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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Die
Erfindung bezieht sich auf Rohrschraubverbindungen, die beim Erdöl- oder Gasbohrvorgang und
der Förderung
einsetzbar sind, solche wie Rohrleitung, Futterrohr, Leitungsrohr
und Bohrgestänge, im
Allgemeinen in der Gesamtheit bekannt als Erdölfeldrohrwaren. Insbesondere
bezieht sich die Erfindung auf eine Dichtung für Rohrverbindungen zum Verbinden
innerer männlicher
Zapfen und aufnehmender weiblicher Gehäuse Bauteile.
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Stand der
Technik
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Rohrschraubverbindungen
werden zum Verbinden von Segmenten von Rohrleitungen Ende an Ende
eingesetzt, um eine durchgehende Rohrleitung zum Transportieren
von Fluid unter Druck auszubilden. Ölfeldrohrwaren nutzen üblicherweise
solche Schraubverbindungen zum Verbinden benachbarter Abschnitte
von Rohrleitungen oder Rohren. Beispiele derartiger geschraubter
Endverbindungen, konstruiert zur Anwendung in Ölfeldrohrwaren, sind in den US-Patenten Nr. 2,239,942;
2,992,019; 3,359,013; RE 30,647; und RE 34,467 offenbart, alle von
diesen sind auf den Inhaber dieser Erfindung übertragen.
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Im
US-Patent Nr. RE 30,647, erteilt für Blose, ist eine besondere
Gewindeausbildung oder Struktur für eine Rohrverbindung offenbart,
die eine ungewöhnlich
feste Verbindung liefert, während
die Spannung und die Beanspruchung in den verbundenen „Zapfen" (Außengewinde)
und „Gehäuse" (Innengewinde)-Bauteilen
in akzeptablen Höhen
gesteuert wird. Das Zapfenbauteil weist im Allgemeinen wenigstens
ein schwalbenschwanzförmiges äußeres Gewinde,
dessen Breite sich in einer Richtung entlang des Zapfens erhöht, während das
Gehäusebauteil
wenigstens ein passendes, im Allgemeinen schwalbenschwanzförmiges inneres
Gewinde aufweist, dessen Breite sich in der anderen Richtung erhöht. Der
gefügte
Satz spiralförmiger
Gewinde liefert einen keilähnlichen
Eingriff der gegenüberliegenden Zapfen-
und Gehäusegewindeflanken,
der die Größe der relativen
Verdrehung zwischen dem Zapfen und dem Gehäusebauteil begrenzt und definiert
eine zwanghafte Zusammenfügebedingung,
die die Verbindung vervollständigt.
In dieser Gewindestruktur können
die Winkel der Flankenschulter sowie die Gewindebreite verwendet
werden, um die Spannungs -und Beanspruchungsvorbelastungsbedingungen, die
in das Zapfen- und Gehäusebauteil
für ein
vorgegebenes Zusammenstellungsmoment eingeleitet werden, zu steuern.
Dadurch ist durch das Passend machen der Gewindestruktur für eine besondere
Anwendung oder Verwendung die rohrförmige Verbindung oder Verbindungsstelle
nur durch die Eigenschaften der gewählten Materialien beschränkt.
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Wie
in der
1 des Dokumentes des Standes der Technik (
EP 1 106 778 ), das auf den
gegenwärtigen
Anmelder übertragen
wurde, und in der
1 der vorliegenden Anmeldung
gezeigt, beinhaltet eine Rohrverbindung
10 ein Zapfenbauteil
11 und ein
Gehäusebauteil
12.
Das Gehäusebauteil
12 weist eine
sich verjüngende,
innere, üblicherweise
schwalbenschwanzförmige
Gewindestruktur
14 auf, die daran ausgebildet ist, welche
zum Eingreifen mit einer komplementären sich verjüngenden, äußeren, üblicherweise
schwalbenschwanzförmigen
Gewindestruktur
15, die am Zapfenbauteil
11 ausgebildet
ist, um Gehäuse –
12 und
Zapfenbauteil
11 in einer lösbaren Weise mechanisch zu
sichern, geeignet ist.
