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Die vorliegende Erfindung betrifft einen verbesserten
Verbindungsmechanismus, welcher gewichtsbetätigt sein kann, zur
Befestigung eines rohrförmigen Körpers in einem anderen in
vorbelastetem Zustand innerhalb einer Unterwasserbohrung.
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Vor Schaffung der vorliegenden Erfindung erforderte die
Befestigung eines rohrförmigen Körpers innerhalb eines anderen
in einer Unterwasserbohrung die Verwendung eines auf Druck
ansprechenden Betätigers, welcher einen Keil oder ein anders
geformtes Teil in eine bestimmte Stellung bewegte, um den
Verriegelungsmechanismus in Eingriff mit dem Innenprofil des
äußeren rohrförmigen Körpers zu bringen. Ein Beispiel dieses
Typs einer auf Druck ansprechenden Verbindungseinrichtung ist
in US-A-4,372,584 dargestellt, bei dem aneinanderstoßende
rohrförmige Körper durch Verriegelungsfinger eines
Verriegelungsmantels verbunden werden. Ein Ende der Finger greift in
den Flansch eines rohrförmigen Körpers und das andere Ende
wird nach außen in Eingriff mit einem inneren Flansch oder
einem Mantel, der sich von dem anderen rohrförmigen Körper in
benachbarte Stellung zum Flanschende des ersten rohrförmigen
Körper erstreckt, verkeilt. Die Verriegelungsfinger werden
durch ein keilförmiges Gleitstück an der Außenseite des
ersten rohrförmigen Körpers nach außen verkeilt und bewegen
sich in Abhängigkeit von hydraulischem Druck, der auf eine
Fluidkammer, die zwischen einem an dem ersten rohrförmigen
Körper befestigten Ring und der Innenseite des Keiles
angeordnet ist, ausgeübt wird. Diese Offenbarung schlägt keine
Verbindung in einer Unterwasserbohrung vor, jedoch verwenden
solche Verbindungen hydraulisch angetriebene Keile, um die
Verriegelungselemente in die inneren Profile des äußeren
Körpers zu drücken. US-A-3,489,221 ist ein Beispiel für eine
solche Konstruktion, bei der der Spaltring in einer
Ausnehmung an der Außenseite des inneren Körpers gehalten und
dann gelöst wird, um sich in das innere Profil des äußeren
Körpers zu bewegen, und das eine konisch verjüngte Fläche
besitzt,
um es in solcher Verbindung zu verkeilen oder zu
verriegeln, um den inneren Körper gegenüber dem äußeren Körper
abzustützen.
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US-A-4,355,825 offenbart ein Spülrohr-Aufhängungssystem, bei
welchem ein Spaltring von der Oberseite und der Unterseite
vertikal eingeschnittene Schlitze aufweist und so gestaltet
ist, daß er mit einer Schulter an der Innenseite des äußeren
Körpers zusammenwirkt und daß der innere Körper darauf
aufsetzt. Ein anderer ähnlich gestalteter Ring ist in US-A-
4,534,583 und US-A-4,509,594 beschrieben. Diese beiden
Konstruktionen sehen vor, daß der Ring beim Aufsetzten zwischen
beiden Körpern angeordnet wird.
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US-A-4,697,828 offenbart eine vorbelastete Verbindung für
eine Unterwasserbohrung, bei der der innere Körper einen
Verriegelungsring und einen Keilring trägt. Der
Verriegelungsring besitzt einen oberen nach außen gerichteten Flansch,
welcher mit der Oberseite des äußeren Körpers zusammenwirkt
und der Verriegelungsring hat ebenfalls einen unteren nach
außen gerichteten Vorsprung, der so gestaltet ist, daß er in
eine innere Ausnehmung im äußeren Körper eingreift. Der
Keilring umgibt den inneren rohrförmigen Körper und wirkt mit
einem daran befindlichen, nach unten gerichteten Flansch
zusammen und befindet sich während des Absenkens teilweise
innerhalb des Verriegelungsringes. Nach dem Aufsetzen wird der
Keilring durch ein separates hydraulisches Werkzeug in eine
Lage innerhalb des Verriegelungsringes gedrückt und
veranlaßt, daß dessen unterer Vorsprung in Eingriff mit der
Ausnehmung des äußeren Körpers verkeilt wird, um eine
vorbelastete verriegelte Verbindung zwischen den beiden Körpern zu
schaffen.
