DK160719B - Forbindelsesapparat med styreventil til borehulhoved - Google Patents

Description

i

DK 16 O 7 '19 B

Opfindelsen vedrører et forbindelsesapparat til frembringelse af forbindelser på en undervandsborehulhoved-struk-tur. Skønt den pågældende almene apparattype kan anvendes til at frembringe enten elektriske forbindelser, fluidumfor-5 bindeiser eller begge dele er opfindelsen især rettet mod fluidumanvendelsen eksempelvis hydrauliske forbindelser.

Eksempler på sådanne forbindelser er beskrevet i US-patent nr. 3.840.071 og US-patent nr. 3.820.600. Som det er vist i disse kendte patenter omfatter den pågældende apparattype 10 mindst en hundel, der er forbundet med undervandsborehul- hovedet, og som afgrænser et optageorgan, og mindst en handel til indføring i dette optageorgan. Hver del i et sådant sammenpasningspar har mindst en fluidumpassage derigennem, skønt det er mere typisk at hver af delene har et antal 15 sådanne passager. I det apparat, der er beskrevet i de to ovenfor omtalte US-patentskrifter har passagerne i hver handel porte, der åbner sig gennem handelens i sideretningen udadvendende sidevæg, mens hundelens passager har tilsvarende porte, der åbner sig gennem hundelens i sideretningen indad-20 vendende væg, som fastlægger dettes kar. Når handelen er korrekt anbragt i hundelen, flugter hvert af dets porte med en tilsvarende port i hundelen, hvorved et antal fluidumforbindelser kan frembringes.

I kendte apparater af denne type kan der opstå for-25 skellige problemer. Et af disse er, at når handelen føres nedad gennem vandet til sammenpasningsindgreb med hundelen, kan der dannes en boble, som kan fanges i dets fluidumpassage på grund af trykændringen. Efter at legemerne er kommet i sammenpasningsindgreb er denne boble derfor til stede i den 30 hydrauliske forbindelsesledning, som herved er blevet bragt tilveje, og kan skabe et stort antal problemer. En anden vanskelighed består i, at i ethvert tidsrum i løbet af hvilket de to legemer er ude af indbyrdes indgreb, eksempelvis når en handel, der er blevet anbragt i sin tilsvarende hun-35 del, midlertidigt fjernes, kan hydraulisk fluidum fra den ene eller begge delene gå til spilde i havvandet, og/eller 2

DK 160719 B

havvandet kan forurene det hydrauliske fluidum. Endelig gælder, at i mange tilfælde omfatter det samlede apparat ikke blot én men flere sådanne par sammenpasningsdele, og hundelene i to eller flere af disse par kan serieforbindes 5 med en fælles kilde for hydraulisk fluidum. Hvis det er nødvendigt eller ønskværdigt at fjerne handelen fra et af disse par men lade de andre forblive i indgreb, kan de, der forbliver i indgreb, være ude af stand til at fungere korrekt på grund af tryktab gennem den ene hundel, fra hvilket han-10 delen blev fjernet.

I det mindste ét forsøg på at løse ovenstående problemer har været at indrette fluidumpassagerne således, at handelens fluidumpassager åbner nedad gennem dets nedre endeoverflade, og hundelens fluidumpassager åbner opad gennem 15 bunden i dets kar. De sædvanlige styreventiler af stiktype kan derefter installeres i portene for at hindre fluidum i at strømme indad eller udad gennem disse porte, når de er ude af indgreb med portene i den anden del.

Den sidst beskrevne indretning, som i det mindste 20 teoretisk løser problemerne med væsketab, tryktab, bobledannelse og fluidumforurening, som beskrevet ovenfor, skaber et nyt problem af sin egen art. Eftersom styreventiler er af den sædvanlige stiktype repræsenterer hvert portpar, der åbner sig i længderetningen - i stedet for i sideretningen -25 gennem de to grund-sammenpasningsdele, selv et par han- og hunorganer, som må oprettes korrekt og sammenpasses. Når f.eks. den samlede handel føres ind i hundelen, må hver styreventils handel samtidig korrekt stikkes ind i den tilsvarende hundel. Dette kræver en meget stor nøjagtighedsgrad, 30 ikke kun ved fremstillingen af apparatet men ved dets anbringelse, når de primære han- og hundele går i indgreb, for selv hvis et af styreventilens hanorganer ikke er korrekt rettet ind i forhold til det tilsvarende hunorgan, forbindes ikke blot den pågældende fluidumpassage ikke korrekt, men 35 hele apparatet kan i virkeligheden blive hindret i korrekt 3

DK 160719 B

anbringelse, således at ingen af fluidumforbindelserne bliver bragt til veje.

