DE2420929B2

DE2420929B2 - Einrichtung zum Herstellen einer Unterwasserdruckmittelverbindung mit einer Unterwasserausriistung

Info

Publication number: DE2420929B2
Application number: DE2420929A
Authority: DE
Inventors: George Edward Arcadia Lewis; Fernando Palos Verdes Peninsula Murman
Original assignee: Hydril LLC
Current assignee: Hydril LLC
Priority date: 1973-04-30
Filing date: 1974-04-26
Publication date: 1978-04-06
Also published as: CA999234A; DE2420929C3; US3817281A; FR2227488B1; NL158886B; NL7404931A; JPS5013202A; IT1011273B; DE2420929A1; GB1426156A; FR2227488A1; JPS5418646B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Herstellen einer Unterwasserdruckmittelverbindting mit einer Unterwasserausrüstung nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches.

Bei Bohr- und Produktionsarbeiten im Küstenvorfeld muß von einer über dem Wasserspiegel gelegenen Stelle aus die Zuführung eines Druckgases oder einer Druckflüssigkeit zu verschiedenen Werkzeugen oder Ventilbetätigungsmitteln leguliert werden. Diese letztgenannten Bauteile werden im allgemeinen von relativ und senkrecht bewegbaren oberen und unteren Abschnitten der Unterwasseranordnung der Bohrkopfausrüstung getragen, wobei es schwierig ist, Druckleitungsverbindungen mit solchen Betätigungsmitteln durch Absenken einer geeigneten Verbindungsvorrichtung von der Wasseroberfläche aus herzustellen. Bisher wurde diese Aufgabe durch Einrichtungen der eingangs angegebenen Art gelöst. Hierbei wird ein keilförmiges Glied nach unten in eine Aufnahme mit einer kegelstumpfförmigen Innenseite eingesetzt, wobei Durchlässe oder Kanäle im keilförmigen Glied und in der Aufnahme aufeinander ausgerichtet werden.

Eine derartige Vorrichtung der eingangs angeführten gattungsgemäßen Art ist aus der US-PS 37 01 549 bekanntgeworden. Durch die Tatsache, daß das keilförmige Glied sowie die zugehörige Aufnahme konisch ausgebildet sind und beim Aufeinandersetzen völlig ungefedert ineinandergreifen, entstehen verschiedene Schwierigkeiten. So ist es bei gekrümmten Flächen besonders schwierig, eine gute Abdichtung zwischen den Durchlässen auf die Dauer zu erzielen. Außerdem macht ein Nachbessern der Flächen große Schwierigkeiten. Ein Verstellen oder Austauschen von einzelnen Teilen der konisch ausgebildeten Aufnahme ist nicht möglich.

Es ist daher die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, die Einrichtung derart weiterzubilden, daß sie sowohl reparabel als auch mit Hilfe von Anschlägen einstellbar wird, um eine mögliche Abnutzung auszugleichen und die notwendige genaue Einstellbarkeit zu erreichen. Gleichzeitig sollen die Dichtuiigsverhältnisse an den Trennflächen der Druckmitteldurchlässe verbessert werden, und die Aufnahme soll im Moment des Einsetzens des keilförmigen Gliedes leicht nachgiebig gestaltet werden, um Abnutzungserscheinungen möglichst gering zu halten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Hauptanspruches gelöst.

Durch diese Ausgestaltung wird ein Dämpfungseffekt beim Einsetzen des keilförmigen Gliedes in die Aufnahme erreicht. Zudem beseitigt die Ausgestaltung der Einrichtung mit ebenen Innenflächen die Schwierigkeiten bei der ordnungsgemäßen Ausrichtung der Durchlässe und Kanäle aufeinander, und ermöglicht pro Flächeneinheit eine größere Anzahl von Durchlässen vorzusehen und diese besser abzudichten, da die Abdichtung gegen eine ebene Fläche und nicht gegen eine kegelförmige Fläche erfolgt.

Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im nachfolgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In diesen Zeichnungen ist die

Fig. la und Ib je eine Seitenansicht einer Unterwasseranordnung einer Bohrkopfausstattung,

Fig. 2 eine vergrößert gezeichnete Seitenansicht eines Mehrleitungsverbinders vor dem Zusammensetzen,

F i g. 3 eine zum Teil als Schnitt gezeichnete Seitenansicht nach der Linie 3-3 in der F i g. 2,

Kig.4 eine der Fig.3 ähnliche Darstellung der vollständig zusammengesetzten Verbindungseinrichtung nach der Fig. 1,

F i g. 5 eine Schnittzeichnung nach der Linie 5-5 in der Fig. 4 und

Fig.6 eine schematische Darstellung eines Ventils und einer Betätigungsvorrichtung.