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US-A-4,651,830 offenbart eine verriegelte Verbindung für ein
Bohrlochkopfgehäuse innerhalb eines Anschlußgehäuses in einem
Unterwasser-Bohrlochkopf, in welchem ein Spaltring zur
Verriegelung und Lastabtragung durch Abwärtsbewegung eines
Keiles
oder Kammes in eine innere Ausnehmung in dem
Leitungsgehäuse aufgesetzt wird. Ein zurückholbarer hydraulischer
Betätiger wird zur Bewegung des Keilringes eingesetzt. Der
Spaltring überträgt die Last zwischen dem Gehäuse und dem
Leitungsgehäuse und verriegelt diese auch miteinander, um das
Gehäuse auf dem Sitz innerhalb des Leitungsgehäuses
abzustützen.
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Entsprechend einem ersten Aspekt (siehe Patentanspruch 1) der
vorliegenden Erfindung ist eine Verbindung für
Unterwasserbohrungen zwischen einem äußeren Körper und einem inneren
Körper, welcher nach unten in den äußeren Körper eingefügt
ist, angeordnet; der äußere Körper hat eine nach oben
gerichtete innere Setzschulter und eine nach unten gerichtete
innere Schulter oberhalb der Setzschulter; der innere Körper
hat eine nach oben gerichtete äußere Schulter; und dort
befindet sich eine Einrichtung zur Verriegelung und
Lastabtragung, die an ihrem unteren Ende auf der Außenschulter des
inneren Körpers abgestützt wird und, wenn der innere Körper in
Funktion ist, innerhalb des äußeren Körpers aufsitzt, indem
die Einrichtung zur Verriegelung und Lastabtragung auf der
nach unten gerichteten inneren Schulter des äußeren Körpers
mit einer beträchtlichen nach oben gerichteten Kraft
aufsetzt, um eine Vorbelastungs-Spannung im äußeren Körper zu
erzeugen (wie z. B. in US-A-4697828 offenbart); diese ist
dadurch gekennzeichnet, daß der innere Körper eine Setzschulter
zum Aufsetzen auf dem Setzring besitzt, wobei die Einrichtung
zur Verriegelung und Lastabtragung eine Vielzahl von Fingern
umfaßt, die von der nach oben gerichteten Schulter des
inneren Körpers abgestützt werden und jeder der Finger beim
Aufsetzen auf den inneren Körper nach oben und außen vorsteht
und eine geeignete Länge hat, um in die nach unten gerichtete
innere Schulter am äußeren Körper zu untergreifen, die Finger
sind elastisch genug, um das obere Innenteil des äußeren
Körpers oberhalb der nach unten gerichteten inneren Schulter
passieren zu können und nach außen zu federn, um die innere
Schulter am äußeren Körper nach oben und die äußere, nach
oben gerichtete Schulter am inneren Körper nach unten zu
verkeilen, um die Spannungsvorbelastung im äußeren Körper zu
erzeugen.
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Entsprechend einem zweiten Aspekt (siehe Patentanspruch 4)
der vorliegenden Erfindung ist eine Verbindung für
Unterwasserbohrungen zwischen einem äußeren Körper und einem
inneren Körper, welcher nach unten in den äußeren Körper
eingefügt ist, angeordnet; der äußere Körper hat eine nach oben
gerichtete innere Setzschulter und eine nach unten gerichtete
innere Schulter oberhalb der Setzschulter; der innere Körper
hat eine nach oben gerichtete äußere Schulter; und dort
befindet sich eine Einrichtung zur Verriegelung und
Lastabtragung, die an ihrem unteren Ende auf der äußeren Schulter des
inneren Körpers abgestützt ist und, wenn der innere Körper in
Funktion ist, innerhalb des äußeren Körpers aufsetzt, wobei
das obere Ende der Einrichtung zur Verriegelung und
Lastabtragung auf der nach unten gerichteten inneren Schulter des
äußeren Körpers mit beträchtlicher nach oben gerichteter
Kraft aufsetzt, um eine Vorbelastungs-Spannung im äußeren
Körper zu erzeugen (wie z. B. in US-A-4697828 offenbart);
diese ist dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur
Verriegelung und Lastabtragung einen Ring umfaßt, welcher,
während der Vereinigung, auf der Außenseite des inneren
Körpers gleitet und von diesem abgestützt wird und mit der
Setzschulter zusammenwirkt, und welche einen oberen äußeren und
einen unteren inneren Vorsprung und eine Keileinrichtung
aufweist, welche durch den inneren Körper abgestützt wird und
welche nach weiterer Bewegung des inneren Körpers durch den
aufgesetzten Ring den oberen Vorsprung des Ringes nach außen
in Eingriff mit der inneren, nach unten gerichteten Schulter
des äußeren Körpers und daraus folgend den unteren inneren
Vorsprung des Ringes in Eingriff mit der nach oben
gerichteten äußeren Schulter am inneren Körper verkeilt und so die
notwendige Vorbelastung zwischen den beiden Körpern erzeugt.
