DE3142768A1

DE3142768A1 - "interne verschlussvorrichtung fuer eine rohrleitung"

Info

Publication number: DE3142768A1
Application number: DE19813142768
Authority: DE
Inventors: Daniel 59780 Willems France Josien; Jean-Louis 75012 Paris Migliarese-Caputi; Bruno de 75007 Paris Sivry
Original assignee: Compagnie Francaise des Petroles SA
Current assignee: Total Compagnie Francaise des Petroles SA
Priority date: 1980-10-29
Filing date: 1981-10-28
Publication date: 1982-07-29
Also published as: US4442867A; NL178188B; BR8106914A; NL178188C; DE3142768C2; GB2086525A; AU7681481A; CA1185171A; IT1140003B; AU535990B2; NO813646L; NL8104800A; GB2086525B; IT8124747A0; ES269690Y; ES269690U

Description

DiPL.-lNQ. Wilfrid RAECK

PATENTANWALT 7 STUTTGART 1, MOSHRSTRASSE 8 . TELEFON (0711) 244003

COMPAGNIE FRANCAISE DES PETROLES

75781 Paris Cedex 16 / Frankreich - C 124 -

Interne Verschlußvorrichtung für eine Rohrleitung.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Verschlußvorrichtung, die im Innern einer Rohrleitung angebracht werden kann, um zwei beiderseits der Verschlußvorrichtung befindliche Innenräume der Rohrleitung gegeneinander zu isolieren. Die Erfindung hat besonderen Bezug zu Reparaturarbeiten an einer im Meer verlegten Rohrleitung zur Förderung von Kohlenwasserstoffen, wobei man bestrebt ist, während der Reparaturarbeiten einen Rohrabschnitt zu isolieren, der durch zwei derartige Verschlußvorrichtungen begrenzt wird.

Es ist bekannt, eine Verschlußvorrichtung· ider beschriebenen Art dadurch vorzusehen, daß man als Abdichtorgane rund um ein hohles zylindrisches Bauelement eine Folge ringförmiger Schalen aus Gummi sowie aufblasbare torusförmige Elemente anordnet, wobei die Verschlußvorrichtung innerhalb der Rohrleitung andererseits durch Sperrklinken oder andere Rücklaufsperren festgehalten wird, die sich an die Innenwand der Rohrleitung anlegen. Man kann sich auch damit begnügen, daß man rund um ein starres hohles zylindrisches Bauelement, das durch einen Zylinder und zwei stirnseitig angeordnete Flanschen begrenzt ist, ein aufblasbares Element

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herumlegt, das gegen die Rohrleitung eine elastische nachgiebige zylindrische Wand andrückt. Das aufblasbare Element ist jedoch selbst nicht in der Lage,sich an Ort und Stelle festzuhalten, wenn auf seine Längsenden unterschiedliche Druckkräfte einwirken.

Ein Ziel der Erfindung' besteht darin, die Anzahl der notwendigen Organe zur Erzielung einer ausgezeichneten Abdichtung und eines guten Haltevermögens der Veschlußvorrichtung innerhalb der Rohrleitung zu verringern und dadurch die Kosten und die Abmessungen der Verschlußvorrichtung soweit wie möglich zu verringern. Außerdem soll die Verschlußvorrichtung ohne solche Rückhalteeinrichtungen auskommen, bei deren Anwendung die Gefahr einer Beschädigung der Rohrleitungsinnenwand entsteht.

Die Erfindung sieht zu diesem Zweck eine interne Verschlußvorrichtung für eine Rohrleitung vor, mit einem starren hohlen zylindrischervßauelenent, das durch einen Zylinder und zwei durch diesen miteinander verbundene stirnseitige Flanschen begrenzt ist und um den herum ein aufblasbares Element angeordnet ist, das. gegen die Rohrleitung eine nachgiebige Abdichtwand zylindrischer Form andrückt. Die erfindungsgemäße Verschlußvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtwc.nd aus einer vom aufblasbaren Element unabhängigen zylindrischen Hülse besteht und an ihren beiden Enden durch die Flansche des hohlen starren zylindrischen Elementes gehalten ist, während das aufblasbare Element aus einer einzigen aufblasbaren Blase mit ringförmigem Querschnitt besteht, das zwischen' dem Zylinder und der zylindrischen Hülse eingeführt und sich in Längs-

richtung über eine Länge erstreckt, die nahezu der Länge der zylindrischen Hülse entspricht.·

Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung ist die zylindrische Hülse, die die Abdichtwand bildet, in Längsrichtung praktisch nicht verlängerbar bzw, nicht dehnbar ausgeführt, insbesondere indem man in diese Abdichtwand längliche und nicht dehnbare Gegenstände einbringt bzw. eingießt, beispielsweise der Art von Ketten, die längs zum hohlen starren zylindrischen Bauelement angeordnet sind und an beiden Enden über die Abdichtwand hinausragen, wo sie an die Flansche angehängt sind.

Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung wird bei einer internen Verschlußvorrichtung die ■die Abdichtwand bildende zylindrische Hülse durch einen verformbaren zylindrischen Körper gebildet, der einfach zwischen die beiden Plansche des in sich steifen hohlen zylindrischen Bauelementes eingeführt ist. Diese Hülse wird sowohl gegen die Innenwand der Rohrleitung, als auch mindestens gegen einen Flansch des zylindrischen Bauelementes angepreßt. Das Material einer solchen Hülse besteht vorzugsweise aus Polyurethan,

Die radiale Dicke der Hülse ist so gewählt, daß sie ungeachtet der großen Beanspruchungen, denen sie ausgesetzt ist, und trotz ihrer dadurch bewirken Verformung, von den Flanschen des in sich steifen, hohlen zylindrischen Bauelementes an Ort und Stelle gehalten wird, gegen welche sie angepreßt ist. .

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Versuche haben gezeigt, daß mit einer einfach zwischen die Flansche des in sich steifen hohlen zylindrischen Bauelementes eingesetzten Hülse nicht nur eine vollständige Abdichtung der Rohrleitung gewährleistet wird, sondern außerdem auch erhöhten Druckbeanspruchungen, selbst in der Größenordnung von beispielsweise 15o bar standgehalten werden kann.

Wenn die Verschlußvorrichtung innerhalb der Rohrleitung mit Hilfe eines unter Druck stehenden Strömungsmediums verschoben werden soll, kann man der Verschlußvorrichtung durch einen geringeren Aufblasdruck eine für die beabsichtigte Verschiebung noch hinreichende Abdichtung erteilen. Um jedoch jegliche Beschädigungsgefahr der Verschlußvorrichtung zu vermeiden, wird bevorzugt, das in sich starre hohle zylindrische Bauelement an seinen beiden Längsenden jeweils mit einem nach zwei Richtungen wirkenden Abstreifelement oder -ring zu versehen, so daß dadurch die Verschlußvorrichtung auch in aufgeblasenem Zustand verschoben werden kann. Diese Abstreifeinrichtung kann vorzugsweise innerhalb des an dem jeweiligen Ende vorgesehenen Flansches eingebaut sein,

Falls eine Meßeinrichtung für den Verschiebeweg der Verschlußvorrichtung innerhalb der Rohrleitung zur Anwendung kommt, wird vorzugsweise diese Meßeinrichtung an einer der Abstreifeinrichtungen befestigt. Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von zwei Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen, Fig. 1 und 2 zeigen Längsschnitte jeweils durch eine Verschlußvorrichtung und einen Rohrleit.ungsabschnitt, in dem die Verschlußvorrichtung angeordnet ist. In beiden Ausführungsbeispielen dienen gleiche Bezugszeichen zur Bezeichnung gleicher oder gleichwirkender Bauteile.

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In Fig. 1- ist eine vollständige Verschlußvorrichtung im Innern einer Rohrleitung 1 dargestellt. Der aktive Abschnitt der Verschlußvorrichtung erstreckt sich in Längsrichtung zwischen zwei nach beiden Seiten hin wirksamen Abstreifeinrichtungen 4 und 5, wobei ein Meßgerät 7 für die Größe der Verschiebung der Verschlußvorrichtung innerhalb der Rohrleitung 1 an der Abstreifeinrichtung 5 befestigt ist. Die Abstreifeinrichtungen 4, 5 umfassen einen mittleren starren Abschnitt,der beispielsweise aus Metall besteht, und einen mit einer gewissen Elastizität versehenen ümfangsabschnitt_f der beispielsweise aus Gummi besteht.

