DE2803613A1

DE2803613A1 - Adapter zur ausrichtung von zwei dicht zu verbindenden elementen

Info

Publication number: DE2803613A1
Application number: DE19782803613
Authority: DE
Inventors: Georges M Chateau
Original assignee: Societe National Elf Aquitaine
Current assignee: Societe National Elf Aquitaine
Priority date: 1977-01-27
Filing date: 1978-01-27
Publication date: 1978-08-03
Also published as: IE46380B1; JPS53104503A; GB1591862A; AU3273878A; NO151095B; NO780117L; IT7819692A0; NO151095C; CA1081609A; US4089377A; GB1591863A; FR2379006A1; BR7800483A; NL7800965A; ES466412A1; IE46379B1; AU512503B2; FR2379006B1; JPS5646037B2; IT1092363B

Description

280367 3

PATENTANWALT.

DIETRICH LEWINSKY f

H-INZ-JOACHIM HUBER ^Ό

REINER PRIETSCH

M ö N C H F N 2 1

OOTTHARDSTR.81 27.1.1978

10.072-V/Ni

Societe Nationale Elf Aquitaine (Production) Tour Aquitaine, F - 92400 Courbevoie (Prankreich)

"Adapter zur Ausrichtung von zwei dicht zu verbindenden Elementen"

Priorität: 27. Januar 1977, No 763 112, V.St.A.

Bei Einrichtungen zur Ausbeutung von öl- oder Gasquellen in der Tiefsee müssen eine Vielzahl von Arbeiten in großer Wassertiefe und ohne die Mitwirkung von Tauchern ausgeführt werden. Derartige Tiefseearbeiten erfordern eine präzise Betätigung der Ausrüstungsteile. In der US-Patentanmeldung Nr. 7^3 586 der Anmelderin ist eine ünterwasserstation beschrieben, die Moduln und Moduleinheiten zur Steuerung und Produktion enthält, die mit der ünterwasserstation ohne das Mitwirken von Tauchern verbunden werden können, wobei Pernsteuerungsmittel eingesetzt werden. Eine derartige Station besitzt Führungsstangen, an denen Führungskabel ferngesteuert eingehängt werden können, um das Absenken von Ausrüstungsteilen entlang den Führungskabeln zu erleichtern. Des weiteren sind Führungsrohre vorgesehen, die anfangs die Positionierung eines derartigen Ausrüstungsteiles für den Brunnen bewirken. Diese Brunnenausrüstungsteile können aus einer Verrohrungshalterung bestehen, die mit einer Verrohrung oder mit einem Brunnenschachtausbau oder mit einer in der ünterwasserstation angeordneten Brunnenkopfeinheit verbunden wird. Die Verrohrungshalterung weist Fluidleitungen für Fluidsteuerkreise und Ringleitungen auf. Diese Fluidleltungen müssen an die entsprechenden auf der Brunnenausrüstung angeordneten Leitungen angeschlossen werden. J3as -2-

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Anschließen derartiger Leitungen erfordert eine präzise axiale \ und winkelmäßige Ausrichtung, um Leckagen sowie Beschädigungen der Anschlußstücke zu vermeiden- ^;

Bei den derzeit bekannten Mitteln zum Verbinden zweier benachbar-' ter Brunnenelemente bestehen die Fluidleitungen im allgemeinen aus einem System, bei dem Taucher oder ferngesteuerte Geräte, sogenannte Roboter, die Verbindung herstellen. Dabei sind die zu _: verbindenden Leitungselemente häufig schwierig präzise auszurichten, was dazu führt, daß bei einer schlechten Ausrichtung der Elemente die Dichtungen der Verbindungsorgane beschädigt werden. In großen Wassertiefen erfordern die bekannten Verfahren und Aufbauten, die zum Herstellen einer derartigen Verbindung eingesetzt werden, langwierige und schwierige Operationen.

Die Erfindung bezieht sich auf einen Dichtungsadapter, der dazu bestimmt ist, Fluidleitungen einer Verrohrungshalterung dicht mit den entsprechenden Leitungen, die in einer Brunnenausbeutevorrichtung angeordnet sind, zu verbinden. Erfinaungsgemäß soll die Verrohrungshalterung durch eine neuartige Technik und ein neuartiges Werkzeug installiert werden, die eine präzise winkelmäßige Ausrichtung der Halterung in einem unterseeischen Brunnenkopf gestattet.

Die Erfindung hat zum Ziel, einen neuartigen Adapter zu schaffen, der es ermöglicht, eine Verrohrungshalterung in einer Brunnenkopfeinheit zu installieren und diese an eine Ausbeutevorrichtung oder ein ähnliches Teil anzuschließen.

Die Erfindung hat gleichermaßen zum Ziel, einen neuartigen Adapter zu schaffen, mit dem eine präzise koaxiale und winkelmäßigerAusrichtung einer oder mehrerer Fluidleitungen, die in einem benachbarten Brunnenelement angeordnet sind, und mit denen eine Fluidverbindung hergestellt werden soll, zu erzielen ist.