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Das
Innengewinde 14 am Gehäusebauteil 12 weist
Einbringflanken 18, Belastungsflanken 16, Gründe 20 und
Köpfe beziehungsweise
Oberteile 24 auf. Das Gewinde 14 vergrößert sich
in der Breite progressiv in gleichmäßigem Grad in einer Richtung über im Wesentlichen
die gesamte spiralförmige
Länge des
Gewindes 14. Das Außengewinde 15 des Zapfenbauteils 11 weist
Einbringflanken 19, Belastungsflanken 17, Gründe 21 und
Oberteile 25 auf. Das Gewinde 15 vergrößert sich
in der Breite progressiv in einem gleichmäßigen Grad in der anderen Richtung über im Wesentlichen
die gesamte spiralförmige
Länge des
Gewindes 15. Die entgegengesetzt sich erhöhenden Gewindebreiten
und der Konus der Gewinde 14 und 15 bewirken,
dass die komplementären
Gründe
und Oberteile der entsprechenden Gewinde 14 und 15 sich
in Eingriff während
der Erstellung der Verbindung 10 in Verbindung mit der Bewegung
der komplementären
Eingriffs- und Belastungsflanken in Eingriff bei der Zusammenstellung der
Verbindung bewegen.
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Das
Zapfenbauteil 11 oder das Gehäusebauteil 12 definiert
die Längsachse 13 der
zusammengestellten Verbindung 10. Die Wurzeln und Oberteile der
Gehäuse-
und Zapfenbauteile sind flach und parallel zur Längsachse der Verbindung und
weisen ausreichende Breiten auf, um jegliche permanente Deformation
der Gewinde zu verhindern, wenn die Verbindung erstellt ist.
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Ein
wichtiger Teil jeglicher Verbindung ist eine Dichtung, um die Leitung
fluid- und druckdicht in der Verbindung zu halten. Typische Verbindungen werden
konstruiert werden, Metall auf Metall-Dichtungen darin einzuschließen. Metall-auf
Metall-Dichtungen haben den Vorteil des Nichterforderns von Dichtringen
oder anderen zusätzlichen
Dichteinrichtungen, welche typischerweise periodisch ersetzt werden
müssen,
sowie die Verbindungen gekoppelt und entkoppelt. Metalldichtungen
werden erzeugt, wenn der Kontaktdruck zwischen zwei Metalloberflächen den
Flüssigkeitsdruck,
gegen den zu dichten ist, übersteigt.
Typischerweise werden die Kontaktdrücke während der Erstellung der Verbindung
erzeugt.
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Seit
Neuestem wurden Ölfeldrohrwaren
entwickelt, welche plastisch radial von ihren Anfangsdurchmessern
erweitert werden können,
nachdem diese für
die beabsichtigte Anwendung installiert worden sind. Siehe zum Beispiel
R.D. Mack u.a. „How
in situ Expension Affects Casing and Tubing Properties", World Oil, Juli
1999, Gulf Publishing Co., Houston, TX, für eine Beschreibung der plastischen
Radialerweiterung von Ölfeldrohrwaren.
Dieser Artikel wird durch Bezugnahme in seiner Gesamtheit eingeschlossen.
Im Besonderen diskutiert dieser Artikel die Verwendung plastischer
radialer erweiterbarer rohrförmiger
Waren. Plastisch radial erweiterbare Rohrwaren haben im Wesentlichen
eine Verwendung als Futterrohre in öl- und gasfördernden Bohrlöchern. Es
ist schwierig, plastische radiale erweiterbare rohrförmige Verbindungen,
die bekannte Metall auf Metall-Dichtungen
im Stand der Technik nutzen, abzudichten.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
Erfindung ist eine plastische radiale erweiterbare Rohrverbindung
oder Kupplung, wie im Wesentlichen in
EP
1 106 778 beschrieben. Die Verbindung, beschrieben in
EP 1 106 778 , weist eine erste
Dichtfläche,
angeordnet nahe an einem Ende eines Zapfenbauteils der Verbindung,
auf, und weist eine korrespondierende zweite Dichtfläche, angeordnet
nahe an einem Ende eines Gehäusebauteils
der Verbindung auf. Die ersten und zweiten Dichtflächen sind
im Wesentlichen gegenüberliegend
zueinander in der Verbindung des Zapfen- und Gehäusebauteiles angeordnet. Gemäß der Erfindung
beinhaltet die Verbindung auch eine erste Verriegelungsfläche nahe
zur Dichtfläche
am Zapfenbauteil und eine zweite Verriegelungsfläche nahe zur zweiten Dichtfläche am Gehäusebauteil.
Die ersten und zweiten Dichtfläche
und die ersten und zweiten Verriegelungsflächen haben jede einen Durchmesser,
derart, dass vor der plastischen radialen Erweiterung des Gehäusebauteils
und des Zapfens die Verriegelungsflächen nahe zueinander sind und
einander nicht kontaktieren und nach der plastischen radialen Erweiterung
die erste und zweite Dichtfläche
einen Kontaktdruck entwickeln und die erste und zweite Verriegelungsfläche in Eingriff
sind.
