DE2241527A1 - Vorrichtung zum einordnen von durch ein laengliches nachgiebiges, in einem drehkorb gelagertes element gebildeten windungen, mit vertikaler achse - Google Patents

Description

Vorrichtung 2mm Einordnen τοη durch ein längliches, nachgiebiges , in einem Drehkorb gelagertes Element gebildeten Windungen, mit vertikaler Achse.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum selbsttätigen Einordnen τοη durch ein längliches; nachgiebiges in einem Drehkorb gelagertes Element gebildeten Windungen) mit vertikaler Achse,

Im folgenden soll insbesondere, ohne daß die Erfindung darauf beschränkt «rare, auf das Speichern einer flexiblen Bohrleitung in einem Drehkorb ringförmiger Gestalt Bezug genommen werden, der sich um seine Tertikaie Achse dreht·

Zur Zeit stehen die Bohrtechniken, die als Bohrgestänge mit einer flexiblen Leitung arbeiten, an deren unteren Ende ein ein Bohrwerkzeug in Drehung vorsetzender Motor hängt,. innbesonders im Vordergrund, was durch die Vorteile, die

309810/0212

22A1527

bei der Verwirklichung dieser Verfahren auftreten, gerechtfertigt ist.

Die flexiblen Bohrleitungen müssen auf SpeZielvorrichtungen gelagert und gespeichert sein, um beispielsweise ihren Transport, aber auoh die Bohroperationen zu erleichtern, insbesondere, wenn die Bohrkolonne hochgezogen wird«

Natürlich hat man daran gedacht, Aufwickelhaspel mit horizontaler Achse zu verwenden, auf deren Trommeln die flexiblen Leitungen gewickelt sind. Diese Lösung hat sich als ziemlich praktisch für den Transport von Abschnitten flexibler Bohrleitungen erwiesen. Während der Bohroperationen, wenn die Bohrkolonne angehoben wird, braucht man Trommeln oder Drehkopf e mit einer großen Speicherkapazität, d.h. Trommeln erheblicher Abmessungen, die also platzraubend sind und nur schwierig «zu verwirklichen und von einer Bohrstelle zur anderen zu bewegen sind.

Auf dem Gebiet des Bohrens bevorzugt man einen Korb ringförmiger Gestalt, der sich um seine vertikale Jlchse dreht, der sich leichter herstellen läßt· Das zu lösende Problem besteht aber darin, in korrekter Weise in den Speicherkorb die durch die flexible Leitung gebildeten Windungen einzuordnen, um zu verhindern, daß diese Windungen durcheinanderkommen oder bezüglich einarider gleiten, was zu lokalen Beschädigungen der flexiblen Leitung führt. Auch soll vor allen Dingen eine maximale Kapazität des Speicherkorbes erreicht werden.

Bis zum heutigen Tage wurde keine Vorrichtung zum selbsttätigen Einordnen der Windungen in die Speicherkörbe realisiert.

Durch die Erfindung soll nun eine Vorrichtung zum selbsttätigen Einordnen der durch ein längliches nachgiebiges Element gebildeten Windungen, wobei das Element in einem um seine vertikale Achse sich drehenden Korb guapeichort ist, vorge-

309810/0212

schlagen werden·

Die Vorrichtung nach der Erfindung ermöglicht das selbsttätige Einordnen der durch ein längliches nachgiebiges in einen um seine vertikale .Achse sich drehenden Korb gespeichertes Element gebildeten Windungen, wobei dieser Korb gebildet wird durch einen zylindrischen Innenrahmen, der.vertikal angeordnet ist, einem zylindrischen, konzentrisch zum Innenrahmen angeordneten Außenrahmen, wobei diese. Rafemen einen unten durch eine Plattform geschlossenen Eingraum, der im oberen Seil offen ist, um das längliche Element einzuführen, bilden, und wobei der radiale Abstand zwischen diesen Gestellen oder Rahmen größer ist als die größte Abmessung des Querschnittes des länglichen Elementes· Diese Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß sie wenigstens eine zylindrische konzentrisch zwischen diese Innen« und Außengestelle gesetzte Trennwand aufweist und hierdurch wenigstens swei konzentrische Ringräume bildet, deren radiale Breite jeweils geringfügig großer als die größte Abmessung des Querschnitts des länglichen Elementes ist; daß jedes dieser Gestelle und die Trennwand aus einem festen Sektor und einem beweglichen Sektor, komplementär zum festen Sektor und gelenkig an ein Ende dieses letzteren gelagert, besteht, wobei jeder der beweglichen Sektoren eine erste Stellung aufweist, in der er für die Verbindung dieses festen Sektors, an dessen Ende er gelagert ist, mit dem festen Sektor von !Trennwand oder Rahmen, die unmittelbar benachbart sind und größeren Durchmesser aufweisen, herstellt; eine zweite Stellung aufweist, in der er für die Kontinuität dieses festen Sektors,, an dessen Ende er gelagert ist, sorgt; und eine dritte Stellung aufweist, in der er für die Verbindung dieses festen Sektors, an dessen Ende er gelenkig gelagert ist, mit dem festen Sektor der Trennwand oder des Rahmens, die unmittelbar benachbart, sind, und kleineren Durchmesser aufweisen, sorgt«

