DE3243340C2

DE3243340C2 - Gewinderohrverbindung für die Erdöl- und Erdgasgewinnung

Info

Publication number: DE3243340C2
Application number: DE3243340A
Authority: DE
Inventors: Josef 4156 Willich Krings
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1982-11-19
Filing date: 1982-11-19
Publication date: 1985-02-21
Also published as: DE3243340A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Gewinderohrverbindung für die Erdöl- und Erdgasgewinnung bestehend aus einem Außengewindeelement mit einer endseitigen Schulter und mit einem gewindefreien Endabschnitt, aus einem Innengewindeelement mit zum Außengewindeelement passendem Gewinde, mit einer Gegenschulter zum Anschlagen der Schulter am Außengewindeelement, mit einer daran anschließenden gewindefreien Ausnehmung etwa derselben axialen Erstreckung wie die des gewindefreien Endabschnitts und mit einer daran zum Gewinde hin anschließenden Nut und einem in die Nut eingelegten über der Nut vorstehenden nichtmetallischem Ring. Um eine insbesondere gasdichte und wiederverschraubbare Gewinderohrverbindung zu schaffen, ohne daß sie mit sehr großer Genauigkeit hergestellt werden muß, die also einfach hergestellt werden kann, wird vorgeschlagen, daß die gewindefreien Abschnitte zwischen sich ein Spiel von 1 bis 3 mm einschließen und der nichtmetallische Ring so weit vorsteht, daß er vom Außengewinde eingeschnitten wird und der Ring aus einer leicht zerstörbaren Hülle besteht, die mit mindestens einer der zwei Komponenten eines schaumbildenden Kunststoffes gefüllt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Gewinderohrverbindung für die Erdöl- und Erdgasgewinnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Gewinderohrverbindungen dieser Art unterliegen hohen mechanischen, thermischen und chemischen Anforderungen und müssen nach dem Verschrauben im Feld unter Handhabung beim Einbau in das Bohrloch in der höchsten Anforderungsstufe gasdicht sein. Vielfach werden Abdichtungen von Metall-auf-Metall vorgeschlagen und praktisch eingesetzt. Diese Verbindungen erfordern sehr genaue Herstellungen.

Andererseits ist es bekannt, bei Verschraubungen Ringe oder dgl. aus nachgiebigem und gegebenenfalls unter Druck fließendem Material zu verwenden, und zwar beispielsweise aus Kunststoff (FR-PS 11 24 251, DE-AS 1129 125. US-PS 22 33 734, US-PS 29 07 589 und US-PS 29 80 451) und aus Kupfer (US-PS 80 690).

Auch ist es bekannt, für verschiedene Zwecke Dichtungs- oder Befestigungsmittel in zunächst flüssiger Form in zerstörbaren Kapseln anzuordnen, sq daß bei einer Druekbciuifschlagung der Knpselinhult sich uusbreitci (US-PS 36 39 137, US-PS 34 8^r> 132, US-PS 72 301 und DE-OS 22 24 023).

Außerdem sind auch Vorschläge bekannt, die Gewindeelemente beim Verschrauben zusammenzukleben, wie dies der DE-AS 10 85 474 zu entnehmen ist, oder nach dem Verschrauben zu verschweißen. Diese erfüllen nicht die Bedingungen, daß die Elemente in einfacher Weise mehrfach zu verschrauben und wieder ^u lösen sind.

In der DE-AS 23 16 059 ist eine Gewinderohrverbindung vorgeschlagen, die außer einer Abdichtung von Metall-auf-Metall auch noch eine ringförmige Nut mit einer nicht-metallischen Dichtung besitzt und von deren Ausführungsbeispiel in den F i g. 4 und 5 die gegenwärtige Erfindung ausgeht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine insbesondere gasdichte und wiederverschraubbare Gewinderohrverbindung zu schaffen, ohne daß sie mit sehr großer Genauigkeit hergestellt werden muß, die also einfach hergestellt werden kann.

Die Erfindung löst die Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs. Nach den Merkmalen der Unteransprüche ist sie in vorteilhafter Weise weitergebildet.

In der allgemeinen Form kann die Zufuhr der zweiten Kunststoffkomponente in beliebiger Weise erfolgen, z. B. kann das Ende des Außengewindeelementes mit dieser durch Tauchen oder Auftragen versehen werden. Einfacher ist die Handhabung bei Verwendung einer Doppelpackung in der Nut.

Die Hülle kann leicht so hergestellt und bemessen werden, daß sie beim Verschrauben zuverlässig zerstört wird. Durch die Verschraubbewegung findet auch eine Vermischung der Komponenten statt. Die Schaumentwicklung findet so langsam statt, daß die Verschraubung zügig beendet werden kann. Dabei und danach werden dann die Hohlräume, insbesondere das Spiel zwischen den gewindelosen Abschnitten unter Druck ausgefüllt. Die in dem Raum ursprünglich vorhandene Luft wird über die Schuller und/oder das Gewinde verdrängt. So entsteht eine zuverlässige Dichtung durch die Schaumstoffsperrschicht von erheblicher Dicke.

Die Schaumstoffkonsistenz soll so elastisch sein, daß der Schaum den elastischen Formänderungen der Elemente durch die Belastung folgen kann und die Dichtung bestehen bleibt. Dies ist nicht schwierig zu realisieren.

