DE2258359B2 - Mechanischer Rohrexpander zum schrittweisen Aufweiten von Stahlrohren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen mechanischen Rohrexpander nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Die Erfindung geht dabei von einem Rohrexpander aus, wie er in der US-PS 27 80 271 beschrieben ist.

Die Erfindung befaßt sich im besonderen mit der Beendigung des Aufweitvorganges je Aufweitschritt, die bisher an dem dem Werkzeugkopf abgekehrten Ende der Zugstange abgegriffen wurde. An der Stellung der Zugstange bzw. an der Stelle des Kolbens im Zylinder war bisher erkennbar, welche jeweilige Stellung die Segmente eingenommen hatten. Es ist dabei in Kauf genommen worden, daß durch die beim Aufweithub auftretende Dehnung der Zugstange eine gewisse Ungenauigkeit auftrat, indem die Zugstange an Ihrem Ende ihre Endlage bereits erreicht haben konnte, obwohl die Segmente noch nicht die volle aufweitende Radialbewegung ausgeführt haben.

Da die Entwicklung auf dem Gebiete der Fernleitungen für Erdöl und insbesondere Erdgas inzwischen zu Rohrleitungen geführt haben, die derzeit bis zu einem Durchmesser von etwa 2 m gehen können, hat man sich bemüht, den Materialaufwand so gering wie möglich zu halten und ist daher zu Rohrwerkstoffen hoher 5" Festigkeit übergegangen. Daneben sind, um die Verlegearbeit wirtschaftlicher gestalten zu können, inzwischen auch die Rohreinzellängen erheblich erhöht worden, und es sind heute bereits Rohreinzellängen von 20 bis 22 m im Gespräch. Die derzeit aufzuweitenden Rohreinzellängen liegen bei 18,5 m. Ein hierfür geeigneter Rohrexpander, der üblicherweise als Zweikopfexpander ausgeführt wird, hat also je Expanderkopf eine Rohrlänge von etwa 9,25 m zu bewältigen. Dies führt zu Zugstangenlängen, die über 9,25 m liegen. Auf Grund dieser groQen Zugstangenlängen ergeben die beim Aufweiten auftretenden erheblichen Zugspannungen in der Zugstange Dehnungen, die die durch das Zugstangenende indirekt angezeigte Stellung der Segmente nicht mehr exakt wiedergeben.

Bei der schrittweisen Aufweitung von Großrohren mittels mechanischer Expander soll jedoch nicht nur ein Aufweiten überhaupt erlolgen, sondern es muß der nach dem Aufweiten vorliegende Innendurchmesser des Großrohres über dessen Länge gleichbleibend sein. Wäre bei einer bestimmten Rohrabmessung die Zugbelastung auf die Zugstange und die Kolbenstange immer gleich, so könnte die Dehnung dieses Teiles bzw. dieser Teile am Endschalter durch eine entsprechende Eichkurve berücksichtigt werden. Die Bleche, aus denen die Großrohre hergestellt werden, haben aber Dickentoleranzen geringfügiger Festigkeitsunterschiede über ihre Länge und untereinander, woraus sich unterschiedliche Aufweitkräfte und somit unterschiedliche Dehnungen der Zugstange und der Kolbenstange ergeben.

Aufgabe der Erfindung ist es, das auf Grund dieser Unregelmäßigkeiten mögliche ungenaue Abschalten des Aufweitvorganges und daraus resultierende Unregelmäßigkeiten im Innendurchmesser der aufzuweitenden Rohre zu vermeiden.

Erfindungsgemäß wird daher das im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs Erfaßte vorgeschlagen.

Durch die Erfindui.g wird eine Übertragung der jeweiJigen Stellung des Vielkantes und damit der jeweiligen Stellung der Segmente vom Werkzeugkopf bis zu der am entgegengesetzten Ende liegenden Abschaltvorrichtung über ein von Zugspannungen und damit von unkontrollierbaren Dehnungen freies Element, nämlich die Schaltstange erreicht. Damit kann der Abschaltvorgang exakt bestimmt werden und die in einem Rohr und in mehreren Rohren zueinander vorliegenden Toleranzunterschiede haben keinen Einfluß mehr. Die Schaltstange selbst kann ein Rohr sein und gleichzeitig der Zu- oder Abfuhr eines durch die Bohrung ab- oder zugeführten Schmier- und/oder Kühlmittels dienen. Durch eine Überwachung und ggf. Konstantregelung der Temperatur des Schmier- oder Kühlmittels läßt sich darüber hinaus sicherstellen, daß die Schaltstange selbständig eine gleichbleibende Temperatur hat, so daß auch Dehnungen, die aus unterschiedlichen Umgebungstemperaturen resultieren könnten, ganz ausgeschaltet werden.