3098 10/02 12

Ein· beispielsweise Aueftthrungsfora der Erfindung soll nun anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden, In denen

figur 1 schematisoh eine Bohrinstallation selgt, dl· alt einer flexiblen Leitung arbeitet;

Figur 2 seigt β©nematisch «inen Speicherkorb für ein· flexible Leitung «it einer Vorrichtung cm Einordnen der durch die flexible Leitung gebildeten Windungen;

die Figuren 3, 4 und 5 seigen die Arbeitsweise der Vorrichtung nach der Erfindung}

figur 6 steigt die Positionierung eine« et elf en Verbinders la ßpeioherkorb bein Aufwickeln der flexiblen Leitungt

figur 7 seigt eine AusführungBform der beweglichen Sektoren der führung«raupenj und

die figuren β und 9 seigen AusfUhrungsformen für die Betfttlgung der beweglichen Sektoren·

figur 1 seigt eehemtiseh eine Bohrinstallation, tie nach de« Verfahren «it flexibler. Leitung als Bohrkolonne arbeitet.

Die Installation uafaflt einen Bohrturm 1, der oberhalb dee Bohrloches 2 angeordnet let, sowie ein oder mehrere Siehorgane 3 «er Betätigung der Leitung 4. Diese Ziehorgane bilden keinen feil der Erfindung und werden daher hier nicht genauer erläutert· Sie können beispielsweise gebildet werden durch Ziehraupen· Am Kopf oder auf einen Zvischenniveau dee Bohrturm 1 läuft die flexible Leitung 4 über eine Rolle oder Blocksohelbe 5 oder über irgend ein anderes Otolenkorgan.

In der Hähe des Bohrturmes 1 ist ein Speionerkorb 6 für die Leitung 4 angeordnet, der um seine vertikale Achse drehbar ist, Die flexible Leitung, die durch ein Organ 7 geführt und gesogen werden kann, lagert sich in Speicherkorb und tritt

309810/0212

durch den oberen Teil hiervon ein.

Der Drehantrieb für den Speicherkorb ist synchronisiert mit der Betätigung des oder der Ziehorgane 3 und dea Zieho rgans 7 durch Irgend ein bekanntes nicht dargestelltes ilittel.

Figur 2 zeigt schematisch einearait einer Vorrichtung sum Einordnen der Windungungen ausgestatteten Speicherkorb und Figur 3 iet eine Draufsicht auf den Korb nach ligiar 2 und zeigt schematisch das Arbeitsprinzip der Vorrichtung«.

Der Speicherkorb, der insgesamt mit dem Bezugaseichen δ bezeichnet ist, besteht aus einem zylindrischen, vertikal angeordneten Innengestell 7* und einem konzentrisch sum Gestell 7' angeordneten Außengestell 8« Die radiale Entfernimg zwischen' den Rahmen ist größer als der Durchmesser der Leitung. Der Radius des Innengestells ist wenigstens gleieh dem minimalen Krümmungsradius der gespeicherten flexiblen Leitung« Die beiden Gestelle bilden einen unten durch eine Ringplattform geschlossenen Raum, der oben offen ist? um das Durchführen der flexiblen Leitungen zu ermöglichen·

Der oben beschrieben© Speicherkorb wird in Drehung um seine vertikale Achse durch Irgend eine bekannte in der Figur nicht dargestellte Einrichtung versetzt*

Der Speichörkorb 6 ist auch mit einer nicht dargestellten hydraulischen Drehdichtung versehen, wodurch es möglieh wird, die flexible Leitung mit hydraulischem Bohrfluid während der Drehung des Korbes zu speisen.