Die Gewindeelemente können auch wieder auseinandergeschraubt werden. Das Löse- oder Brechmoment ist größer als das Verschraubmoment; es ist aber nicht so groß, daß die Elemente gefährdet sind. Zum Wiederverschrauben müssen die Elemente von Schaumstoffresten gereinigt werden. Ein verhältnismäßig geringer Aufwand bei der vor der Wiederverschraubung ohnehin erforderlichen Inspektion und Wartung der Gewinde.

Die Erfindung kann auch mit einer Abdichtung Metallauf-Metall, z. B. an der Schulterfläche kombiniert werden.

Die Erfindung wird an dem schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert. Die Fig. zeigen Halbschnitte der Gewinderohrverbindung durch die elementen Achsen, und zwar

F i g. 1 im handverschraubten Zustand und

F i g. 2 im kraftverschraubten Zustand.

Die Verbindung besteht aus dem Außengewindeelement 1, dem Innengewindcelement 2 und dem nichtmctallischen Ring, der als Doppelpackung 3, 4 ausgebildet ist. Die Elemente I und 2 sind mil zueinander passenden konischen Gewinden 5 versehen. Die praktische Ausführung ist darüber hinaus nicht mit dem dargestellten

Spitzgewinde, sondern mit einem Trapezgewinde versehen.

Das Außengewindeelement 1 hat endseitig eine Schuller 9 und einen gewindefreien Endnbschnilt 10, der zylindrisch ist und sich achsial etwa ebenso lang erstreckt wie die Ausnehmung 7 an di-;n noch zu beschreibenden InnengewindeelcmentZ

Das Innengewindeelement 2 hat eine Schulter 6, an die zum Gewinde hin sich eine Ausnehmung 7 und eine Nut 8 anschließen. Die Ausnehmung 7 verjüngt sich zur Schulter 6 hin. Die Nut 8 nimmt die Doppelpackung 3,4 auf. Sie steht über der Ausnehmung 7 vor und enthält die beiden Komponenten der kunststoffbildenden Kunststoffe.

Der Endabschnitt 10 und die Ausnehmung 7 sind im zusammengeschraubten Zustand in Fig.2 nicht passungsgenau, sondern haben zwischen sich ein Spiel, das sich zur Schulter 6,9 hin verkleinert.

Die Elemente 1 und 2 mit dem eingelegten Ring 3 ^werden zunächst durch Zusammenstecken und leichtem f'Handanzug in die Position nach Fig. 1 zueinander gebracht. Die Doppelpackung 3, 4 isl dabei noch unverletzt, und es tritt noch keine Schaumbildung ein. Das weitere Verschrauben erfordert eine größere Kraft. Es wird eine Zange mit abschaltbarer Kraft angesetzt und gegen Reibung im Gewinde 5 und anderen gewollten Hemmnissen verschraubt. Dabei schneidet das Außengewinde von 1 in die Doppelpackung 3,4 ein, so daß die Komponenten miteinander vermischt werden und die Schaumbildung beginnt. Gleichzeitig dringt da^ EIe- 3U ment 1 tiefer in das Element 2 ein und trifft mit der Schulter 9 auf die Schulter 6. Der Verschraubungswi-•derstand steigt spontan so stark an, daß die Zange abschaltet. Mit zunehmender Vermischung der Kunststoffkomponenten füllt der Schaum das Spiel und die J5 Nut vollständig aus.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Gewinderohrverbindung für die Erdöl- und Erdgasgewinnung, bestehend aus einem Außengewindeelement mit einer endseitigen Schulter und einem gewindefreien Endabschnitt, aus einem Innengewindeelement mit zum Außcngewindeelement passendem Gewinde, einer Gegenschulter zum Anlegen der Schulter des Außengewindeelements, einer an die Schulter anschließenden gewindefreien Ausnehmung etwa derselben axialen Erstreckung wie die des gewindefreien Endabschnitts des Außengewindeelementes und einer daran zum Gewinde hin anschließenden Nut, und aus einem in die Nut eingelegten, radial nach innen über die Nut vorstehenden nichtmetallischem Ring, dadurch gekennzeichne ι, daß die gewindefreien Abschnitte von Außen- und Innengewindeelement (1, 2) zwischen sich ein Spiel von 1 bis 3 mm einschließen und der nichtmetallische Ring radial nach innen so weit über den Rand der Nut (8) vorsteht, daß er vom Gewinde des Außengewindeelements (1) einschneidbar ist, wobei der Ring aus einer leicht zerstörbaren Hülle besteht, die mit den zwei Komponenten eines schaumbildenden Kunststoffes gefüllt ist.

2. Gewinderohrverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring eine Doppelpackung ist, von denen jede Packung eine Kunststoffkomponente enthält.

3. Gewinderohrverbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gewindefreien Abschnitte zwischen sich ein zum Außengewindeelementende hin abnehmendes Spiel einschließen.

4. Gewinderohrverbindung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schultern (6, 9) ein vor dem Aufeinandertreffen der im wesentlichen quer zur Längserstreckung der Elemente sich erstreckenden Schulterflächcn ineinandergreifendes Profil aufweisen.