Det er derfor formålet med den foreliggende opfindelse at tilvejebringe et forbindelseslegeme til brug ved under-5 vandsborehulapparater, hvilket forbindelseslegeme har mindst én portåbning gennem legemets hovedsageligt i sideretningen vendende vægorganer, samt en ventil i denne port, som virker ved en langsgående, relativ giidebevægelse mod et hovedsageligt i sideretningen vendende vægorgan i et tilsvarende 10 legeme, idet bevægelsen af ventilaktiveringsorganet hovedsageligt går på tværs af de vægorganer, gennem hvilke den pågældende port åbner, og idet sådanne forbindelseslegemer skal kunne tilvejebringes som sammenpasselige par, hvorved styreventilorganerne anbringes i porten eller portene i et 15 af eller begge legemerne, og et antal af sådanne par af sammenpasselige legemer kan sammensættes i et anlæg, idet et antal 3 egemer af et sådant anlæg forbindes med en fælles kilde for fluidum og har sådanne ventilorganer deri, medens et forbindelseslegeme, par af forbindeIseslegemer, eller 20 forbindelseslegemer sammensat i et anlæg anvender sædvanlige porttætninger med den mindst mulige modifikation af disse.

Det angivne formål opnås med et apparat af den indledningsvis omhandlede art, som ifølge opfindelsen er ejendommelig ved den i krav l's kendetegnende del angivne udform-25 ning.

Ved den foreliggende opfindelse er der i forbindelseslegemer af den nævnte almindelige type anvendt styreventiler, som ikke kræver, at et hanventilorgan skal stikkes ind i et hunventilorgan. Ventilorganet i den foreliggende opfindelse 30 kan derimod, idet det bliver funktionsdygtigt ved bevægelse af dets aktiveringsorgan i en retning, der i hovedsagen er tværbeliggende i forhold til det tilstødende forbindelseslegemes væg, bevæges ved giidebevægelse af ventilaktiveringsorganet og/eller det tilstødende forbindelseslegemes væg 35 mod et andet organ. Ventilorganerne ifølge opfindelsen kan således anbringes i port, som åbner sig i sideretningen

DK 160719 B

4 udad gennem forbindelseslegemets sidevæg, og som ikke medfører de problemer, der er forbundet med samtidig indføring af et antal hanorganer, hvis akser er indbyrdes faste, i et antal hunorganer, hvis akser ligeledes er indbyrdes faste.

5 Det kan udtrykkes på den måde, at eftersom ventilorganerne ifølge opfindelsen er anbragt i porte, der åbner sig i sideretningen, og virker ved den i hovedsagen langsgående relative giidebevægelse mellem han- og hunforbindelseslegemerne, når de er i indgreb, er opfindelsen i forhold til den kendte 10 teknik fordelagtig ved, at der kræves mindre nøjagtighed både ved fremstillingen af forbindelseslegemerne og ved frembringelsen af forbindelsesarbejdsoperationen.

Selv om opfindelsen kan indgå i særskilte forbindelseslegemer, der er beregnet til brug med eksisterende sammen-15 pasningsorganer og/eller anlæg, kan der opnås yderligere fordele ved i forhold til den kendte teknik ved konstruktion af hele anlæg, i hvilke ventilorganerne ifølge opfindelsen indgår i mindst ét legeme i hvert par. I nogle foretrukne anlæg kan ventilorganerne blive tilvejebragt i begge legemers 20 porte i hvert sammenpasningspar.

