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Die
Erfindung betrifft eine Handhabungsvorrichtung für Rohre. Insbesondere, aber
nicht darauf beschränkt,
betrifft die Erfindung eine Rohrgleitfutter-Vorrichtung und -Verfahren.
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Bei
Bohrungen nach Öl
oder Gas ist es notwendig, die während
des Bohrens, der Komplettierung oder bei Reparaturarbeiten verwendeten
Rohrelemente an der Arbeitsbühne
des Bohrturms aufzuhängen.
Die üblicherweise
verwendete Vorrichtung wird als Rohrgleitfutter bzw. als Rotationsabfangkeile bezeichnet.
Die aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen beinhalten
eine Vorrichtung, welche ein Rohrelement umgreifen kann. Die Vorrichtung
hat an ihrer Innenfläche
Keilmittel für
ein Greifen des Rohrelements. Die Vorrichtung wird in einem Gleittrichter
auf der Arbeitsbühne
des Bohrturms platziert, wie sich für den Durchschnittsfachmann versteht.
Herkömmliche
Rotationsabfangkeile sind kommerziell von der Access Oil Tools Inc.,
New Iberia, Louisiana unter den Namen „DU" und „STU" Style Rotary Slips erhältlich.
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Bei
der normalen Verwendung von Rotationsabfangkeilen führt das
Gewicht des Rohrs zu einem Verkeilen der drei Abfangkeilsegmente
senkrecht in den Gleittrichter hinein. Die zahnartigen Auskragungen
der Einsätze
graben sich in das Rohr, wonach sich der Abfangkeil in den Trichter
verkeilt, um ein Hinabfallen des Rohrs in das Loch zu vermeiden, während auf
der Arbeitsbühne
Rohrverbindungen hergestellt oder gelöst werden. Der untere Absatz des
Gleitfuttersegments, auf welchem der untere Einsatz sitzt, neigt
dazu, einen überproportional
großen Anteil
des auf dem Abfangkeil ruhenden Gewichts zu tragen. Ein Defekt des
Abfangkeils drückt
sich dabei oft in einem Auswärtskrümmen oder
Auswärtsbiegen des
Bodens dieses Abfangkeilsegments an diesem Absatz aus, insbesondere
wenn der Abfangkeil in einem abgenutzten Gleittrichter sitzt, da
die Abfangkeile dann nicht gestützt
werden.
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Die
vorliegende Erfindung löst
viele dieser Probleme des Stands der Technik. Eine Aufgabe der Erfindung
ist es, sicher zu stellen, dass das Gesamtgewicht des Bohrstrangs
gleichmäßiger über die
volle vertikale Höhe
aller Gleitfuttersegmente verteilt wird. Eine weitere Aufgabe ist,
einen Rotationsabfangkeil anzugeben, welcher erheblichen Gewichtskräften widerstehen
kann, ohne vorzeitig zu versagen oder abzunutzen. Diese und viele
andere Aufgaben werden beim Lesen der nachstehenden Beschreibung
ersichtlich.
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US 2 962 919 A beschreibt
Greifeinsätze
für Rohrzangen
und Bohrgestängegleitfutter,
bei denen diagonal angeordnete Zähne
eine bessere in einem Winkel verlaufende Verbindung der Zähne mit
einem Rohr bieten als lediglich zwei in einem 90-Grad-Winkel zu
der Belastungsrichtung angeordnete Reihen. Die Zähne werden auf Trägern angeordnet,
welche in Reihen in einem Schlitz angeordnet sind, durch welchen
sie gegen eine Drehbewegung gesichert sind. Die beschriebenen Einsätze bilden
symmetrische, „V"-förmige, diagonale
Erhebungen und Vertiefungen und können entweder mit „aufrechten
Vs" oder „umgekehrten
Vs" angebracht werden.
Während
das Gleitfutter einen Bohrstrang während eines Hinzufügens oder
Entfernens von Bohrgestängeabschnitten hält, wird
eine Drehung des Rohrs vermieden und das Gleitfutter bietet dieselben
Haltekräfte
in der Drehrichtung wie in der vertikalen Halterichtung.
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US 2 552 618 A beschreibt
einen Rohrgleitfuttereinsatz, der das Rohr greifende Zähne aufweist und
der so konstruiert ist, dass er eine assymetrische Form hat, welche
nicht in einer umgekehrten Position eingesetzt (falsch eingesetzt)
werden kann. Dies ermöglicht
es, den Einsatz mit der effizientesten Art von mit dem Rohr wechselwirkenden
Zähnen
auszustatten. Die assymetrischen Einsätze werden in Löchern, die
in einer Reihe angeordnet sind, montiert und durch eine Haltestange
zusammengehalten.
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Eine
Rotationsabfangkeilvorrichtung für
die Handhabung von Rohrelementen auf einer Arbeitsbühne eines
Bohrturms wird nachstehend beschrieben. Die Rotationsabfangkeilvorrichtung
umfasst einen ersten Abfangkeil mit einer bogenförmigen Innenfläche und
einer Außenfläche, wobei
die Innenfläche
eine erste längs
angeordnete Aussparung aufweist, die einen ersten Absatz beinhaltet.