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Die beigefügten Zeichnungen zeigen:
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Figur 1 ist eine vertikale Schnittansicht eines bevorzugten
Ausführungsbeispieles des erfindungsgemäßen
Verbindungsmechanismus, die das Absenken des Mechanismus und des
inneren rohrförmigen Körpers in den äußeren rohrförmigen
Körper in einer Unterwasserbohrung zeigt.
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Figur 2 ist eine ähnliche Schnittansicht des Mechanismus,
wie er sich innerhalb des äußeren rohrförmigen Körpers
bewegt.
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Figur 3 ist eine ähnliche Schnittansicht des Mechanismus,
nachdem er aufgesetzt hat und innerhalb des äußeren
rohrförmigen Körpers verriegelt wurde.
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Figur 4 ist eine vertikale Schnittansicht einer
Unterwasserbohrung, die die Lage des Verbindungsmechanismus
zur Lage der Bauteile der Unterwasserbohrung zeigt.
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Figur 5 ist eine vertikale Schnittansicht einer
modifizierten Form des erfindungsgemäßen Verbindungsmechanismus,
wie er gerade in den äußeren rohrförmigen Körper
einfährt.
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Figur 5A ist eine Teilschnittansicht, die Einzelheiten der
Verriegelungs-Hilfseinrichtung zeigt.
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Figur 6 ist eine ähnliche Schnittansicht des in Figur 5
dargestellten Mechanismus, nachdem dieser aufgesetzt hat
und in verriegelte Position gebracht wurde.
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Figur 6A ist eine weitere Teilschnittansicht, die
Einzelheiten der Verriegelungs-Hilfseinrichtung in aufgesetzter
Position zeigt.
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Figur 7 ist eine Teilansicht des Setz- und
Verriegelungsringes des Mechanismus, wie er in den Figuren 5 und 6
dargestellt wurde.
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Figur 8 ist ein Längsschnitt einer weiteren modifizierten
Form des erfindungsgemäßen Verbindungs-Mechanismus, wie
er gerade in den äußeren rohrförmigen Körper einfährt.
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Figur 9 ist eine ähnliche Teilansicht des in Figur 8
dargestellten Mechanismus, nachdem er aufgesetzt hat und in
verriegelte Position gebracht wurde.
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Figur 10 ist eine Teilansicht des Setz- und
Verriegelungsringes des Mechanismus, der in den Figuren 8 und 9
dargestellt wurde.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
ist in den Figuren 1 bis 4 dargestellt und umfaßt einen
Unterwasser-Bohrlochkopf 10 mit stationärer Führungsbasis 12,
die am Boden des im Wasser befindlichen Körpers angeordnet
ist und nach oben gerichtete Führungspfosten 14 aufweist, die
verwendet werden, um die Baueinheit innerhalb der
ringförmigen inneren Baugruppe der Führungsbasis 12, wie in Figur 4
gezeigt, einzusetzten. Das Gehäuse 16 mit großem Durchmesser
wird mit der Führungsbasis 12 eingefahren und ist darin, wie
dargestellt, befestigt. Bei diesem Gehäuse 16 mit großem
Durchmesser handelt es sich um ein 30-Zoll-Gehäuse und zu
geeigneter Zeit wird ein kleines Gehäuse 18, z. B. ein 18 3/4-
Zoll-Gehäuse in dieses abgesenkt, aufgesetzt und mit dem
Gehäuse 16 mit großem Durchmesser, wie nachfolgend beschrieben,
verbunden.
