DE2821411A1

DE2821411A1 - Verfahren und vorrichtung zum reduzieren oder unterbrechen des durchflusses eines durch eine rohrleitung stroemenden mediums

Info

Publication number: DE2821411A1
Application number: DE19782821411
Authority: DE
Inventors: Sven Runo Vilhelm Gebelius
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-05-16
Filing date: 1978-05-16
Publication date: 1978-11-30
Also published as: IE780984L; BR7803146A; US4205697A; DK201678A; ES469907A1; BE866914A; AT362971B; GR64834B; FI68307B; PT68038A; SE402484B; GB1592226A; NO781661L; JPS6357666B2; CA1088494A; IT1096134B; ATA350578A; PT68038B; NL7805060A; IT7823440A0

Description

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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum teilweise oder vollständig Unterbrechen des Durchflusses eines strömenden Mediums durch eine Rohrleitung sowie eine Vorrichtung zur praktischen Verwendung eines solchen Verfahrens.

Es sind bereits verschiedene Arten von Ventilvorrichtungen od.dgl. bekannt, welche dazu dienen, den Durchfluß eines strömenden Mediums durch eine rohrförmlge Leitung zu reduzieren oder zu unterbrechen. Jedoch können diese Ventilvorrichtungen an der Rohrleitung nur dann angebracht werden, wenn die Rohrleitung installiert ist, oder wenn die Rohrleitung nicht für den Transport eines strömenden Mediums benutzt wird, es sei denn, daß die Art des Mediums und die Strömungs- und Druckverhältnisse ein Lecken während der Zeit gestatten, In der ein Teil der Rohrleitung entfernt und durch die Venti!vorrichtung ersetzt wird, welche als Ersatz für den entfernten Leitungstell an der Rohrleitung befestigt wird. Ein solches Verfahren kann nur in Fällen verwendet werden, bei denen der Druck und die Strömungsgeschwindigkeit verhältnismäßig gering sind, und wenn die Art des Mediums und die Umgebung der Vorrichtung bzw. der Rohrleitung die Benutzung eines Verfahrens gestattet, welches ein Lecken bzw.

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Austreten des Mediums mit sich bringt. Im übrigen sind solche Installationsverfahren meist außerordentlich schwierig durchzuführen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens zu schaffen, wodurch es möglich ist, einen kontinuierlichen Durchfluß des Mediums durch eine Rohrleitung zu reduzieren oder zu unterbrechen, und zwar ungeachtet der Art, des Druckes und der Strömungsgeschwindigkeit dieses Mediums. Diese Unterbrechung soll ferner in geringstmöglicher Zeit und wirksam sowie vollständig ohne Lecken ausführbar sein, und die Unterbrechungsstelle der Rohrleitung soll beliebig gewählt werden können, ohne daß die Rohrleitung an der Verwendung für ihren bestimmten Zweck gehindert wird, d.h. in Fällen, wo es erwünscht ist, eine zeitweise Unterbrechung der Strömung zu erreichen, soll auch dies ermöglicht werden. Es ist leicht zu erkennen, daß das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Erfindung zur Befriedigung eines außerordentlich weiten Bedürfnisses dienen, beispielsweise zur Herbeiführung der Unterbrechung des Durchflusses eines strömenden Mediums wie öl und/oder Gas, welches aus Rohrleitungen austritt, die mit im

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Meer angeordneten Bohrtürmen od.dgl. in Verbindung stehen. Es ist auf diese Weise möglich, durch Lecken verursachte Schaden zu verhindern und auch Brände bei öl- oder Gasbohrlöchern oder -quellen äußerst wirksam zu bekämpfen, und zwar durch einfaches Unterbrechen des aus dem Bohrloch strömenden Öles und/oder Gases. Als ein weiteres Anwendungsbeispiel der Erfindung kann die Möglichkeit genannt werden, eine Rohrleitung zu blockieren, die z.B. für den Transport von heißem Wasser zu Radiatoren dient, wiche in einem bestimmten Gebiet, wie beispielsweise in einer Wohnung oder in einem Stockwerk eines Gebäudes angeordnet sind, und danach ein ströaiungsabhängiges Meßgerät oder einen Zähler zwischen einem Punkt vor oder nach der Unterbrechungsstelle mit der Rohrleitung zu verbinden. Es ist auf diese Weise auch möglich, verschiedene Arten von Meßoder Zählgeräten in vorhandene Installationsleitungen wie z.B. Wasser- oder Gasleitungen einzubauen, um die Menge des durchfließenden heißen Wassers oder den Wärmeverbrauch zu messen, ohne daß der Betrieb des Systems unterbrochen wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß im wesentlichen durch die in dem Hauptanapruch gekennzeichneten

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Merkmale hinsichtlich des Verfahrens sowie in weiteren Unteransprüchen auch hinsichtlich der Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens gelöst.

