DE2317224A1 - Anschlusstueck zwischen einem unterseeischen bohrlochkopf und einer traegerflaeche - Google Patents

Description

DiPL.-lNG. Wilfrid RAECK

PATENTANWALT
7 STUTTGART 1, MOSERSTRASSE 8 ■ TELEFON (0711) 244003

5. April 1973 / k - S 73 -

1. SUBSEA EQUIPMENT ASSOCIATES LIMITED (SEAL), Bank of Bermuda Building, HAMILTON, Bermudas;

2. ARMCO STEEL CORPORATION,

Armco Building, 1455 Westloop South, HOUSTON, Texas,

Anschlußstück zwischen einem unterseeischen Bohrlochkopf und einer Trägerfläche

Die Erfindung betrifft ein Anschlußstück, das zur starren Befestigung eines beliebigen Trägers oder Sockels an einem unterseeischen Bohrlochkopf bestimmt ist und zur Durchführung einer Abdichtung zwischen den Außenwandungen der Verrohrung des Bohrlochkopfes und des am Anschlußstück befestigten Stützteils dient.

Es sind Anschlußstücke für unterseeische Anwendung bekannt, die eine starre und abgedichtete Befestigung auf einem unterseeischen Bohrlochkopf ermöglichen. Diese Anschlüsse bilden jedoch eine starre Verbindung mit dem Oberteil der Verrohrung, so daß Biege- und Drehbeanspruchungen auf das Ende der Verrohrung übertragen und dann gefährlich werden können, wenn die aus diesen Lasten von mehreren 10 Tonnen

309842/0507

S 73 - 2 -

resultierenden Beanspruchungsmomente eine bestimmte Schwelle überschreiten. Solche Fälle kommen z.B. als Folge von Stoßen vor, die beim Einbau beispielsweise der Förderrohre auftreten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde/ ein Anschlüßstück zu schaffen, das von einem Träger an der Meeresoberfläche aus mittels eines fernbetätigten Fördergerätes abgelassen werden kann und das sich ohne manuelles Eingreifen um den Bohrlochkopf anlegt und mechanisch ver- " riegelt, wobei allein das Gewicht des Anschlußstückes ausgenutzt wird, um die Einrichtungen für die Verriegelung oder Abdichtung in Tätigkeit zu setzen. Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Anschlußstück aus einem rohrförmigen Körper mit zylindrischen Querschnitten besteht, die sich vom Bodenteil aus nach oben soweit verringern, bis sie dem Außenprofil- bzw. umfang eines unterseeischen Bohrlochkopfes angepaßt sind, wobei wenigstens eine waagerechte Ringfläche vorgesehen ist, die senkrecht zu den sich auf einem Tragrohr anlegenden Zylinderflächen verläuft, ferner eine Verriegelungseinrichtung, um das Anschlußstück in dieser Stellung zu halten, eine Keilklemmeinrichtung, die das Anschlußstück mit dem den größten Durchmesser aufweisenden Führungsrohr verbindet, und eine Abdichteinrichtung zur Anlage an das Außenprofil des Bohrlochkopfes.

Das Anschlußstück nach der Erfindung läßt sich mit Hilfe der Anlage-, Verriegelungs- und Klemmeinrichtungen absolut fest mit den Führungsrohren verbinden, so daß jegliche Bewegung des Anschlußstückes bezüglich der Verrohrung an der Oberfläche ausgeschlossen ist.

309842/0507

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß aufgrund der geringen Dicke des oberen Abschnittes desAnschlußstückes eine ausreichende Höhe des Verrohrungskopfes zugänglich und frei bleibtbzw. freigemacht wird, so daß der Einbau oder das Auswechseln von Förderrohren und Ausrüstungen für den Boden des zugeordneten Bohrschachtes möglich ist.