Yderligere er den foreliggende opfindelse fordelagtig derved, at den forholdsvis nemt kan indgå i eksisterende typer forbindelsesorganer og forbindelsesanlæg, og især i at den kan anvendes med samme almene type porttætning, som 25 allerede anvendes i sådanne anlæg. I en foretrukken type anlæg tilvejebringes elastiske ringformede tætninger i hanlegemets porte i hvert sammenpasningspar. I nogle udførelsesformer af opfindelsen kan en sådan tætning simpelthen koncentrisk omgive den ydre del af et styreventilorgan ifølge 30 opfindelsen, hvilket styreventilorgan er anbragt i samme port som tætningen. Hvis en styreventil er tilvejebragt i den tilsvarende port i hunorganet, kan tætningen i hanorganets port, der er overdimensioneret både med hensyn til porten i hunorganet og med hensyn til styreventilen eller 35 -ventilerne, på korrekt måde bringes i indgreb med forbindelseslegemets væg omkring porten i hunorganet, hvad enten

DK 160719 B

O 5 ventilerne er anbragt i det ene eller det andet af de flugtende porte eller dem begge. I en yderligere udførelsesform af opfindelsen kan en sådan tætning udgøre en del af selve ventilmekanismen, nærmere bestemt den bevægelige del eller 5 ventilelementet.

Opfindelsen skal i det følgende forklares nærmere under henvisning til tegningen, på hvilken fig. 1 er et delvist sidebillede af et anlæg ifølge opfindelsen, hvori nogle dele er vist set fra siden 10 ...

og nogle dele er vist i snit, fig. 2 er et forstørret detaljeret snit af en udførelsesform af opfindelsen førend forbindelseslegemerne er bragt i indgreb, fig. 3 er et billede svarende til fig. 2 men efter 15 sammenpasningsindgreb af forbindeleeslegemerne, fig. 4 er et snit taget langs linien 4-4 i fig. 2, fig. 5 viser set fra oven et billede taget langs linien 5-5 i fig. 2, fig. 6 er et detaljeret billede taget langs linien 20 6-6 i fig. 2, fig. 7 er et billede svarende til fig. 3 og viser en anden udførelsesform af opfindelsen, fig. 8 er et billede svarende til fig. 3 men viser en tredje udførelsesform af opfindelsen, 25 fig. 9 er et billede svarende til fig. 2 men viser en fjerde udførelsesform af opfindelsen, fig. 10 er et billede svarende til fig. 3 men viser udførelsesformen i fig. 9.

Under henvisning til fig. 1 er der vist en del 30 af et forenklet borehulhoved-forbindelsesanlæg. Fig. 1 viser to par sammenpasselige forbindelseslegemer eller "kapsler" som de almindeligvis kaldes, skønt typiske anlæg kan omfatte mere end to sådanne par. Hvert sådant sam- menpasseligt par indbefatter et hunforbindelseslegeme eller 35 -kapsel 10 og et hanforbindelseslegeme eller -kapsel 12.

6

O

DK 160719 B

Skønt parret af kapsler 10 og 12, der er vist i venstre side af fig. 1, er i sammenpasningsindgreb, og de tilsvarende, der er vist i højre side af fig. 1, er ude af indgreb, er ens nummererede dele på de to sider i fig. 1 ellers identiske 5 i struktur.

Hver af hunlegemerne eller -kapslerne 10 er alment af bægerform, således at det fastlægger et opadåbent kar 14. Nærmere bestemt er karret 14 afgrænset af en alment i sideretningen indadvendende keglestubformet sidevæg 16 og 10 en plan, opadvendende bundvæg 18, idet væggen 18 afbrydes af en midteråbning 20, der strækker sig nedad gennem hunkapslen. Hver hunkapsel 10 har et antal fluidumpassager deri, af hvilke en er vist ved 22. Hver sådan passage har en port 24, der åbner gennem sidevægge 16 ind i karret 14, og en styre-is ventil 26, der bliver beskrevet nærmere nedenfor, og som er monteret i hver port 24. Ved den modsatte ende i forhold til porten 24 åbner hver passage 22 gennem bunden af huniegernet eller -kapslen 10 og er der forbundet ved hjælp af en tilpasning 28 med en fælles hydraulisk fluidumtilførselsledning 20 30. Ledningen 30 er atter forbundet med et egnet reservoir eller kilde for hydraulisk fluidum. Andre tilpasninger såsom den, der er vist ved 29, forbinder yderligere ikke viste passager i kapslen 10 med hydrauliske ledninger.

Hver hunkapsel 10 er anbragt i hovedsagen inden i 25 og monteret på en i hovedsagen cylinderformet bærer 32.