Um das Verständnis der Erfindung zu erleichtern, sind nachstehend verschiedene Ausführungsformen zur Durchführung des Verfahrens beispielsweise beschrieben. Diese Ausführungsbeispiele werden gezeigt in Verbindung mit einem ersten Rohr, welches von einem zweiten Rohr umgeben ist, um den Typ von Rohrleitungen zu veranschaulichen, welche im allgemeinen zum Transport von öl und/oder Gas aus im Meer angeordneten Bohrlöchern bzw. Bohrinseln verwendet werden. Solche Rohrleitungen werden im allgemeinen mit der Bohrvorrichtung mittels Doppelrohren verbunden, welche die Transportleitungen für öl und/oder Gas bilden. Indessen sei betont, daß das Verfahren gemäß der Erfindung und die Vorrichtungen zur Durchführung dieses Verfahrens auch in Verbindung mit einfachen Rohren, die also kein umgebendes zweites Rohr haben, verwendbar sind.

In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 teilweise im Schnitt nach der Linie I - I der Fig. 2 eine Seitenansicht

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bei einer senkrecht verlaufenden Rohrleitung, - 17 -

FIg. 2 eine Draufsicht (mit Teilschnitt) durch die Vorrichtung gemäß Figo 1,

Fig» 3 einen Querschnitt durch die Vorrichtung nach Fig. 2 in einer ersten Stellung, in der der Durchfluß durch die Rohrleitung reduziert ist,

Fig. 4 einen abgebrochenen Teil der Vorrichtung gemäß Fig. 3 in einem entsprechenden Querschnitt, in einer Stellung, in welcher der Querschnitt des inneren Rohres und damit der Durchfluß des Mediums durch dieses Rohr vollständig unterbrochen ist,

Fig. 5 einen Hauptquerschnitt einer etwas abgeänderten Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung in einer Stellung, in der der Durchfluß des Mediums durch das Innenrohr teilweise unterbrochen ist,

Fig. 6 einen Hauptquerschnitt entsprechend Figo 5 der Vorrichtung in einer Stellung, in welcher der Querschnitt des Innenrohres und damit der Durchfluß des Mediums durch dieses Rohr vollständig unterbrochen

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ist, - 18 -

Fig. 7 einen weiteren Hauptquerschnitt einer abgeänderten Ausführungsform der Erfindung in einer Stellung, in welcher der Durchfluß des Mediums teilweise unterbrochen ist,

Fig. 8 einen Querschnitt entsprechend Fig. 7 der Vorrichtung in einer Stellung, in welcher der Durchflußquerschnitt der Rohrleitung und damit auch die Strömung des Mediums durch diese Leitung vollständig unterbrochen ist,

Fig. 9 einen Längsschnitt durch die Ausführungsform gemäß Fig. 7,

Fig. 10 einen Längsschnitt durch die Ausführungsform gemäß Fig. 8, und

Fig. 11 teils in Ansich^ teils im Schnitt eine weitere Ausführungsform der Erfindung in einer Stellung unmittelbar vor der Betätigung, wenn eine wesentliche Reduzierung des Durchflußquerschnittes der Rohrleitung erreicht wird.

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In den Figuren der Zeichnung sind mit 1 und 2 zwei Gehäuseteile bezeichnet, die miteinander mit Hilfe einer Schrauben- oder Bolzenverbindung ododglo verbunden werden können, so daß eine dichte Umschließung eines Rohres j> erreicht wird, welches bei der gezeigten Ausführungsform ein zweites Rohr 4- umgibt, welches als Rohrleitung zum Transport des Mediums dient, dessen Durchfluß unterbrochen werden soll. Um die Darstellung zu vereinfachen, sind die Gehäuseteile 1, 2 mit gleichen Querschnittsschraffierungen versehen, und gewisse Trennlinien sind nicht näher eingezeichnet. Indessen ist eine solche Trennlinie z.B. in Pig. I und dargestellt, um zu verbindende Fl_anschen zu bezeichnen, und die Trennlinie verläuft durch das Gehäuse 1, 2 längs der Trennlinie für diese Flanschen. Das Gehäuse 1, 2 erstreckt sich in Richtung der Rohrleitung 3, 4 und enthält zwei parallele und vorzugsweise zylindrische Lb'cher 5, 5¹, die als Führungszylinder für zwei Kolben 6, 6' oder kolbenartige Organe dienen, die in den Löchern oder Zylindern 5, 5^f beweglich gelagert sind. Der Abstand zwischen diesen Löchern 5, 5¹ ist xj-swgiewgfefr-fc so gewählt, daß die benachbarten Umfangsteile in einer gegenseitigen Entfernung angeordnet sind, welche

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kleiner 1st als der Innendurchmesser des Innenrohres 4. Die offenen, von der Rohrleitung 3, 4 abgewandten Teile der Löcher 5* 5¹ sind bei den dargestellten Ausführungsformen mit Hilfe eines Deckels 7 verschlossen, der ebenfalls längs der erwähnten Trennlinie geteilt ist. Zwischen den Kolben 6, 5^X und dem Deckel 7 ist mindestens eine Sprengladung 8 angeordnet, und Zündmittel 9 für diese Sprengladung 8 sind durch den Deckel 7 hindurchgeführt. Diese Zündmittel 9 können mechanische, elektrische oder sonstige an sich bekannte Typen sein, deren Verwendung von der Art der gewünschten Zündung der Sprengladung abhängt.