Die Erfindung hat darüber hinaus zum Ziel, einen Dichtadapter zu schaffen, der mindestens zwei teilweise zylindrische oder ,

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gekrümmte Segmente aufweist, die mit einem Enddorn einer Verrohrungshalt erung ausgerichtet werden, um den Adapter mit dem Ende des Dornes in eine gewünschte winkelmäßige Übereinstimmung zu bringen.

Die Erfindung hat gleichermaßen zum Ziel, einen Dichtadapter zu schaffen, bei dem die Rohrleitungen der Fluidanschlüsse so angeordnet sind, daß sie gegen Beschädigungen während des Zusammensetzens des Adapters und des Dornes einer Verrohrungshalterung geschützt sind.

Die Erfindung hat darüber hinaus zum Ziel, eine Technik und ein Montagewerkzeug zu schaffen, durch das die Verrohrungshalterung präzise in einer BrunnenkopfVerrohrung oder in einer Brunnenkopfeinheit angeordnet werden kann, wobei das Montagewerkzeug danach bequem abzunehmen ist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der in den Figuren schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt:

Figur 1 eine Teilansicht einer Verrohrungshalterung, die von einer Bohrstange getragen wird, bevor sie in einen Brunnenausbau eingesetzt wird,

Figur 2

Figur 3

Figur

eine teilweise im Schnitt gehaltene Teilansicht, in der ein Teil des Montagewerkzeugs, das sich oberhalb des in Figur 1 dargestellten Bohrstangenteils befindet, zu erkennen ist,

einen Schnitt durch .den oberen Teil der Verrohrungshalterung, die sich in ihrer Endposition in einem Brunnenschachtausbau befindet, bevor das Montagewerkzeug abgezogen wird,

das Abziehen des Montagewerkzeugs in einer anderen Phase,

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Figur 5 einen Teilschnitt längs der Schnittlinie V-V der Figur 3,

Figur 6 einen Teilschnitt zur Darstellung der Verrohrungshalterung, die mit einem Adapter ausgerüstet ist, um das Ausrichten einer Ausbeuteeinheit in Bezug auf die Verrohrungshalterung zu erleichtern,

Figur 7 einen Teilschnitt eines Adapters und einen Teil einer Ausbeuteeinheit, mit der der Adapter verbunden ist,

Figur 8 das in Figur 7 dargestellte Teil von unten,

Figur 9 eine perspektivische Ansicht des oberen Endes einer Verrohrungshalterung, die mit Ausrichtmitteln entsprechend der Erfindung ausgerüstet ist.

Ein Montagewerkzeug 20, wie es in den Figuren 1 und 2 dargestellt ist, ermöglicht die Montage einer Verrohrungshalterung 22 in einen Brunnenschachtausbau 23 (Figuren 3 und 6), nachdem die Brunnenbohrung beendet ist. Das Montagewerkzeug 20 kann nach dem Abschluß vo- Versuchen leicht abgehoben werden. Nach diesem Abheben wird die Verrohrungshalterung unter Sicherheitsbedingungen mit einer Ausbeuteeinheit mit Hilfe eines Adapterelementes 24 verbunden, wobei die Fluidleitungen in der Ausbeuteeinheit und der Verrohrungshalterung ausgerichtet werden. Dabei werden die Rohranschlüsse präzise bis in ihre richtige Position relativ zu den im oberen ; Ende de* Verrohrungshalterung vorgesehenen Leitungen gebracht.

: Im folgenden wird das Verfahren und das Montagewerkzeug beschrlejben. -5-

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1cr

Wie in den Figuren 1 und 2 gezeigt, trägt das Montagewerkzeug 20 eine Verrohrungshalterung 22, die mit Fluidleitungen ausgerüstet ist. Diese sind an Ringleitungen und an Fluidsteuerleitungen anzuschließen. Die Verrohrungshalterung besitzt mehrere Riegel 27, die umfänglich verteilt sind und die sich in dem Brunnenschachtausbau 23 in bekannter Weise verriegeln. Wie in den Figuren 3 und 6 gezeigt ist, wird die Verrohrungshalterung 22 bei 28 eingesetzt. Das obere Ende der Halterung 22 trägt einen Dorn 29, der in einem t unteren, mit einem Innengewinde versehenen Mantel 30 des Montagewerkzeugs 20 sitzt.

Das Montagewerkzeug 20 ist mit einem Teil 32 einer Bohrstange verbunden, die nach oben verläuft (Figur 2). Das Montagewerkzeug ist im unteren Ende einer Muffe 33 verschraubt und ist durch einen Scherstift 34, der in einer Büchse 35 sitzt, an einer Drehung gehindert. Die Büchse 35 ist bei 36 mit einem Gewinde versehen und trägt ein Lager 37 mit einer drehbaren Basis 38. Zwischen der drehbaren Basis 38 und dem Lager 37 ist ein die Reibung herabsetzendes Mittel 39, das aus Rollkugeln besteht, vorgesehen. Durch das Lager ist eine Winkelbewegung zwischen der Basis 38 und dem Lagergehäuse 37 möglich. Eine Kopfschraube 40 verbindet die Basis 38 starr mit dem Lagergehäuse 37· Das Ende der Schraube 40 greift in eine Aussparung 4l in der Basis 38 ein.