Um ein korrektes Einordnen der durch die flexible Leitung 4 gebildeten Windungen im Speicherkorb zu erhalten, ordnet man zwischen Tnnengestell 7 und Außengestell 8 eine Vielzahl zylindrischer Trennwände 10 bis 16 an, die konzentrisch zu den Gestellen 7 und 8 vorgesehen sind und gleiche Höhe wie diese

309810/0212

aufweisen. Me Trennwände sind τοη der Ringplattform 9 getragen. Jede Trennwand bildet alt den Gestell oder der ihr unmittelbar benachbarten Trennwand einen ringförmigen unten durch die Plattform 9 geschlossenen und im oberen Seil offenen Gang, derart, daß das Einführen der flexiblen Leitung in diesen Gang möglich wird, dem man eine Breite geringfügig größer als der maximale Auflendurchmesser der flexiblen Leitung verliehen hat, wodurch das Lagern der steifen Verbindungselemente der die flexible Leitung 4 bildenden Abschnitte möglich wird·

TJm einen Speioherkorb, der so leicht wie möglioh ist, zu erhalten, sind die Gestelle und Trennwände vorzugsweise durch vertikale unter regelmäßigem Abstand angeordnete Stangen gebildet.

An ihren obereren finden tragen die Gestelle und Trennwände, im wesentlichen unter ein und dem gleichen Niveau durchlaufende PührungBrampen ringförmiger Gestalt· Diese konzentrisch angeordneten Tührungsrampen sind mit 7a, 8a, 10a bis 16a be* zeichnet. Jede Tünrungarampe wird durch einen festen Sektor und einen beweglichen Sektor (7b, 8b, 10b bis 16b), der komplementär zum festen Sektor ist, gebildet· Die beweglichen Sektoren sind in^er Verlängerung der entsprechenden festen Sektoren angeordnet und sind an einem ihrer Enden gelenkig um vertikale Achsen 17, 18 bzw. 19 bis 25, die durch die Plattform 9 getragen und im wesentlichen entsprechend einem Radius dieser Plattform angeordnet sind·

In einer ersten, in Figur 4 dargestellten Lage, bei der es sich um eine schematische Teildraufsicht des in Figur 2 gezeigten Korbes handelt, sorgt jeder bewegliche Sektor, beispielsweise 7», für den Ansohluß der Führungsrampe, an deren Ende er gelenkig gelagert ist, an die Ftihrungsrampe, z.B. 10a größeren Durchmessers die unmittelbar benachbart ist, derart, daß benachbarte Gange in Verbindung miteinandergeBetzt werden.

309810/0212

In einer zweiten in Figur 3 dargestellten Stellung sorgt jeder bewegliche Sektor für da» Durchlaufen bsw« die Kontinuität der Führungsraope» an deren Ende er gelenkig angeordnet let, derart, daß die versohiedenen Gange oder Passagen wohl gegeneinander getrennt sind«

In einer dritten in Figur 5 gezeigten Stellung sorgt jeder bewegliche Sektor, z.B« 10b für den Anschluß der Führung»- rampe 10a, an deren End· er gelenkig gelagert ist, an die Führungarai&pe kleineren Durohmasöera, ».B« 7a, die aamtttölbar benachbart 1st, derart, d&S benachbarte Sauge in Termindung miteinander gesetzt werden*

Die Vorgänge des Aufwickeln!» der flexiblen Xieltung la Speicher« korb sind unten angegeben.«

Die beweglichen Sektoren 7b, Sb, 10b bis 16b ©lad im. ihrer ersten, in Figur 4- dargestellten 'Lage e&geörtast,» Bin End© £ der Leitung 4 1st im Kosh, beispielsweise im tang alt kleineres Durchmesser in Höhe der fe»wegli&he& Ea&as* ämr Sektoren Tb und 10b befestigt. Der Korb wird in Ito&h^&g in der ' durch den Bf eil E ia Figur 5 ^gegebenen Eidfettettg «Itgejaoiweiu BIe flexible Leitung 4 wird av&Qh die Eft^ea t» «ä 10a · geführt, gegen die sie sioh abstützt wa& lBg@3^l sielt im Boden des ersten Ganges*

Hat der Korb 6 praktisch eine Unärehimg &mg&tiSfct% so wird die Leitung 4 also durch dl© beweglichen Saktoroa 7b und 10b geführt und verformt sieh geringfügig, um in dem benachbarten, durch die Wandungen 10a und 11a gebildeten Gang elasutretea» Bei Fortsetzen der Drehung des Korbes 6 erhalt man ein Aufwickeln der Leitung 4- im wesentlichen in Spiralgest&lt, wie die Pfeile der Figur 4 erkennen lassen«