Der aktive Abschnitt der Verschlußvorrichtung benötigt wenig Raumbedarf, da er einem in sich starren, hohlen zylindrischen Bauteil zugeordnet ist, der durch zwei metallische Flansche 37 und 38 begrenzt ist, welche mittels eines Zylinders 39 miteinander verbunden sind. Der aktive Abschnitt bildet sowohl das Verschlußorgan, als auch das Organ zum Festhalten innerhalb der Rohrleitung. Rund um den Zylinder 39 ist eine biegsame Preßvorrichtung 4o in Form einer einzigen Blase oder eines Schlauches angeordnet, die einen ringförmigen Querschnitt besitzt und mit einem komprimierten Strömungsmittel aus Druckspeicherflaschen beaufschlagt werden kann, die innerhalb des hohlen, in sich starren zylindrischen Bauelementes untergebracht sind. Die biegsame nachgiebige Preßvorrichtung 4o ist in Fig. 1 auf einer Seite der Längsmittelachse der Rohrleitung 1 in aufgeblasenem Zustand und auf der gegenüberliegenden Seite in entleertem Zustand dargestellt, um die Wirkungsweise der Vorrichtung leichter verständlich zu machen. Tatsächlich ist jedoch die Preßvorrichtung entweder insgesamt aufgeblasen oder entleert. Das Aufblasen wird durch ein Signal gesteuert,

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das z.B. von dem Meßgerät 7 stammt.

An ihrer Außenseite wird die Preßvorrichtung 4o von einer zylindrischen Wand 42 in Form einer zylindrischen Hülse umgeben, die aus einem Elastomer besteht, das mit einer Anzahl von hohen Tuchschichten, beispielsweise bis zu zwölf Schichten bespannt bzw. beschichtet ist. In die zylindrische Wand sind längsverlaufende Ketten 43 eingebettet, deren Enden an von den Flanschen 37 und 38 ausgehenden Anschlußteilen 44 bzw. 45 befestigt sind. Die Wand 42 sichert das Haltevermögen der Verschlußvorrichtung insbesondere dank der Ketten 43, die ein Abscheren der zylindrischen Wand 42 verhindern und die Verteilung der Scherkräfte über die gesamte Anordnung und nicht nur über eine Oberfläche ermöglichen, während die Druckkraft der Preßvorrichtung 4o die Abdichtung an den drei Berührungsflächen sicherstellt, nämlich zwischen der Innenwand der Rohrleitung und der Außenseite der zylindrischen Wand 42, zwischen der Innenseite der Wand 42 und der Außenseite der Preßvorrichtung 4o und zwischen der Innenseite der Preßvorrichtung 4o und dem Zylinder 39, Die Abstreif- oder Abdichteinrichtungen 4 und 5 sind direkt an den Flanschen 37 und 38 befestigt.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 entspricht dem Fall, wo eine zylindrische Hülse einfach zwischen den beiden metallischen Flanschen 37 und 38 eingefügt ist. Auch bei dieser Ausführungsform sind Abstreifeinrichtungen 4 und 5 vorgesehen, wobei die letztgenannte Abstreifeinrichtung mit dem Meßgerät für den Verschiebeweg der Verschlußvorrichtung in der Rohrleitung verbunden ist. Jedoch ist bei dieser Ausführungsform angenommen, daß die Abstreifeinrichtungen

4 und 5 mit den Flanschen 37 bzw. 38 über Gelenkstellen 46 bzw. 47 in Verbindung stehen.

Eine die Abdichtwand bildende Hülse 48 besteht aus einem dicken Hohlzylinder aus einem Elastomer, der mit in Längsrichtung verlaufenden Metallstäben oder Stangen armiert sein kann. Zur Herstellung der Hülse 48 können insbesondere handelsübliche Materialien verwendet werden, die unter den Handelsnamen "ALPAX" und "VULKOLAN" bekannt sind. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel besteht die Hülse 48 aus Polyurethan. Die axiale Länge der Hülse kann im Ruhezustand etwa gleich oder etwas größer (bei axialer Vorspannung) sein als der Abstand zwischen den Flanschen 37 und 38. Die Hülse 48 wird einfach zwischen die Flansche 37 und 38 eingefügt. An ihrer Innenseite liegt die biegsame Preßvorrichtung 4o an, während ihre Außenseite im Ruhezustand einen Durchmesser aufweist, der leicht unterhalb des Innendurchmessers der Rohrleitung 1 liegt, während sie sehr stark gegen die Innenwand der Rohrleitung angedrückt wird, sobald die Preßvorrichtung 4o aufgeblasen ist und die Hülse aufweitet.