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Kurzbeschreibung
der Figuren
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1 verdeutlicht
eine Rohrschraubverbindung aus dem Stand der Technik.
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2 zeigt
eine Ausführung
einer Verbindungsdichtung der Erfindung vor der plastischen radialen
Erweiterung der rohrförmigen
Verbindungsstücke
und Verbindung.
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3 zeigt
eine Ausführung
einer Verbindungsdichtung der Erfindung nach der plastischen radialen
Erweiterung der rohrförmigen
Verbindungsstücke
und der Verbindung.
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4 verdeutlicht
eine Ausführung
einer Verbindung der Erfindung, die plastisch radial erweitert wird.
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5 verdeutlicht
eine Ausführung
eines Futterrohrstranges, der plastisch radial erweitert wird.
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6A zeigt
eine Draufsichtquerschnittsansicht einer Ausführungsform der Abstandsflächen der Erfindung
vor der plastisch radialen Erweiterung.
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6B zeigt
eine Draufsichtquerschnittsansicht einer Ausführungsform der Abstandsflächen der Erfindung
nach der plastischen radialen Erweiterung.
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7A zeigt
eine Ausführungsform
der Abstandsflächen
der Erfindung vor der plastischen radialen Erweiterung.
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7B zeigt
eine Ausführungsform
der Abstandsflächen
der Erfindung nach der plastisch radialen Erweiterung.
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8 zeigt
eine Ausführungsform
der Abstandsflächen
der Erfindung nach der plastischen radialen Erweiterung.
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Detaillierte Beschreibung
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Die 2 zeigt
ein Beispiel einer Rohrverbindung 10A, wie bei plastisch
radial erweiterbaren Rohrwaren eingesetzt. Das Beispiel, gezeigt
in 2, ist für
eine Gewindekupplung. 2 ist ein Querschnitt durch
nur eine Seite der Rohrgewindeverbindung 10A und die Ansicht,
gezeigt in 2, sollte daher als rotationssymmetrisch
um die Achse (nicht gezeigt) der Rohrverbindung 10A ausgeführt gedacht
werden. Die Rohrverbindung 10A wird durch Verbinden eines
Außengewinde-„Zapfen"-Bauteiles 30 mit
einem Innengewinde-„Gehäuse"-Bauteil 32 ausgebildet.
Die Zapfen – und
Gehäusebauteile 30, 32 weisen
daran korrespondierende Gewinde 36 beziehungsweise 34 auf,
welche, wenn in Eingriff stehend, eine axiale Kupplungskraft zur
Verbindung der rohrförmigen
Verbindungsstücke
miteinander aufweisen. Die Gewinde 34, 36 können beliebiger
Ausführung,
bekannt im Stand der Technik zum Zusammenkoppeln rohrförmiger Waren
sein und können
dichtender oder nicht-dichtender Bauart sein. Die besondere Ausführung der
Gewinde, die ausgewählt
sind, wird, wie im Stand der Technik bekannt, von der beabsichtigten
Verwendung der Rohrwaren, die miteinander durch die Verbindung 10A verbunden
werden, abhängen.
Die Ausführung
der Gewinde ist nicht geeignet, die Erfindung zu beschränken. Es
sollte also beachtet werden, dass die Verbindung 10A ausgebildet
werden kann, worin die Segmente des Rohres (nicht separat dargestellt)
einen Zapfen an beiden Enden aufweisen und durch ein kurzes Segment,
das Gehäusebauteile
an beiden Enden aufweist, verbunden werden, wobei das kurze Segment
als ein „Bund" bekannt ist. Auch
die Verbindung 10A kann ausgebildet werden, worin jedes
Segment des Rohres darin einen Zapfen an einem Ende und ein Gehäuse am anderen
Ende aufweist. Beide Rohrverbindungen werden mit dieser Erfindung
funktionieren.
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In
dem in 2 gezeigt Beispiel weist das Gehäusebauteil 32 an
seinem Gewindeanfangsende eine Abstandsfläche 42 und eine Dichtfläche 44 auf. Das
Zapfenbauteil 30 weist daran am Ende der Gewinde 36 eine
korrespondierende Abstandsfläche 38 und
Dichtfläche 40 auf.