Mit der in den F i g. 2 bis 6 dargestellten Einrichtung 10 kann eine Druckverbindung mit einer Unterwasser ausstattung hergestellt werden, welche Einrichtung eine sich nach oben öffnende Buchse aufweist, die von der Unterwasserausrüstung getragen wird. Eine solche, als Ganzes mit 11 bezeichnete buchsenartige Aufnahme besteht aus einem ersten und einem zweiten Aufnahmeglied 12, 13, deren einander gegenüberstehende Innenseiten im wesentlichen eben sind und nach unten spitz zulaufen, wobei an mindestens einer der Seiten

Durchlässe vorgesehen sind. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das V-förrnige Glied 12 mit Armen oder Platten 14 versehen, die die einander gegenüberstehenden ebenen Innenseiten 14a aufweisen, während das V-förmige Glied 13 die Arme 15 aufweist, die Einlagen 16 mit den einander gegenüberstehenden ebenen Innenseiten 16a tragen.

Die beiden Glieder 12 und 13 sind in bezug aufeinander senkrecht bewegbar, wobei das erste Glied mittels einer Halterung 17 an der Seite eines ersten oder iu oberen Abschnittes der Unterwasseranordnung einer Bohrkopfausstattung befestigt ist, während das zweite Glied 13 mittels einer Halterung 18 an der Seite eines zweiten oder unteren Abschnittes der Anordnung befestigt ist. Der obere Abschnitt der Anordnung ist daher in bezug auf den unteren Abschnitt senkrecht bewegbar, wie später noch in bezug auf die F i g. 1 beschrieben wird. Die Halterung 18 weist ein rohrförmiges Element 18a auf, das einen sich nach unten erstreckenden Schaft 19 aufnimmt, der über die Platten 20 und 21 mit den Armen 15 verbunden ist. Sowohl am Schaft 19 als auch am Element 18a ist eine elastomere Hülse 22 angebracht, die als Feder wirkt und einer geringen Abwärtsbewegung des Gliedes 13 in bezug auf das Glied 12 einen nachgebenden Widerstand entgegensetzt, so daß die Unterwasserverbindung kontrolliert hergestellt werden kann, wie später noch beschrieben wird. Die F i g. 3 zeigt die elastomere Hülse 22 vor der genannten Abwärtsbewegung, während die Fig. 5 die Hülse 22 über eine Strecke »t« nach unten verdrängt jo zeigt.

Die Einrichtung schließt ferner ein keilförmiges Glied 24 ein, das nach unten auf die Aufnahme 11 versetzt werden soll, und dessen Außenseiten im wesentlichen eben sind und nach unten spitz zulaufen. Die in diesem J> Glied vorgesehenen Durchlässe öffnen sich an mindestens einer Außenseite und werden bei dem Zusammensetzen der Vei bindung mit den Durchlässen in der Aufnahme in Verbindung gesetzt.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist das V-förmige Keilglied 24 Arme oder Platten 25 auf, deren ebene Außenseiten 25a mit der Senkrechten denselben Winkel bilden wie die Innenseiten 14a und 16a der Aufnahmeglieder. Nach dem Zusammensetzen der Anordnung liegen die Seiten 25a an den Seiten 14a und *■"' 16a flach an, wie in der F i g. 4 dargestellt.

Die genannten Durchlässe in der Aufnahme können aus mehreren Durchlässen 26 in den Armen 14 des Gliedes 12 und aus mehreren Durchlässen 27 in den von den Armen 15 des Gliedes 13 getragenen Einlagen 16 ίο bestehen. Diese Durchlässe öffnen sich an den Innenseiten 14a und 16a, wie bereits beschrieben. Ebenso können die genannten Durchlässe im Keilglied 24 aus einer Anzahl von Durchlässen 28 und 29 in den Armen oder Platten 25 bestehen, die sich an den >-> Außenseiten 25a öffnen und mit den genannten Durchlässen in den Aufnahmegliedern in Verbindung gesetzt werden. Bei der Abwärtsbewegung des keilförmigen Verbindungsgliedes 24 sitzt dieses anfangs im Aufnahmeglied 13 (d. h., es liegt an den Seiten 16a des wi Aufnahmegliedes an).

