DE2317223B2

DE2317223B2 - Vorrichtung zur herstellung einer loesbaren verbindung zwischen zwei unterseeischen rohrleitungen

Info

Publication number: DE2317223B2
Application number: DE19732317223
Authority: DE
Inventors: Jean A Paris Liautaud
Original assignee: SUBSEA EQUIPMENT ASSOCIATES Ltd (SEAL) HAMILTON (BERMUDAS)
Current assignee: Total Compagnie Francaise des Petroles SA
Priority date: 1972-04-07
Filing date: 1973-04-06
Publication date: 1977-10-13
Also published as: CA977002A; DE2317223C3; FR2136248A5; IT982721B; US3870345A; AU5422173A; AU475530B2; JPS529521B2; NO138862B; JPS503902A; NO138862C; NL7304641A; GB1362093A; DE2317223A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung einer lösbaren Verbindung zwischen zwei unterseeischen Rohrleitungen, wie sie im Oberbegriff des Anspruches 1 beschrieben und aus der US-PS 34 92 027 bekannt ist.

Verbindungen dieser Art kommen bei der Ausbeutung unterseeischer Erdölfelder zur Anwendung und führen insbesondere in größeren Meerestiefen zu erheblichen Schwierigkeiten, weil man dazu entweder Taucher oder eine von der Meeresoberfläche aus fernbetätigte Steuerung einsetzen muß. Bei der aus der US-PS 34 92 027 bekannten Vorrichtung bildet die Betätigungshülse Teil eines Ringkolbens, der in einem zylindrischen Ringraum Tiil Hilfe von unter Druck stehendem Hydrauliköl verschoben wird. Mit Hilfe der Betätigungshülse werden über am Umfang der zu verbindenden Rohrleitungen im Gehäuse verteilt angeordnete klammerartige Klemmhebel die Flansche der Rohrleitungsenden mit Keilflächen überdeckt und gegeneinandergepreßt. Da auch die Kraftübertragung zwischen der Betätigungshülse und den Klemmhebeln über Keilflächen erfolgt, tritt in verriegeltem Zustand nicht nur die gewünschte Klemmung zwischen den Ringflanschen der Rohrleitungen auf, sondern auch zwischen Betätigungshülse und den Klemmhebeln. Zum Entriegeln der Rohleitungsverbindung reicht es deshalb nicht mehr aus, den Hydraulikzylinder entgegengesetzt mit Drucköl zu beaufschlagen, vielmehr sind dazu über den Umfang des Gehäuses verteilt angeordnete schwenkbare Entriegelungsnocken vorgesehen, deren äußere Enden durch von der Meeresoberfläche herabgelassene Zugseile betätigt werden. Beim Anziehen der Seile verschwenken die Entriegeiungsnocken und drücken dabei einen im Gehäuse geführten Ringbauteil von unten gegen die EJetätigungshülse, um deren Keilfläche aus der Klemmwirkung mit den Klemmhebeln zu befreien. Erst nach dieser mechanischen Entriegelung kann die Betätigungshülse über ihren Kolben hydraulisch weiterbewegt werden, um anschließend die Klemmhebel mit ihren Klemmflächen von den Ringflanschen der Rohrleitungen zu lösen. Diese Entriegelungsmittel bei der bekannten Vorrichtung sind aufwendig und auch umständlich, da zusätzlich zu den hydraulischen Druckleitungen zur Betätigung des Ringkolbens im Ringzylinder auch noch mehrere, bis zur Meeresoberfläche führende Seilzüge zur Betätigung der Entriegelungsnocken notwendig sind. Darüber hinaus besteht aufgrund der keilförmigen Anlageflächen zwischen Betätigungshülse und den

f>5 Klemmheheln die Gefahr, daß sich nach längerer unbetätigter Benutzungsdauer der Verbindungsvorrichtung diese Bauteile mit Algen vollsetzen und ihre Oberflächen durch das Meereswasser korrodieren,

wodurch der Entriegelungsvorgang noch zusätzlich erschwert wird.