Die Vorrichtung beinhaltet weiter einen mit dem ersten Abfangkeil
verbundenen zweiten Abfangkeil, wobei der zweite Abfangkeil eine
zweite bogenförmige
Innenfläche
und eine Außenfläche aufweist.
Die Vorrichtung beinhaltet weiter einen dritten Abfangkeil, der eine
dritte bogenförmige
Innenfläche
und eine Außenfläche aufweist.
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Die
Vorrichtung umfasst ferner Mittel für ein Verbinden des ersten
Abfangkeils mit dem zweiten Abfangkeil und des zweiten Abfangkeils
mit dem dritten Abfangkeil, so dass die Innenfläche des ersten, zweiten und
dritten Abfangkeils ein erstes Rohrelement auf der Arbeitsbühne eines
Bohrturms greifen kann. Ein erster Einsatz ist inbegriffen, wobei
der erste Einsatz eine erste Schulter aufweist, die so konfiguriert
ist, dass sie in den ersten Absatz passt, wobei die erste Schulter
eine Last von dem ersten Einsatz auf den ersten Absatz überträgt.
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In
einer Ausbildung hat die Innenfläche
des zweiten Abfangkeils eine zweite längs angeordnete Aussparung,
wobei die zweite längs
angeordnete Aussparung einen zweiten Absatz aufweist. Die Vorrichtung
umfasst ferner einen zweiten Einsatz mit einer zweiten Schulter,
welche so konfiguriert ist, dass sie in den zweiten Absatz passt,
wobei die zweite Schulter eine Last von dem zweiten Einsatz auf
den zweiten Absatz überträgt.
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Zusätzlich hat
die Innenfläche
des dritten Abfangkeils eine dritte längs angeordnete Aussparung, wobei
die dritte längs
angeordnete Aussparung einen dritten Absatz aufweist. Die Vorrichtung
umfasst ferner einen dritten Einsatz der eine dritte Schulter aufweist,
die so konfiguriert ist, dass sie in den dritten Absatz passt, wobei
die dritte Schulter eine Last von dem dritten Einsatz auf den dritten
Absatz überträgt.
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Die
Rohrhandhabungsvorrichtung kann weiter einen vierten Absatz umfassen,
der innerhalb der ersten längs
angeordneten Aussparung angeordnet ist. Ebenfalls wird ein vierter
Einsatz beinhaltet sein, welcher eine vierte Schulter umfasst, die
so konfiguriert ist, dass sie in den vierten Absatz passt, wobei die
vierte Schulter eine Last von dem vierten Einsatz auf den vierten
Absatz überträgt.
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Die
Rohrhandhabungsvorrichtung kann weiter einen fünften Absatz, welcher innerhalb
der zweiten längs
angeordneten Aussparung angeordnet ist, und einen fünften Einsatz
umfassen. Der fünfte
Einsatz weist eine fünfte
Schulter auf, die so konfiguriert ist, dass sie in den fünften Absatz
passt, wobei die fünfte
Schulter eine Last von dem fünften
Einsatz auf den fünften
Absatz überträgt. Weiter
kann ein sechster Absatz vorgesehen sein, wobei der sechste Absatz
innerhalb der dritten längs
angeordneten Aussparung angeordnet ist. Der sechste Einsatz umfasst eine
sechste Schulter, die so konfiguriert ist, dass sie in den sechsten
Absatz passt, wobei die sechste Schulter eine Last von dem sechsten
Einsatz auf den sechsten Absatz überträgt.
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In
einer Ausführungsform
sind die Einsätze aus
einem 8620-Stahl, 1018-Stahl oder einer Stahllegierung mit niedrigem
Kohlenstoffanteil gebildet. Zusätzlich
haben in einer bevorzugten Ausführungsform
der erste, zweite, dritte, vierte, fünfte und sechste Absatz eine
Bodenfläche,
die einen Winkel von +20 Grad bis –20 Grad relativ zu einer horizontalen Ebene
aufweist, wobei die Schulter der Einsätze einen komplementären Winkel
von +20 Grad bis –20 Grad
aufweist.
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Ein
Verfahren für
ein in Eingriff bringen eines Rohrelements mit einem Drehtisch einer
Arbeitsbühne
einer Bohrvorrichtung wird nun beschrieben. Das Verfahren beinhaltet
ein Bereitstellen einer Gleitfuttervorrichtung, wobei die Gieltfuttervorrichtung
umfasst: einen ersten Abfangkeil mit einer Innenfläche die eine
erste längs
angeordnete Aussparung aufweist, die einen ersten und zweiten Absatz
hat; ein zweiter Abfangkeil, der mit dem ersten Abfangkeil verbunden
ist, wobei der zweite Abfangkeil eine bogenförmige Innenfläche und
eine zweite längs
angeordnete Aussparung hat, die einen dritten und vierten Absatz
beinhaltet; ein dritter Abfangkeil der eine dritte längs angeordnete
Aussparung mit einem fünften und
einem sechsten Absatz darin umfasst; ein erster Absatz mit einer
Schulter, die so konfiguriert ist, dass sie in den ersten Absatz
passt; ein zweiter Einsatz mit einer Schulter, die so konfiguriert
ist, dass sie in den zweiten Absatz passt; ein dritter Einsatz mit
einer Schulter, die so konfiguriert ist, dass sie in den dritten Absatz
passt; ein vierter Einsatz mit einer Schulter, die so konfiguriert
ist, dass sie in den vierten Absatz passt; ein fünfter Einsatz mit einer Schulter,
die so konfiguriert ist, dass sie in den fünften Absatz passt; ein sechster
Einsatz mit einer Schulter, die so konfiguriert ist, dass sie in
den sechsten Absatz passt.