Bæreren 32 har en ringformet flange 34, der strækker sig radiært indad fra dens nedre ende. Inderdiameteren af flangen 34 er tilstrækkelig stor til at tillade adgang til undersiden af kapslen 10 med henblik på at forbinde til-30 pasningerne 28 og 29. Et par skrueformede trykfjedre, af hvilke en er vist ved 36, hviler på flangen 34 i hver bærer 32. Hvert hunlegeme 10 har en flange 38, der går ud i et 35 Ο

7 DK 160719 B

med legemet og strækker sig radiært udad derfra med henblik på at støtte de øvre ender af fjedrene 36. Hver kapsel 10 støtter således elastisk på sin bærer 32 med sine fjedre 36,hvilket tillader begrænset lodret spillerum mellem kapslen og bæreren.

5 Et sådant spillerum tillader atter fuldstændig og korrekt anbringelse af den pågældende hankapsel 12 i hunkapslen 10.

For at begrænse bevægelsen i opadgående retning af kapslen 10 i forhold til bæreren 32, hører der en stopbolt, til hver af fjedrene 36. Endestykket af hver bolt 40 er gevindskruet 10 ind i undersiden af flangen 38 på den pågældende hunkapsel 10. Halsen af bolten 40 strækker sig nedad fra flangen 38 gennem den pågældende skruefjeder 36's midte og gennem en udboring i den pågældende bærer 32's flange 34. Hovedet af bolten 40 er derved beliggende udenfor bæreren 32, og 15 når fjedrene 36 tvinger hunkapslen opad, støder hovederne af boltene 40 op til undersiden af flangen 34, således at en sådan opadgående bevægelse begrænses som vist i højx'e side af fig. 1.

Hver af bærerne 32 har også en flange 44, der 20 strækker sig radiært udad derfra. Flangen 44 er fastgjort med skruer 46 til en plade 48, der har en stor midteråbning, som omgiver bæreren 32. Hver plade 48 er igen fastgjort til en ikke vist træstruktur, på hvilken hunkapslen 10 og tilhørende apparat kan indløbes. Træstrukturen er atter 25 forbundet med borehulhovedet ved hjælp af organer, der er velkendte indenfor teknikken.

Hver af hanforbindelseslegemerne eller -kapslerne 12 har en hovedsagelig i sideretningen udadvendende kegle-stubformet væg 50, der er beliggende parallelt med og 30 passer sammen med væggen 16 i den sammenpassende hunkapsel 10, når hankapslen 12 er indført deri. Hver hankapsel 12 har også en nedadvendende nedre væg 52, der er afbrudt af et midternæsestykke 54, der strækker sig yderligere nedad derfra. Et ydre hus 56 omgiver den øvre del af kapslen 12 35 og hviler mod en bæreplade 58, hvorved kapslen 12 kan

O

8

DK 160719 B

indløbes på en måde, der er velkendt indenfor teknikken.

Pladen 58 har en åbning 60, gennem hvilken kapslen 12 strækker sig, idet åbningen 60 har en tilstrækkelig stor overstørrelse til at modtage den øvre del af hunkapslen 10 5 som vist i fig. 1.

Hver hankapsel 12 har et antal fluidumpassager, af hvilke en er vist ved 62 i hver af hankapslerne 12 i fig. 1. Hver sådan passage har en port 64, og i hver af portene 64 er anbragt et styreventil 66 og en elastisk ringformet tætning 10 68, der koncentrisk omgiver ventilen 66. Hydrauliske flui dumledninger såsom 70 strække sig gennem huset 66, således at de står i forbindelse med en eller flere af fluidumpassagerne i den pågældende hankapsel 12. En indløbende streng eller ledning, der skematisk er angivet ved 72, kan 15 anvendes til at indløbe hankapslen 12 og det tilhørende apparat med henblik på sammenpasningsindgreb med dens pågældende hunkapsel 10. Som vist i venstre side af fig. 1 er kapslerne 10 og 12 udformet således, at den keglestub-formede væg 50 i hankapslen hviler på hunkapslens kegle-20 stubformede væg 16 i et punkt, således at hankapslens nedre væg 52 har en afstand fra den nedre væg 18 i hunlegemet 10's kar. Den kendsgerning, at væggene 52 og 18 ikke ligger til, sikrer fuld korrekt sædeindgreb mellem væggene 16 og 50.