Per Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, für eine Vorrichtung der eingangs bezeichneten Art Maßnahmen anzugeben, die unter Beachtung der im Meer stattfindenden Verschmutzung der freien Rohrleitungsenden durch Ablagerungen, Algen usw., die auch die anderen, von außen zugänglichen Bauble der Vorrichtung in ihrer Beweglichkeit beeinträchtigen können, ?in sicheres, abgedichtetes Anschließen und Verriegeln sowie Entriegeln der beiden zu verbindenden Rohrenden ermöglichen.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Wenn beispielsweise die Vorsprünge oder Schwenkarme der Klemmhebel mit Algen oder Muscheln bewachsen sind, sichert die Elastizität der Schwenkarme, daß die Betätigungshülse dennoch ihre Hubendlage erreicht, ohne dazu besonders starke Antriebsmittel anzuwenden. Im Gegensatz zu dem aus dem Stand der Technik bekannten Vorschlag, wonach die Betätigungshülse durch hydraulische Stelleinrichtungen angetrieben wird und neben den vom Wartungsschiff ausgehenden Steuerleitungen zusätzliche Seilzüge zur Entriegelung notwendig sind, wird erfindungsgemäß der gesamte Bauaufwand niedrig gehalten, und ein einziger Gestängezug reicht aus, um über die Betätigungshülse sowohl die Verriegelung der Verbindung als auch deren Entriegelung zu bewerkstelligen. Weiterhin dient auch der mit öl gefüllte Ringraum zwischen der Gehäusewand und dem an der Unterseite der Betätigungshülse angeordneten Außenflansch der leichteren Verschiebbarkeit der Betätigungshülse, die auf diese Weise praktisch über ihre gesamte Länge mit öl geschmierte Führungsflächen besitzt und sich somit auch nach langer Eintauchdauer im Meerwasser leicht entriegeln läßt. Der Verriegelungs- und Entriegelungsvorgang erfolgt allein mit Hilfe der schwenkbaren Klemmhebel und der an deren Schwenkarmen bzw. Entriegelungsvorsprüngen angreifenden Betätigungshülse.

In Ausgestaltung der Erfindung können an der Betätigungshülse des Gehäuses abgedichtet nach außen geführte Betätigungsstangen angeschlossen sein, die mit einer gemeinsamen Tragplatte eines Anschlußstückes in Verbindung stehen. Dabei kann das Anschlußstück eine Kupplungseinrichtung für einen zur Meeresoberfläche führenden Gestängezug aufweisen. Wenn die Kupplungseinrichtung zwischen dem Anschlußstück und dem Gestängezug nach Art eines Bajonettverschlusses ausgeführt ist, wird zum Lösen der au^f dem Meeresgrund befindlichen Vorrichtung der Gestängezug in das Anschlußstück eingehängt und dann darauf eine Zugkraft ausgeübt, so daß in einem Arbeitsgang die Betätigungshülse zurückgezogen und die Klemmhebel mit der zweiten Rohrleitung außer Eingriff gebracht werden.

Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung kann das untere Ende der Betätigungshülse einen einwärts gerichteten Flansch aufweisender im Bereich zwischen den Schwenkarmen und den Entriegelungsvorsprüngen der Klemmhebel angeordnet ist. Weiterhin wird vorgeschlagen, daß die Unterseite des Gehäuses eine nach oben kegelstumpfförmig verjüngte Führungswand mit einer oberen öffnung aufweist, die als verengte Durchlaßführung für den Ringflansch und als Anlage für eine Ringschulter der zweiten Rohrleitung ausgebildet ist. Auf diese Weise wird nicht nur auf einfache Weise eine Zentrierung, ein Heranführen der Vorrichtung an die zweite, mit ihrem Ringflansch nach oben weisende Rohrleitung erreicht, sondern auch eine weitgehend wirksame Kapselung der in dem Gehäuse angeordneten Klemmhebel, wobei die Anlage der Ringschulter der zweiten Rohrleitung an dem Offnungsrand zwar noch keine Abdichtung des die Hebel beherbergenden Innenraums des Gehäuses gegenüber dem umgebenden Meerwasser bildet, jedoch dit sonst bei längerer Verweildauer der Vorrichtung unvermeidlichen Ablagerungen wirksam vermindert.

Weiterhin wird vorgeschlagen, daß im oberen Bereich des Gehäuses ein Ölvorratsbehälter angeordnet ist, der über in seinem oberen Bereich angeordnete öffnungen mit dem Ringraum in Verbindung steht. Vorzugsweise enthält der ölvorratsbehälter ein nach außen führendes Rohr mit einem Filter, das den Bodenbereich des ölvorratsbehälters mit dem Umgebungsmedium verbindet. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß der mit öl gefüllte Ringraum, der die Führungsflächen der Betätigungshülse gegen schädliche Einflüsse des Meerwassers schützt, bei seiner Vergrößerung während des Verriegelungshubs der Betätigungshülse öl nachsaugen kann, das sich im oberen Bereich des ölvorratsbehälters befindet, während deren unterer Bereich durch Meerwasser ausgefüllt wird.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Figur zeigt eine Vorrichtung nach der Erfindung im Längsschnitt, bei dem links von der Mittellinie der entriegelte und rechts von der Millellinie der verriegelte Zustand eingezeichnet ist.