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Das
Verfahren umfasst ferner ein Platzieren eines ersten Rohrelements
in dem Drehtisch auf der Arbeitsbühne eines Bohrturms und ein
Einsetzen der Abfangkeilvorrichtung in den Drehtisch. Danach wird die
Abfangkeilvorrichtung mit dem ersten Rohrelement in Eingriff gebracht,
so dass der erste Einsatz, der zweite Einsatz, der dritte Einsatz,
der vierte Einsatz, der fünfte
Einsatz und der sechste Einsatz mit dem ersten Rohrelement in Eingriff
gelangen und das erste Rohrelement von dem Drehtisch herabhängt. Das
Verfahren beinhaltet ein Übertragen
der Last des ersten Rohrelements auf den ersten Einsatz, den zweiten
Einsatz, den dritten Einsatz, den vierten Einsatz, den fünften Einsatz
und den sechsten Einsatz, welche wiederum die Last auf die erste
Schulter, die zweite Schulter, die dritte Schulter, die vierte Schulter,
die fünfte
Schulter und die sechste Schulter übertragen.
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Das
Verfahren beinhaltet ferner ein Übertragen
der Last von der ersten, zweiten, dritten, vierten, fünften und
sechsten Schulter auf den entsprechenden ersten, zweiten, dritten,
vierten, fünften
und sechsten Absatz des jeweiligen ersten, zweiten und dritten Abfangkeils.
Mit dieser Konstruktion wird die Last des ersten Rohrelements über die
Länge des ersten
Abfangkeils, des zweiten Abfangkeils und des dritten Abfangkeils
verteilt.
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Das
Verfahren umfasst ferner das Verbinden eines zweiten Rohrelements
mit dem ersten Rohrelement über
ein Gewinde und ein anschließendes
Entfernen der Abfangkeilvorrichtung von dem Drehtisch. Das miteinander
verbundene erste Rohrelement und das zweite Rohrelement werden in
dem Bohrloch herabgelassen und die Abfangkeilvorrichtung wird in den
Drehtisch eingesetzt. Die Absatzkeilvorrichtung wird um das zweite
Rohrelement herum in Eingriff gebracht und die Last des ersten und
zweiten Rohrelements wird auf den ersten, den zweiten, den dritten, den
vierten, den fünften
und den sechsten Einsatz übertragen,
welche wiederum die Last von der ersten, zweiten, dritten, vierten,
fünften
und sechsten Schulter auf den ersten, zweiten, dritten, vierten,
fünften
und sechsten Absatz des jeweiligen ersten, zweiten und dritten Abfangkeils übertragen.
Somit wird die Last des ersten und zweiten Rohrelements über die
Länge des
ersten Abfangkeils, des zweiten Abfangkeils und des dritten Abfangkeils
verteilt.
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Ein
Vorteil der Erfindung ist, dass die neuartige Konstruktion der Abfangkeile
sicherstellt, dass das Gesamtgewicht des Bohrstrangs gleichmäßiger über die
gesamte vertikale Höhe
aller Abfangkeilsegmente verteilt wird. Ein weiterer Vorteil ist,
dass jeder Einsatz individuell in der dem Einsatz zugeordneten Aussparung
gehalten wird. Dies stellt sicher, dass die belastenden Kräfte von
der Unterseite der Abfangkeile weg verteilt werden, welche den dünnsten Abschnitt
bildet und somit am anfälligsten
für ein
Versagen ist.
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Ein
weiterer Vorteil ist, dass die neue Konstruktion der Abfangkeile
eine höhere
Lebensdauer der Abfangkeile ermöglicht.
Noch ein weiterer Vorteil ist, dass größere Gewichte von den Abfangkeilen
gehalten werden können.
Beispielsweise kann die vorliegende Konstruktion in Meeresbohrungen
angewendet werden, da dort erhebliche Belastungen durch den Arbeitsrohrstrang
verursacht werden. Noch ein weiterer Vorteil ist, dass die Einsätze visuell auf
Abnutzung und Ermüdung
untersucht werden können,
während
sie nicht verwendet werden. Noch ein weiterer Vorteil ist, dass
die Einsätze
direkt am Ort der Bohrung einfach ersetzt werden können.
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Eine
Eigenschaft der vorliegenden Erfindung ist, dass der in den Absatz
eingearbeitete Winkel komplementär
zu dem Winkel der Schulter des Einsatzes ist. Eine weitere Eigenschaft
ist der zwischen den einzelnen längs
angeordneten Einsätzen
vorgesehene Spalt, der in dem Fall, dass sich ein Einsatz während der
Verwendung längs
nach unten verformt dazu führt,
dass der verformte Einsatz nicht gegen die benachbarten Einsätze presst.