Dette sikrer atter, at hver af portene 64 i hankapslen 12 25 flugter i lodret retning med og slutter tæt til den tilsvarende af portene 24 i hunkapsle 10. Andre opretningsorganer (der ikke er vist, men som er velkendte indenfor teknikken eksempelvis som forklaret i de ovenfor omtalte tidligere patenter) samvirker mellem han- og hunkapslerne, 30 således at disse får en korrekt indbyrdes omkredsstilling, således at hver port i det mindste hovedsageligt flugter med en af portene 24. Når hankapslen er korrekt anbragt strækkes paler 74, der bæres af næsestykket 54, således at de bringes i indgreb med undersiden af hunlegemet 10 35 for at hindre opadgående bevægelse af hankapslen 12 derfra.

Hvis det ønskes at fjerne kapslen 12 kan palerne 74 trækkes

O

9

DK 160719 B

ind og kapslen 12 hæves som vist i højre side af fig. 1.

I den i fig. 1 viste udførelsesform er der som nævnt i portene i både han- og hunkapslerne styreventiler.

I nogle anlæg kan det imidlertid være acceptabelt eller 5 endog ønskværdigt at tilvejebringe styreventiler kun i hankapslernes porte eller alternativt kun i hunkapslernes porte. Figurerne 2-6 viser en udførelsesform i hvilken styreventiler er tilvejebragt kun i hankapslernes porte, og samtidig er konstruktionen af styreventilen 66 vist i 10 større enkeltheder. Der er vist den del af en hankapsel 12, der indeholder fluidumpassagen 62's port 64, idet porten 64 åbner gennem den hovedsageligt i sideretningen udadvendende keglestubformede sidevæg 50 i kapslen 12. Den del af den i fig. 2 viste sammenpassende hunkapsel 10' omfatter porten 15 24' i passagen 22', hvilken port er beregnet til at stå i forbindelse med porten 64' i hankapslen 12*. Porten 24' åbner gennem den i hovedsagen i sideretningen indadvendende keglestubformede sidevæg 16', der afgrænser karret i hunkapslen 10', som modtager hankapslen 12.

20 Den yderste del af passagen 62 har et antal neddrejninger, som udgør porten 64. Den første eller i sideretningen inderste er en glat neddrejning 64a, som kun er lidt større end diameteren af passagen 62's hoveddel.

Uden for delen 64a er en yderligere forstørret og gevind-25 forsynet del 64b. Uden for delen 64b er en yderligere forstørret glat vægdel 64c, og endelig er der den yderste glatte del 64d med i hovedsagen større diameter.

Den ringformede elastomere tætning 68 er gnbragt i porten 64's yderste neddrejning 64d. I forhold til sin egen akse har 30 tætningen 68 en radiær ydre cylinderformet overflade 68a, som støder op til neddrejningen 64d, en aksialt rettet grundoverflade 64b, som hviler på den skulder, der er udformet mellem porten 64's dele 64c og 64d, en kroptætningsoverflade 68c, der vender aksialt (og udad i side-35 retningen i forhold til kapslen 12), og en radiær indre

O

10 DK 160719 B

overflade 68d. Som det bedst ses ved at sammenligne figurerne 2 og 4 er tætningsoverfladen 68c i hovedsagen parallel med den keglestubformede væg 50 i kapslen 12. Et fremspring 69 på tætningen 68 passer ind i en reces 71 i kapslen 12 til 5 korrekt anbringelse af tætningen 68. Den yderste del af tætningen 68's radiære indre overflade 68d er tragtformet radiært udad mod tætningsoverfladen 68c. Som vist er tætningen 68 dimensioneret således, at den rager lidt uden for væggen 50, når den er i løsnet tilstand. Dette sikrer sammen-10 trykning af tætningen 68, når kapslerne 10' og 12 er i sammenpasning s indgreb, og sikrer derved en tæt forsegling mod kapslen 10'.

Styreventilaggregatet, der er monteret i porten 64, omfatter et hus, som er udformet i to særskilte stykker.