Hat der Korb (n-1) Umdrehungen gemacht, wobei η die Anzahl der Gange ist, so lagert die Leitung im Gang mit größere« Durchmesser, der im FaULe der Figuren begrenzt wird durch

309810/0212

das Außengeetell 6 und die Wandung 16 (Figur 2)_#

Die beweglichen Sektoren werden dann in ihrer »reiten in Figur 3 dargestellten Position angeordnet. Während der n-ten Umdrehung wird die Leitung im Gang mit größere« Durchmesser abgelegt und beendet so die erste Wickellage in Korb·

Bei der folgenden Umdrehung, wenn die beweglichen Sektoren, wie oben angegeben, sich in ihrer zweiten Position befinden, wickelt sich die Leitung auf und bildet eine zweite Windung* die sieh oberhalb der ersten im Gang mit größerem Durchmesser gebildeten Windung setzt. Vor Beendigung der Bildung dieser neuen Windung werden die beweglichen Sektoren 7b, Bb, 10b bis 16b in ihre dritte, in Figur 7 dargestellte Lage plaziert. Der Korb wird weitergedreht und die Leitung 4 legt sich ab unter Bildung einer zweiten Lage von durch die Pfeile nach Figur 5 schematisierten Lagen, wo der Durchgang der Leitung von einem Gang zum benachbarten kleineren Durchmessers gezeigt ist.

Auf diese Weise wickelt sich die Leitung 4 spiralförmig auf und bildet sich regelmäßig überlagernde Schichten oder Lagen·

Selbstverständlich wurde die Länge der beweglichen Sektoren ausreichend gewählt, damit beim Übergang der Leitung von einem Gang zum benachbarten die Verformungen der Leitung entsprechend Bahnen vor sich gehen, deren Krümmungsradius in jedem Augenblick höchstens gleich, vorzugsweise größer als der minimale Krümmungsradius der flexiblen Leitung 1st«

Wie bereits vorher angegeben, muß die Breite jedes Gangs (Entfernung zwischen zwei aufeinanderfolgenden Wandungen)

den Durchgang eines steifen Verbindungselementes erlauben, das die die flexible Leitung 4 bildenden Abschnitte verbindet.

Figur 6 zeigt einen steifen Verbinder 26 von eine« Außendurchmesser d und einer Länge 2L, der in einem Gang angeordnet ist,

309810/0212

dessen Außenwandung 27 einen Radius R aufweist. Die j&itfernung "a" zwischen der Wandung 27 und der einen Gang begrenzenden Innenwandung 28 wird größer gewählt als:

- V

R + d - VR - L- . .

Figur 7 zeigt schematisch in der Abwicklung eine Führungsrarnpe mit einem festen Sektor 29 und einem beweglichen Sektor 30.

Der feste Sektor ist von vertikalen Stangen wie 31 getragen, die fest mit der Ringplattform 9 sind .Der bewegliche Sekto3? ist an einem seiner Enden fest mit einer vertikalen Achse 32, die sich um schematisch bei 33 angedeutete Lager drehen kann. Die Welle 32 durchsetzt die Plattform 9 und ist in ihrem unteren unter dsr Plattform 9 angeordneten Teil mit einem Betätigungshebel 34 verbunden, auf dem ein Führungselement, beispielsweise eine Rolle 35, befestigt ist. Wirkt man durch irgend ein bekanntes Mittel auf die Rolle 35 ein, so-erhält man die Drehung der Welle 32 und die Verschiebung des beweglichen Sektors 30.

Die Betätigung kann selbsttätig oder von Hand erfolgen.

Figur 8 zeigt schematisch und perspektivisch eine Vorrichtung zur selbsttätigen Betätigung der verschiedenen beweglichen Sektoren 7b, 10b etc., die von den Achsen 36, 37, 38 ... getragen sind* Die Betätigungshebel 39, 40, 41 .·., die fest bezüglich der Achsen 36, 37, 38 ... sind, sind untereinander über eine Schiene 42 verbunden, auf der sie gelenkig gelagert sind. Die Schiene 42 besitzt einen Taster 43» der mit einer Nut 44 zusammenwirkt, die eine in einer Scheibe 45 ausgearbeitete Hocke bildet, wobei die Scheibe -vom Korb getragen und in Drehung durch irgend eine geeignete Einrichtung, beispielsweise einen Motor, versetzt ist. Die Drehung der Scheibe 45 wird entsprechend einem gewissen Verhältnis, abhängig von der Ansah! der Gänge, der des Spoicherkorbes zugeordnet. Der Taster 4$ folgt der Nut 44 und löst die Betätigung der beweglichen Sporen aus, indem or sie ir\ ihre era to oben definierte

309810/0212

Stellung, wenn der Taster auf dem Stück AB der Nut sich befindet, in ihre zweite Stellung, wenn der Taster sich auf einem der Teile CD oder GH befindet, sowie in ihre dritte Stellung bringt, wenn der Taster sich auf dem Teil EP der Nut 44 befindet.