Die Abstandsflächen 38 und 42 an
dem Zapfenbauteil 30 beziehungsweise dem Gehäusebauteil 32,
können
jede parallel zu der Achse (nicht gezeigt) der Verbindung 10A sein,
jede um eine hauptsächlich zylindrische
Oberfläche
zu definieren oder sie können
konisch sein. In ähnlicher Weise
können
die Dichtflächen 40 und 44 parallel sein,
allerdings sind die Dichtflächen 40, 44 vorzugsweise
konisch, wie in 2 gezeigt. In der Erfindung ist
der Freiraum zwischen den Abstandsflächen 38, 42 größer als
der Freiraum zwischen den Dichtflächen 40, 44 vor
der plastischen radialen Erweiterung des Zapfenbauteiles 30 und
des Gehäusebauteiles 32.
Der zusätzliche
Freiraum zwischen den Abstandsflächen 38, 42 hat
eine radial einwärts
erfolgende Deformation des Dichtflächenbereiches (insbesondere
Dichtfläche 44)
am Gehäuse 32 zur
Folge, sobald das Gehäuse 32 plastisch
radial erweitert wird, was zu einem hohen Kontaktdruck zwischen den
Dichtflächen 40, 44 führt. In
der Ausführung,
gezeigt in 2, weist die Abstandsfläche 42 am
Gehäuse 32 einen
größeren inneren
Durchmesser auf als es die Dichtfläche 40 am Gehäuse 32 tut,
um den größeren Abstand
zwischen den korrespondierenden Abstandsflächen 38, 42 bereitzustellen,
als die korrespondierenden Dichtflächen 40, 44.
Es ist auch möglich,
einen größeren Abstand
zwischen den Abstandsflächen 38, 42 durch
Ausführen
der Abstandsfläche 42 am
Zapfen 30 mit einem kleineren äußeren Durchmesser als die Dichtfläche 44 am
Zapfen 30 bereitzustellen. Beliebige andere Kombinationen
der inneren Durchmesser an den Gehäuseflächen 38, 40 und äußeren Durchmesser
an den Zapfenflächen 42, 44,
welche einen größeren Abstand
zwischen den korrespondierenden Abstandsflächen 38, 42 liefern, funktionieren
auch mit der Erfindung.
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Obgleich 2 die
Dichtflächen 40, 44 zeigt, wie
sie eine kleines Maß des
Abstandes zwischen diesen vor der radialen Erweiterung des Zapfens 30 und
Gehäuses 32 aufweisen,
können
die Dichtflächen 40, 44 auch
in überlagerndem
Kontakt miteinander sein. Dort wo die Dichtflächen 40, 44 vor
der plastischen radialen Erweiterung in überlagerndem Kontakt sind,
werden die Dichtflächen 40, 44 sich nach
der radialen Erweiterung einander mit einem höheren Kontaktdruck als vor
der Erweiterung berühren,
so lange wie die Abstandsflächen 38, 42,
außer Kontakt
nach der Erweiterung verbleiben.
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Das
Maß des
Abstandes zwischen den Abstandsflächen 38, 42 vor
der plastischen radialen Erweiterung wird abhängen von, unter anderen Faktoren,
dem Maß der
radialen Erweiterung, das auf den Zapfen 30 und das Gehäuse 32 anzuwenden
ist, und den Durchmessern des Zapfens 30 und des Gehäuses 32 vor
der Erweiterung. Im Allgemeinen ist ein großer Freiraum, dort wo das Maß der Erweiterung klein
ist oder ein kleiner Freiraum, wo das Maß der Erweiterung groß zu sein
hat, nicht besonders wünschenswert.
Ein bevorzugtes Maß des
Abstandes zwischen den Dichtflächen
beträgt
etwa 30–40%
des Maßes
der anzuwendenden plastischen Erweiterung, obgleich andere Abstände mit
der Erfindung funktionieren werden, einschließlich ein Presssitz, wie bereits
früher
erläutert.
Ein bevorzugter Vor-Erweiterungsabstand für die Abstandsflächen beträgt um 50–55% des
Maßes
der plastischen radialen Erweiterung, obgleich andere Abstände mit
der Erfindung funktionieren werden. Der wichtige Aspekt ist, dass
die Abstandsflächen 38, 42 einigen
Abstand zwischen diesen nach der radialen Erweiterung des Gehäuses 32 und
des Zapfens 30 behalten.