Die untere Büchse 35 ist mit einer oberen Büchse 42 verschraubt, die mit einer Bohrstange 43 verbunden ist, die bis zu einem Schiff mit einem Bohrturm (nicht dargestellt) führt, das auf der Meeresoberfläche schwimmt. Die Muffe 33 ist bei 44 auf das untere Ende der unteren Büchse 35 geschraubt und trägt ein Verlängerungsstück 45, das nach oben gerichtet ist und ein Außengewinde 46 von bestimmter Länge aufweist, um eine Axialbewegung des Bohrstangenteils 32 unter bestimmten Bedingungen, wie im folgenden noch dargelegt wird, zu ermöglichen. Unterhalb der Basis 38 des Drehgelenkes 37 besitzt der Körper 50 des Montagewerkzeugs einen Hohlraum 51 mit einer Rippe 52, die eine Aussparung 53 begrenzt, in der : ein Schwenkriegel 54 angeordnet ist. Der Riegel 54 ist um eine iVertikalachse, genauer gesagt um eine parallel zur Achse r

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fr -

des Montagewerkzeugs verlaufende Achse drehbar, wie dies bei 55

ersichtlich ist. Er wird normalerweise durch eine Feder 56 nach ι außen gedrückt. Der Riegel 54 kann im Innern der Aussparung 53 J durch eine an beiden Seiten der Aussparung 53 mit Hilfe der mit = Schrauben 58 befestigten Platte 57 gehalten werden. Der Riegel 54 weist ein solches Profil auf, daß er die Drehbewegung im Uhrzeigersinne, bei Betrachtung der Figur 5, begrenzt und eine Drehung = in entgegengesetztem Sinne ermöglicht. ^[

j Beim Einsetzen einer Verrohrungshalterung mit Hilfe eines Monta- ^! gewerkzeugs der oben beschriebenen Art wird die Verrohrungshalterung 22 mit dem unteren Mantel 30 des Montagewerkzeugs durch ein Spezialgewinde 60 verschraubt, das sieh einer Drehung bei Anwesenheit von Spannungskräften widersetzt. Das Montagewerkzeug 20 wird durch die Bohrstange 43 bis zu der Schwakbasis 38 abgesenkt und stützt sich dort, wie bei 61 gezeigt, auf zwei Stützen 62 auf, die auf einem Bohrlochschnellverschluß (blow out preventor) angeordnet sind, der sich in der Nähe des Brunnens befindet. Die Stützen 62 umgeben die Bohrstange 32 mit einem gewissen Spiel, das eine relativ leichte Gleitbewegung gestattet.

. Die Stützen 62 überdecken den Teil 32. der Bohrstange, nachdem der Körper 50 des Montagewerkzeugs 20 sich unterhalb von ihnen • befindet.

: In dieser Position des Montagewerkzeugs und der von diesem getra- : genen Verrohrungshalterung 22 wird die Halterung 22 winkelmäßig in Bezug auf das Montagewerkzeug 20 mit Hilfe eines Blockierungs-

Zylinders 70, der im folgenden beschrieben wird, ausgerichtet.

= Nachdem sich die Basis 38 auf die Stützen 62 aufstützt, wird die Bohrstange 43 beispielsweise nach rechts gedreht. Dadurch dreht

: sich der Körper 50 des Montagewerkzeugs 20 gleichermaßen nach rechts und der Verriegelungsfinger 54 wird gegen die Innenwand 65

.des Schachtausbaus 66 gedrückt, bis der Verriegelungsfinger 54 in einen Vertikalschlitz 67 durch Wirkung der Druckfeder 56 ein- :

: rastet. Die Rechtsdrehung ist dann beendet. Γ J?·. r_.

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Um die Verrohrungshalterung bis in ihre Montageposition abzusenken, wird der Stift 34 nun durch eine zusätzliche Rechtsdrehung ^: abgeschert, welche Bewegung vorher weiten des Verriegelungsfingerr. 54 nicht möglich war. Nachdem der Stift 54 abgeschert ist, wird . die Bohrstange 43 in die entgegengesetzte Richtung, d.h. nach links, gedreht. Durch diese Bewegung wird die Einheit, die aus dem Körper 50 des Montagewerkzeugs, dem Teil der Bohrstange 42 und der Verlängerung 45 besteht, abgesenkt, da bei 44 eine Gewindeverbindung mit den sich drehenden Büchsen 42 und 35 besteht. Das Montagewerkzeug 20 wird nach unten vorangetrieben, ' bis die Verrohrungshalterung die bei 28 gezeigte Position ein- ; nimmt und bis die nach außen gedrückten Riegel 27 in Kontakt mit j der Schachtauskleidung treten, um die Verrohrungshalterung in einer bestimmten Position zu verriegeln. Während der Montage der Verrohrungshalterung und in der ausgewählten Montageposition der letzteren hat das Montagewerkzeug 20 die Verrohrungshalterung an einer Drehbewegung durch den Verriegelungszylinder 70 gehindert. Dieser besitzt ein unteres Ende 7I₁ das in den ausgeweiteten Kanal 72 einer in der Verrohrungshalterung vorgesehenen Fluidleitung 73 eindringt. Das obere Ende des Verriegelungskolbens 70 ist in einer Bohrung 74, die in dem Montagewerkzeug 20 vorgesehen ist, geführt. In dieser Bohrung ist ein Blockierungsring 75 vorgesehen, der die Bewegung des Verriegelungskolbens 70 während des Anhebens des Montagewerkzeugs begrenzt.

