DE2540568A1

DE2540568A1 - Regelleitungspositioniergeraet

Info

Publication number: DE2540568A1
Application number: DE19752540568
Authority: DE
Inventors: Roy Kevim Noel Fox
Original assignee: Weatherford Oil Tool Co Inc
Current assignee: Weatherford Oil Tool Co Inc
Priority date: 1974-09-12
Filing date: 1975-09-11
Publication date: 1976-04-01
Also published as: CA1036081A; AU8460075A; IE41692B1; FR2284750B1; IE41692L; FR2284750A1; US4042023A; GB1478206A; NL7510597A; JPS5155034A; NO147119C; NO753078L; NO147119B

Description

PATENTANWÄLTE

DR.-ING. H. FINCKE DIPL.-ING. H. BOHR DIPL.-ING. S. STAEGER

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11. September 19'

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Mopp.No. A 270 - St/vS/v BMMmoV Antwort μο··μ

WEATHERFORD OIL TOOL CO. Houston, Texas, USA

"Regelleitungspositioniergerät"

Priorität; 12. September 1974 - Großbritannien - Nr. 39784/74

Ölquellen, insbesondere der Großteil küstennaher Ölquellen, sind mit Geräten, wie z.B. Sicherheits-Regelventilen, ausgerüstet, die im Rohrsystem eingebaut werden und die automatisch im Falle auftretender Probleme in Zusammenhang mit erdoberflächlichen Geräten betätigt werden, da sonst eine Zerplatzung verursacht werden könnte.

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Die sich innerlich im Rohrsystem befindenden Geräte werden von der Erdoberfläche aus hydraulisch betätigt, indem die hydraulische Kraft von der Erdoberfläche aus mittels eines hydraulischen Regelrohres übertragen wird, welches sich im ringförmigen Zwischenraum zwischen einem in der Wand der Quelle einzementierten Verkleidungsrohr und dem öl- bzw. gasabgebenden Mengendurchflußrohr befindet.

Das Regelrohr befindet sich an einer empfindlichen Stelle im ringförmigen Zwischenraum, wo es stets einer Bruchgefahr durch Zerquetschen zwischen Verkleidungsund Mengendurchflußrohr ausgesetzt wird.

Aus der Erfahrung wurde bereits ersehen, daß Positioniergeräte im ringförmigen Zwischenraum erforderlich sind, damit die hydraulischen Regelleitungen an einer vorgewählten Stelle zwischen Verkleidungs- und Mengenrohr gehalten werden, doch bis zum heutigen Stand der Technik sind noch alle solche Geräte in axialer Richtung über die Regelleitung eingesetzt und diese Methode ist umständlich und wirkungslos.

Gewisse Merkmale sind wünschenswert, z.B. (I) das Positioniergerät soll leicht einbaubar sein, (II) es soll am Mengendurchflußrohr hinreichend fest sitzen, damit es nicht einer seitlichen Verschiebung entlang des Mengendurchflußrohres unterworfen wird, auch wenn es sich um abweichende Rohrdurchmesser handelt, (III) das Positioniergerät darf die Oberfläche des Mengendurchflußrohres nicht durch Abreibungserscheinungen beschädigen, was unter gewissen Ölquellenuraständen eine Korrosionsgefahr hervorrufen könnte, (IV) es sollte die

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Möglichkeit bestehen, daß Positioniergeräte vor Zusammenschraubung der Mengendurchflußrohrstrecke eingebaut werden können, da sich dies arbeitssparend auswirkt und (V) - am wichtigsten - die Regelrohrleitung soll fest in ihrer Stellung gehaltert und gut gesichert sein.

Das Ziel dieser Erfindung ist eine verbesserte Bauart des Positioniergerätes, damit die oben angeführten Ansprüche gedeckt werden.

Gemäß der Erfindung weist ein Positioniergerät zum Einschieben in den Zwischenraum zwischen einem Quellenverkleidungsrohr und einem Mengendurchflußrohr zum Positionieren des genannten Regelleitungsrohres einen um das'Mengendurchflußrohr aufpaßbaren Körper au£ dessen Innenfläche an dem Mengendurchflußrohr anliegt, dessen Außenfläche von der Innenfläche entfernt ist, der einen elastisch verformbaren Teil mit einer Aussparung enthält, die sich zur vorgenannten Außenseite öffnet und die so entworfen ist, daß durch elastische Verformung des Teils das Regelleitungsrohr aufgenommen werden kann. Zum Beispiel kann die Aussparung mit einer öffnung, die einen Sitz für das Regelleitungsrohr bildet, und einem Durchgang zur Verbindung der vorgenannten Öffnung mit der vorgenannten Außenfläche versehen sein, wobei der vorgenannte Durchgang - wenigstens über einen Teil seiner Länge - eine Weite besitzti die geringer als die Weite der vorgenannten öffnung ist.