In einer grundsätzlich senkrechten Anordnung zu den sich durch das Gehäuse 1, 2 erstreckenden Löchern 5, 5* ist ein zylindrischer Teil 10 angeordnet, welcher sich von den Rohren J, 4 weg erstreckt, wobei die Längsachse dieses rohrförmigen Teiles 10 entsprechend zur Mittelachse der Rohre 3, 4 angeordnet ist. Dieser rohrförmige Teil 10 umschließt als Führung einen weiteren Kolben 11 oder ein kolbenartiges Organ sowie eine weitere Sprengladung 12, welche zwischen dem von den Rohren 3, 4 abgewandten Endteil des Kolbens 11 und einem Deckel 13 angeordnet ist, der das offene Ende des

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rohrförmigen Teiles 10 dicht abschlieSt. An bzw. in dem Deckel 13 sind auch Zündmittel 14 angeordnet, welche dazu dienen, die Zündung der Sprengladung 12 zu erleichtern»

Unter Bezugnahme auf die in Fig. 1-4 dargestellte Ausführungsform der Erfindung zeigen Pig. 1 und 2 die Vorrichtung, welche das Außenrohr 3 umschließt, wobei die Befestigung dadurch bewirkt wird, daß der eine Gehäuseteil 1 und der rohrförmige Teil 10 mit dem anderen Gehäuseteil 2 durch Schrauben, Bolzen od.dgl. verbunden ist. Wie in Fig. 2 gezeigt ist, befinden sich in dieser Darstellung alle Kolben 6, 6¹ bzw. 11 in einer dem zugehörigen Deckel 7 bzw. 13 genäherten Stellung. Die Endteile der beiden parallelen Kolben 6, 6^!, die nach den Rohren 3, 4 hin gerichtet sind, sind konkav oder auf ähnliche Wg*xwryTagg geeignete Weise ausgebildet, um die materialentfernende Wirkung der Kolben 6, ö¹ zu verbessern, wenn dieselben mit den Rohren 3* 4 in Berührung gelangen. Durch Betätigung des ersten Zündmittels 9 wird die Zündung der Sprengladung bzw. der Sprengladung 8 bewirkt, welche an den von den Rohren 3, 4 abgewandten Endteilen der Kolben 6, angeordnet ist bzw. sind. Die Kolben 6, 6* werden

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dadurch rait hoher Geschwindigkeit in Richtung nach den Rohren 3, 4 vorgetrieben, und wenn der Frontteil der Kolben die Rohre 3, 4 passiert, werden zwei gegenüberliegende Seitenteile von den Rohren 3, 4 entfernt. Die Kolben 6, 6' sind ferner mit einem durchgehenden Looh 15 bzw. 15¹ versehen. Diese Löcher 15, 15' sind mit ihrer Mittelachse so angeordnet, daß sie grundsätzlich mit der Mittelachse des in dem rohrförmigen Teil 10 angeordneten Kolbens 11 zusammenfallen, wenn die Kolben 6, 6^! ihre Bewegung vollendet haben.

Danach wird die zweite Aktivierungs- oder Zündeinrichtung 14 betätigt und die in dem rohrförmigen Teil 10 untergebrachte Sprengladung 12 wird gezündet, wodurch der in dem rohrförmigen Teil 10 gelagerte Kolben 11 dazu gezwungen wird, sich mit hoher Geschwindigkeit in Richtung auf die Rohre 3, und die Kolben 6, 6' und damit auch durch die Rohre 3, 4 hindurch zu bewegen, wodurch der Durchflußquerschnitt der Rohrleitung teilweise reduziert wird, wie in Fig. 3 dargestellt ist. Bei dieser Ausführungsform sind die parallelen Kolben 6, ö¹ miteinander an den von den Rohren 3, 4 abgewandten Teilen verbunden, wobei diese Verbindung teilweise als ein Mittel zur Erhaltung der Achse der durchgehenden

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Locher 15* 15' in den Kolben C, C in einer vorbestimmten Beziehung zu der Achse des senkrecht dazu angeordneten Kolbens 11 dient, aber auch zur Erhaltung einer gleichzeitigen Bewegung der parallelen Kolben β, G^f.