Eine weitere Eigenschaft ist, dass, während Rotationsabfangskeile gezeigt
werden, die Erfindung auch auf andere Abfangkeile wie beispielsweise,
aber nicht darauf beschränkt,
Bohrkragenfutter, Hüllfutter
und Leitungsabfangkeile anwendbar ist.
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1 ist
eine perspektivische Ansicht eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
eines montierten erfindungsgemäßen Rotationsabfangkeils.
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2 ist
eine Querschnittsansicht der Abfangkeile entlang der Linie AA aus 1.
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3A ist
eine seitliche Querschnittsansicht eines erfindungsgemäßen Abfangkeils
ohne Einsätze.
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3B ist
eine vergrößerte Ansicht
einer Ausführungsform
des in 3A gezeigten Absatzes.
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3C ist
eine vergrößerte Ansicht
einer zweiten Ausführungsform
des Absatzes gemäß 3A.
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4A ist
eine Querschnittsansicht einer ersten Ausführungsform eines Einsatzes
der Erfindung.
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4B ist
eine Querschnittsansicht einer zweiten Ausführungsform eines Einsatzes
der Erfindung.
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4C ist
eine Querschnittsansicht einer dritten Ausführungsform eines Einsatzes
der Erfindung.
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5 ist
eine Rückansicht
einer bevorzugten Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Einsatzes.
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6 ist
eine Ansicht der bevorzugten Ausführungsform eines Einsatzes
von unten entlang der Linie A-A aus 4.
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7A ist
eine Seitenansicht des Abfangkeils aus 3 mit
dem darin eingesetzten Einsatz.
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7B ist
eine vergrößerte Ansicht
des unteren Endes des Abfangkeils gemäß 7A.
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8 ist
eine teilweise geschnittene Ansicht eines Abfangkeils im Eingriff
mit einem Rohrelement.
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9 ist
eine Querschnittsansicht der Abfangkeile in Eingriff mit einem Rohrelement
innerhalb eines Gleittrichters.
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10.
ist eine Querschnittsansicht der Federscharnierverbindung wie sie
in der Erfindung verwendet wird.
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Ein
bevorzugtes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel
wird im Folgenden unter Bezugnahme auf 1, welche
eine perspektivische Ansicht auf montierte Rotationsabfangkeile
ist, beschrieben. Die Rotationsabfangkeile 2 werden gelegentlich
auch als Rohrhandhabungsvorrichtung 2 bezeichnet. Die Rotationsabfangkeile 2 umfassen
einen ersten Abfangkeil 4, wobei der erste Abfangkeil 4 eine
hauptsächlich
gebogene Innenfläche 6 und
eine hauptsächlich
gebogene Außenfläche 8 umfasst.
Der Abfangkeil 4 hat ein oberes Ende 10 und ein
unteres Ende 12. Wie in 1 zu sehen
ist, ist das Profil des Abfangkeils im wesentlichen durch eine keilförmige Kontur
mit einer Außenfläche 8,
die zu dem unteren Ende 12 hin kegelförmig zuläuft, gegeben.
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Der
Abfangkeil 4 umfasst ein Griffelement 14, wobei
das Griffelement 14 mit dem Abfangkeil 4 durch
herkömmliche
Mittel wie Stifte oder Splinte verbunden ist. Die Verbindungsmittel
für ein
Verbinden des Abfangkeils 4 mit dem Abfangkeil 20 beinhalten, dass
der Abfangkeil 4 ein Paar von Vorsprüngen 16a, 16b mit
darin befindlichen Öffnungen
für ein
Platzieren einer Scharnierfedervorrichtung 18 (welche ebenso
in 10 zu sehen ist) für eine Verbindung mit dem zweiten
Abfangkeils 20 umfasst. Die Außenfläche und die Innenfläche sind
durch eine Reihe von Rippen miteinander verbunden. Die Abfangkeile
können
als ein einzelner keilförmiger
Block geformt sein; dies erzeugt tendenziell sehr schwere Abfangkeile. Durch
das Vorsehen einer Reihe von Rippen (allgemein bei 21 zu
sehen) sind die Rotationsabfangteile 2 im Allgemeinen leichter,
behalten aber, wie für
den Durchschnittsfachmann verständlich
ist, die notwendige Stärke
und Integrität
für eine
Verwendung im Greifen und Halten von Rohrelementen. In der Innenfläche 6 sind
die neuartigen Einsatzelemente angeordnet, die in dieser Anmeldung
nachstehend detaillierter beschrieben werden.
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Der
zweite Abfangkeil 20 umfasst ebenfalls eine hauptsächlich gebogene
Innenfläche 22 und eine
hauptsächlich
gebogene Außenfläche 24.
Der Abfangkeil 20 hat ein oberes Ende 26 und ein
unteres Ende 28. Wie vorstehend bemerkt, zeigt das Profil des
Abfangkeils eine im wesentlichen keilförmige Kontur, wobei die Außenfläche 24 kegelförmig zum unteren
Ende 28 hin zusammenläuft.