Auf Grund solcher Bauart, wenn das Positioniergerät auf das Mengenflußrohr aufgesetzt ist, kann das Regelleitungsrohr von außen eingebracht und in die Aussparung gedrückt werden, wo es dann fest gehalten wird, wobei

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die Maßverhältnisse der Aussparung sorgfältig gewählt werden, damit sie mit der Breite der Regelleitung übereinstimmen.

In bevorzugter Form ist der Körper mit einem metallenen Käfig und einer diesen umgebenden Abdeckung aus elastisch verformbarem Material ausgerüstet.

Der Körper kann mit einer Anzahl angeordneter Bohrlöcher versehen werden, die das entsprechende Mengenflußrohr aufnehmen, er kann ebenfalls mit einer Anzahl von Öffnungen bestückt werden, die das entsprechende Regelleitungsrohr aufnehmen, und mindestens eine der vorgenannten Aussparungen kann günstig angepaßt werden, damit es ein Regelleitungsrohr erster Breite aufnehmen kann, und mindestens eine zweite Aussparung kann so angepaßt werden, daß es eine Regelleitung verschiedener Breite aufnehmen kann.

In einer ersten Ausführungsart kann der Körper eine Unterbrechung des Umkreisverlaufes und eine Absperreinrichtung aufweisen, die die Umkreisendstücke miteinander verbindet. In einer zweiten Ausführungsart kann der Körper mehrere separate Umkreisteile und ebenfalls eine Absperreinrichtung aufweisen, damit naheliegende Enden benachbarter Umkreisteile miteinander verbunden werden können. Solche Absperreinrichtungen bzw. beide Ausführungsarten haben Schlitze im Umkreisende des Körpers, oder auch nach Bedarf in den Umkreisteilen des Körpers selbst und auch Keilstifte zum Eingriff in die vorgenannten Schlitze, damit die Befestigung des Körpers an Mengendurchflußrohren verschiedenen Durchmessers innerhalb gewisser Grenzen gewährleistet

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wird. In einer bevorzugten Bauart sind je nach Fall die Umkreisendstücke des Körpers oder die Umkreisteile des Körpers mit in axialer Richtung im Abstand angeordneten Fingern ausgerüstet, wobei die Finger eines solchen Endstückes zwischen den Fingern des anderen Endes angereiht und die vorgenannten Schlitze zwischen den vorgenannten Fingern ausgebildet sind.

Einige Ausführungsbeispiele der Positioniergeräte nach dieser Erfindung werden nachfolgend eingehend beschrieben, wobei auf beigelegte Zeichnungen hingewiesen wird:

Fig. 1 ist eine Seitenansicht* eines ersten Ausführungsbeispiels des Positioniergerätes in zusammengebautem Zustand und auf einem Mengendurchflußrohr installiert;

Fig. 2 ist eine Grundrißansicht des auf einem Mengendurchflußrohr installierten Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 1;

Fig. 3 ist eine Seitenansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels des auf einem Mengendurchflußrohr installierten Positioniergerätes;

Fig. A ist eine Grundrißansicht des auf einem Mengendurchflußrohr installierten Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 3;

Fig. 5 ist eine Seitenansicht eines in das in Fig. 3 abgebildete Ausführungsbeispiel eingefügten metallenen Käfigs;

Fig. 6 ist eine Grundrißansicht des in Fig. 5 abgebil-

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-Jt-

deten metallenen Käfigs;

Pig. 7 ist eine Vorderansicht des metallenen Keil-Sperrstiftes, der einen Teil des in Fig. 3 abgebildeten Ausführungsbeispiels darstellt;

Fig. 8 ist eine Seitenansicht des Stiftes gemäß Fig. 7;

Fig. 9 ist eine Seitenansicht eines dritten Ausführungsbeispiels des Positioniergerätes;

Fig. 10 ist eine Grundrißansicht des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 9;

Fig. 11 ist ein axialer Schnitt entlang der Linie XI-XI in Fig. 10;

Fig. 12 ist eine Seitenansicht des in das in Fig. 9 dargestellte Ausführungsbeispiel eingefügten metallenen Käfigs;

Fig. 13 ist eine Grundrißansicht eines vierten Ausführungsbeispiels des Positioniergerätes, für den Einsatz auf mehreren Mengendurchflußrohren;

Fig. I¹J ist eine perspektivische Ansicht, gesehen von der Seite und von oben, des innerhalb eines Quellenrohres auf zwei Mengendurchflußrohren angeordneten Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 13;

Fig. 15 ist eine perspektivische Teilansicht, welche den Sperrmechanismus vor dem Sperreingriff abbildet;

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Fig. l6 ist eine perspektivische Teilansicht, welche den Sperrmechanismus gemäß Fig. 15 nach dem Sperreingriff abbildet.