Die Figuren zeigen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Es zeigt

Fig. 1 einen mechanischen Rohrexpander in seiner Aufweitstellung

F i g. 2 den mechanischen Rohrexpander nach F i g. 1 in seiner zweiten Endstellung zwischen zwei Aufweitschritten.

Der in den Figuren dargestellte Rohrexpander zeigt einen feststehenden Zylinder 1, einen im Zylinder 1 hydraulisch verschiebbaren Kolben 2, ein Kupplungsgehäuse 3, einen hohlen Holm 4, eine Zugstange 5, ein Zwischenstück 6 und den Werkzeugkopf, der aus einem pyramidischen Vielkant 7 und auf dessen Mantelflächen aufgesetzten, in radialer Richtung verschieblichen Segmenten 8 besteht. Die Segmente sind über den hohlen Holm 4 und das Kupplungsgehäuse 3 an dem Zylinder 1 abgestützt, während der Vielkant 7 über die im hohlen Holm 4 angeordnete Zugstange 5 mit dem Kolben 2 des Zylinders 1 verbunden ist. Der Verbindung des Vielkants 7 mit der Zugstange 5 dient eine Zugstangenmutter 9. Die Zugstange 5 wiederum ist mit der Kolbenstange des Kolbens 2 über eine Kupplung 10 verbunden.

Die Zugstange 5, die Kupplung 10, die Kolbenstange und der Kolben 2 sowie der Boden des Zylinders 1 weisen eine durchgehende Bohrung 22 auf, in der eine Schaltstange 16 vorgesehen ist. Die Schaltstange 16 ist mit Spiel in der Bohrung 22 angeordnet und an ihrem einen Ende mit dem Werkzeugkopfende der Zugstange

5 fest und damit mittelbar mit dem Vielkant 7 verbunden und ihr freies Ende ragt aus der Bohrung 22. Im Bereich der Bewegungsbahn des freien Endes der Schaltstange 16 ist ein von dieser betätigter !Endschalter 19 angeordnet Um den Endschalter 19 betätigen zu können ist an der Schaltstange 16 eine Nocke 17 angebracht Um auch für die andere Endlage der Zugstange ein Signal zu erhalten ist ein weiterer

Schalter 20 vorgesehen.

Der Endschalter 19 und der Schalter 20 sind hier auf einem Haltelement 21 in Richtung der Zugstangenachse verschieden feststellbar, d. h. verschieblich befestigt, um sie einstellen zu können, wenn der Werkzeugkopf, d. h. die Teile 7 und 8 ausgewechselt werden und durch auf eine andere Rohrdimension abgestimmte ersetzt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Mechanischer Rohrexpander zum schrittweisen Aufweiten von Stahlrohren, dessen Werkzeugkopf aus einem pyramidischen Vielkant und auf dessen Mantelflächen aufgesetzten in radialer Richtung verschieblichen Segmenten besteht, wobei die Segmente über einen hohlen Holm an einem Zylinder abgestützt sind und der Vielkant über eine im hohlen Holm angeordnete Zugstange mit dem im Zylinder hydraulisch verschiebbaren Kolben verbunden ist, wobei die Zugstange die Kolbenstange des Kolbens und der Kolben sowie der Boden des Zylinders eine durchgehende Bohrung aufweisen und daß eine durchgehende Stange vorgesehen ist, die mit Spiel in der Bohrung liegt und an ihrem einen Ende mit dem Werkzeugkopfende der Zugstange fest verbunden ist und deren freies Ende aus der Bohrung ragt, dadurch gekennzeichnet, daß die Stange als Schaltstange (16) ausgebildet ist und im Bereich der Bewegungsbahn des freien Endes der Schaltstange (16) ein von dieser betätigter Endschalter (19) angeordnet ist.