Das Anschlußstück ist erfindungsgemäß dadurch weitergebildet, daß seine zylindrischen Innenflächen Dichtringe tragen, die sich an die Außenwände des. Verrohrungskopfes anlegen und dort zusammengedrückt werden, wobei das An— schlußstück einen Flansch aufweist, auf dem eine Trägeroder Basisplatte beispielsweise vor dem Ablassen starr und abgedichtet befestigt worden ist. Auf diese Weise kann man das Anschlußsttick verwenden, um eine abgedichtete Basis um einen unterseeischen Bohrlochkopf herum vorzusehen. Daraus ergibt sich, daß man an den Flansch des Anschlußstückes auch eine einfache nicht abgedichtete Führungsanordnung ansetzen kann, die als Anlageverteiler und Führung für beliebige Sammelleitungen, Hydraulikleitungen oder elektrische Stromkabel und Fernübertragungskabeln dient und außerdem Einlaufstücke, übergangsrohrstücke, Anschlußflansche für die Sammelleitungen und Kabel enthalen ^^ann·

Weiterhin wird vorgeschlagen, daß die Einrichtung zur Verriegelung des Anschlußstückes mit dem Umfang des Bohrlochkopfes durch eine horizontale Oberfläche gebildet wird, die sich auf eine Schulter des inneren Ftihrungsrohres auflegt, und durch federnd vorgespannte Bolzen, die in eine Umfangsnut des gleichen Führungsrohrs eingreifen, während die am äußeren Führungsrohr angreifende Klemmeinrichtung mit Keilen arbeitet, die sich mit Rillen oder Zähnen an das Rohr anlegen und derart unter Federdruck stehen, daß durch einfaches Aufsetzen des Anschlußstückes auf den Bohrlochkopf aufgrund des Eigengewichtes des Anschlußstückes und

309842/0507 _/

der daran befestigten Gegenstände das Vordringen bis zur Verriegelungsstellung erfolgt. Auf diese Weise ist es möglich/ durch einfaches Absenken des Anschlußstückes und der daran befestigten Gegenstände von einem beliebigen Träger an der Meeresoberfläche aus seine Anlage, Verriegelung und Abdichtung herbeizuführen.

Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit dem in der Zeichnung dargestellten Aüsführungsbeispiel eines Anschlußstückes. Die Figur zeigt einen Axialschnitt eines Anschlußstückes nach der Erfindung in seiner verriegelten-Stellung.

Der rohrförmige Körper 1 besitzt eine Innenwand, die aus mehreren Zylinderflächen 2, 3 und 4 besteht, deren Durchmesser und Querschnitte senkrecht zur Achse des Bohrloches mit zunehmender Entfernung vom Bodenteil und von der Zylinderfläche 2 bis zur Zylinderfläche 4 abnimmt, um sich schließlich an den Umfang des Verrohrungskopfes konzentrisch anzulegen.

Der Rohrkörper 1 liegt mit einer waagerechten Ringfläche 6 auf einer Schulter 11 des"■ Führungsrohres 5 auf. Die Lastabstützung von der Aufsetz.stelle 6 des Rohrkörpers 1 auf die Schulter 11 der Verrohrung 5 ermöglicht eine Verringerung des Durchmessers des oberen Abschnittes 28, der das Kopfende des Führungsrohres 5 abdeckt und somit das Ende des Förderrohres 8 soweit wie möglich freilegt.

Die Zylinderfläche 3 enthält Di^chtringe 9, die sich an den Umfang der Verrohrung 5 anlegen. Eine Gruppe von Schnappstiften 10, die in zylindrischen schräg verlaufenden Bohrungen um den Umfang des Rohrstückes 1 verteilt sind, dringen mit ihren Enden in eine Ringnut 26 des Führungsrohres 5 ein und verriegeln das Anschlußstück in der gezeigten Stellung»

309842/0507 ". _

S 73 - 5 -

Der Eingriff der Schnappstifte hat zur Wirkung, daß eine nach oben gerichtete Bewegung bezüglich der Verrohrung verhindert wird.

Selbstverständlich kann das Eindringen der Schnappstifte in den Ring durch beliebige geeignete Maßnahmen erzielt werden, die nicht das Wesen der Erfindung ausmachen und daher nicht besonders dargestellt sind. Bei einer bevorzugten Ausführungsform sitzen die Schnappstifte auf Federn, so daß sie aufgrund der Federkraft in Richtung auf die Ringnut oder entsprechende Ausnehmungen 26 vorgespannt sind.