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Der
zweite Abfangkeil 20 umfasst ein Griffelement 30,
wobei das Griffelement 30 ebenfalls mit dem Abfangkeil 20 durch
herkömmliche
Mittel wie etwa Stifte oder Splinte verbunden ist. Der Abfangkeil 20 umfasst
weiter ein Paar von Vorsprüngen 32a, 32b,
welche Öffnungen
für ein
Einbringen einer Scharnierfedervorrichtung 18 für eine Verbindung
mit dem ersten Abfangkeil 4 aufweisen. In der Innenfläche 22 ist
ein neuartiges Einsatzelement angeordnet, das in dieser Anmeldung
nachstehend detaillierter beschrieben wird. Der zweite Abfangkeil 20 umfasst weiter
zweite Verbindungsmittel für
eine Verbindung mit einem dritten Abfangkeil 38, welches
ein zweites Paar von Vorsprüngen 34a, 34b beinhalten,
die ebenfalls Öffnungen
für ein
Einsetzen einer Scharnierfedervorrichtung 36 für eine Verbindung
mit dem dritten Abfangkeil 38 aufweisen.
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Der
dritte Abfangkeil 38 weist weiter eine hauptsächlich gebogene
Innenfläche 40 und
eine hauptsächlich
gebogene Außenfläche 42 auf.
Der Abfangkeil 38 hat ein oberes Ende 44 und ein
unteres Ende 46. Das Profil des Abfangkeils 38 ist
ebenfalls eine keilförmige
Kontur mit einer kegelförmig
zu dem unteren Ende 46 hin laufenden Außenfläche 42.
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Der
dritte Abfangkeil 38 umfasst ein Griffelement 48,
wobei das Griffelement 48 ebenfalls wie vorstehend beschrieben
mit dem dritten Abfangkeil 38 durch herkömmliche
Mittel wie etwa Stifte oder Splinte verbunden ist. Der Abfangkeil 38 weist
ein Paar von Vorsprüngen 50a, 50b auf,
welche Öffnungen
für ein
Einsetzen einer Scharnierfedervorrichtung 36 für eine Verbindung
mit dem zweiten Abfangkeil 20 umfassen. An der Innenfläche 40 ist
ein neuartiges Einsatzelement, das in der Anmeldung nachstehend
detaillierter beschrieben wird, eingesetzt.
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Im
Folgenden wird auf 2 Bezug genommen, eine Querschnittsansicht
der Abfangkeile ohne Einsätze
entlang der Linie A-A aus 1. Es soll
bemerkt werden, dass sich gleiche Bezugszeichen in verschiedenen
Figuren auf gleiche Komponenten beziehen. Daher ist der erste Abfangkeil 4 mit
der Innenfläche 6 zu
sehen, wobei die Innenfläche 6 weiter eine
längs angeordnete
Aussparung 54 aufweist. Die Aussparung 54 wirkt
mit den Einsätzen
zusammen, wie nachstehend erklärt
werden wird. 2 zeigt weiter eine Rippe 21,
welche die Innenfläche 6 mit der
Außenfläche 8 verbindet,
wie vorstehend bemerkt wurde. Der erste Anfangkeil 4 ist
mit dem zweiten Abfangkeil 20 über eine Scharnierfedervorrichtung 18 durch
die Vorsprünge 16a des
ersten Abfangkeils 4 und die Vorsprünge 32a des zweiten
Abfangkeils 20 verbunden.
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Weiter
ist in 2 der zweite Abfangkeil 20 mit der Innenfläche 22 gezeigt,
wobei weiter die Innenfläche 22 eine
längs angeordnete
Aussparung 56 aufweist. Die Aussparung 56 wirkt
mit den Einsätzen zusammen,
wie nachstehend erläutert
wird. 2 zeigt weiter eine Rippe 58, welche
die Innenfläche 22 mit
der Außenfläche 24 verbindet,
wie vorstehend bemerkt wurde. Der zweite Abfangkeil 20 ist
mit dem dritten Abfangkeil 38 über eine Gelenkfedervorrichtung 36 durch
die Vorsprünge 34a des
zweiten Abfangkeils 20 und die Vorsprünge 50a des dritten
Abfangkeils 38 verbunden.
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2 zeigt
ebenso den dritten Abfangkeil 38 mit der Innenfläche 40,
wobei die Innenfläche 40 weiter
eine längs
angeordnete Aussparung 60 aufweist. Die Aussparung 60 wirkt
mit den Einsätzen
zusammen, wie nachstehend erläutert
wird. 2 zeigt weiter die Rippe 62, welche wie
vorstehend bemerkt wurde die Innenfläche 40 mit der Außenfläche 42 verbindet.
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Bezugnehmend
auf 3A wird nun eine seitliche Querschnittsansicht
entlang der Linie 3A-3A aus 2 des Abfangkeils 4 ohne
Einsätze
beschrieben. 3A zeigt die gebogene, zum unteren
Ende 12 hin kegelförmig
zusammenlaufende Außenfläche 8. 3A zeigt
weiter die gebogene Innenfläche 6 zusammen
mit der längs
angeordneten Aussparung 54. Die gebogene Innenfläche 6 erstreckt
sich von der unteren Leiste 66 an einem Ende und die gebogene
Innenfläche 6 erstreckt
sich zu der oberen Leiste 68 an dem anderen Ende. Die gebogenen
Innenfläche 6 weist
eine Mehrzahl von darin angeordneten Absätzen auf, nämlich den Absatz 70,
den Absatz 72, den Absatz 74 und den Absatz 76.