Bei einem weiteren Absenken des Keilgliedes 24 wird auch das Aufnahmeglied 13 mitgeführt, wobei die elastomere Feder 22 versetzt wird und sich in dem in der F i g. 5 dargestellten Zustand befindet, und schließlich ^hi ruht das Keilglied 24 auf den Innenseiten 14a des Aufnahmegliedes 12. Bei diesem Aufsetzen wird die Abwärtsbewegung des Keilgliedes 24 und des Aufnahmegliedes 13 beendet, wobei die Last über die Verbindung 17 auf den oberen Abschnitt der senkrechten Anordnung übertragen wird, wie noch beschrieben wird. Dementsprechend werden die Innenseiten 14a und 16a der Aufnahmeglieder zwangsläufig mit den Außenseiten 25a des Keilgliedes in Eingriff gebracht, wobei die Durchlässe 28 im Glied 24 den Durchlässen 26 im Aufnahmeglied 12 und die Durchlässe 29 im Glied 24 den Durchlässen im Glied 13 ordnungsgemäß gegenüberstehen. Um die Mündungen der aufeinander ausgerichteten Durchlässe herum können elastomere Abdichtungen vorgesehen werden. Solche Abdichtungen sind in der F i g. 5 bei 90 dargestellt.

Es wird darauf hingewiesen, daß die Aufnahmeglieder 12 und 13 senkrecht ineinanderpassen, so daß beispielsweise die Arme 14 des Gliedes 12 die Arme 16 des Gliedes 13 umfassen, wie in der Fig.2 dargestellt, wobei jedes Paar Arme 14 durch Seitenplatten 30 verbunden ist. Ferner sind die Endplatten 31 mit den entgegengesetzten Enden der nach unten zusammenstrebenden Arme 14 verbunden und an den oberen Enden 31a nach außen etwas abgebogen, welche abgebogenen Enden als Führungen für die entgegengesetzten Enden 32 des Gliedes 24 während des Absenkens dieses Gliedes wirken und das Keilglied 24 senkrecht auf die Aufnahmeglieder ausrichten.

Nach der Darstellung wird das Glied 24 von einem Kabel 33 und einer Zwischenkonstruktion 34 getragen. Diese weist einen Rahmen 35 auf, an dem das Glied 24 mit Hilfe von Platten 36 aufgehängt ist, wobei zwischen dem Rahmen und dem Kabel eine Kreuzgelenkkupplung 37 angeordnet ist. Der Rahmen 35 trägt eine Anzahl von Ventilen 38, die in Schutzgehäusen 39 angeordnet sind, die gleichfalls vom Rahmen getragen werden und entfernbar sind, um Zugang zu den Ventilen zu erhalten, wenn in bestimmten Zeitabständen Überprüfungen oder Reparaturen über Wasser vorgenommen werden sollen. Wie aus F i g. 6 zu ersehen ist, kann jedes Ventil aus einem Vierwegeventil bestehen, wie bei 40 dargestellt. Bei der dargestellten Einstellung des Ventils strömt das Arbeitsmittel (Druckmittel) aus der Quelle 41 über eine Leitung 41a und über den Durchlaß 42 im Ventilkörper 43 in eine Leitung 44, die über die beschriebene Verbindungseinrichtung zu einer Betätigungsvorrichtung führt, die symbolisch durch den Kasten 46 dargestellt ist. Das Druckmittel wird zu einer Kammer 47 in der Betätigungsvorrichtung befördert und übt auf den Kolben 48 einen Druck in Richtung des Pfeiles 49 aus, während das Druckmittel in der Kammer 50 an der entgegengesetzten Seite des Kolbens in das Meer über den Verbinderblock 46, durch die Leitung 51, den Durchlaß 52 im Ventilkörper, das Sperrventil 52a und den Auslaß 53 abgelassen wird. Bei der anderen Einstellung des Ventils wird das Druckmittel in die Kammer 50 eingelassen und aus der Kammer 47 abgelassen. Die Betätigungsvorrichtung betreibt ein Werkzeug 54, das sehr unterschiedliche Unterwasserwerkzeuge darstellen soll, beispielsweise Rammen, Sicherheitsventile (Preventer), 3ohrlochkopfverbinder, Ventile usw. Befindet sich das Werkzeug im unteren Abschnitt der Unterwasserausstattung, so kann der Verbinderblock 46 die miteinander in Eingriff stehenden Glieder 24 und 13 darstellen, wohingegen bei am oberen (entfernbaren) Abschnitt angeordneten Werkzeugen der Unterwasseranordnung der Verbinder 46 die miteinander im Eingriff stehenden Glieder 24 und 12 darstellen kann. Die Leitungen 44 und 51 sind auch in den Fig. 3 und 4 dargestellt, wobei in der Fig.4

zusätzlich noch die Leitungen 60 und 61 dargestellt sind, die zwischen dem Verbinder und der Betätigungsvorrichtung verlaufen.