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Die 3 zeigt
die Verbindung 10A nach der plastischen radialen Erweiterung
des Zapfens 30 und des Gehäuses 32. Wie in der 3 gesehen
werden kann, wurden die Dichtflächen 40, 44 in
Dichtkontakt miteinander aufgrund der plastischen radialen Erweiterung
des Zapfens 30 und des Gehäuses 32 verbracht.
Die Abstandsflächen 38, 42 kommen
nicht in Kontakt miteinander als ein Ergebnis der plastischen radialen
Erweiterung des Zapfens 30 und des Gehäuses 32.
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Während die
Ausführung
der Erfindung, die hierin beschrieben ist, eine Gewindekupplung
für Verbindungsstücksegmente
eines Rohres aufweist, erfordert die Erfindung nicht die Verwendung
von Gewindekupplungen. Zum Beispiel könnten J-Schlitz-Verbinder,
die Verriegelungszapfen an den Zapfenenden aufweisen, mit korrespondierenden Schlitzen
an dem Gehäuseende
axiale Kupplungskräfte
bereitstellen, um den Zapfen und das Gehäuse zusammenzuhalten. Andere
Ausführungen
von Kupplungen, welche nicht zusammenpassende Gewinde nutzen, können auch
vom Fachmann in Betracht gezogen werden.
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Im
Allgemeinen gibt es zwei grundlegende Arten der Verfahren zur plastischen
radialen Erweiterung rohrförmiger
Waren. Das erste ist eine „Konus"-oder „pig" -Typ-Erweiterung und das zweite ist eine „Rotations"-Typ-Erweiterung.
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Die „Konus"-oder „pig" – Typ-Erweiterung beinhaltet
die Verwendung eines geformten Einsatzes beziehungsweise Stempels,
der durch ein rohrförmiges
Bauteil in axialer Richtung bewegt wird. Der geformte Stempel ist
größer als
der innere Durchmesser des rohrförmigen
Bauteiles und der geformte Stempel bewirkt, das rohrförmige Bauteil
plastisch radial zu erweitern, wenn der Stempel sich durch das Rohrbauteil
bewegt.
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Die „Rotations"-Typ-Erweiterungsverfahren nutzen
einen geformten Stempel, der drehbare Rollen aufweist. Ein Drehstempeltyp
ist auch größer als der
innere Durchmesser des Rohrbauteiles und wird verdreht, wenn er
durch das Rohrbauteil in axialer Richtung getrieben wird. Die Kombination
von Axial- und Torsionskräften
bewirkt, das Rohrbauteil plastisch radial zu erweitern, wenn der
Stempel sich durch das Rohrbauteil bewegt.
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Bei
Rotationserweiterung wird der geformte Stempel typischerweise „nach rechts" verdreht, was nach
unten in das Bohrloch schauend im Uhrzeigersinn bedeutet. Rechtsdrehung
ist die Standardrichtung für Ölfeldbohrgestänge. Während der
Rotationserweiterung wird die Rechtsdrehung des geformten Stempels
zum Lockern oder Ausbrechen der Rechtsgewinde in den Rohrverbindungen,
solchen wie Bohrlochfutterrohren, tendieren. Aus diesem Grund wird
ein erweiterbares Futterrohr, das zu erweitern sein wird, Rotationsverfahren
nutzend, typischerweise verbunden, indem Linksgewinde genutzt werden.
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Während des
Erweiterungsprozesses passiert der geformte Stempel typischerweise
jede Verbindung des Zapfens mit dem Gehäuse. 4 zeigt einen
geformten Stempel oder „Rolle" 403, wie
dieser die Schraubverbindung 405 durchläuft. Die Rolle 403 durchläuft die
Verbindung 405, welche in dieser Ausführung ein Zapfenbauteil 415 und
ein Gehäusebauteil 416 umfasst.
In dieser Ausführung
tritt die Rolle 403 vom Zapfenbauteil bis zum Gehäusebauteil 416. Diese
Richtung der Bewegung wird als „Zapfen zum Gehäuse" bezeichnet.
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Bewegt
sich die Rolle 430 vom Zapfen zum Gehäuse, wird ein Zapfenbauteilgewindeabschnitt 409 plastisch
radial erweitert. Diese Erweiterung treibt den Zapfenbauteilgewindeabschnitt 409 in
einen Gehäusebauteilgewindeabschnitt 407,
bewirkend, den Gehäusebauteilgewindeabschnitt 407 auch
plastisch radial zu erweitern. Die Erweiterung tendiert auch zur
axialen Ausdehnung der Rohrbauteile 415, 416 und
der Verbindungen (z.B. 405 in 4). Der
Zapfenbauteilgewindeabschnitt 409 tendiert, da er einen
kleineren Durchmesser als der Gehäusebauteilgewindeabschnitt 407 aufweist,
mehr zur Dehnung in axialer Richtung als der Gehäusebauteilgewindeabschnitt 407 dies
tut. Als ein Ergebnis entwickeln sich Spalte zwischen den Gewinden (nicht
gezeigt) und die Torsionsvorspannung in der Verbindung 405 wird
reduziert.