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In den Figuren 1, 2 und 3 sind die beiden Gehäuse 16 und 18
aus Gründen der Übersichtlichkeit ohne die sie umgebenden
Baugruppen der Führungsbasis 12 dargestellt, da der
Gesamtaufbau aus Figur 4 ersichtlich ist. In Figur 1 befindet sich
das Gehäuse 16 in seiner endgültigen Position und das Gehäuse
18 ist darin abgesenkt. Das Gehäuse 16 besitzt einen inneren
nach oben gerichteten Setzring 20 und ein oberes inneres
Profil 22, wobei der untere Teil dieses Profiles 22 eine konisch
verjüngte nach unten gerichtete Schulter 24 bildet. Schulter
24 ist, wie dargestellt, nach außen und unten konisch
verjüngt. Das Gehäuse 18 besitzt eine äußere, nach unten
gerichtete Setzschulter 26, welche dazu dient, auf dem Setzring 20
des Gehäuses aufzusetzen, eine nach oben gerichtete äußere
Ausnehmung 28, eine innere Ausnehmung 30, in welcher der
hochfeste Setzring 32 angeordnet ist, auf welchem nachfolgend
die (nicht dargestellte) einfahrende Baueinheit aufsetzen
kann, und die nach unten und innen konisch verjüngte Fläche
34. Die Ausnehmung 28 besitzt einen äußeren, nach oben
stehenden Rand 36. Eine geeignete Einrichtung ist vorgesehen, um
die unteren Enden der Finger 38 zu befestigen, wobei deren
untere Enden in die Aussparung 28 angeordnet werden und, wie
dargestellt, durch die als Befestigungsmittel dienenden,
dargestellten Ansatzschrauben 40.
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Die Finger 38, welche aus einem kreisrunden Ring, der
senkrecht in eine geeignete Anzahl von einzelnen Stücken
abgeteilt ist, besteht, haben eine geeignete Form, so daß sie
eine Einrichtung zur Verriegelung des Gehäuses 18 im Gehäuse
16 bilden und auch die benötigte Vorbelastung zur Verbindung
der Gehäuse 18 und 16 zur Verfügung stellen. Die Finger 38
haben deshalb eine Form, die eine vorgespannte Spannstrebe
(constant stress beam) annähert. Die Form der Finger 38 ist
an ihrem unteren Ende und im unteren Bereich in einen kurzen
Abschnitt oberhalb der Aussparung 28 dick. Die oberen Enden
der Finger 38 oberhalb des unteren Abschnittes haben eine
nach oben abnehmende Dicke und erstrecken sich, wie
dargestellt, auch nach oben und radial nach außen weg von der
konisch verjüngten Fläche 34 des Gehäuses 18.
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Wie aus Figur 1 erkennbar ist, können die oberen äußeren
Enden der Finger 38 nicht durch das innere Profil 22 des
äußeren Gehäuses 16 hindurch, ohne nach innen ausgelenkt zu
werden.
Somit werden, wenn das Gehäuse 18 in das Gehäuse 16
abgesenkt wird, die Finger 38 nach innen gebogen und gehen
durch das Innere des Profils 22, wie in Figur 2 dargestellt,
hindurch. Die Fläche 34 des Gehäuses 18 ist so gestaltet, daß
sie das Einwärtsbiegen der Finger 38 beim Passieren des
inneren Profiles 22 des äußeren Gehäuses gestattet, ohne daß
diese dauerhaft deformiert werden. Im Falle schlechter
Ausrichtung des Gehäues 18 im Gehäuse 16 werden die Finger auf
der dem Ringteil nahen Seite durch die Fläche 34 abgestützt,
bevor sie über ihre Elastizitätsgrenze ausgelenkt werden.