Figur 9 zeigt schematisch eine andere Vorrichtung, die es ermöglicht, selbsttätig oder von Hand die Betätigung der beweglichen Sektoren vorzunehmen.

In dieser Figur trägt die Schiene 42 eine Rolle 46, die mit einer Gleitschiene 47 zusammenwirkt, die fest gegenüber dem Korb ist. Diese Gleitschiene kann sich um eine feste Achse unter der Wirkung einer Zylinderanordnung 49 drehen, die selbsttätig oder von Hand als Funktion der Drehung des Speicherkorbes betätigt wird.

- Patentansprüche -

3093 10/0212

Claims (6)

1. Affaire 1193

   Patentansprüche

   · Vorrichtung zum selbsttätigen Einordnen ö.er durch ein längliche s>nachgiebiges, in einem um eine vertikale Achse sich drehenden Korb gelagertes Element gebildeten Wind^mgen, wobei der Korb aus einem zylindrischen vertikal angeordneten Innengeete.il und einem zylindrisch konzentrisch zu diesem Innengesteil angeordneten Außengeatell bzw. Außenrahmen besteht, wobei diese Gestelle einen au. der Unterseite durch eine Plattform geschloeaenen und im oberen T<eil zur Einführung des länglichen Elementes offenen Ringraum bilden, wobei der Radialabatand zwischen diesen Gestellen großer als die größte Abmessung des Querschnittes d"es länglichen Elementes ist, gekennzeichnet durch wenigstens eine zylindrische konzentrisch zwischen diesen Gestellen angeordnete Trennwand, die wenigstens zwei konzentrische Ringräume bildet, von üenen jeder eine radiale Breite geringrfügig größer als die größte Abmessung des Querschnittes des länglichen Elementes aufweistf daß jedes dieser Gestelle, sowie die Trennwand aus einem festen Sektor und einem beweglichen Sektor, komplementär su diesem festen Sektor und gelenkig an einem Ende dieses letzteren gelagert, besteht, wobei jeder der beweglichen Sektoren eine erste Stellung, in der er für den Anschluß dieses festen Sektors, an dessen Ende er gelenkig gelagert ist, an den festen Sektor der Trennwand oder des Gestells, die unmittelbar benachbart sind und einen größeren Durchmesser aufweisen, sorgt; eine zweite Stellung, in der er für den Übergang. dieses festen Sektors, an dessen Ende er gelenkig gelagert ist, sorgt und eine dritte Stellung auf v/eist, in der er für den Anschluß dieses festen Sektors, sn deaaen Ende er gelenkig gelagert ist, an den festen Sektor von Trennwand oder Gestell, die unmittelbar benachbart sind und kleineren Durchmesser aufweisen, sorgt,.

   3 09810/0212
2. 2. Yorriehtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese Gestelle und die Trennwand gebildet werden aas vertikalen, fest mit dieser Plattform verbundenen Schienen, Ton denen jede im wesentlichen auf ein und dem gleichen Niveau eine Führungerampe trägt, die aus einem festen Sektor und einem beweglichen komplementären Sektor gebildet ist.
3. 3· Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennselohnet, daS diese beweglichen Sektoren gelenkig um vertikale, von dieser Plattform getragene Achsen sind·
4. 4· Yorriehtung nach Anspruch 3» gekennseiohnet durch Einrichtungen sur Betätigung dieser beweglichen Sektoren, um sie nacheinander in eine dieser Stellungen su bringen·
5. 5. yorriehtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch Bedienung» einrichtungen für diese Betätigungseinrichtungen als Funktion der Drehung dieses Speicherkorbee·
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß diese BetätigungBeinrichtungen gebildet sind aus drehfest mit den beweglichen Sektoren angeordneten Hebeln, einer Betätigungesohlene, auf der diese Hebel gelenkig gelagert sind und einer mit der Betätigungsschiene zusammenwirkende Nooke, um die beweglichen Sektoren in eine ihrer Stellungen als Punktion der Drehung dieses Speicherkorbeβ su bringen·

   309810/0212