Der .Verriegelungskolben 70 weist einen oberen Kopf 77 auf, der mit 0-Ringen 78 versehen ist, die den dichten Kontakt zwischen Kolben und Bohrung 74 herstellen. Eine Feder 79 drückt den Kolben

^: 70 normalerweise nach oben. Diese Aufwärtsbewegung des Kolbens 70 wird --durch einen Scherstift 80 verhindert, der in eine Aussparung

^: in dem Kolbenkopf 77 eingreift.

!
Nach verschiedenen Versuchen wird das Montagewerkzeug auf folgen-

• de Art und Weise abgehoben: das Montagewerkzeug 20 besitzt eine Gleitmuffe 83, die in der zentralen Bohrung des Montagewerkzeugs ; sitzt. Diese Muffe 83 ist mit zwei 0-Ringen 84 und einer Aussparung 85 versehen, in die ein Scherstift 86, der den Körper 50 ι -7-

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durchquert, eingreift. Die äußere öffnung ist mit Hilfe eines ,· Stopfens 87 abgedichtet. Der Scherstift 86 hält die Muffe 83 in \ der in Figur 3 gezeigten Position, in der die Muffe 83 einen Verbindungskanal 88 abdeckt, der zwischen der Zentralleitung des ' Montagewerkzeugs und der Bohrung Ik des Kolbens 77 vorgesehen : ist. ί

Während des Anhebens des Montagewerkzeugs wird in der Bohrstange kj> und in der Bohrung des Montagewerkzeugs eine Ventilklappe 90 abgesenkt, die sich schließlich auf die Muffe 83 stützt. Die Ventilklappe 90 kann aus festem Material bestehen und verschließt die in der Muffe 83 vorgesehene öffnung,durch die normalerweise Fluid in die Bohrstange 32 einfließt. Es kann folglich ein Fluiddruck über den zentralen Kanal der Bohrstange 43 und den Kanal des Montagewerkzeugs 20 ausgeübt werden, um den Scherstift, der die Muffe 83 festhält, abzuscheren und die Muffe 83 freizugeben, so daß diese nach unten gleiten kann, bis sie sich bei 92 (Fig.²*) aufstützt. In dieser Aufstützposition der Muffe 83 und der Ventilklappe 90 wird der Kanal 88 freigegeben und das Fluid kann nun in die Bohrung 7¹I des Verriegelungskolbens unterhalb des Kopfes 77 eindringen. Dieses Fluid drückt den Kolbenkopf -7-7 nach oben und führt zu einer Abscherung des Stiftes 80, wodurch die Kolbenverriegelung gelöst wird. Der Kolben bewegt sich folglich nach oben, bis er an dem Blockierungsring oder Halteorgan 75 anschlägt. In dieser oberen Position verläßt der untere Teil 70a des Verriegelungskolbens die Leitung 73 und ermöglicht folglich eine Drehung der Bohrstangen, wodurch die Gewindemuffe 33 nach oben geschraubt wird. Folglich erfährt das Montagewerkzeug eine Kraft, durch die es angehoben wird. Die Rotation des Montagewerkzeugs wird durch die besonders ausgebildete Wirkfläche des Verriegelungsfingers 54 und durch das Auskoppeln des Verriegelungskolbens 70 aus der Verrohrungshalterung ermöglicht. Das Montagewerkzeug 20 kann sodann vom Gewinde 60 des Dornes abgeschraubt werden. Das obere Ende der eingesetzten Verrohrungshalterung, insbesondere der Dorn 29 dieser Halterung, ist nun zugänglich und steht für weitere Brunnenarbeiten zur Verfügung.

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Im folgenden wird der erfindungsgemäß ausgebildete Dichtadapter beschrieben.

Die weiteren an dem Brunnenkopf auszuführenden Arbeiten bestehen ; darin, daß der Dorn 29 der Verrohrungshalt erung mit einer Sicher-j heitsausbeuteeinheit verbunden wird, um die Ausbeutung der Quelle zu ermöglichen. Von einer derartigen Einheit ist nur der untere Teil in den Zeichnungen dargestellt. Wie dies in den Figuren 6, 7 und 8 dargestellt ist, befindet sich die Verrohrungshalterung 22 in einer bestimmten ausgewählten Position in dem Schachtausbau oder in dem Brunnenkopf. Eine Ausbeuteeinheit 100, die einen ; Betrieb unter Sicherheitsbedingungen zuläßt, ist mit dem Be.zugszeichen 100 bezeichnet. Diese Einheit weist einen zentralen Kanal ι 101 und umfänglich angeordnete Steuerungskanäle auf, von denen in der Figur 6 nur ein einziger, nämlich der Kanal 102 zu erkennen ist. Es ist evident, daß die Fluidleitungen, die in der Einheit 100 vorgesehen sind, präzise ausgerichtet und dicht angeschlossen sein müssen, um eine korrekte Steuerung der Ausbeutearbeiten zu gestatten.

