DE2714830A1

DE2714830A1 - Vorrichtung zum verbinden von zwei rohren eines riserstranges

Info

Publication number: DE2714830A1
Application number: DE19772714830
Authority: DE
Inventors: Toivo Bosch
Original assignee: JM Voith GmbH
Current assignee: JM Voith GmbH
Priority date: 1977-04-02
Filing date: 1977-04-02
Publication date: 1978-10-05
Also published as: DE2714830B2; US4215882A; FR2385885A1; NO781143L; FR2385885B3; DE2714830C3; GB1555293A

Description

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T 3504 J.M. Voith JmbH

Kennwort: "Druckkissen¹" Heidenheim

Vorrichtung zum Verbinden von zwei Rohren eines Riserstranges

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verbinden von zwei Rohren eines Riserstranges für die Schelf-Bohrtechnik durch ein gelenkartiges Zwischenglied.

Der Riserstrang ist aufgrund von Biegebeanspruchungen hohen Belastungen ausgesetzt. Aus diesem Grunde ist es bekannt, in bestimmten Abständen, anstelle von starren Verbindungen, zwischen den einzelnen Rohren gelenkartige Verbindungen vorzusehen. Auf diese Weise wird eine starke Reduzierung des Biegemomentes erreicht, weil derartige Gelenke kein 'Moment übertragen.

Für die gelenkartige Verbindung wurden bisher Kugelgelenke oder Gummiringe verwendet. Kugelgelenke haben jedoch den Nachteil einer Reibung, wodurch ruckartige Beanspruchungen entstehen und somit Schaden verursachen können. Gelenkartige Verbindungen durch Zwischenglieder aus Gummi oder ähnlichem Material haben zwar den Vorteil geringer Reibung, aber sie sind nicht so hoch belastbar.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine gelenkartige Rohrverbindung zu schaffen, die reibungsarm und hoch belastbar ist.

Srfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die beiden Rohrenden über federnde Elemente, die zwischen sich eine ringförmige mit Flüssigkeit gefüllte Kammer bilden, miteinander verbunden sind.

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Die Vorspannkraft und das Eigengewicht des Riserstranges werden erfindungsgemäß nun durch die mit Flüssigkeit gefüllten Kammern aufgenommen und übertragen. Da die Elemente, die die Kammerwände bilden, federnd ausgebildet sind und damit bei einseitigem Kraftangriff auf die Verbindungsstelle zusammen mit der Flüssigkeit ausweichen können, werden keine Biegemomente übertragen. Das Volumen der Kammer bleibt dabei insgesamt konstant. Auf diese Weise können Winkelbewegungen durchgeführt werden.

In weiterer Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die federnden Elemente einerseits jeweils mit einem Rohrende und andererseits mit den Enden eines um die beiden Rohre gelegten Rohrstutzens verbunden sind, dessen Länge größer als die Spaltbreite zwischen den Rohren ist, und daß zwischen den beiden Rohren zur Abdichtung des Spaltes eine elastische Dichtung angeordnet ist.

Auf diese Weise wird eine gute und sichere Kraftübertragung erreicht. Durch die Zwischenschaltung des Rohrstutzens werden die federnden Elemente nicht auf Zug, sondern auf Druck beansprucht. Zur Abdichtung des Rohrinneren, in dem die Spülflüssigkeit läuft, gegenüber dem den Riserstrang umgebenden Wasser ist eine elastische Dichtung erforderlich. Diese hat jedoch keine Kraft zu übertragen.

Eine erfindungsgemäße Ausbildung besteht darin, daß die federnden Elemente jeweils aus zwei mit unterschiedlichen Durchmessern ringförmig um die Rohre gelegte Faltenbalge aus Stahl gebildet sind.

Diese Faltenbalge bilden zwischen sich die mit Flüssigkeit gefüllte Kammer und sind genügend elastisch, um Winkelbewegungen in ausreichendem Umfange zuzulassen.