Wenn das Gehäuse 18 abgesenkt wurde, so daß seine
Setzschulter aufgesetzt hat, sitzt es fest auf dem Setzring 20 des
Gehäuses 16 auf, die Finger 38 haben sich durch das Profil 22
bewegt und sind mit ihren oberen Enden in Eingriff mit der
Schulter 24. Die Auslenkung der Finger 38 beim Durchfahren
des Profiles 22 befindet sich in derem normalen
Elastizitätsbereich, und wenn die oberen Enden der Finger 38 die Schulter
24 erreichen, bewegen sie sich mit einer Rückkraft nach
außen, welche an der Schulter 24 in eine aufwärts gerichtete
Keilkraft gewandelt wird, um eine Spannung im Gehäuse 16 zu
erzeugen und dies ergibt einen Druck in den Fingern 38 und im
Gehäuse 18 zwischen der Ausnehmung 28 und der Setzschulter
26. So haben die Finger 38 durch ihren Eingriff an der
Schulter 24 das Gehäuse 18 in richtiger Lage innerhalb des
Gehäuses 16 verriegelt und die notwendige Vorbelastung in der
Verbindung zwischen den beiden Gehäusen erzeugt. Das Maß der
Vorbelastung kann, wenn nötig, größer sein als die axiale
Last, die durch das Gewicht des Futterrohrstranges verursacht
wird.
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Es wird darauf hingewiesen, daß die oberen Enden der Finger
38 eine konisch verjüngte Fläche 41 aufweisen, welche mit der
Schulter 24 zusammenwirkt, um die notwendige Vorbelastung für
die Verbindung zwischen den Gehäusen 16 und 18 zu erzeugen.
Auch ist die Kante zwischen der konisch verjüngten Fläche 41
und dem äußeren Umfang genau wie die entsprechende Kante des
Gehäuses 16 abgerundet, um hohe Spannungen während der
Verbindung
zu vermeiden. Die Öffnungen 39 erstrecken sich durch
das Gehäuse 16 in einer Position, wie dargestellt,
unmittelbar unterhalb der Schulter 24, um das Eindringen von Stiften
oder Bolzen, welche Teil eines nicht dargestellten
Rückholwerkzeuges sein können, das durch die Öffnungen 39
hindurchgreift, um die Finger 38 radial nach innen in eine Position
zu bewegen, in welcher die Finger 38 die Begrenzung 22
während des Zurückholens des Gehäuses 18, wenn notwendig,
überwinden werden.
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In der in den Figuren 5, 6 und 7 dargestellten modifizierten
Form der vorliegenden Erfindung wird das Gehäuse 42
unabhängig vom Rest der unterwasser-Bohrausrüstung, wie sie mit
Bezug auf das bevorzugte Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung erklärt wurde, gezeigt. Das innere Gehäuse 44 wurde
dorthinein abgesenkt, wie in Figur 5 gezeigt, und hat
aufgesetzt, wurde verriegelt und vorbelastet, wie dies in Figur 6
zu sehen ist. Das äußere Gehäuse 42 besitzt einen inneren
Setzring 46, ein oberes inneres Profil 48 und eine nach unten
gerichtete, konisch verjüngte Schulter 50 unmittelbar über
dem Profil 48. Das innere Gehäuse 44 besitzt eine innere
Ausnehmung 52 zum Aufsetzen des Setzringes 54, welcher die nicht
dargestellte, aufgesetzte Ausrüstung in der Folge abstützt,
eine untere äußere, nach unten gerichtete Schulter 56, eine
erste oder untere ringförmige Ausnehmung 58 unmittelbar über
der Schulter 56, eine zweite oder obere ringförmige
Ausnehmung 60 unmittelbar über der ersten Ausnehmung 58 und eine
äußere, nach unten gerichtete Schulter 62. Der
Verriegelungsring 64 umfaßt einen unteren inneren Vorsprung 66, welcher in
die erste oder untere Ausnehmung 58 am inneren Gehäuse 44
während des Absenkens eingreift, eine untere konisch
verjüngte Setzfläche 67 und einen oberen äußeren Vorsprung 68,
welcher so geformt ist, daß er in das Profil 48, wie es
nachfolgend erläutert wird, eingreift. Der erste Keilring 70
umschließt das Äußere des Gehäuses 44 unmittelbar unterhalb der
Schulter 62. Der Keilring 70 besitzt eine untere äußere,
konisch verjüngte Fläche 72, welche nach unten und innen
konisch verläuft und während des Betriebes in den oberen
inneren Konus 74 im Verriegelungsring 64 eingreift. Der
Keilring 70 enthält auch eine nach oben gerichtete Schulter 76,
an welcher der gespaltene Verriegelungsring 78 angeordnet
ist. Ein geeignetes Gewinde 80 ist an der Außenseite des
Keilringes 70 oberhalb des Verriegelungsringes 78, wie
dargestellt, vorgesehen, um den sperrenden Spalt-Verriegelungsring
82 aufzunehmen, welcher um das Äußere des Keilringes 70 und
innerhalb der Ausnehmung 84 an der Innenseite des zweiten
Keilringes 86 angeordnet ist. Der Keilring 70, der
Spalt-Verriegelungsring 78 und der zweite Keilring 86 sind im Detail
in Figur 5A in abgesenkter Position dargestellt.