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Jeder
Absatz weist eine angewinkelte Oberfläche auf, welche in einer bevorzugten
Ausführungsform
zwischen +20 Grad und –20
Grad beträgt
und in einer der bevorzugten Ausführungsformen 10 Grad beträgt, wie
durch Bezugszeichen 80 in 3A beschrieben
ist. Es soll bemerkt werden, dass in der am meisten bevorzugten
Ausführungsform
der Winkel 0 Grad beträgt,
das heißt,
er ist radial flach. Der Winkel des Absatzes wirkt mit dem Winkel
der Schulter des Einsatzes zusammen und ist komplementär zu diesem,
wobei die Schulter auf dem Absatz ruht, wie nachstehend in größerer Genauigkeit
erklärt
wird. Es soll bemerkt werden, dass der Absatz 70 eine ind
er Aussparung 54 angeordnete Rückseite 82 aufweist; dass
der Absatz 72 eine Rückseite 84 aufweist;
dass der Absatz 74 eine Rückseite 86 aufweist;
und dass Absatz 76 eine Rückseite 88 aufweist.
Weiter soll bemerkt werden, dass, während der Abfangkeil 4 und dessen
Eigenschaften unter Bezugnahme auf 3A beschrieben
werden, alle Abfangkeile (nämlich
Abfangkeil 4, Abfangkeil 20 und Abfangkeil 38) einen
im Wesentlichen ähnlichen
Aufbau aufweisen.
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3B ist
eine vergrößerte Ansicht
einer Ausführung
des Absatzes gemäß 3A. 3B zeigt
einen Winkel von +20 Grad; beispielsweise hat Absatz 72 einen
Winkel von 20 Grad. 3C ist eine vergrößerte Ansicht
einer weiteren Ausführung
eines Absatzes 3A. 3C zeigt
einen Winkel von –20
Grad; beispielsweise hat Absatz 74 in dieser Ausführung einen
Winkel von –20
Grad.
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Unter
Bezugnahme auf 4A wird nun eine Querschnittsansicht
der bevorzugten Ausführung
eines erfindungsgemäßen Einsatzes 90a beschrieben.
Da der Einsatz 90a an die gebogene Innenfläche 6 angepasst
ausgebildet ist, ist der Einsatz 90a ebenfalls gebogen
ausgebildet. Der Einsatz 90a hat eine gebogene Vorderseite 92a,
die an der Keilfläche
angeordnete Greifmittel beinhaltet, wie für den Durchschnittsfachmann
verständlich
ist. Die Greifmittel der Keilfläche
beinhalten zahnartige Vorsprünge, welche
für ein
Eingreifen an Rohrelementen in Reihen angeordnet sind.
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Der
Einsatz 90a weist eine Oberseite 93a und und eine
gebogene Rückseite 94a auf,
wobei die Rückseite
eine erste Oberfläche 96a aufweist,
welche sich bis zu der Schulter 98a erstreckt, welche sich
wiederum bis zu der zweiten Oberfläche 100a erstreckt.
Die zweite Oberfläche
endet an der angewinkelten Schulter 102a, wobei die angewinkelte Schulter
einen Winkel zwischen +20 Grad und –20 Grad aufweist. In einer
der bevorzugten Ausführungen
ist die Schulter in einem Winkel von 10 Grad angeordnet, wie durch
das Bezugszeichen 104a in 4A abzeichnet;
Wie bereits vorstehend bemerkt, ist die am meisten bevorzugte Ausführung ein
Winkel von 0 Grad, das heißt
radial flach. Die angewinkelte Schulter 102a erstreckt
sich zu der dritten Oberfläche 106a,
wobei die Oberfläche 106a an
dem unteren Ende 108a endet.
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4B zeigt
eine Querschnittsansicht einer zweiten Ausführung eines erfindungsgemäßen Einsatzes,
und zeigt insbesondere die Schulter mit einem Winkel von +20 Grad. 4C ist
eine Querschnittsansicht einer dritten Ausführung eines erfindungsgemäßen Einsatzes;
die Schulter 102a hat einen Steigungswinkel von 20 Grad. 4C zeigt
die Schulter mit einem Winkel von –20 Grad; daher weist die Schulter 102a einen
Steigungswinkel von –20 Grad
auf.
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Unter
Bezugnahme auf 5 wird im folgenden eine Rückansicht
des Einsatzes 90a gemäß 4A beschrieben.
Daher ist die erste Oberfläche 96a in
Erstreckung bis zu der zweiten Oberfläche 100a gezeigt,
gemeinsam mit der angewinkelten Schulter 102a welche sich
wiederum bis zu der dritten Oberfläche 106a erstreckt. 5 zeigt
weiter die Seite 110a und die Seite 112a.
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6 zeigt
eine Ansicht des Einsatzes 90a der Linie A-A aus 4A von
unten. Diese Ansicht zeigt die bogenförmige Natur des Einsatzes 90a.