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Wenn
die Rolle 403 sich axial in Kontakt mit dem inneren Durchmesser
des Gehäusebauteiles 416 bewegt,
kann die Rotation der Rolle 403 zusammen mit der reduzierten
Vorspannung in der Verbindung verursachen, das Gehäusebauteil 416 mit
Bezug zum Zapfenbauteil 415 zu verdrehen. In einer rechtsständigen Verbindung
würde eine
rechtseitige Verdrehung der Rolle 403 bewirken, das Gehäusebauteil 416 abzuschrauben
oder „zurückzudrehen". In einer linksständigen Verbindung
würde die
Verdrehung der Rolle 403 bewirken, das Gehäusebauteil 416 zusammenzuschrauben
oder „herzustellen".
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Verbindungen
in einem Futterrohrstrang, die bereits plastisch radial erweitert
wurden, können auch
anfällig
für relative
Verdrehung sein. Die Spalte, erzeugt zwischen den Gewinden während des
Erweiterungsprozesses, können
zusammen mit der Verdrehung der Rolle, wenn diese sich von einer
erweiterten Verbindung weg bewegt, eine unerwünschte relative Verdrehung
in Verbindungen nach dem Erweiterungsprozess verursachen.
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5 zeigt
eine Rolle 501, die nach unten durch einen Futterrohrstrang 511 in
einem Bohrloch hindurch läuft.
Ein Bohrstrang 502 wird genutzt, um die Rolle 501 in
Rechtsrichtung (gezeigt durch Pfeil 504) zu verdrehen. 5 zeigt
die Rolle 501, wenn eine tiefere Verbindung 514 erweitert
wird.
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Wie
oben beschrieben, kann eine obere Verbindung 512, welche
früher
durch die Rolle 501 erweitert wurde, auch eine relative
Verdrehung zwischen dem Zapfen und dem Gehäusebauteil dieser Verbindung 512 erfahren.
Im Besonderen kann dies auftreten, wenn das Gehäuse 511 von einer
Blockierung 522 in der Formation eingeschlossen wird, die die
freie Verdrehung des Futterrohrstranges 511 verhindert.
Im Gegensatz zum Obigen, wo eine Linksgewindeverbindung, die gegenwärtig erweitert
wird, vervollständigt
werden will, wird infolge der Rechtsverdrehung einer Rolle, eine
früher
erweiterte Linksgewindeverbindung zum Zurückdrehen infolge der Verdrehung
der Rolle tendieren. Daher wird in dieser Ausführungsform, falls die obere
Verbindung 512 eine linksgängige Verbindung ist, die Verdrehung
der Rolle 501 bewirken, die obere Verbindung zurückzudrehen.
Auf der anderen Seite wird, falls die obere Verbindung 512 eine
rechtsgängige
Verbindung ist, die Verdrehung der Rolle 501 bewirken,
dass die obere Verbindung 512 sich ausbildet.
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5 zeigt
eine Rolle 501, die sich nach unten durch den Futterrohrstrang 511 bewegt.
Fachleute werden erkennen, dass die Rolle 501 in bestimmten
Ausführungsformen
sich aufwärts
durch den Futterrohrstrang bewegen könnte. In diesem Fall kann eine
untere Verbindung eine Relativverdrehung erfahren, wenn die Rolle 501 sich
nach oben durch den Futterrohrstrang 511 und die oberen
Verbindungen bewegt. Es ist keine Beschränkung durch die Beschreibung
der Richtung der Rollenbewegung beabsichtigt.
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6A zeigt
eine Ausführung
einer Gegenlauf – beziehungsweise
Linksdreheinrichtung 601 in Übereinstimmung mit einer Ausführung der
Erfindung. 6A zeigt einen Querschnitt durch
den Abschnitt A–A
in 7A. Das Gehäusebauteil 611 und das
Zapfenbauteil 621 sind vor der plastischen radialen Erweiterung
dargestellt. Das Gehäusebauteil 611 weist
eine Verriegelungsfläche 613 auf.