Die Erfindung betrifft einen Adapter 24, der zwei Brunnenelemente ; dicht miteinander, verbindet. Dieser Adapter besteht aus einem. ■ Körper 105 mit einem inneren Hohlzylinder 106, der eine zentrale Durchtrittsbohrung 107 aufweist, die eine Längsachse definiert. In gewissen Abständen entlang der Außenkante des Körpers 105 sind längliche Segmente von teilweise zylindrischer oder gekrümmter ! Form 108, 108a und 108b vorgesehen, die sich in der gleichen ^; Richtung wie der Hohlzylinder 106 erstrecken. Jedes der gekrümmten Segmente 108, 108a und 108b weist eine Länge auf, die größer als die Länge des unteren Teiles 106 des Hohlzylinders ist. Jedes . Segment besitzt abgeschrägte innere und äußere Kanten 109, 109a, die die Rolle von Führungsmitteln übernehmen, wie das im folgenden noch präzisiert wird. Jedes gekrümmte Segment 108, 108a, 108b ist auf die Achse des Hohlzylinders 106 zentriert und überspannt ei- '. nen- Kreisbogen, dessen Zentrumswinkel sich von dem des benachbarten Segmentes unterscheidet.

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Anders ausgedrückt unterscheidet sich die Länge des C-förmigen Bogens eines gekrümmten Segmentes 108 von der Länge des Bogens des benachbarten Segmentes. '

Der Körper 105 weist Bohrungen 110 auf, in die Aussparungen eingejfräst sind, die nach oben gerichtete Schultern 111 bilden und die' dazu bestimmt sind, Rohrleitungen 112 aufzunehmen. Jedes Rohr 112· öesitzt einen Kragen 114, der in die Aussparung 111 eingreift, j so daß das Rohr 112 in dem Körper 105 positioniert wird. Wie in j Figur 8 gezeigt, besitzt jedes Rohr 112 eine Achse, die auf einem; Radius in demjenigen Kreisausschnitt liegt, der von dem entsprechenden gekrümmten Segment 108 überspannt wird. Jedes Rohr 112 besitzt ein Ende 115, an dem 0-Ringe 116 angeordnet sind, die einen dichten Kontakt mit der entsprechenden Bohrung herstellen, die in der Ausbeuteeinheit 100 vorgesehen ist. Das untere Ende des Rohres 112 trägt mehrere Bohrringe 117 und weist eine untere abgeschrägte Kante 118 auf, die in die entsprechende in dem Dorn 29 der Verrohrungshalterung vorgesehene Leitung eingreift. Die Länge des Rohres 112, das parallel zu den gekrümmten Segmenten 108 und dem Hohlzylinder 106 verläuft, ist kleiner als die Länge des Hohlzylinders 106 und der Segmente 108. Das untere Ende des Rohres 112 befindet sich folglich in einem gewissen Abstand zum : Ende des Hohlzylinders 106 und zu den Enden der Segmente 108, so daß das Rohr 112 durch diese Teile geschützt wird.

. Das obere Ende des Domes 29 ist an der Außenfläche mit longitudinalen Aussparungen 120, 120a, 120b versehen, die längen- und formmäßig den gekrümmten Segmenten 108, 108a und 108b entsprechen. Des weiteren sind die Fluidleitungen, die am Ende des Domes 29 und in der Ausbeuteeinheit 100 angebracht sind, die durch die

■ Rohre 112 verbunden werden sollen, gleichermaßen in Bezug auf die gekrümmten Segmente 108, 108a, 108b und in Bezug auf die Ausspa-

; rungen 120, 120a, 120b in geeigneter Weise angeordnet.

; Durch eine korrekte winkelmäßige Ausrichtung der Einheit 100 und

; des Domes 29 ist folglich die Entsprechung der gekrümmten Elemen-, te mit den Aussparungen sichergestellt.

j -10-.

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A(o

Der Adapter 2k 1st an der Ausbeuteeinheit 100 mit Hilfe von Schrauben 121 befestigt, die umfänglich im Randbereich des Körpers 105 zwischen den gekrümraten Segmenten 108, 108a und 108b verteilt sind. Im Zwischenraum zwischen der Ausbeuteeinheit 100 und dem Aäaptefc 24 sind Ringdichtungen 122 vorgesehen.