An einer Tragplatte 21 einer Anschlußeinrichtung 22 ist ein Anschlußteil 1 befestigt. Der Anschlußteil 1 enthält als Kupplungseinrichtung einen J-fürmigen Schlitz 13, der als Aufnahme für ein mit Kupplungszapfen versehenes Werkzeug, z. B. an einem Gestängezug, dient. An der Tragplatte 21 sind mehrere Betätigungsstangen 23 befestigt, die von Schutzmanscheitten 3 umgeben sind. Die Stangen 23 sind mit ihren unteren Enden an einer Betätigungshülse 10 angeschlossen, während ihre oberen Enden z. B. mit Schraubmuttern 2 an der Platte 21 gehaltert sind.

Die Betätijuingsstangen 23 gleiten in abgedichteten Führungsbuchsen 4 in einer oberen Gehäuseabschlußwand, die mit Schraubbolzen 25 auf einem zylindrischen Wandabschnitt des Gehäuses 6 befestigt ist. An der mittig nach innen gestülpten Abschlußwand 24 ist mittels Schrauben 26 ein Tragteil 8 für eine Gruppe von Klemmhebeln 9 befestigt. Die Klemmhebel 9 besitzen einen Schwenkarm, einen Klemmansatz 9;i und einen Entriegelungsansatz 96 und sind um waagerechte Achsen 27 schwenkbar. Mittig auf der Abschlußwand 24 ist der Flansch lla der ersten Rohrleitung 11 befestigt, die an eine zweite Rohrleitung 12 angeschlossen werden soll. Der Flansch lla ist an der Abschlußwand 24 mit Schrauben 28 befestigt, die außerdem ein Anschlußstück

31 haltern, wobei zwischen diesen Bauteilen Dichtungen 29 und 30 angeordnet sind.

Das Anschlußstück 31 verlängert die Rohrleitung 11 und trägt am unteren Ende eine Metalldichtung 14, die mit einem Sicherungsring 39 und mit Schrauben 40 befestigt ist.

Durch den vertieften Abschnitt der Abschlußwand 24 entsteht ein ölvorratsbehälter 15, der durch eine mit einer Öffnung für die Rohrleitung Ii versehene Platte

32 abgedeckt ist. Die öffnung ist mit einer abgedichteten Durchführung 33 verschlossen, die mit Schrauben 34 an der Platte 32 befestigt ist. Über ein Rohr 17 mit einem

Filter 16 kann Wasser in den Behälter 15 eindringen, der über obere öffnungen 18 mit einem Ringraum 19 in Verbindung steht, in dem die Stangen 23 und die Betätigungshülse 10 verschiebbar ist. Der Ringraum ist mit Hilfe von Dichtringen 35 und 36 am unteren Außenflansch der Betätigungshülse 10 bzw. in einer zylindrischen Führungsfläche 7 des Anschlußteils 31 abgedichtet. Eine nach oben konisch verjüngte Führungswand 37 des Gehäuses 6 erleichtert das Einführen und Zentrieren der Vorrichtung bezüglich der Rohrleitung 12.

Wird die beispielsweise mit einem Gestängezug gekuppelte Vorrichtung abgelassen, so erfolgt zunächst die Zentrierung des Verbindungsstücks 3t bezüglich der Rohrleitung 12, wobei die konische Führungswand 37 _!5 über die Kante des Flansches 12a gleitet, bis der Anschlußteil 31 auf dem Flansch aufliegt. Die obere öffnung 37a der Führungswand liegt an einer Ringschulter Hb der Rohrleitung 12 an. Nunmehr wird auf die Tragplatte 21 ein senkrechter Druck ausgeübt, so daß die Betätigungshülse 10 aus der links der Mittellinie 38 gezeigten Stellung allmählich in die rechts eingezeichnete Stellung gelangt. Bei dieser Abwärtsbewegung vergrößert sich das Volumen der Ringkammer 19, so daß öl aus dem Vorratsbehälter 15 angesaugt wird, wobei über das Rohr 17 und den Filter 16 Wasser in den unteren Bereich des Behälters nachströmt, wobei man ein meerwasserfestes öl verwendet.

Die Unterkante der Betätigungshülse 10 legt sich an die Schwenkarme der Klemmhebel 9, so daß deren Klemmsätze 9a den Flansch 12a hintergreifen und ihn gegen den Anschlußteil 31 drücken. Nach der Verriegelung kann das zur Abwärtsbewegung der Tragplatte 21 benutzte Werkzeug aus der Kupplungseinrichtung 13 entfernt und zurückgezogen werden.