Aus Fig. 3 ist auch ersichtlich, daß der quer verlaufende Kolben 11 einen zugespitzten T^::-il hat, der nach den Rohren 3* ^ hin gerichtet ist und an den sich ein zylindrischer Teil anschließt, welcher von einem rohrförmigen Teil aus einem flexiblen und kompressiblen Material 16 umgeben ist» Dieser Materialteil Io ist zwischen dem zugespitzten Teil des Kolbens 11 und einem rohrförmigen Teil 17 angeordnet, welcher bei der AusfUhrungsform mit dem Kolben 11 durch ein Schraubengewinde verbunden ist«

Wenn die Kolben c, o^! und 11 in eine innere und auch in Bezug auf die Rohre 3, 4 gesperrte Stellung gebracht sind, kann der rohrförmige Teil 10 entfernt werden, wie in Fig. 4 dargestellt ist. Darauf kann der rohrförmige Teil 17 mit Hilfe eines Werkzeuges in Bezug auf den sich quer erstreckenden Kolben 11 gedreht werden, wobei zunächst der rohrförmige Teil 17 in Richtung nach dem zugespitzten Teil

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des Kolbens 11 bewegt wird. Dadurch wird der aus elastischem Material bestehende, den Kolben 17 umgebende Teil 16 zusammengedrückt, wodurch er den restlichen inneren Querschnitt des Innenrohres 4 vollständig verschließt und damit auch den Durchfluß des Mediums durch dieses Innenrohr 4 vollständig unterbricht.

Falls es gewünscht wird, ist es auch möglich, die ursprüngliche Durchflußkapazität durch das Ihnenrohr 4 wieder vollständig zurückzuerhalten. In diesem Falle wird der sich quer erstreckende Kolben 11 zurückbewegt bzw. entfernt, indem zuerst der aus elastischem Material bestehende Teil 16 in seine ursprüngliche Form zurückgebracht wird und der rohrfb'rmige Teil 17 von dem vorderen und zugespitzten Teil des Kolbens 11 zurückgeschraubt wird, wonach der Kolben 11 vollständig zurückbewegt bzw. entfernt wird; die parallelen Kolben 6, 6¹ werden gleichzeitig dazu gebracht, eine gegenseitige Winkelstellung durch eine Drehbewegung einzunehmen, wodurch die Verbindung'der Löcher I5, 15* in den Kolben 6, 6* mit dem Innenrohr 4 unterbrochen wird. Die Reduzierung des Durchflu8querschnittes des Innenrohres 4, welches dadurch verursacht wird, ist von so geringer Bedeutung, daß diese Reduzierung der Durchflußkapazität vernachlässigt werden kann.

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Es ist hervorzuheben, daß dieses Verfahren auch eine außerordentlich gute Verbindung der Vorrichtung mit den Rohrleitungen J>, 4 ergibt. Wenn die parallelen Kolben 6, 6^! vorgetrieben werden, erhält man eins außeordentlieh gute Verklemmung bzw. Verbindung mit der Rohrleitung 3, 4, und wenn der quer gerichtete Kolben 11 betätigt wird, werden solche Befestigungseigenschaften erreicht, daß die Vorrichtung sicher in ihrer Lageiverbleibt, unabhängig von einer Durchflußgeschwindigkeit und einem Druck des Mediums. Die Vorrichtung gemäß der Erfindung ist auch außerordentlich gut brauchbar für dfe Anwendung bei Rohrleitungen, welche öl oder Gas führen, weil dabei keine Gefahr für einen Brand besteht, wenn die Vorrichtung angebracht ist, im Hinblick auf die Tatsache, daß kein Sauerstoff anwesend ist.

Die in Fig. 1-4 gezeigte Ausführungsform der Erfindung beruht auf der Verwendung eines aus elastischem und kompressiblen Material bestehenden Organs 16 in Verbindung mit einem mit Gewinde versehenen rohrförmigen Teil 17, um eine vollständige Unterbrechung der Strömung in dem inneren Rohr 4 zu erhalten. Eine alternative Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 5 und 6 veranschaulicht. Der Kolben 11 ist hier mit einem Teil versehen, welcher

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einen geringeren Durchmesser hat, der durch zwei konische Flachen 18 gebildet wird, wobei auch, wie vorher beschrieben, ein rohrförmiges Teil 16 aus elastischem und zusammendrückbarem Material als Dichtungsmittel verwendet wird. Bei dieser Ausführungsform ist der rohrfö'rmige Teil 16 mit einem Anschlag od.dgl. versehen, welcher verhindert, daß dieser rohrfö'rmige Teil 16 über eine vorbestimmte Stellung hinaus bewegt wird. Während einer kontinuierlichen Bewegung des Kolbens 11 wird der elastische rohrfö'rmige Teil 15 in das Innenrohr 4 herausgepreßt, wodurch eine vollständige Sperrwirkung erzielt wird.