Wenn die Ausbeuteeinheit mit Sicherheitsfunktion auf der Verrohrungshalterung angeordnet wird, wird der Adapter 24, der an der Unterseite der Ausbeuteeinheit angeordnet ist, entlang der Achse der Einheit und entlang der Achse der Verrohrungshalterung abgesenkt. Dieses Absenken der Ausbeuteeinheit kann mit Hilfe von Kabeln und Führungsmuffen durchgeführt werden, die mit den ' Führungsstangen zusammenwirken, wie sie in der US-Patentanmeldung Nr. 7^3 586 der Anmelderin beschrieben sind.

Wenn der Adapter 24 in der Nähe des oberen Endes des Domes 29 \ angelangt ist, kann er durch Drehung der Bohrstange, die die Ausbeuteeinheit trägt, gedreht und so in eine korrekte Lage in \ Bezug auf das Ende des Domes 29 gebracht werden, in der die \ gekrümmten Segmente in die Aussparungen am Ende des Doms eingreir fen. Im Falle einer winkelmäßigen oder azimutalen Fehlausrichtung! treten die Unterkanten der gekrümmten Segmente 108, 108a, 108b ' in Kontakt mit der oberen Kante 29 des Doms zwischen den Aussparungen 120, 120a, 120b, die die Segmente des Dornendes aufnehmen ! sollen. Daraus folgt, daß die Abwärtsbewegung der Ausbeuteeinheit: blockiert wird. Bei einer derartigen Fehlausrichtung sind die Unterkanten der Rohre 112 vom Ende 29 des Domes der Verrohrungshalterung entfernt und sie sind auf diese Welse gegen eine Beschä digung geschützt, die eintreten könnte, wenn sie unter Fehlausrichtung auf den Adapter stoßen. Wenn der Adapter und die Ausbeuteeinheit 100 gedreht werden, dringen die gekrümmten Segmente 108, 108a, 108b nicht in die Aussparungen 120, 120a, 120b ein, es sei denn, daß jede Aussparung gegenüber dem entsprechenden Segmeit liegt. Wenn-die winkelmäßige richtige Ausrichtung erzielt ist und die Segmente mit ihren jeweils entsprechenden Aussparungen zur Deckung gebracht sind, kann der Adapter axial verschoben werden, so daß er mit dem Ende des Domes 29 zusammengefügt wird, wobei die gekrümmten Segmente vollständig in ihre entsprechenden -11-

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Yl Aussparungen eingreifen.

Während der Endphase des Zusammensetzen sorgen die unteren Teile der gekrümmten Segmente 108, 108a und 108b für eine gute azimutale oder winkelmäßige Ausrichtung der Röhren 112 mit ihren entsprechenden Leitungen. Nach dem Stande der Technik sind die unteren Leitungsenden 118 der Röhren 112 in die entsprechenden Leitungen des Dornes eingeführt worden, wobei sie zur koaxialen Ausrichtung des Adapters 2k mit dem Ende des Doms 29 beigetragen haben. Wenn der Adapter die richtige Stellung einnimmt, d.h. in Bezug auf die azimutale und die longitudinal Achse ausgerichtet ist, sind die Röhren 112 koaxial korrekt mit den entsprechenden Leitungen am Ende des Dornes ausgerichtet, um eine präzise Verbindung ohne Beschädigung zu ermöglichen.

Figur 6 zeigt den Endzustand, d.h. eine Ausbeuteeinheit 100, die an ein Ende des Dornes 29 unter Verwendung eines Adapters 2k angeschlossen ist. Das gekrümmte Segment 108 greift vollständig in die entsprechende Aussparung 120 am Ende des Dornes 29 ein und der innere Zylinder 106 ruht in dem oberen Teil 123a der Bohrung 123, die leicht aufgeweitet ist. Die Steuerleitung 73 steht über j die in dem Rohr 112 vorgesehene Leitung in dichtem Kontakt mit der Ausbeuteeinheit 100.

Obwohl der Adapter 24 in Bezug auf s'eine Verwendung in der End-

j phase der Herstellung eines Brunnenkopfes zur Ausbeutung einer ι Tiefseequelle beschrieben ist, versteht es sich von selbst, daß

! ein derartiger Adapter auch während anderer Phasen bei der Herstellung eines Brunnenkopfes, beispielsweise in der Endversuchs- ■ phase verwendet werden kann. Es versteht sich gleichermaßen von selbst, daß der Adapter und das Ende des Dornes in anderen Ein- ! richtungen verwendet werden können, wenn es erforderlich ist, ! koaxial und winkelmäßig zwei zu verbindende Elemente mit Hilfe j einer Fernsteuerung ausgerichtet werden müssen. Die Herstellung j eines dichten Leitungsanschlusses stellt das Hauptanwendungsgebiet der Erfindung dar. Die Merkmale, die zur koaxialen und winkelmäßigen Ausrichtung des Systems gemäß der Erfindung dienen, !

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können auch bei der Herstellung von Leitungsverbindungen bei an- ; deren Typen · von Leitungen angewandt werden.