Sollen die Rohrleitungen 11, 12 voneinander gelöst werden, so führt man die Vorsprünge des am Gestängezug befestigten Werkzeuges in die Kupplungsschlitze 13 ein, um auf die Tragplatte 21 eine Zugkraft auszuüben und die Stangen 23 mit der Betätigungshülse 10 nach oben zu ziehen. Das im Ringraum 19 befindliche öl sorgt dafür, daß diese Bewegung ohne besonderen Reibungswiderstand vor sich geht. Das aus der Ringkammer verdrängte öl verdrängt in dem Vorratsbehälter 15 das zunächst nachgesaugte Wasser über das Rohr 17 nach außen. Bei der Aufwärtsbewegung der Betätigungshülse 10 legt sich deren Innenflansch an den Entriegelungsansatz 96 der Klemmhebel, so daß diese um ihre Achse 27 schwenken und den Flansch 12a freigeben.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Herstellung einer lösbaren Verbindung zwischen zwei unterseeischen Rohrleitungen, bei der eine mit einer Dichtung versehene Anschlußfläche der am Ende der ersten Rohrleitung befestigten Vorrichtung einem Ringflansch am Ende der zweiten Rohrleitung gegenüberliegt, mit einem das Ende der ersten Rohrleitung symmetrisch umgebenden und über den Verbindungsbereich übergestülpten Gehäuse, in dem quer zur Rohrleitungsachse bewegbare Klemmhebel angeordnet sind, die durch eine in Längsrichtung des Gehäuses verschiebbare und an Vorsprüngem der Klemmhebel angreifende Betätigungshüke zwischen einer Verriegelungsstellung und einer Entriegelungsstellung bewegbar sind, wobei die Klemmhebel in der Verriegelungsstellung den Ringflansch der zweiten Rohrleitung untergreifen und gegen die Dichtung der Anschlußfläche pressen, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmhebel (9) um jeweils eine feste Achse (27) drehbar sind und einen Schwenkarm von solcher Elastizität aufweiten, daß sich ein Klemmansatz (9a) der Hebel pressend an den Ringflansch (12ajder zweiten Rohrleitung (12) anlegt, bevor aie Betätigungshülse (10) ihre Endstellung erreicht hat, und am unteren Ende der Betätigungshülse (10) ein Außenflansch vorgesehen ist, der an der Innenwand des Gehäuses (6) abgedichtet geführt ist und mit dieser einen mit öl gefüllten abgedichteten Riiigraum (19) bildet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende der ersten Rohrleitung (11) ein die Anschiußfläche und Dichtung (39, 40) für die zweite Rohrleitung (12) tragendes zylindrisches Verbindungsstück (31) befestigt ist, das eine zentrische Durchgangsbohrung entsprechend dem Rohrleitungsdurchmesser, einen Tragteil (8) für die Drehachsen (27) der Klemmhebel (9) sowie eine Führungsfläche (7) für die verschiebbare Betätigungshülse (10) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmhebel (9) außer dem elastischen Schwenkarm einen Entriegelungsansatz (96,)sowie einen auf den Ringflansch der Rohrleitung (12) gerichteten Klemmansatz (9a,)aufweisen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1,, dadurch gekennzeichnet, daß an der Betätigungshülse (10) durch das obere Ende des Gehäuses (6) abgedichtet nach außen geführte Betätigungsstangen (23) angeschlossen sind, die mit einer gemeinsamen Tragplatte (21) eines Anschlußstückes (22) in Verbindung stehen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußstück (22) eine Kupplungseinrichtung (1.1) für einen zur Meeresoberfläche führenden Gestängezug aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Ende der Betätigungshülse einen einwärts gerichteten Flansch aufweist, der im Bereich zwischen den Schwenkarmen und den Entriegelungsvorsprüngen (9b) der Klemmhebel (9) angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß die Unterseite des Gehäuses (6) eine nach oben kegelstumpfförmig verjüngte Führungswand (37) mit einer oberen öffnung aufweist, die als verengte Durchlaßführung für den Ringflansch (i2a) und als Anlage für eine Ringschulter (i2b) der zweiten Rohrleitung (12) ausgebildet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im oberen Bereich des Gehäuses (6) ein ölvorratsbehälter (15) angeordnet ist, der über in seinem oberen Bereich angeordnete öffnungen (18) mit dem Ringraum (19) in Verbindung steht.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der ölvorratsbehälter (15) ein nach außen führendes Rohr (17) mit einem Filter (16) enthält, das den Bodenbereich des ölvorratsbehälters(15) mit dem Umgebungsmedium verbindet.