In der gezeigten Ausführungsform
ist die Gehäusebauteilverriegelungsfläche 613 gerändelt, so
dass diese Erhebungen beziehungsweise Spitzen 617 und Nuten 615 aufweist.
Das Zapfenbauteil 621 beinhaltet auch eine Verriegelungsfläche 613.
Die Zapfenbauteilverriegelungsfläche 623 ist ähnlich gerändelt, um
korrespondierende Spitzen beziehungsweise Erhebungen 625 und
Nuten 627 aufzuweisen
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Vor
der Erweiterung haben die Erhebungen 625 an der Zapfenbauteilverriegelungsfläche 623 und
die Erhebungen 617 an der Gehäusebauteilverriegelungsfläche 613 Durchmesser,
die derart gewählt
sind, dass diese sich nicht miteinander berühren werden. Dies ermöglicht es
dem Zapfenbauteil 612 und dem Gehäusebauteil 611 sich
mit Bezug zueinander während,
zum Beispiel, dem anfänglichen Entstehen
der Verbindung zu verdrehen.
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6B zeigt
eine Ausführungsform
einer Linksdreheinrichtung 601 nach der plastischen radialen
Erweiterung. Die Spitzen beziehungsweise Erhebungen 625 und
die Nuten 627 der Zapfenbauteilverriegelungsfläche 623 sind
mit korrespondierenden Spitzen 617 und Nuten 615 der
Gehäusebauteilverriegelungsfläche 613 im
Eingriff. Dieser Eingriff verhindert die relative Verdrehung zwischen
dem Zapfenbauteil 621 und dem Gehäusebauteil 611. Es
ist zu beachten, dass in einigen Ausführungsformen, solche wie die
eine, gezeigt in 6B, obwohl die Spitzen 625 und
die Nuten 627 der Zapfenbauteilverriegelungsfläche 623 „in Eingriff„ mit korrespondierenden
Spitzen 617 und Nuten 615 der Gehäusebauteilverriegelungsfläche 613 stehen,
die Zapfenbauteilverriegelungsfläche 623 nicht
in Kontakt mit der Gehäusebauteilverriegelungsfläche 613 ist.
Falls das Gehäusebauteil 611 verdreht
werden würde,
würde es
einen Verdrehkontakt zwischen den Spitzen 617, 625 der
Verriegelungsflächen 613, 623 erzeugen. Der
Kontakt zwischen den Spitzen 625 der Zapfenbauteilverriegelungsfläche 623 und
den Spitzen 617 der Gehäusebauteilsverriegelungsfläche 613 würde eine
relative Verdrehung verhindern. Ein derartiger Kontakt würde durch
relative Verdrehung des Zapfenbauteils 621 und des Gehäusebauteils 611 verursacht
und nicht durch die radiale Erweiterung der Verbindung. In einigen
anderen Ausführungsformen gibt
es einen Kontakt zwischen den Verriegelungsflächen 613, 623 nach
der plastischen radialen Erweiterung.
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7A zeigt
einen Querschnitt einer Verbindung 700 mit einer verformbaren
Dichtung 701 und einer Linksdreheinrichtung 702 vor
der plastischen radialen Erweiterung. Das Zapfenbauteil 730 beinhaltet
eine erste Dichtfläche 740 und
eine erste Abstandsfläche 738.
Das Zapfenbauteil beinhaltet auch eine erste Verriegelungsfläche 711,
angeordnet nah der ersten Dichtfläche und der ersten Abstandsfläche. Die
erste Verriegelungsfläche 711 ist
gerändelt und
der Abschnitt, der in 7A gezeigt ist, beinhaltet eine
Rille beziehungsweise eine Nut. Desgleichen weist das Gehäusebauteil 732 eine
zweite Dichtfläche 744 und
eine zweite Abstandsfläche 742 auf. Eine
zweite Verriegelungsfläche 721 ist
nahe zur zweiten Dichtfläche 744 und
der zweiten Abstandsfläche 742 angeordnet.
Die zweite Verriegelungsfläche 721 ist
auch gerändelt
und der Abschnitt, gezeigt in 7A, beinhaltet
eine Spitze.
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Es
ist zu beachten, dass jede der gerändelten Verriegelungsflächen 711, 721,
Spitzen und Nuten enthalten. In dieser Ausführungsform, gezeigt in 7A,
ist der Schnitt an einer Stelle durchgeführt, in dem es eine Nut in
der ersten Verriegelungsfläche 711 und
eine Spitze in der zweiten Verriegelungsfläche 721 gibt. Ein
Schnitt an einer unterschiedlichen Stelle kann eine Spitze in der
ersten Verriegelungsfläche
und eine Nut in der zweiten Verriegelungsfläche zeigen.