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Während des Absenkens des inneren Gehäuses 44 werden die
daran befestigten Elemente, wie in den Figuren 5 und 5A
dargestellt und wie vorstehend beschrieben, angeordnet. Wenn das
Gehäuse 44 in das Gehäuse 42 genügend weit eintritt, so daß
die konisch verjüngte Schulter 67 am unteren Ende des
Verriegelungsringes 64 auf die Setzschulter 46 des Gehäuses 42
trifft, veranlaßt das weitere Absenken des Gehäuses 44 den
Verriegelungsring 64, sich am Gehäuse 44 nach oben zu
bewegen, so daß dessen unterer innerer Vorsprung 66 aus der
ersten ringförmigen Ausnehmung 58 austritt und sich in die
zweite ringförmige Ausnehmung 60 begibt. Die weitere
Aufwärtsbewegung des Verriegelungsringes 64 am Gehäuse 44 wird
durch das Auftreffen der Fläche 72 des Keilringes 70 auf die
obere Fläche 74 am Verriegelungsring 64 verhindert. Die
Abwärtsbewegung des Gehäuses 44 innerhalb des
Verriegelungsringes 64 veranlaßt dessen oberes Ende, sich mittels des
Keilringes 70 nach außen zu verkeilen, so daß dessen äußerer
Vorsprung mit der unteren Endfläche 67, die auf der
Setzschulter 46 aufsitzt, in das Profil 48 gedrückt wird. Der
innere Vorsprung 66 ist durch das Wirken des Stranggewichtes
auf die Schulter 46 (multipliziert durch den Keileffekt der
Flächen 48 und 74) verkeilt. Dies erzeugt die
Vorlast-Bedingung, die zur Verbindung der Gehäuse 42 und 44 benötigt wird,
wobei die Geometrie des Systems so ist, daß alle vier
Verbindungen
miteinander verkeilt sind, wenn das Gehäuse 44 sich in
seine Gleichgewichtslage bewegt. Diese Vorlast wird durch die
Wirkung der wirksam werdenden Verriegelungskegel zwischen den
Flächen 72 und 74, 68 und 48, 67 und 46 sowie 66 und 60
verriegelt. Dieses Bausystem ergibt einen mechanischen Vorzug,
weil die hervorgerufene Kraft der Vorbelastung, wenn
notwendig, größer ist als die Größe der Setzlast (d. h. des
Gewichts des Stranges).
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Der Verriegelungsring 64 ist in Figur 7 in Schnittansicht
dargestellt, um dessen bevorzugte konstruktive Ausführung zu
illustrieren. Der Verriegelungsring 64 hat eine ringförmige
oder rohrförmige Gestalt und besitzt einen unteren inneren
Vorsprung 66 mit je einer an dessen Unterseite befindlichen
konisch verjüngten Außenfläche 67 sowie Innenfläche 65, einem
oberen äußeren Vorsprung 68 und einer oberen inneren, konisch
verjüngten Fläche 74. Der Verriegelungsring 64 hat bevorzugt
eine mäanderförmige Gestalt, d. h. er besitzt eine Vielzahl
von Schlitzen 88, welche von der unteren Fläche des Ringes 64
ausgehen und kurz unterhalb seiner oberen Kante enden, sowie
eine Vielzahl von Schlitzen 90, die sich mit den Schlitzen 88
abwechseln. Die Schlitze 90 erstrecken sich von dem oberen
Ende des Ringes 64 und enden kurz vor dessen unterem Ende.