Eine weitere, alternative Ausfuhrungsform der Erfindung ist in Fig. 7-10 gezeigt. Dabei ist der sich quer erstreckende Kolben 11 mit zwei Dichtungskolbenteilen 19, 19^! versehen, wobei die gegenüberliegenden Flächen derselben mit Hilfe eines in dem quer verlaufenden Kolben 11 angeordneten Kanals 20 durch ein Druckmittel wie z.B. ein hydraulisches oder pneumatisches Medium beaufschlagt werden können. Alternativ kann der Kanal 20 so angeordnet sein, daß er mit einem Bereich hinter dem Endteil des sich quer erstreckenden Kolbens 11 kommuniziert, der von den Rohren 3, 4 abgewandt ist, wodurch die Verbrennungsgase in

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diesem Bereich einen Druck erzeugen, welcher die Dichtungskolben 19* 19' zwingt, mit dem inneren Umfangstell des Innenrohres 4 in Berührung zu kommen. Wie ohne weiteres verstandlich ist, erleichtert diese AusfUhrungsform auch gegebenenfalls eine Rückwärtsbewegung der Dichtungskolbenmittel 19, 19' in eine Lage innerhalb des Querschnitts des sich quer erstreckenden Kolbens 11, beispielsweise durch eine Verbindung des Kanals 20 mit einer Unterdruckquelle od.dgl» Die Dichtungskolbenteile 19> 19' können auch dadurch zurückgeführt werden, daß der sich quer erstreckende Kolben 11 gedreht wird, wodurch zuerst ein Druck auf den einen Dichtungskolbenteil 19 von dem Medium in dem Rohr 4 ausgeübt wird, worauf eine weitere Drehung des Kolbens um etwa l80° ausgeführt wird, wodurch auch der zweite Dichtungskolbenteil 19* durch den im Rohr 4 herrschenden Innendruck zurückgeführt wird.

Die vorstehend beschriebenen AusfUhrungsformen der Erfindung stellen Beispiele für verschiedenartige Verfahren dar, um eine vollständige Unterbrechung des Mediumflusses zu erhalten, wenn der sich quer erstreckende Kolben 11 seine Bewegung vollendet hat. Es ist aber auch leicht verständlich, daß eine weitere Anzahl von Möglichkeiten vorhanden ist,

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um diese Unterbrechung des Durchflusses zu erreichen, jedoch ist die Darstellung solcher weiterer Ausführungsbeispiele nicht erforderlich.

In Fig. 11 ist ein weiteres Verfahren mit einer Vorrichtung dargestellt, um die parallelen Kolben 6, 6' anzuordnen, wodurch die Notwendigkeit einer Führung und einer entsprechenden Bewegung vollständig in Fortfall kommt. Gemäß dieser Ausführungsform bestehen die parallelen Kolben 6, 6^! aus verhältnismäßig dünnwandigen R rohrförmigen Teilen 21, 21*, die mit verhältnismäßig starken vorderen Schneidenwänden 22, 22' versehen sind, welche zur Entfernung von zwei gegenüberliegenden Wandungsteilen der Rohrleitungen 3, 4 vorgesehen sind. Ferner sind Bodenteile 23, 25* dargestellt, welche als FJSchen dienen, gegen die die Verbrennungsgase der Sprengladungen wirken können. Jedoch können solche Bodenteile 23, 23^f in manchen Fällen auch fortgelassen werden. Der sich quer erstreckende Kolben 11 ist so angeordnet, daß er die dünnen Wandungen der rohrförmigen Teile 21, 21* durchdringt, wenn die Sprengladung 12 gezündet wird. Dies bedeutet, daß die Löcher 15, 15* der vorher dargestellten Ausführungsbeispiele vollständig in Fortfall kommen können, und damit können auch entsprechende

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Führungsmittel für die Kolben 6, 6¹ fortfallen. Diese Ausführungsform erleichtert auch in einfacher Weise die Drehung der Kolben 5, 6^f, wenn der ursprüngliche Durchflußquerschnitt des Rohres 4 wieder hergestellt werden soll, nachdem der Kolben 11 zurückbewegt bzw. entfernt worden ist.

Alle vorst ehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beziehen sich auf Vorrichtungen, die zur Verbindung mit zwei Rohren 3, 4 bestimmt sind, von denen das innere Rohr 4 zum Transport eines Mediums dient. Diese Ausführungsformen sind im Hinblick auf den Umst and gezeigt worden, daß das Verfahren gemäß der Erfindung und die Vorrichtungen zur Durchführung dieses Verfahrens außerordentlich gut brauchbar sind, um einen öl- oder Gasdurchfluß aus einem beschädigten Rohr eines unter Wasser befindlichen Bohrgerätes zu unterbrechen, weil diese Vorrichtung sowohl durch automatische als auch durch handbetriebene Einrichtungen angebracht werden kann, weil die Vorrichtung zwei gegenseitig zu verbindende Teile aufweist. Obwohl keine Ausführungsform der Erfindung mit einem einzigen Rohr gezeigt ist, was einen einfacheren Anwendungsfall darstellt, kann die Vorrichtung selbstverständlich

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auch für solche Rohrleitungen verwendet werden. Ein solcher Fall wird leicht verständlich, wenn man das Außenrohr 3 als den äußeren Umfangsteil eines einfachen Rohres betrachtet, und bei einem solchen einfachen Rohr kann, wie leicht verständlich ist, das Verfahren mit den Ausführungsformeη desselben ohne wesentliche Modifizierung angewendet werden.