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7B zeigt
einen Querschnitt einer Ausführungsform
einer Verbindung 700 nach der plastischen radialen Erweiterung
des Zapfenbauteils 730 und des Gehäusebauteiles 732.
Wie oben mit Bezug zu 3 diskutiert, hat sich die zweite
Dichtfläche 744 am
Gehäusebauteil 732 verformt,
um in Dichtkontakt mit der ersten Dichtfläche 740 am Zapfenbauteil 730 zu
sein. In der gezeigten Ausführung
bleiben die Abstandsflächen 738, 742 außer Kontakt.
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Die 7B zeigt,
dass die erste Verriegelungsfläche 711 mit
der zweiten Verriegelungsfläche 721 im
Eingriff ist. Da die Verriegelungsflächen 711, 721 in
der gezeigten Ausführung
ein wechselndes beziehungsweise alternierendes Spitze/Nut-Muster aufweisen,
verhindert der Eingriff zwischen diesen die relative Verdrehung
zwischen dem Zapfenbauteil 730 und dem Gehäusebauteil 732.
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In
anderen Ausführungsformen
kann eine Linksdreheinrichtung Nuten an der Verriegelungsfläche oder
Hochreibungsbeschichtungen an den Verriegelungsflächen umfassen,
wie ein plasmavernebeltes Hartmetall (plasma spray carbide). Fachleute werden
erkennen, dass Linksdreheinrichtungen anders als eine gerändelte Oberfläche genutzt
werden können,
ohne vom Umfang der Erfindung ausgenommen zu werden.
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In
einigen Ausführungsformen
können
die Verriegelungsflächen
Beschichtungen einschließen, die
in Kontakt nach der plastischen radialen Erweiterung sind. 8 zeigt
zum Beispiel einen Querschnitt einer Ausführung einer Schraubverbindung
mit einem verformbaren Dichtungstyp 801 und Verriegelungsflächen 811, 821 mit
Beschichtungen 851, 852, die einander nach der
plastischen radialen Erweiterung kontaktieren. Eine erste Dichtfläche 840 ist
in Dichtkontakt mit einer zweiten Dichtfläche 844 und die erste
Abstandsfläche 838 und
die zweite Abstandsfläche 842 bleiben
außer
Kontakt. Die erste Beschichtung 852 an der ersten Verriegelungsfläche 811 und
die zweite Beschichtung 851 an der zweiten Verriegelungsfläche 821 sind
in Kontakt miteinander. In einigen Ausführungsformen sind die Beschichtungen 851, 852 Hochreibungsbeschichtungen,
die der relativen Verdrehbewegung zwischen dem Zapfenbauteil 830 und
dem Gehäusebauteil 832 widerstehen.
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Fachleute
werden in der Lage sein, andere Ausführungsformen der Verriegelungsflächen und der
Linksdreheinrichtungen zu entwickeln, die nicht vom Umfang der vorliegenden
Erfindung ausgenommen sind. Zum Beispiel beinhaltet in einigen Ausführungsformen
eine Verbindung mit einer Linksdreheinrichtung nicht die Abstandsflächen. Obwohl
die gezeigten Ausführungsformen
Abstandsflächen
beinhalten, werden Fachleute erkennen, dass diese nicht erforderlich
in der vorliegenden Erfindung sind.
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Vorteilhafterweise
ermöglichen
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung, die eine Linksdreheinrichtung einschließen, die
plastische radiale Erweiterung von Rohrwaren, drehende Erweiterungstechniken
ohne Relativverdrehung zwischen dem Zapfenbauteil und dem Gehäusebauteil
verwendend. Des Weiteren verhindern bestimmte Ausführungsformen
die Relativverdrehung der vorher erweiterten Verbindungen durch
die Rotation eines drehenden Erweiterungswerkzeuges, solches wie
eine Rolle.
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Während die
Erfindung mit Bezug zu einer begrenzten Anzahl von Ausführungsformen
beschrieben wurde, werden jene Fachleute, die den Vorteil dieser
Offenbarung haben, anerkennen, das andere Ausführungsformen erdacht werden
können, welche
nicht vom Schutzumfang der Erfindung, wie hierin offenbart, getrennt
sind. Demgemäß sollte
der Schutzumfang der Erfindung nur durch die beigeschlossenen Ansprüche beschränkt werden.