Die Abdichtung wird an den drei Kontaktflächen aufrechterhalten, nämlich zwischen dem Zylinder 39 und der nachgiebigen Preßvorrichtung 4o, zwischen der Preßvorrichtung 4o und der Hülse 48 sowie zwischen der Hülse 48 und der Rohrleitung 1.

Die biegsame Preßvorrichtung 4o kann entweder durch ein .gasförmiges oder flüssiges Strömungsmittel oder durch ein wärme— härtbares Harz aufgeblasen werden. Der Abschnitt der axialen Enden 49 und 5o der Hülse 48, der sich gegen die Flansche bzw» 38 anlegt,kann aus einem widerstandsfähigerem Material bestehen als das die restlichen Bereiche der Hülse bildende

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Material, beispielsweise aus einem wärmehärtbaren Harz, so daß die Hülse 48 an den am meisten beanspruchten Bereichen verstärkt ist»

Claims

DiPL.-lNG. Wilfrid RAECK

PATENTANWALT 7 STUTTGART 1_r MOSERSTRASSE 8 · TELEFON (0711) 244003

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COMPAGNIE FRANCAISE DES PETROLES 5, Rue Michel-Ange, 75781 Paris Cedex 16 / Frankreich

P a ten t ans.pr.uche

1, Interne Verschlußvorrichtung für eine Rohrleitung, bestehend aus einem in sich steifen, hohlzylindrischen Bauteil, der durch zwei Flansche sowie einen die beiden Flansche verbindenden Zylinder begrenzt ist und der von einem aufblasbaren Element umgeben ist, das eine nachgiebige Abdichtwand zylindrischer Form gegen die Rohrleitung anpreßt,·

dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtwand aus einer von dem aufblasbaren Element unabhängigen zylindrischen Hülse (42, -48) besteht, die an ihren beiden Enden (44, 45, 49, 5o) durch die Flansche (37, 38) des in sich steifen, hohlzylindrischen Bauteils (37, 38, 39) an Ort und Stelle gehalten wird,

und daß das aufblasbare Element aus einer einzigen aufblasbaren Blase (4o) mit ringförmigem Querschnitt besteht, die zwischen den Zylinder (39) und der zylindrischen Hülse (42, 48) eingesetzt und in Längsrichtung über eine ■ Länge angeordnet- ist, die der Länge der zylindrischen Hülse (42, 48) nahekommt.

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2. Verschlußvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die zylindrische Hülse (42) längliche und nicht dehnbare Gegenstände (43) eingebettet sind, die in Längsrichtung verlaufen und an ihren Enden (44, 55) an den Flanschen (37, 38) des hohlzylindrischen Bauteils (37, 38, 39) zur.Halterung der zylindrischen Hülse (42) befestigt sind.
3. Verschlußvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die länglichen und nicht dehnbaren Gegenstände (43) Ketten, insbesondere Rollen— oder Gelenkgliederketten sind.
4. Verschlußvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrische Hülse (48) aus einem verformbaren zylindrischen Körper besteht, der zwischen den Flanschen (3 7, 38) des in sich steifen, hohlzylindrischen Bauteils (37, 38, 39) eingebettet und aufgenommen ist,
5. Verschlußvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrische-Hülse (48) aus Polyurethan besteht.
6. Verschlußvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrische Hülse (48) im Bereich seiner axialen Enden (49, 5o) der sich gegen die Flansche (37, 38) des in sich steifen, hohlzylindrischen Bauteils (37, 38, 39) anlegt, aus einem festeren Material als dasjenige besteht, das den Rest der Hülse bildet.

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7. Verschlußvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das festore Material ein wäntiehartbares Harz ist.