15 Det første af disse er en forholdsvis lille bøsning 76, som hviler på den skulder, der er udformet mellem den inderste neddrejningsdel 64a og passagen 62's hovedlegeme-del, og som strækker sig langs portdelene 64a og 64d i berøring med delen 64a men i radiær afstand fra væggen i 20 delen 64b. Den yderste ende af bøsningen 76 (i forhold til kapslen 12 og dens port 64) har en ringformet flange 78, der går ud i et med bøsningen og strækker sig radiært indad. Flangen 78 fastlægger en keglestubformet skulder 80, der vender indad i forhold til porten 64, hvilken skulder tjener 25 som ventilsædeområde. Et større rørformet organ 82 danner resten af ventilhusorganet og tjener også til at holde bøsningen 76 og tætningen 68 på plads. Den inderste ende af organet 82 er gevindskruet ind i porten 64's del 64b, således at den omgiver bøsningen 76. Bøsningen 76 bærer 30 en o-ring 84 i sin ydre omkreds til tætning mod husorganet 82. Organet 82 har recesser 117 til indgreb med et værktøj, ved hjælp af hvilket det gevindskrues ind i neddrejnings-delen 64b. Uden for sin gevindforsynede indre del har husorganet 82 en glatvægget cylinderformet del med størrediameter, 35 som støtter porten 64's del 64c og tætningen 68's tilstødende cylinderformede del af den radiære indre overflade 68d. Tæt o 11

DK 160719 B

ved den tragtformede del af tætningen 68's radiære indre overflade 68d er husorganet 82 tilsvarende tragtformet som vist ved 82a for at holde tætningen 68 på plads. Husorganet 82's tragtformede ende 82a ender imidlertid kort før kapslen 5 12's væg 50 samt før tætningen 68's tætningsoverflade 68c, således at den ikke kommer i vejen for sammentrykningen af tætningen 68, når denne slutter tæt mod hunkapslen 10'. Husorganet 82 har også en indre ringformet flange 86, som støtter enden af bøsningen 76, der er afgrænset af sin flan-10 ge 78, således at bøsningen 76 holdes korrekt på plads.

Ventilhusorganerne 76, 82's todelte udformning tillader den del deraf, som fastlægger ventilsædet 80, der er den mest kritiske del og også den del af ventilhuset, der lettest bliver slidt, at blive udskiftet efter behov 15 uden at det er nødvendigt at udskift hele huset. Betragtet som en enhed fastlægger husorganerne 76 og 82 en udboring, der er sammenhængende med fluidumpassagen 62 og dennes port 64. Denne udboring omfatter en del 88a, der har forholdsvis lille diameter, og som er afgrænset af flangerne 78 og 86's 20 indre diameter (hvilke diametre er i hovedsagen ens). Indenfor delen 88a med lille diameter (i forhold til porten 64) er en del 88b med større diameter, hvilken del er afgrænset af bøsningen 76's inderdiameter. På den modsat beliggende side af delen 88a med lille diameter dvs. udenfor delen 88a i 25 forhold til porten 64 er der en del 88c med endnu større diameter, hvilken del er afgrænset af husorganet 82's inderdiameter .

Styreventilaggregatet indbefatter yderligere en bevægelig del, der omfatter en smal cylinderformet stødstang 30 90, som strækker sig gennem delen 88a med lille diameter i udboringen i ventilhuset. Et cirkulært ventilelement 92, der er anbragt indenfor husbøsningen 76's flange 78, støtter normalt stangen 90. I alternative udførelsesformer kan stangen 90 og ventilelementet 92 være stift forbundet.

35 Ventilelementet 92 udstråler fra en ventilspindel 104 og danner i det væsentlige en flange derpå, idet spindlen 104 12

O

DK 160719 B

atter strækker sig indad fra ventilelementet 92. Endeoverfladen af ventilelementet 92, som vender mod eller er beliggende overfor ventilsædeområdet 80, er tilsvarende skråt afskåret som vist ved 94 med det formål at danne en ventiltætnings-5 overflade til tætningsindgreb med ventilsædet 80. Eftersom yderdiameteren af ventilelementet 92 er større end inder-diameteren af husudboringsdelen 88a (og dermed inderdiameteren af ventilsædet 80), blokeres strømningen gennem udboringen i ventilhuset og derned strømningen gennem porten 64, når 10 ventilelementet 92’s ventiltætningsoverflade 94 er i indgreb med ventilsædet 80 som vist i fig. 2. Hvis imidlertid ventilelementet 92 trækkes tilbage fra ventilsædet 80 som vist i fig. 3 kan fluidet strømme forbi ventilsædet 80 og ventilelementet 92 eftersom stangen 90 har hovedsageligt mindre 15 diameter end den omgivende del 88a i ventiludboringen og fordi den ydre diameter af ventilelementet 92 i hovedsagen er mindre end inderdiameteren af den omgivende del 88b i ventilhusudboringen .