Die Enden der Schlitze 88 und 90 sind gerundet, so daß sich
dort keine scharfen Kanten befinden, welche zu einer
Spannungskonzentration führen könnten. Dieses Schlitzen des
Verriegelungsringes 64 verschafft ihm die ringförmige
Flexibilität, um ihn in die Setz- und Verriegelungsposition, wie
vorstehend beschrieben deformieren zu können und ihn auch durch
die Wirkung meridionaler Biegung axial zusammendrücken zu
können.
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Eine zweite Verriegelungseinrichtung ist vorgesehen, um den
Ring 64 und den Keilring 70 unter dem Einfluß hoher
Zugbelastungen, die auf das Gehäuse 44 ausgeübt werden, in ihren
Setzpositionen zu halten. Das nicht dargestellte
Betätigungswerkzeug für das Gehäuse wird verwendet, um den zweiten
Keilring
86 nach unten auf das Gehäuse 44 und den mit Gesperr
versehenen Spalt-Verriegelungsring 82 nach unten auf die
Gewindegänge 80 zu bewegen und den Keilring 86 zu veranlassen,
sich im Spalt-Verriegelungsring 78 zu verkeilen, um sein
oberes Ende in Eingriff mit der oberen inneren Schulter 50 zu
bringen. In dieser Position wird der Ring 78 in der Lage
zwischen der Schulter 50 an der Innenseite des Gehäuses 42 und
der Schulter 76 an der Außenseite des Keilringes 70 fixiert,
um eine relative Bewegung des Keilringes 70 sowohl zum
Gehäuse 42 als auch zum Verriegelungsring 64 zu verhindern. Die
Kraft, die benötigt wird, um die zweite
Verriegelungseinrichtung zu betätigen ist beträchtlich geringer, so daß kein
spezielles hydraulisches Werkzeug notwendig ist, sondern ein
passiver Mechanismus kann in der Löseeinrichtung des
Betätigungswerkzeuges des Gehäuses integriert sein. Die
geometrische Gestaltung der zweiten Verriegelungseinrichtung ist so,
daß Toleranzen aufgenommen werden. Es ist zu beachten, daß
vor dem Aufsetzen der zweiten Verriegelung die Verbindung
durch Einwirkung einer aufwärts gerichteten Zugkraft auf das
innere Teil 44 gelöst werden kann.
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Eine weitere modifizierte Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung wird in den Figuren 8, 9 und 10 dargestellt. Bei
dieser Ausführungsform umfaßt das äußere Gehäuse 92 den
inneren unteren Setzring 94, ein oberes inneres Profil 96 und
eine nach oben gerichtete Schulter 98 unmittelbar unterhalb
des Profiles 96. Das Innere des Gehäuses 100 umfaßt eine
erste untere äußere ringförmige Ausnehmung 102, eine zweite
untere äußere ringförmige Ausnehmung 104 unmittelbar über der
Ausnehmung 102, eine innere Ausnehmung 105 und eine obere
äußere, nach unten gerichtete Schulter 106. Der hochfeste
Setzring 107 ist in der Ausnehmung 105 angeordnet. Während
des Absenkens ist der nach innen vorgespannte untere Spalt-
Setzring 108 in Eingriff mit der ersten ringförmigen
Ausnehmung 102 im Gehäuse 100 angeordnet, die Stützhülse 110 wird
am Spaltring 108 abgestützt, der nach innen vorgespannte
Spalt-Verriegelungsring 112 wird an dem oberen Ende des
Stützringes 110 abgestützt, und der Keilring 114 ist, das
Gehäuse 100 umfassend, in Eingriff mit der nach unten
gerichteten Schulter 106 angeordnet. In dieser Lage ist der Keilring
114 über dem Spalt-Verriegelungsring 112 angeordnet. Es ist
zu beachten, daß der Spalt-Verriegelungsring 112 eine
konische obere innere Fläche 116 aufweist, welche nach unten und
innen abgeschrägt und so angepaßt ist, daß sie mit der
äußeren konischen Fläche 118 auf dem Keilring 114, welche nach
unten und innen abgeschrägt ist, zusammenpaßt.