Beispielsweise ist die zweite Oberfläche 102a gewölbt. 6 zeigt
weiter die gewölbte
Vorderseite 92a mit den zahnartigen Vorsprüngen. Das
untere Ende 108a des Einsatzes 90a ist ebenfalls
gezeigt. Die Seite 110a erstreckt sich hin zu der angewinkelten Erweiterung 114 und
die Seite 112a erstreckt sich hin zur angewinkelten Erweiterung 116.
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Unter
Bezugnahme auf 7A wird nun eine Seitenansicht
des Abfangkeils 4 aus 3 mit darin
eingesetzten Einsätzen
beschrieben. Insbesondere stößt die Schulter 112a des
Einsatzes 90a an dem Absatz 70 an. Es ist zu bemerken,
dass die angewinkelte Schulter 102a welche einen 10 Grad
Winkel aufweist, mit dem 10 Grad Winkel des Absatzes 70 zusammenwirkt.
Weiter liegt die zweite Oberfläche 100a an
der Rückseite 82 an.
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Bezugnehmend
auf den Einsatz 90b stößt die zweite
Oberfläche 100b an
der Rückseite 84 an. Die
angewinkelte Schulter 102b des Einsatzes 90b stößt an dem
Absatz 72 an. Es ist zu bemerken, dass der 10 Grad Winkel
der Schulter 102b auch mit dem 10 Grad Winkel des Absatzes 72 zusammenwirkt. Unter
Bezugnahme auf den Einsatz 90c berührt die zweite Oberfläche 100c die
Rückseite 86.
Die angewinkelte Schulter 102c des Einsatzes grenzt an
den Absatz 74 an. Wie bereits zuvor bemerkt, weist die angewinkelte
Schulter 102c einen 10 Grad Winkel auf, welcher mit dem
10 Grad Winkel des Absatzes 74 zusammenwirkt. Unter Bezugnahme
auf den Einsatz 90d grenzt die zweite Oberfläche 100d an
die Rückseite 88 an.
Die angewinkelte Schulter 102d stößt an den Absatz 76.
Wie gezeigt, wirkt der 10 Grad Winkel der Schulter 102d mit
dem 10 Grad Winkel des Absatzes 76 zusammen.
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In
Vorrichtungen gemäß des Standes
der Technik würde
sich der Bodenabschnitt verwinden und/oder nach außen biegen,
wie durch den Pfeil „A" angegeben; dies
ist bekannt als „Ausbiegen". Der Bodenabschnitt „T" ist in 7A gezeigt.
In der bevorzugten Ausbildung verhindert die Lücke „G" eine Übertragung der Last auf die
Leiste 66, so dass ein Ausbiegen vermieden wird. Es liegt
jedoch im Bereich der Erfindung, dass das untere Ende 108d an die
Leiste 66 angrenzen kann, auch wenn dies nicht in 7A gezeigt
ist (siehe beispielsweise 7B und 8).
Auch in dem Fall, dass keine Lücke
existiert, würde
ein Ausbiegen vermieden werden, da eine Last entsprechend der Lehre
der Erfindung über die
gesamte Länge
des Abfangkeils verteilt ist, das heißt, die Last ist auf die Absätze 70, 72, 74 und 76 verteilt.
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7B ist
eine vergrößerte Ansicht
des unteren Endes des Abfangkeils gemäß 7A mit
einem geringen Unterschied: 7B zeigt
eine vergrößerte Ansicht
mit einer Ausführung
des unteren Endes 108d die, an die Leiste 68 angrenzt.
Mit anderen Worten weist die Ausführung gemäß 7B nicht die
in 7A gezeigt Lücke
auf.
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Im
folgenden wird nun 8 beschrieben. 8 ist
eine teilweise Querschnittsansicht des Abfangkeils 4 im
Eingriff mit einem Rohrelement 120. Ein Rohrelement 120 ist
in den Drehtisch auf einer Arbeitsbühne eingesetzt und die Abfangkeilvorrichtung
ist in den Drehtisch eingesetzt. Die zahnartigen Vorsprünge, wie
bei 122 gezeigt, bringen den Abfangkeil 4 ebenso
wie die anderen Abfangkeile 20 und 38 (welche
in der Ansicht nicht gezeigt sind) in Eingriff, wodurch das Rohrelement 120 von
dem Drehtisch herabgehängt
wird. Die Last des Rohrelements 120 wird von den Zähnen 122 auf
die Einsätze,
beispielsweise auf den Einsatz 90a, dann auf die angewinkelte
Schulter 102a und dann wiederum auf den Absatz 70 der
gebogenen Innenfläche 6 des Abfangkeils 4 übertragen.
Der Pfeil 124 zeigt den Punkt an dem die Last von der Schulter 102a auf
den Absatz 70 übertragen
wird.
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Unter
Bezugnahme auf den Einsatz 90b wird die Last von den Zähnen des
Einsatzes 90b übertragen,
dann auf die angewinkelte Schulter 102b dann weiter auf
den Absatz 72 der gebogenen Innenseite 6 des Abfangkeils 4.
