesetzt sind.

in Eineriff bringbar sind 5° Eei einer weiteren Ausfuhrungsform sind die Ver-

in bingritt bringDar sina. bindungsbolzen für die Übertragung der Drehkräfte

in Futterstücken befestigt, die zur Vermeidung dei

Aufnahme der Axialkräfte in ihren in den Verbindungsenden befindlichen Aufnahmebohrungen ober

Die Erfindung betrifft eine !Rohrverbindung für 55 und unten Spiel aufweisen.

Bohrrohre mit einander übergreifenden Verbin- Diese Ausführungsformen der Erfindung losen die

dungsenden, die durch radial angeordnete Verbin- Aufgabe, die Übertragung ax.al genchteter Kräfte ei

dunisboizen gegeneinander verspannt sind, welche in nerseits und die Übertragung der Drehkraf te an-

ihrem Sitz durch Verschrauben mit dem einen Ver- dererseits möglichst genau zu trennen um die Sicher

bindungsende und Verkeilen mit dem anderen Ver- 60 heit bei der Berechnung zu vergrößern. Bei eine,

bindunlsende festziehbar sind. weiteren Ausführungsform sind die Verbindungsbo ·

Bekannt sind auch Rohrverbindungen für Bohr- zen in schlitzartigen Ausnehmungen gefuhrt, die ent

rohre bei denen die Verkeilung; unter Verwendung weder zur Übertragung der axial gerichteten Kraft<

von Konussen erfolgt. oder zur Übertragung der Drehkräfte vorgesehei

Bekannt sind ferner Rohrverbindungen für Rohr- 65 sind.

gründungen, bei denen ein Rohrende aufgeweitet und Schließlich können bei einer verbesserten Ausfuh

über das andere Rohrende gestülpt ist. Diese Rohr- rungsform die Futterstücke im Bereich der innerer

Verbindungen sind mit radial angeordneten Ver- Verbindungsenden eine konische Bohrung und in