Gemäß Fig. 1 und 2 besteht das Positioniergerät 1 aus zwei ähnlichen Halb-Körpern 2, 3, wobei jede Hälfte eine teil-zylindrische Innenfläche besitzt, die die Wand eines Mengendurchflußrohres 4 umfaßt. Jeder Halbkörper verfügt über zwei radiale Rippen 5· Die Anordnung der Rippen ist symmetrisch bei 90 Abständen rund um die Achse der zusammengebauten Vorrichtung. An jeder Längs-Seitenkante ist jeder Halbkörper mit einem Satz Umkreisfingern 6 in Achsenrichtung versorgt, und die Finger jedes Halbkörpers greifen in die Zwischenräume zwischen den Fingern des gegenüberliegenden Halbkörpers ein. Jeder Finger 6 ist mit einem langen Schlitz 7 in Umkreisrichtung versorgt, und die Schlitze 7 fluchten in radialer Richtung völlig, in Umkreisrichtung dagegen nur teilweise. Damit die zwei Halbkörper zusammengebaut bleiben, sind zwei keilförmige Stellstifte 8 vorgesehen, die vom oberen Ende in die Schlitze 7 getrieben werden, damit beide Halbkörper 2, 3 rundum das Mengendurchflußrohr k einen festen Sitz haben.

Jede der Rippen 5 ist mit einer durch die vollständige Länge der Rippe hindurchführenden öffnung 9 versehen. Der Durchmesser der öffnung 9 soll vorzugsweise nicht größer als der Durchmesser der hydraulischen Regelleitung 10 sein, die darin enthalten sein wird. Jede Rippe 5 ist außerdem mit einem langen Durchgang 11 von geringerer Weite versehen, der von der Außenfläche 12 der Rippe nach innen zur öffnung 9 führt. Mindestens die Rippen der Halbkörper 2, 3 sind aus einem elastisch

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verformbaren Material, z.B. aus gummiartigem Material, hergestellt, und die Regelleitung 10 kann somit in radialer Richtung durch den Durchgang 11 hineingezwungen werden, bis sie auf der öffnung 9 sitzt, wo sie dann fest, jedoch federnd, durch das verformbare Material der Rippen festgehalten wird. Der Durchgang 11 und die öffnung 9 bilden gemeinsam die vorgenannte Aussparung. Die Mündung des Durchganges 11 ist abgeschrägt, wie bei 13, damit der Einschub der Regelleitung lü erleichtert wird. Die Regelleitung 10 kann gut durch den Durchgang 11 gezwungen werden, indem ein Stoßwerkzeug (nicht abgebildet) benutzt wird.

Das Positioniergerät kann am Mengendurchflußrohr vorher angebracht werden und besitzt ein erstklassiges Festhaltevermögen; das Mengendurchflußrohr bleibt dabei unbeschädigt, da die Festhaltung mittels des elastisch verformbaren Materiales der Vorrichtung ausgeübt wird.

Die Rippen 5 des Gerätes erstrecken sich genügend weit in Radialrichtung, damit das Mengendurchflußrohr 4 von der inneren Wand des normalen Verkleidungsrohres, das in der Quelle zementiert ist, ferngehalten wird, damit die hydraulische Regelleitung 10 geschützt wird.

Mit Bezug nun auf Fig. 3 bis 8 wird ein zweites Ausführungsbeispiel des Positioniergerätes gezeigt, das einen Körper 14 aufweist, der nur aus einem einzigen Stück anstatt zwei Halbkörpern, wie in Fig. 1 und 2 dargestellt, besteht.