Am unteren Ende der Oberfläche 2a befindet sich ein Haltering 13, um einen konischen Anlaufteil 14 zu befestigen, auf dessen konischer Innenfläche eine Anzahl von Schließkeilen 15 gleitet, die durch Federn 16 nach unten klemmend vorgespannt sind. Da der konische Anlaufteil 14 nach unten konvergiert bzw. sich im Innendurchmesser nach unten verjüngt, erkennt man, daß sich die einzelnen Keile 15 soweit nach unten bewegen, wie es der freie Raum zwischen dem Außenrohr 25 und dem Anlaufteil 14 erlaubt. Auf diese Weise wird jegliche nach oben gerichtete Vertikalbewegung oder auch jegliche Rotationsbewegung des AnsdaLußstückes bezüglich der Verrohrung unmöglich gemacht.

Da aufgrund der unvollständigen Konzentrizität zwischen den Rohren 25, 5 und 8 die Konzentrizität zwischen der Zylinderfläche 2 und dem äußeren Führungsrohr 25 nicht genau sein kann, stellen die voneinander unabhängigen Schließkeile 15 sicher, daß sie soweit wie möglich in den freien Raum zwischen dem Anlaufkonus 14 und der Wand des Rohres 25 eindringen. Auf diese Weise entsteht eine Klemmkeilverbindung zwischen dem unteren Bereich des Anschlußstückes und dem gesamten Umfang des äußeren Führungsrohres 25.

309842/0507 ~⁷~

Die Abdichtung des Ringraums zwischen den Rohren 5 und 8 erfolgt mit HILfe mehrerer Dichtringe 22, 23 aus Elastomermaterial, die bei der Anlage des im oberen Beeich des Anschlußstückes angeordneten Bundringes 27 an den entsprechenden Wandungen der Rohre 8 und 5 zusammengedrückt werden. Ein unterhalb des Bundringes 27 verschiebbarer Ring 24 kommt an der Oberseite der Verrohrung 5 zur Anlage, bevor das Anschlußstück 1 auf der Schulter 11 aufliegt. Auf den letzten Millimetern der Eingriffsbewegung des Anschlußstückes werden die Dichtungen 22 und 23 gegen ihre entsprechenden Anlageflächen gepreßt. Die Dichtringe 7 sind in Ringnuten der Zylinderfläche 4 eingelassen, um eine gewisse Abdichtung auch zwischen diesem Abschnitt des Anschlußstückes und dem Förderrohr 8 zu erzielen.

Die Folge der Dichtungen 9, 23, 22 und 7 stellt auf diese Weise eine perfekte Abdichtung zwischen den oberhalb und unterhalb des Anschlußstückes befindlichen Hohlräumen her«

Beim gezeigten Ausführungsbeispiel ist ein Bodenflansch 17 des Anschlußstückes 1 an seiner Oberseite mit konzentrischen Ringnuten und eingelegten Dichtringen 18 versehene Am Flansch 17 ist ein Gegenflansch 19 mit Hilfe von Schraubbolzen 20 befestigt, die in Gewindebohrungen 21 des Bodenflansches 17 eingeschraubt sindβ Der Gegenflansch 19 dient als Träger irgend eines am Verrohrungskopf anzubringenden erforderlichen Gerätes oder einer Anordnung,die in der Figur nicht gezeigt ist«

Auch die im Inneren des Kopfstückes der Verrohrung 8 befindlichen Bauelemente, die keinen Teil der Erfindung bilden _s sind nicht eingezeichnet. Das Anschlußstück 1 ist aufgrund seiner Konzeption in der Lage,, noch ausreichenden Platz zur Verfügung zu stellen, um ein beliebiges Förderrohr oder einen Verschlußblock auf dem Verrohrungskopf anzubringen„

3098A2/Q5G7 ' ■■'.-,

Selbstverständlich umfaßt die Erfindung Abänderungen vom gezeigten Ausführungsbeispiel, insbesondere auch eine andersartige Befestigung des Gegenflansches auf dem Bodenflansch 17 des Anschlußstückes 1.