Pfeil 126 stellt den Punkt dar, an welchem die Last von
der Schulter 102b auf den Absatz 72 übertragen
wird. Unter Bezugnahme auf den Einsatz 90c wird die Last
von den Zähnen
auf den Einsatz 90c übertragen,
dann auf die angewinkelte Schulter 102c, von wo sie wiederum
auf den Absatz 74 der gebogenen Innenseite 6 des
Abfangkeils 4 übertragen
wird. Pfeil 128 zeigt den Punkt, an welchem die Last von
der Schulter 102c auf den Absatz 74 übertragen
wird.
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Bezugnehmend
auf den Einsatz 90d wird die Last von den Zähnen des
Einsatzes 90d übertragen, dann
auf die angewinkelte Schulter 102d, von wo sie wiederum
auf den Absatz 76 der gebogenen Innenfläche 6 des Abfangkeils 4 übertragen
wird. Der Pfeil 130 zeigt den Punkt, an welchem die Last
von der Schulter 102 auf den Absatz 76 übertragen
wird. In einer Ausführung überträgt das untere
Ende 108d des Einsatzes 90d die Last auch auf
das untere Ende 12 des Abfangkeils 4 wie mit Pfeil 132 gezeigt;
jedoch hat sich die Last bedingt durch die neuartige Konstruktion
vermindert, nämlich
durch die Verteilung entlang der gesamten Länge der gebogenen Innenseite 6,
was eine sehr viel größere Verklemmung
ermöglicht.
Es sollte bemerkt werden, dass in 8 ein Spalt
gezeigt ist.
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Wie
bereits zuvor bemerkt, ist es möglich,
einen Spalt zwischen 108d und der unteren Leiste 66 wie
in 7A gezeigt so haben, wobei jedoch keine Last auf
die untere Leiste übertragen
wird, was eine Deformation der unteren Leiste 66 vermeidet.
In der in 8 gezeigten Ausführungsform
wird jedoch ein Teil der Last wie durch Pfeil 132 gezeigt übertragen.
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Im
Normalgebrauch kann ein zweites Rohrelement 134 durch verschrauben
mit dem ersten Rohrelement über
ein externes Gewinde 136 verbunden werden, wie dem Durchschnittsfachmann
auf dem Gebiet bekannt ist. Nach Verschraubung der beiden Rohre
hebt die Bedienperson die Rohre an und entfernt die Abfangkeilvorrichtung
aus dem Drehtisch. Die miteinander verbundenen Rohre werden dann
auf das gewünschte
Niveau abgesenkt. Die Abfangkeilvorrichtung 2 kann dann
wieder in den Drehtisch eingesetzt werden, wie es sich für den Fachmann
versteht.
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9 ist
eine teilweise Querschnittsansicht der Abfangkeile im Eingriff mit
einem Rohrelement innerhalb eines Gleittrichters. Der Rotationsabfangkeil 2 ist
so ausgebildet, dass er in den Rotationstopf 150 passt,
welcher wiederum in ein Drehlager und den Drehtisch auf der Arbeitsbühne eingesetzt
ist, wie sich für
den Fachmann versteht. Diese Ansicht zeigt, dass die Abfangkeile
mit dem Rohrelement 134 in Eingriff sind. Der Rotationsabfangkeil 2 ist
dann wieder in den Gleittrichter 150 eingesetzt und der
Rotationsabfangkeil ist so positioniert, dass er das zweite Rohrelement 134 umgibt.
Ein weiteres Absenken des Rohrelementes 134 führt zu einem
Absenken der Anfangkeilvorrichtung 2 in den Gleittrichter 150.
Durch die keilförmige
Gestalt gelangt die Anfangkeilvorrichtung 2 mit dem Rohr
in Eingriff, ohne dass das Rohr durch den Gleittrichter 150 hindurchfällt. Die
Last dieses Rohrstrangs (nämlich
des Rohrs 120 und des Rohrs 134) werden über die
Absätze,
welche in jedem einzelnen Abfangkeil, nämlich dem Abfangkeil 4,
Abfangkeil 20 und Abfangkeil 38 angeordnet sind, verteilt,
wie vorstehend beschrieben wurde. Beispielsweise wird für den Abfangkeil 4 aus 8 die Last über die
Absätze 70, 72, 74 und 76 und
die Leiste 66 verteilt.
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10 zeigt
eine unvollständige
Querschnittsansicht einer Scharnierfedervorrichtung 160. Die
Scharnierfedervorrichtung ist von der Art, wie sie für die Scharnierfedervorrichtung 18 gemäß 1 und
die Scharnierfedervorrichtung 36 ebenfalls gemäß 1 verwendet
wird. Die Scharnierfedervorrichtung 160 wird zur Verbindung
der Abfangkeile verwendet, wie vorstehend bemerkt wurde. Die Scharnierfedervorrichtung
führt zu
einer Verbindung der Abfangkeile untereinander. Die Scharnierfedervorrichtung 160 ist
von der Access Oil Tools Inc. unter der Teile Nummer 03-108 kommerziell
erhältlich.
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Veränderungen
und Abwandlungen der speziell beschriebenen Ausführung können durchgeführt werden,
ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen, welcher nur durch den
Bereich der nachfolgenden Ansprüche
und deren Äquivalente
beschränkt ist.