Der Körper besteht aus einem metallenen Käfigsatz 15 (siehe hierzu Fig. 5 und 6), der von einer Gummiabdeckung 16 überzogen ist. Der Käfigsatz 15 besteht

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aus drei einen Teil eines Umkreises bildenden Bändern 15a, 15b_, 15£» wobei an jedem Ende ein entsprechendes Verriegelungsstück 18 mittels Nieten 17 befestigt ist. Das Verriegelungsstück 18 weist Pinger 19 mit Schlitzen 20 auf, damit der Keil-Sperrstift 21 (Fig. 7 und 8) ein geschoben werden kann.

An jedem Verriegelungsstück 18 befindet sich ein Ansatz 22. Dabei sind die Ansätze nicht mit der Gummibedeckung gedeckt, damit man mittels eines einfachen Werkzeuges (nicht abgebildet) ähnlich zu einer großen Kneifzange, die Ansätze ergreifen kann, damit der Käfigsatz 15 über das Mengenflußrohr 23 zugezwungen und der Sperrstift eingeschoben werden kann.

Die Gummiabdeckung 16 ist mit vier Rippen 24, in 90° Abständen rundum die Achse angeordnet, versehen, und jede Rippe ist mit einer Aussparung einschließlich einer langen öffnung 25 ausgerüstet, damit eine Regelleitung 26 durch den verlängerten Durchgang 27 geringerer Weite durchgeschoben und festgehalten werden kann.

Mit Bezug auf Fig. 9 bis 12 wird auch ein drittes Ausführungsbeispiel des Positioniergerätes gezeigt, das im allgemeinen eine ähnliche Konstruktion wie das in Fig. 3 bis 8 beschriebene Gerät hat. Es ist mit einem metallenen, mit einer Gummiabdeckung 29 überzogenen Käfigsatz 28 versorgt und kann ringsum das Mengendurchflußrohr in Position gesetzt werden, indem ein keilförmiger Sperrstift 30 in Schlitze 30a in Fingern 30b_ eingeschoben wird. Die Gummiabdeckung schließt vier Rippen 31 ein und die einander genau

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- 40 '

gegenüberliegenden Rippenpaare 31 sind mit Aussparungen mit langen öffnungen 32 versehen, die jeweils verschiedene Durchmesser haben, damit Regelleitungen 33a und 33b_ verschiedener Durchmesser aufgenommen werden können, die durch die entsprechenden Durchgänge 33£ von etwas geringerer Weite durchgeschoben werden.

Mit Bezug auf Fig. 13 bis 16 wird ein viertes Ausführungsbeispiel des Positioniergerätes gezeigt, dessen Körper eine Gummiabdeckung 34, aufgesetzt auf einen metallenen Käfigsatz, identisch in Bauweise zu dem, der in Fig. 5 abgebildet ist, mit der Ausnahme, daß dieser eine ung. ovale Form hat - siehe Strichlinie 35 in Fig. 13 -, aufweist. Die zwei Umkreisenden des Körpers schließen die Finger 36 mit langen Schlitzen 37 ein, damit der keilförmige Sperrstift 38 eingeschoben werden kann; siehe hierzu Fig. 15 und l6.

Die Gummiabdeckung 34 des Körpers dieses Gerätes ist so geformt, daß zwei runde Löcher 39 und 40 die entsprechenden Mengenflußrohre 4l und 42 aufnehmen können. Der Körper ist auch mit zwei Rippen 43 und 44 ausgerüstet, die gegenüberliegend und jeweils mit einer Aussparung versorgt sind, die eine lange öffnung 45 beherbergt, die die Regelleitung 46 aufnimmt, indem sie durch einen verlängerten Durchgang 47 von etwas geringerer Weite durchgeschoben wird. Das komplette Aggregat wird im Quellenverkleidungsrohr 48 eingesetzt.

Man muß anerkennen, daß durch eine entsprechende Vergrößerung und Formung des Körpers, hergestellt aus einem Metallkäfig und einer Gummiabdeckung, der Körper des Positioniergerätes mit drei oder mehreren runden Löchern,

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ähnlich den Löchern 39» 40, bestückt werden kann, damit eine entsprechende Anzahl Mengenflußrohre zusätzlich aufgenommen werden kann.

Weiterhin können mehr als zwei Rippen 43 oder 44 vorgesehen werden, und jede Rippe 43 oder 44 kann mehr als eine lange öffnung 45 mit entsprechendem verlängertem Durchgang 47 haben.