309842/0507

Claims (1)

1. 7 STUTTGART 1, MOSERSTRASSE 8 · TELEFON (0711) 244003

   1. SUBSEA EQUIPMENT ASSOCIATES LTD.

   2. ARMCO STEEL CORPORATION ■ . "

   5. April 1973 / k - S 73 .-

   Patentansprüche

   1. Anschlußsttick zwischen einem unterseeischen Bohrlochkopf und einer Sockel- oder Trägerfläche, gekennzeichnet durch einen Rohrkörper (1), dessen Innenwand aus wenigstens zwei zueinander parallelen Zylinderflächen (3, 4) besteht und vom Bodenteil nach oben abnehmende Querschnitte besitzt sowie wenigstens eine senkrecht zu den Zylinderflächen (3, 4) gerichtete Ringfläche (6) zur Auflage auf einem .Trägerrohr (5), ferner durch eine Befestigungseinrichtung zum Festlegen eines eine Ringfläche (12) auf dem Trägerrohr (5) bildenden Wandabschnittes (26), der zu einem beliebigen Rohr zwischen dem Verrohrungskopf und dem Äußenrohr (25) gehört, und durch eine entlang des äußeren Führungsrohres (25) wirkende Klemmeinrichtung (13 - 16), um die Bohrlochverrohrung und den unteren Abschnitt (2) der Innenwand des Rohrkörpers (1) und eines die Trägerfläche bildenden äußeren Abschnittes (17, 19) miteinander fest zu verbinden.

   2. Anschlußstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet/ daß eine der .zylindrischen Flächen (2 - 4) Dichtringe trägt, die sich an die Außenwand der Verrohrung (5) anlegen, auf deren Fläche der Rohrkörper (1) aufliegt.

   2/0507.

   S 73 - 9 -

   3. Anschlußstück nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an seinem unteren Abschnitt ein äußerer Anschlußflansch (17) und eine mechanische Verbindungseinrichtung zum Anschluß an beliebige vom Flansch zu tragende Geräte vorgesehen sind.

   4. Anschlußstück nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Anschlußflansch (17) und einem Gegenflansch (19) einer beliebigen abzustützenden Anordnung Abdichtmittel (18) vorgesehen sind.

   5. Anschlußstück nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungseinrichtung eine Anzahl von vom Umfang her wirkenden Restbolzen (10) enthält, die in Ausnehmungen (26) des Trägerrohrs (5) eindringen und durch Federn vorgespannt sind.

   6. Anschlußstück nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmeinrichtung, die mit dem äußeren Führungsrohr (25) in Berührung,steht, aus einer mit Keilen arbeitenden Einrichtung besteht, in der jeder Keil (15) durch eine Feder (16) vorgespannt ist und eine geriffelte oder gezahnte Oberfläche aufweist, die der Außenwand des Führungsrohres (25) gegenüberliegt.

   7. Anschlußstück nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sein oberer Innenabschnitt eine erste seitliche Abdichtung (7, 22) aufweist, die mit der Außenwand des Verrohrungskopfes (8) zusammenwirkt und eine zweite seitliche Abdichtung (23), die mit dem Innenabschnitt des benachbarten Trägerrohres (5) zusammenwirkt, wobei ein senkrecht beweglicher Ring (24) die Dichtungen (22, 23) umgrenzt und zusammendrückt, wenn der Rohrkörper (1) auf dem Trägerrohr (5) ruht.

   309842/0507

   S 73 - 10 -

   8. Anschlußstück nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die den kleinsten Querschnitt umgebende Zylinderfläche (4) Dichtringe (7) aufweist, die an der Außenwand des Verrohrungskopfes anliegen.

   9. Anschlußstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sein Oberteil (28) mit dem kleinsten Querschnitt das benachbarte Trägerrohr (5) abdeckt, und daß die Berührungsfläche zwischen dem oberen Abschnitt und dem Verrohrurigskopf auf" einem Kleinstwert gehalten ist.

   9842/0507