Das Montagewerkzeug 20 stellt ein Mittel dar, das dazu dient, eine Verrohrungshalterung oder eine ähnliche Ausrüstung eines Unterseebrunnenkopfes oder eines Brunnenschachtausbaus präzise zu installieren, wobei die Verrohrungsvorrichtung eine bestimmte winkelmäßige oder azimutale Ausrichtung in dem Brunnenschachtausbau einnimmt. Eine derartige präzise Positionierung der Verrohrungshalterung besteht darin, daß die Aussparungen 120, 120a und 120b am Ende des Domes 29 präzise installiert werden, um so die Lage der Mündungsöffnungen relativ zu den Steuerleitungen im Ringraum der Verrohrungshalterung zu bestimmen. Wenn folglich die Ausbeuteeinheit, die den Adapter 2k trägt, abgesenkt wird, um sie mit der Verrohrungshalterung zu verbinden, werden die gekrümmten Segmente zunächst ungefähr ausgerichtet. Die gekrümmten Segmente werden mit den Aussparungen des Dorns zur Deckung gebracht, wenn die Adaptionseinheit und der von ihr getragene Adapter durch eine leichte Drehung des Adapters positioniert werden, um eine präzise Ankopplung mit dem Enddorn 29 zu erzielen. Während der Phase der präzisen Ausrichtung sind die Anschlußrohr-ϊ 112 in einer geschützten Position, in der die von ihnen getragenen Dichtungen nicht Gefahr laufen, durch Reibung oder Abstoßen beschädigt zu werden.

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Claims

PAi hi,ifth VVALTt

DIETRICH LEWINSKY
HSINZ-JOACHiM HUBER

RElNbR PRIETSCH 27. Januar 1978

MÜNCHEN 21 10.072-V/Hg

G O T T H A R D 5 T R . 8 1
Societe Nationale Elf Aquitaine (Production)

Patentansprüche:

1. Adapter zur Ausrichtung von zwei dicht zu verbindenden Elementen , dadurch gekennzeichnet, daß er folgendes aufweist:

a) Einen Körper (105) mit einem inneren Hohlzylinder (IO6), der eine zentrale Bohrung (107) aufweist, die eine Längsachse definiert,

b) mindestens zwei teilweise zylindrische Segmente (IO8), die von dem inneren Hohlzylinder (106) einen gewissen radialen Abstand aufweisen und länger als der Hohlzylinder (106)sind

und daß der Körper (IO5) eine Leitung (110) aufweist,die zwischen mindestens einem der Segmente (108) und dem inneren Hohlzylinder (IO6) liegt und die sich in Richtung des Hohlzylinders (106) erstreckt und kürzer als der Hohlzylinder (IO6) ist.

2. Adapter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei der Segmente (I80) über Kreisbögen unterschiedlicher Länge erstreckt sind.

3. Adapter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er ein Rohrelement (112) in der in dem Körper (105) vorgesehenen Leitungen (102) aufweist, das kürzer als der Hohlzylinder (106) und kürzer als das Segment (108) ist.

4. Adapter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse des Rohrelementes (112) auf einem Radius innerhalb des durch das Segment (108) definierten Kreisausschnitts liegt.

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5. Adapter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrelement (112) einen Teil aufweist, der über den Körper (105) hinausragt, um in dichten Kontakt mit einem der zu verbindenden Rohrelemente zu treten und daß Mittel an dem Körper (105) vorgesehen sind, durch die der Adapter (?A) an dem anzuschliessenden Element befestigt wird.

6. Vorrichtung zum Herstellen einer Verbindung zwischen einem Verrohrungsträger und einer sich darüber befindenden Brunnenkopfausrüstung, wobei der Verrohrungsträger einen Enddorn mit Pluidleitungen und ein zu orientierendes, mit Pluidleitungen versehenes Element aufweist, das ausgerichtet und mit den Pluidleitungen des Dornes verbunden wird, dadurch gekennzeichnet, daß sie folgendes aufweist:

a) Einen auf der Brunnenausrüstung befestigten Adapter (2²I) mit gekrümmten, sich in gegenseitigem Abstand befindlichen Segmenten (108), die in Richtung des Dornes (29) ausgerichtet sind, wobei der Dorn (29) Aussparungen (120) besitzt, die longitudinal ausgerichtet sind und die die Segmente (108) aufnehmen sowie

b) ein auf dem Adapter angeordnetes Rohrelement (112), das sich radial in das Innere der Segmente erstreckt, das kürzer als die Segmente ist und das so angeordnet ist, daß es von einer in dem Dorn (29) vorgesehenen Pluidleitung (72) nur in einer bestimmten Position aufgenommen werden kann, wobei die Differenz zwischen der Länge des Rohrelementes (112) und der Länge des gekrümmten zugehörigen Segmentes (108) das Eindringen des Dornes (29) solange begrenzt, bis die bestimmte Position erreicht ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jedes gekrümmte Segment (108) eine Kreisbogensehne definiert, deren Weite der V/eite einer einzigen der Aussparungen (120) entspricht, die in dem Dorn (29) vorgesehen sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß je-

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des gekrümmte Segment (108) eine bestimmte Bogenlänge aufweist, die sich von der Bogenlänge des benachbarten Segmentes unterscheidet und daß der Adapterkörper (105) in der Nähe der gekrümmten Segmente (108) ein Rohrelement (112) trägt, das kurzer als die gekrümmten Segmente (108) ist und das einen Außenteil aufweist, der sich über den Körper (105) erstreckt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die unteren Kanten jedes gekrümmten Segments (108) abgeschrägt sind und dazu dienen, die Segmente (108) zu führen und sie in Kontakt mit dem Enddorn (29) zu bringen.