Ansprüche;

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Claims

- XzT-

ANSPRÜCHE

(ij Ein Positioniergerät zum Einschub in den Zwischenraum zwischen einem Quellen-Verkleiduncsrohr und einer Mengendurchflußleitung zur Positionierung einer Freileitung im vorgenannten Zwischenraum, gekennzeichnet durch

einen rundum die Mengendurchflußleitung aufpaßbaren Körper (2, 3; 14; 28, 29; 34, 35), dessen Innenseitenfläche an dem Mengendurchflußrohr anliegt, dessen Außenseite von seiner Innenseite entfernt ist, der einen elastisch verformbaren Teil (5; 24; 31; 43, 44) mit einer Aussparung (9, 11; 25, 27; 32, 33£i 45, 47) enthält, die sich zur vorgenannten Außenseite öffnet und die so entworfen ist, daß durch elastische Verformung des Teils das Regelleitungsrohr aufgenommen werden kann.
2. Ein Positioniergerät laut Anspruch 1, weiterhin gekennzeichnet durch die Tatsache, daß die vorgenannte Aussparung eine öffnung (9; 25; 32; 45), in welcher die Regelleitung befestigt werden kann, und einen Durchgang (11; 27; 33c.; 47), der mit der vorgenannten öffnung und der vorgenannten Außenseite in Verbindung steht, wobei der vorgenannte Durchgang, wenigstens über einen Teil seiner Länge, eine Weite besitzt, die geringer als die Weite der vorgenannten öffnung ist, aufweist.
3. Ein Positioniergerät laut den Ansprüchen 1 oder 2, gekennzeichnet durch die Tatsache, daß der vorgenannte

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-M-

Kürper einen metallenen Käfig (15; 28; 35) und eine diesen umgebende Abdeckung (16; 29; 3¹O aus elastisch verformbarem Material aufweist.
4. Ein Positioniergerät laut einem der Ansprüche 1 bis

3, weiterhin gekennzeichnet durch die Tatsache, daß der vorgenannte Körper mit einer Anzahl im Abstand
angeordneter Bohrlöcher (39» ²JO) versehen ist, die
die entsprechenden Mengendurchflußrohre aufnehmen.
5. Ein Positioniergerät laut einem der Ansprüche 1 bis

4, weiterhin gekennzeichnet durch die Tatsache, daß der vorgenannte Körper mit einer Anzahl von Aussparungen (9, 11; 25, 27; 32, 33£; 45, 47) zur Aufnahme der entsprechenden Regelleitungen versehen ist.
6. Ein Positioniergerät laut Anspruch 5» weiterhin gekennzeichnet durch die Tatsache, daß mindestens eine der vorgenannten Aussparungen so entworfen ist, daß sie ein Regelleitungsrohr erster Breite aufnehmen
kann und mindestens eine andere der vorgenannten Aussparungen zur Aufnahme einer weiteren Regelleitung
verschiedener Breite vorgesehen ist.
7. Ein Positioniergerät laut einem der Ansprüche 1 bis

6, weiterhin gekennzeichnet durch die Tatsache, daß der vorgenannte Körper eine Unterbrechung des Umkreis verlaufes aufweist und eine Absperreinrichtung (20, 21; 30, 30a; 37, 38) vorgesehen ist, die die Umkreisendstücke miteinander verbindet.
8. Ein Positioniergerät laut einem der Ansprüche 1 bis

7, weiterhin gekennzeichnet durch die Tatsache, daß

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der Körper eine Anzahl von separaten Umkreisteilen (2, 3) und eine Absperreinrichtung (7, 8) aufweist, damit die Enden benachbarter Umkreisteile miteinander verbunden werden können.
9. Ein Positioniergerät laut einem der Ansprüche 7 und

8, weiterhin gekennzeichnet durch die Tatsache, daß

die vorgenannte Absperreinrichtung im wesentlichen

aus Schlitzen (7; 20; 30a; 37) in den Umkreisenden

des Körpers oder in den Umkreisteilen des Körpers und

einem in diese Schlitze eingreifenden keilförmigen Stift (8; 21; 30; 38) besteht.
10. Ein Positioniergerät laut Anspruch 9, weiterhin gekennzeichnet durch die Tatsache, daß die vorgenannten Umkreisenden des Körpers oder die vorgenannten Umkreisteile des Körpers mit in axialer Richtung im Abstand angeordneten Fingern (6; 19; 30b_; 36) ausgerüstet sind, wobei die Finger eines solchen Endes zwischen den Fingern des anderen oder weiterer Enden angereiht und die vorgenannten Schlitze (7; 20; 30a; 37) zwischen den vorgenannten Fingern ausgebildet sind.

PATEMiANWALTE

OH.HNO.H. FINCK& DIPL-IWG. H. iOH* . S. STAEGBt

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