Von Vorteil ist dabei, wenn vorgesehen ist, daß die Rohrenden und die Enden des Rohrstutzens jeweils mit einer Hülse versehen sind, wobei sich die Hülsen der Rohre und die Hülsen des Rohrstutzens jeweils mit geringem Abstand gegenüberliegen.

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Diese Maßnahme stellt eine Sicherheitseinrichtung dar. Wenn beispielsweise ein Faltenbalg undicht wird, sitzen die sich gegenüberliegenden Hülsen aufeinander auf. Dadurch ist zwar der Gelenkeffekt beseitigt, aber der Riserstrang braucht deshalb nicht demontiert zu werden.

Eine andere erfindungsgemäße Ausführungsform besteht darin, daß die federnden Elemente jeweils aus mehreren hintereinander angeordneten und durch Zwischenringe voneinander getrennten Druckkissen bestehen, deren Innenkammer jeweils mit Flüssigkeit gefüllt ist.

Durch diese Konstruktion wird erreicht, daß bei Ausfall eines Druckkissens aufgrund Undichtigkeiten, im wesentlichen die gelenkartige Verbindung weiter besteht. Erst wenn mehrere Druckkissen ausgefallen sind, werden die möglichen Winkelbewegungen zunehmend kleiner.

In erfindungsgemäßer Ausbildung sind die Druckkissen aus federndem Stahl gebildet.

Die V/inkelbeweglichkeit wird noch verstärkt, wenn auch die Zwischenringe erfindungsgemäß aus elastischem Material bestehen.

Damit die Druckkissen in einfacher Weise mit Flüssigkeit gefüllt werden können, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß sie mit einer Bohrung versehen sind, die mit Bohrungen der benachbarten Zwischenringe fluchten, wobei die Bohrungen der Zwischenringe anschliessend verschließbar sind.

Zum Druckausgleich ist ferner vorgesehen, daß in dem Rohrstutzen Druckausgleichsbohrungen vorgesehen sind.

Nachfolgend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben, aus denen v/eitere erfindungsgemäße Merkmale hervorgehen.

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Ss zeigen:

fa

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Rohrverbindung,

Fig. 2 einen Längsschnitt (obere Hälfte) einer anderer. Aus f ührungs form einer Rohrverbindung.

Zwei Rohre 1 und 2 sind mit Abstand voneinander angeordnet, wobei deren Innenkammer durch einen elastischen Faltenbalg 3 abgedichtet ist.

An den Rohrenden sind jeweils Faltenbalge 4 und 5 bzw. 6 und 7 an geordnet. Mit ihren anderen Enden sind die Faltenbalg 4 und 5 n-i dem oberen Ende 6 eines Rohrstutzens 9 verbunden, während die Fal tenbalge 6 und 7 mit dem unteren Ende 10 des Rohrstutzens 9 verbunden sind.

Jeweils zwischen den Faltenbalgen 4 und 5 bzw. 6 und ⁷, die ringförmig um die beiden Rohre 1 und 2 gelegt sind, befindet sich in der Kammer 11 und 12 Flüssigkeit. Die Kammern Ii bzw. 12 sind iabei vollständig mit Flüssigkeit gefüllt. Die Vorspannkraft und das Eigengewicht des Riserstranges werden somit über die Rohrenden und die mit Flüssigkeit gefüllten Kammern 11 und 12 und den Rohrstutzen 9 weitergeleitet.

Bei einseitigen Belastungen des Gelenkes läßt iies aufgrund der Faltenbalge und der mit Flüssigkeit gefüllten Kammern 11 und 12 Winkelbewegungen zu. Auf diese V/eise werden Biegemomente nicht weitergeleitet.

Für den Fall, daß ein Faltenbalg undicht wird, sind Hülsen 13 und 14 bzw. 15 und 16 vorgesehen. Die Hülsen 13 und 15 sina dabei mit den Rohren 1 und 2 verbunden, während die Hülsen 14 und 16 mit dem Rohrstutzen 9 verbunden sind. Die Hülsen 13 und 14 bzw. die Hülsen 15 und 16 liegen mit geringem Abstand einander gegenüber. Wird nun ein Faltenbalg undicht, so sitzen sie aufeinander auf.