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Wie in Figur 10 dargestellt wird, hat die Stützhülse 110 eine
ringförmige Gestalt und enthält eine untere konische Fläche
120, welche mit der oberen konischen Fläche 122 am Spalt-
Setzring 108 zusammenpaßt, einen unteren inneren Vorsprung
124 und einen oberen äußeren Vorsprung 126, welcher eine nach
unten gerichtete äußere Schulter 128 bildet. Obere Schlitze
130 erstrecken sich durch den Körper 132 der Stützhülse 110
und sind tangential in einer Richtung abgeschrägt, während
untere Schlitze 134 sich ebenfalls durch den Körper 132 der
Stützhülse 110 erstrecken, aber in einer, gegenüber den
oberen Schlitzen 130, entgegengesetzten Richtung abgeschrägt
sind. Die Stützhülse 110 und insbesondere die sich durch
diese hindurch erstreckenden Schlitze 130 und 134 sind so
gestaltet, daß die Hülse 110 als hochgespannte Druckhülse
fungiert. Die Spannung wird durch die elastische Biegeauslenkung
des zwischen den Schlitzen verbleibenden Materials der Hülse
erzeugt. Die Faktoren, die bei der Konstruktion in Betracht
gezogen werden müssen, um das notwendige Kraft-/Spannungs-
Verhältnis zu erzeugen, umfassen den Winkel der Schlitze,
ihre Breite und ihren Abstand voneinander, die Wanddicke der
Hülse sowie den Hülsendurchmesser und ihre Länge. Es wird
darauf hingewiesen, daß der Keilring 114 durch die in den
Figuren 5, 5A, 6 und 6A gezeigte Keilanordnung zum Verkeilen
des Spalt-Verriegelungsringes 112 in Eingriff mit dem Profil
96 ersetzt werden kann, wenn eine zweite Verriegelung
notwendig ist.
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Während der Absenkung des Gehäuses 100 sind die Einzelteile,
wie in Figur 8 dargestellt, angeordnet. Wie die Figur 9
zeigt, wird, wenn die untere Fläche des Setzringes 108 auf
der Setzfläche 94 des Gehäuses 92 aufsetzt, der Setzring 108
nach oben, heraus aus der ersten unteren ringförmigen
Ausnehmung 102 in eine zweite ringförmige Ausnehmung 104 bewegt.
Der Spalt-Verriegelungsring 112 verbleibt auf der oberen
Fläche der Stützhülse 110 und wird dabei in einer Höhe gehalten,
daß sie in das Profil 96 in der notwendigen Weise eingreift.
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Beim weiteren Absenken des Gehäuses 100 bewegt sich dieses
nach unten durch den Verriegelungsring 112, die Hülse 110 und
den Setzring 108, bis der Keilring 114 in Eingriff mit dem
Verriegelungsring 112 gebracht wird und den Verriegelungsring
112 nach außen in sicheren Eingriff mit dem Profil 96 im
Gehäuse 92 verkeilt. Die Kegel an den im Eingriff stehenden
Flächen des Profiles 96 und des Verriegelungsringes 112
bewirken, daß die Stützhülse 110 einer Druckbelastung
ausgesetzt ist, welche den Ring 108 nach innen und unten gegen die
Aussparung 104 drückt, wodurch eine Zugbelastung des Gehäuses
100 zwischen der Aussparung 104 und der Schulter 98 sowie
eine Zugbelastung des Gehäuses 92 zwischen der Setzschulter
94 und dem inneren Profil 96 ausgeübt wird. Mit diesem Aufbau
ergeben sich eine Geometrie und solche Reibungskoeffizienten,
daß das notwendige Verhältnis von Vorbelastung und Gewicht
erreicht wird. Das Prinzip, durch welches dieser Mechanismus
eine hohe Vorbelastung erreicht, ist identisch mit dem, das
vorstehend im Zusammenhang mit der ersten modifizierten Form
der vorliegenden Erfindung diskutiert wurde.
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Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß in
jeder Form der vorliegenden Erfindung eine Verbindung zwischen
den inneren und äußeren rohrförmigen Teilen oder Gehäusen
vorgesehen ist und eine solche Verbindung die notwendige
Vorbelastung erzeugt. Der Aufbau aller Formen ermöglicht es, daß
die Verbindung und die Vorbelastung ohne die Verwendung von
zusätzlichen hydraulischen Betätigungseinrichtungen und nur
durch Handhabung des inneren Körpers zustande kommt und im
wesentlichen die gesamte Belastung aus der vom inneren Körper
nach unten ausgeübten Belastung resultiert.