Insbesondere in Verbindung mit einer einfachen, einzelnen Rohrleitung können Vorrichtungen angeordnet werden, welche die Wandungsteile zwischen den parallelen Kolben J, G^! in Richtung zueinander zusammendrücken, in welchem Falle diese Zusammendrückung verhältnismäßig gering sein kann. Dies würde es möglich machen, entsprechende äußere Teile des sich quer erstreckenden Kolbens so auszubilden, daß direkt eine vollständige Dichtungswirkung und Unterbrechung des Mediendurchflusses erzielt wird, vorzugsweise in Verbindung mit einem kleineren Teil der zusammengedrückten rohrförmigen Wandungen in eine Form, die der Form des sich quer erstreckenden Kolbens 11 entspricht.

Im übrigen beschränkt sich das Verfahren gemäß der Erfindung in keiner Weise auf die in der

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Zeichnung dargestellten und vorstehend beschriebenen Ausführungsformen, weil offensichtlich eine große Anzahl von Ausführungsmöglichkeiten der Erfindung im Rahmen des wesentlichen Erfindungsgedankens und der Patentansprüche besteht«,

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Claims

T ^ATEN"TANWALT

Ing. E, K ir ITNEP

livvl·-„- «U München, den 15. Mal I978

Sven R u no ViI helm GEBELIUS, Fridhemsgatan 2 7 j S-112 40 Stockholm (Schweden)

Verfahren und Vorrichtung zum Reduzieren oder Unterbrechen des Durchflusses eines durch eine Rohrleitung strömenden Mediums

Patentansprüche :

1. Verfahren zum Reduzieren oder Unterbrechen des Durchflusses eines durch eine Rohrleitung strömenden Mediums, dadurch gekennzeichnet, daß gegenüberliegende Wandungsteile der Rohrleitung mit Hilfe eines Paares von im wesentlichen parallel beweglichen Organen entfernt werden, deren Bewegungsrichtung im wesentlichen senkrecht zur Längsachse der Rohrleitung verläuft, worauf ein zweites bewegliches Organ, dessen

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ORDINAL INSPECTED

Bewegungsrichtung im wesentlichen quer zur Bewegungsrichtung der vorgenannten parallelen Organe und der Längsachse der Rohrleitung verläuft, durch mindestens eines der parallelen Organe und die Rohrleitung getrieben und in Verbindung damit oder danach in einen dichtenden Kontakt mit dem inneren Umfang der Rohrleitung zwischen den parallelen Organen gebracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite, im wesentlichen senkrecht zu den parallelen Organen bewegliche Organ mit einem dehnbaren Dichtungsmittel versehen ist, welches während der Bewegung desselben durch die Rohrleitung ausgedehnt und in Dichtungskontakt mit dem inneren Umfang der Rohrleitung gebracht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite, im wesentlichen senkrecht zu den parallelen Organen bewegliche Organ mit mindestens einem dehnbaren Dichtungsmittel versehen ist, welches nach vollständig ausgeführter Bewegung desselben durch die Rohrleitung ausgedehnt wird, bis es in dichtende Berührung mit dem inneren Umfang der Rohrleitung gelangt.

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4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite, im wesentlichen senkrecht zu den parallelen Organen bewegliche Organ mit zwei in entgegengesetzter Richtung und im wesentlichen senkrecht zur Längsachse dieses Organs beweglichen Absperrmitteln versehen ist, welche unter dem Einfluß eines gegen sie wirkenden Druckmediums mit dem inneren Umfang der Rohrleitung in dichtende Berührung gebracht werden.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche

1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die im wesentlichen parallelen beweglichen Organe mit einem durchgehenden Führungskanal für das quer zu ihnen bewegliche Organ versehen sind, und daß Führungsmittel zur Führung der im wesentlichen parallelen Organe auf einer solchen Bewegungsbahn vorgesehen sind, daß der erstgenannte Führungskanal in eine bestimmte Lage gelangt, in welcher das quer bewegliche Organ durch ihn hindurchtreten kann.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das quer zu den im wesentlichen parallelen Organen bewegliche Organ während seiner Bewegung Löcher zum Durchgang durch mindestens drei Wandungsteile in den im wesentlichen parallelen Organen aufmacht.

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7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche

1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die in Bezug auf die Rohrleitung beweglichen Organe in zwei Gehäuseteilen angeordnet sind, welche miteinander derart verbindbar sind, daß sie die Rohr-leitung dichtend umschließen.

8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche

1 bis 73 dadurch gekennzeichnet, daß die beweglichen Organe ir^ichtung auf die Rohrleitung unter der Wirkung von Sprengladungen vortreibbar sind, wobei die Sprengladungen zum Vortreiben der parallelen Organe zuerst gezündet werden, worauf dann die Sprengladung zum Vortreiben des zweiten Organs in der quer zu der erstgenannten Vortriebsbewegung verlaufenden Bewegungsrichtung gezündet wird.

9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche

1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die parallelen Organe in eine zweite Winkelstellung verdrehbar sind, wobei in Verbindung damit das sich vollständig oder teilweise durch diese Organe erstreckende Organ entfernbar ist.