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Zum Druckausgleich ist in dem Rohrstutzen 9 eine Druckausgleichsbohrung 17 vorgesehen.

In der Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem die Gelenkigkeit der Verbindung durch eine Vielzahl von Druckkissen 18 erreicht wird. In der Figur ist nur die obere Hälfte der Verbindung dargestellt. Die untere Hälfte ist spiegelbildlich dazu.

Der Aufbau ist im wesentlichen der gleiche wie in der Fig. 1, lediglich die Faltenbalge sind durch die Druckkissen l8 ersetzt, die jeweils eine mit Flüssigkeit gefüllte Innenkammer 23 bilden. Zwischen den ringförmig um das Rohr 1 gelegten Druckkissen 1δ sind jeweils Zwischenringe I9 angeordnet.

Um die Druckkissen bei der Montage mit Flüssigkeit füllen zu können, sind sie mit Bohrungen 20 versehen, die mit Bohrungen 21 in den Zwischenringen fluchten. Nach Einfüllen der Flüssigkeit werden die Bohrungen 21 in den Zwischenringen 19 durch Gewindestutzen 22 verschlossen.

Die Druckkissen 18 sind aus federndem Stahl, so daß bei einem einseitig auftretenden Druck die Flüssigkeit entsprechend verdrängt werden kann.

Die erfindungsgemäße gelenkige Verbindung kann sehr hohe Drücke aufnehmen und baut die auftretenden Biegemoniente ab. Auf diese Weise können die Wandstärken der Rohre entsprechend geringer ausgeführt werden.

Heidenheim, den 30.CTJ.77
Lo/Srö

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Claims

T yj)k J.M. Voith GmbH Kennwort: "Druckkissen" Heidenheim 27H830 Patentansprüche

1. Vorrichtung zum Verbinden von zwei Rohren eines Riserstranges für die Schelf-Bohrtechnik durch ein gelenkartiges Zwischenglied, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Rohrenden über federnde Elemente (4 bis 7» 18), die zwischen sich eine ringförmige mit Flüssigkeit gefüllte Kammer (11, 12, 23) bilden, miteinander verbunden sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die federnden Elemente (4 bis 7 t Ib) einerseits jeweils mit einem Rohrende und andererseits mit den Enden (8, 10) eines zwischen den Elementen angeordneten Rohrstutzens (9) verbunden sind, dessen Länge größer als die Spaltbreite zwischen den Rohren ist, und daß zwischen den beiden Rohren zur Abdichtung des Spaltes eine elastische Dichtung angeordnet ist.

3· Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die federnden Elemente jeweils aus zwei mit unterschiedlichen Durchmessern ringförmig um die Rohre (1, 2) gelegte Faltenbalge (4 bis 7) aus Stahl gebildet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrenden und die Enden (8, 10) des Rohrstutzens (9) jeweils mit einer Hülse (13 bis 16) versehen sind, wobei sich die Hülsen (13, 15) der Rohre (1, 2) und die Hülsen (14, l6) des Rohrstutzens (9) jeweils mit geringem Abstand gegenüberliegen.

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_t 27U830

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die federnden Elemente Jeweils aus mehreren hintereinander und durch Zwischenringe (19) voneinander getrennten Druckkissen (18) bestehen, deren Innenkammer (2j5) jeweils mit Flüssigkeit gefüllt ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5 j dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkissen (18) aus federndem Stahl sind.

7· Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenringe (19) ^aus elastischem Material bestehen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5» 6 oder 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkissen (l8) zu deren Füllung mit Flüssigkeit jeweils mit Bohrungen (20) versehen sind, die mit Bohrungen (21) der benachbarten Zwischenringe (19) fluchten, wobei die Bohrungen (21) verschließbar sind.

9· Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Rohrstutzen (9) Druckausgleichsbohrungen (17) vorgesehen sind.

Heidenheim, den ^O.0^.77
Lo/Srö

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