Ferner sind noch Mittel zum Verriegeln des keilförmigen Gliedes 24 mit der Aufnahme vorgesehen, die die aneinander anliegenden Seiten der beiden Elemente zusammenhalten. Diese Mittel können beispielsweise aus den sich seitlich und nach unten erstreckenden Verriegelungsarmen 64 und aus einer Betätigungsvorrichtung für diese bestehen, die dem keilförmigen Glied 24 zugeordnet sind. Die Arme 64 können als Kniegelenk mit einer Gelenkverbindung 66 mit dem Kolben 67 der Betätigungsvorrichtung ausgestaltet sein, welcher Kolben senkrecht angeordnet ist, wobei die Betätigungsvorrichtung vom Rahmen 35 und einem Querträger 68 getragen wird. Ferner können an den Endplatten 31 der Aufnahme U seitliche Schlitze 69 vorgesehen werden. Während des Aufsetzens des Gliedes 24 auf die Aufnahmeglieder werden die Verriegelungsarnie 64 von der Betätigungsvorrichtung 65 gespreizt und dringen in die Schlitze ein, wobei von den Armen eine starke, senkrecht wirkende Kraft ausgeübt wird, so daß das Glied 24 mit dem Aufnahmeglied 12 zwangsläufig verriegelt wird. Für den Durchlaß der Verriegelungsarme 64 sind noch zusatzlieh Schlitze 71 an den Platten 36 vorgesehen. Die am Glied 24 vorgesehenen Blöcke 98 führen die Enden de Arme in der Spreizrichtung.

Die in den F ig. la und Ib dargestellte lypischi Unlcrwasseranordnung 70 einer Ausrüstung besteht au einem oberen Abschnitt 71 und einem unteren Abschni 72, wie bereits ausgeführt. Der obere Abschnitt besteh der Reihe nach aus einem Rohrleilungsabschnitt 73 einem Kugelgelenk 74, einem Sicherheitsventil T. (Preventer) und einem Bohrlochkopfverbinder 7f Beiderseits der Anordnung ist mit dem Verbinder 76 ji ein Aufnahmeglied 12 durch die Halterung 17 fcs verbunden.

Der untere Abschnitt der Anordnung kann der Rciln nach bestehen aus einem Gehäuse 78 (mit dem de Verbinder 76 in Verbindung steht), aus einem Sicher hcitsventil 79, aus hydraulischen Rammen 80 und au einem Bohrlochkopfverbinder 81, der an der sich au dem Bohrloch nach oben erstreckenden Verrohrung 8: angebracht ist. Die von der Anordnung getragene Druckspeicher 83 stehen mit den Ventilen 38 über di Aufnahmegliedcr und das keilförmige Glied in Verbin dung, wie bereits beschrieben. Die Aufnahmcglicder 1 sind mit der unteren Anordnung durch die Verbindung* glieder 18a und die Arme 85 verbunden. Di Führungsmittel für den oberen Abschnitt der Anord nung sind bei 86 dargestellt.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Herstellen einer Unterwasserdruckmittelverbindung mit einer Unterwasserausrüstung, mit einer sich nach oben öffnenden buchsenartigen Aufnahme, die von der Unterwasserausrüstung getragen wird, einander gegenüberstehende Innenflächen aufweist, die aufeinander zulaufen, und mit Durchlässen versehen ist, die mindestens an einer der Innenflächen enden, und mit einem keilförmigen Glied, das in die buchsenartige Aufnahme einsetzbar ist und Außenflächen aufweist, die zu den Flächen der Aufnahme passend aufeinander zulaufen, wobei im keilförmigen Glied gleichfalls Durchlässe vorgesehen sind, die an mindestens einer der Außenflächen enden und an die Durchlässe in der buchsenartigen Aufnahme anschließbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die buchsenartige Aufnahme (11) erste und zweite senkrecht gegeneinander bewegliche Aufnahmeglieder (12, 13) mit flachen Innenflächen (14a, 16a) aufweist, von denen das erste Aufnahmeglied (12) das zweite Aufnahmeglied (13) im wesentlichen horizontal überlagert, wobei die Durchlässe (26, 27) sich durch jedes Aufnahmeglied (12, 13) erstrecken und an den im wesentlichen horizontal auf Abstand stehenden Innenflächen der Aufnahmeglieder (12, 13) offen sind, und daß eine Halterung das zweite Aufnahmeglied in bezug auf das erste Aufnahmeglied (12) nachgiebig abstützt, wobei das keilförmige Glied (24) mit flachen Außenflächen (25a) zunächst an die Innenflächen (16a,) des zweiten Aufnahmeglieds (13) und danach an die Innenflächen (14a,) des ersten Aufnahmeglieds (12) atilegbar ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (18) ein rohrförmiges Tragelement (18a,), einen mit dem zweiten Aufnahmeglied (13) verbundenen Schaft (19) und eine nachgiebig elastomere Hülse (22) aufweist, die mit dem rohrförmigen Element (iSa)und mit dem Schaft (19) verklebt ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch Führungen an dem ersten Aufnahmeglied (12) zum Führen des keilförmigen Gliedes (24) in senkrechter Ausrichtung mit den Aufnahmegliedern (12,13).