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10. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die in Bezug auf die Rohrleitung beweglichen Organe derart angeordnet sind, daß sie zwei oder mehr im wesentlichen konzentrisch zueinander angeordnete Rohre der Leitung durchdringen können.

11. Vorrichtung zum Reduzieren dder Unterbrechen des Durchflusses eines durch eine Rohrleitung strömenden Mediums zur Ausführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Paar von im wesentlichen parallelen Kolbenorganen (6, 6¹) mit einem inneren Abstand zwischen den benachbarten äußeren Umfangsteilen vorgesehen ist, welcher dem inneren Durchmesser der Rohrleitung (4) entspricht oder kleiner als dieser ist, daß diese Kolbenorgane (6, 6^!) so angeordnet bzw. ausgebildet sind, daß sie bei ihrer Bewegung nach der Rohrleitung (4) hin zwei entgegengesetzte Randteile der Rohrleitung (4) entfernen, und daß ein zweites Kolbenorgan (11) so angeordnet ist, daß es sich nach Vollendung der erstgenannten Bewegung in Richtung auf die Rohrleitung (4) und die an letzterer angebrachten Kolbenorgane (6, 6^f) hin bewegt, wobei die letztgenannte Bewegung im wesentlichen senkrecht zur Längsachse der parallelen Kolbenorgane (6, 6¹) und zur Langsachse

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der Rohrleitung (4) verläuft und die Längsachse des zweiten Kolbenorgans (11) im wesentlichen senkrecht zur Mittelachse der Rohrleitung (4) angeordnet ist, und daß das zweite Kolbenorgan (11) so angeordnet istj daß es nach Ausführung seiner Bewegung durch mindestens eines (ö) der parallelen Kolbenorgane (6, 6'), die Rohrleitung (4) und mindestens einen Teil des anderen Kolbenorganes (6¹) teilweise oder vollständig einen Durchfluß des Mediums über das durch die Rohrleitung (4) reichende Kolbenorgan (11) hinaus verhindert.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das quer zu den parallelen Kolbenorganen (6, G^f) bewegliche Kolbenorgan (11) ein an ihm angeordnetes elastisches Dichtungsmittel (16) in die Rohrleitung (4) ausdehnt, wenn es sich durch diese Rohrleitung (4) bewegt, wobei das Dichtungsmittel (16) so angeordnet ist, daß es in eine vollständig abdichtende Berührung mit den inneren Umfangsteilen der Rohrleitung (4) zwischen den im wesentlichen parallelen Kolbenorganen (6, 6') gelangen kann.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungsmittel (16) rohrartig das Kolbenorgan (11) mit einem nach dem mittleren Teil des

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Kolbenorgans (11) gerichteten Teil umschließt, der in einem am Kolbenorgan (11) vorgesehenen, vorzugsweise in einer dasselbe umgebenden Aussparung desselben angeordnet ist, daß das rohrartige Dichtungsmittel (IG) mit mindestens einem Anschlag zusammenarbeitet, welcher eine axiale Bewegung des Dichtungsmittels (16) in Bezug auf die Bewegungen des umschlossenen Kolbenorganes (11) begrenzt, welches Kolbenorgan (11) während einer Relativbewegung zum Dichtungsmittel (16) dieses Dichtungsmittel (15) in eine abdichtende Kontaktstellung gegen die beiden inneren Umfangsteile der Rohrleitung (4) ausdehnt, welche sich zwischen den im wesentlichen parallelen Kolbenorganen (6, 5') befinden.

14. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das quer zu den parallelen Kolbenorganen (6, 6') bewegliche Kolbenorgan (11) mit einem vorzugsweise umschließenden rohrförmigen Teil (16) aus einem komprimierbaren elastischen Material und einem gegen den Teil (15) stoßenden Teil (17) versehen ist, um den rohrförmigen Teil (1-5) gegen einen am Kolbenorgan (11) angeordneten Anschlag zu komprimieren, wodurch der rohrförmige Teil (16) in die Rohrleitung (4) expandiert wird, um in eine dichtende Kontaktstellung gegen die beiden inneren Umfangsteile zwischen den im wesentlichen parallelen Kolbenorganen (6, 6') gedrückt zu werden. 8098A8/0807

15· Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das quer zu den parallelen Kolbenorganen (G, ü*) bewegliche Kolbenorgan (ll) mit vorzugsweise zwei in Richtung vom Kolbenorgan weg beweglichen Absperrorganen (19* 19*) versehen ist, welche nach vollständiger Durchführung der Bewegung des Kolbenorganes (11) durch die Rohrleitung {k) eine von der Rohrleitung (4) umgebene Stellung einnehmen und anschließend in einen dichtenden Kontakt mit den beiden inneren, zwischen den parallelen Kolbenorganen (6, o^f) befindlichen Umfangsteilen der Rohrleitung (4) bringbar sind.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die benachbarten Endteile der Absperrorgane (19> 19*) mit einem Druckmittelkanal (20) im Kolbenorgan (11) in Verbindung stehen, durch den die Absperrorgane (19, 19^!) mit einem Druckmittel beaufschlagbar sind, um dieselben in eine dichtende Berührung mit der Innenwandung der Rohrleitung (4) zu bringen.

17. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenorgane (6, 6'^bzw. 11) beweglich in einen Gehäuse (l, 2 bztv. 10) gelagert sind, das aus mindestens zwei

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zusammenlegbarenTeilen (l und 10 bzw. 2) besteht, welche die Rohrleitung (3) dichtend umgeben, und das mit Führungslöchern (5* 5¹) versehen ist, die sich im wesentlichen senkrecht zur Längsachse der Rohrleitung (3* 4) erstrecken.

18. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche

11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungen der Kolbenorgane (6, 6^!, 11) in Richtung nach der Rohrleitung (4) mit Hilfe von Sprengladungen (8, 12) bewirkt werden, die in der Nähe der von der Rohrleitung (4) abgewandten Enden der Kolbenorgane (6, 6', 11) angeordnet sind und mit Hilfe von Aktivierungsmitteln derart gezündet werden, daß die im wesentlichen parallelen Kolbenorgane (6, 6^f) in Bewegung versetzt werden und ihre Bewegung vollendet haben, bevor die Bewegung des quer zu denselben verlaufenden Kolbenorganes (11) in Gang gesetzt wird.

19. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die im wesentlichen parallelen Kolbenorgane (6, 6*) mit durchgehenden Löchern oder Führungskanälen (I5, I5¹) versehen sind, welche dann, wenn die im wesentlichen parallelen Kolbenorgane (6, 6') ihre Bewegung in Richtung nach der Rohrleitung (4) vollendet haben, koaxial mitteinander und mit der Längsachse des quer beweglichen Kolbenorgans (11) fluchten,.

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20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, da8 das sich quer zu den im wesentlichen parallelen Kolbenorganen (6, 5') erstreckende Kolbenorgan (11) an seinem nach der Rohrleitung (4) hin gerichteten Ende vorzugsweise hauptsächlich zugespitzt ist.

21. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 18, dadurch gelennzelehnet, daß die beiden im wesentlichen parallelen Kolbenorgane (6, 6') rohrförmig ausgebildet und mit verhältnismäßig dünnen Umfangswandungen (21, 21') versehen sind, welche mit stärkeren, nach der Rohrleitung (4) hin gerichteten Stirnwandungen (22, 22^!) verbunden sind, und daß das sich im wesentlichen senkrecht zu den im wesentlichen parallelen Kolbenorganen (6, 6¹) erstreckende Kolbenorgan (11) einen solchen nach der Rohrleitung (4) hin gerichteten Teil hat, daß das Kolbenorgan (11) bei seiner Bewegung nach der und durch die Rohrleitung (4) in der Lage ist, Löcher für den Durchgang des Kolbenorgans (11) durch die Umfangswandungsteile (21, 21^!) der Kolbenorgane (6, 6^f) zu erzeugen.

22. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen zur Verringerung des vorhandenen Abstandes zwischen den gegenüberliegenden Umfangsteilen der Rohrleitung (4) zwischen den im wesentlichen parallelen Kolbenorganen (6, 6¹) vorgesehen sind.

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2^. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß das sich quer zu den im wesentlichen parallelen Kolbenorganen (5, 5') erstreckende Kolbenorgan (11) aus einer durch die Rohrleitung (4) gehenden Stellung entfernbar ist»

24. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die im wesentlichen parallelen Kolbenorgane (6, o¹) an einem von der Rohrleitung (4) abgewandten Teil oder Ende miteinander verbunden sind, und daß diese Verbindung vorzugsweise lösbar ist.

2.j. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit mindestens zwei voneinander getrennten und im wesentlichen konzentrisch zueinander angeordneten Rohrleitungen bzw. Rohren (J, K) verbunden ist, wobei die gegenüberliegenden Umfangswandungsteile des Innenrohres (4) und des dasselbe umgebenden Außenrohres (3) im gleichen Arbeitsgang während der Bewegung der im wesentlichen parallelen Kolben (6, 6¹) entfernt bzw. abgetrennt werden.

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26. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 25* dadurch gekennzeichnet, daß die im wesentlichen parallelen Kolbenorgane (6, 6^%) in Bezug auf die !Längsachse des sich quer zu ihnen erstreckenden Kolbenorgans (11) in eine zweite Winkelstellung verdrehbar sind, wenn das Kolbenorgan (11) aus seiner Stellung, in der es sich durch die Rohrleitung (4) und die im wesentlichen parallelen Kolbenorgane (6, 6^f) erstreckt, zurückbewegt wird, wodurch die Verbindung der zum Durchtritt des sich quer erstreckenden Kolbenorgans (11) in den im wesentlichen parallelen Kolbenorganen (6, 6') vorgesehenen Löcher mit der Rohrleitung (4) unterbrochen wird.

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