10. Verfahren zur Montage eines Verrohrungsträgers in einem Brunnenschachtausbau, dadurch gekennzeichnet, daß der Verrohrungsträger in den Brunnenschachtausbau mit Hilfe einer Bohrstange gesenkt wird, die ein über der Verrohrungshalterung angeordnetes Drehgelenk aufweist, daß Stützen zwischengeschaltet werden, die das Gelenkteil unterteilen und stützen, bevor der Verrohrungsträger aufgestellt wird, daß der Verrohrungsträger durch Drehen der Bohrstange in eine Richtung gedreht wird, daß der Verrohrungsträger blockiert wird, indem er gehindert wird, sich in eine bestimmte Winkelposition in Bezug auf den Brunnenschachtausbau zu drehen, daß ein Stift unterhalb des Gelenkes abgeschert wird, um die Drehung der Bohrstange in die entgegengesetzte Richtung zu ermöglichen, daß die Bohrstange in der entgegengesetzten Richtung gedreht wird, um den Teil der Bohrstangen voranzutreiben, der mit dem Verrohrungsträger unterhalb des Drehgelenkes verbunden ist, und daß der Verrohrungsträger nach unten bis in eine Endposition ohne Drehung vorangetrieben wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Rückhaltekraft auf die Rotationsbewegung der Verrohrungshalterung in Bezug auf die Bohrstange ausgeübt wird, so daß der Träger in eine bestimmte Winkelposition gebracht wird, wenn er winkelmäßig in einer bestimmten Position in dem Schachtausbau blockiert wird.

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12. Verfahren nach Anspruch 11, bei dem ein Montagewerkzeug mit einem Teil der Bohrstange verbunden wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Phase vorgesehen ist, in der die Blockierungsbedingung für die Rotationsbewegung in Bezug auf den Bohrstangenteil aufgehoben wird und daß eine Phase vorgesehen ist, in der das Montagewerkzeug angehoben wird.

13. Verfahren zur Montage eines Verrohrungsfcrägers in einem unterseäschen Brunnenkopf, bei dem die Verrohrungshalterung drehfest mit einem Montagewerkzeug verbunden ist, welches anfangs drehfest während des Absenkens der Bohrstange gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Verrohrungsträger bis in die Nähe des Brunnenkopfes gesenkt wird, daß der Verrohrungsträger und das Montagewerkzeug über dem. Brunnenkopf gestützt wird, daß das Montagewerkzeug und der Verrohrungsträger in eine Richtung gedreht werden, bis das Montagewerkzeug an der weiteren Drehung in dieser Richtung gehindert wird, daß das Montagewerkzeug und die Bohrstange gelöst werden, so daß sie sich wieder drehen können, daß die Bohrstange gedreht wird, um das Montagewerkzeug und den Verrohrungsträger ohne Drehung abzusenken und daß der Verrohrungsträger in dem Brunnenschachtausbau montiert wird, wobei der Verrohrungsträger und das Montagewerkzeug so gehalten werden, daß sie sich gegenseitig nicht mehr drehen können.

1*1. Montagewerkzeug, das mit Hilfe einer sich drehenden Bohrstange bis zu einem unterseeischen Brunnenkopf abgesenkt wird, dadurch gekennzeichnet, daß es folgendes aufweist:

a) Einen Körper (50) mit Mitteln zum Tragen einer Brunnengerätschaft und zum Halten der Gerätschaft in einer bestimmten Winkelposition,

b) eine mit dem Körper (50) des Montagewerkzeugs verbundene Röhrenmuffe (83^eIn Mittel, das durch Verschraubung die Muffe mit der Bohrstange verbindet, das aus einer Zylinderbüchse und einem von dieser getragenen Schwenkorgan, besteht, das oberhalb des Brunnenkopfes gehalten wird und

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d) Antriebsmittel auf dem Körper des Montagewerkzeugs, die gleitend in Vertikalschlitze in dem Brunnenkopf eingreifen, um die Drehung des Körpers des Montagewerkzeugs in einer Richtung zu verhindern, während eine axiale Bewegung des Körpers in Bezug auf den Brunnenkopf möglich ist.

15. Montagewerkzeug nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Zylinderbüchse und der Muffe ein Abscherstift (87) angeordnet ist, der abgeschert wird, wenn die Drehbewegung des Montagewerkzeuges (22) begrenzt wird.

16. Montagewerkzeug nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen der Muffe und der Bohrstange bestehende Schraubverbindung nach dem Abscheren des Stiftes das Absenken des Körpers des Montagewerkzeugs und der damit verbundenen Brunnengerätschaften durch Drehung der Bohrstange bewirkt.

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