En skrueformet trykfjeder 96 er anbragt inden i 20 ventilhusbøsningen 76 og tjener til at tvinge ventilelementet 92 hen mod ventilsædet 80 for derved at holde ventilen i en normalt lukket stilling. Som det bedst er vist i fig. 6, har bøsningen 76 en ribbe 98, der strækker sig diametralt hen over dens indre ende. Ribben 98 tilvejebringer en 25 støtte for fjederen 96's ene ende, men lukker ikke helt bøsningen 76's ende, men bringer snarere diametralt modsat beliggende mellemrum 100 til veje på modsat beliggende sider deraf. Ribben 98 har også en udboring 102 koncentrisk med ventilhusudboringen og modtager glideligt ventilspindlen 30 104. Ribben 98 og ventilspindlen 104 i indbyrdes indgreb tjener således som et leje til at føre og bringe ventilelementet 92 i korrekt stilling. Fjederen 96's anden ende støtter ventilelementet 92's indre aksiale endeoverflade.

For at tillade ventilelementet 92 at blive bevæget 35 til sin åbne stilling som vist i fig. 3, er et hoved 106 med stort diameter udformet på den ydre ende af stangen 90 o 13

DK 160719 B

ud i et med denne. Den ydre diameter af hovedet 1C6 er dimensioneret tilglidepasning inden i udboringsdelen 88c med stor diameter i ventilhuset. For at tilvejebringe fluidumstrømning forbi hovedet 106 er det derfor perforeret af dia-5 metralt modsat beliggende huller 108. Til sammenligning af figurerne 2, 4 og 5 ses det, at hovedet 106's indre endeoverflade er underskåret som vist ved 110 til at modtage den ene ende af en skrueformet trykfjeder 112. Den anden ende af fjederen 112 modtages i en reces 114 i husflangen 86.

10 Fjederen 112 tvinger hovedet 106 og den dertil fastgjorte stang 90 til deres yderstilling.

Som vist i figurerne 2 og 4 rager hovedet 106 i en sådan yderstilling udad fra porten 64 længere end kapselvæggen 50 og også længere end tætningsoverfladen 68c. Hovedet 15 106 kan derfor tjene som et aktiveringsorgan. Nærmere bestemt kan det ses, at hvis kapslen 12 bevæges nedad i en lige ledret retning fra stillingen i fig. 2 kommer hovedet 106 og nærmere bestemt dets udadvendende endeoverflade 116 i glideindgreb med væggen 16' i hunkapslen 10', således at til 20 det tidspunkt, til hvilket kapslen 12 er kommet på plads i kapslen 10' som vist i fig. 3, er den bevægelige del af ventilaggregatet blevet tvunget indad til sin åbne stilling.

Som vist i figurerne 4 og 5 har hovedet 106 et andet par perforeringer 118 90° fra hullerne 108. Perforeringerne 118 25 modtager giideligt halsene af et par skruer 120, hvis ender er gevindskruet ind i ventilhusets flange 86. Perforeringerne 118 er forsænket ved 118a til at modtage hovederne af skruerne 120. Skruerne 120 tjener således som anslag, der begrænser hovedet 106's udadgående bevægelse. Som det bedst er vist 3° i fig. 4 er hovedet 106's plane endeoverflade 116 skrå nær ved sin ydre omkreds som vist ved 116a for bedre at få denne endeoverflade til at passe til den krumme tværsnitsform af kapslen 12's væg 50.

Idet der henvises til fig. 3, skal det bemærkes, 35 at hullerne 108 gennem hovedet 106 har en indbyrdes afstand, der er meget mindre end diameteren af porten 24' i hunkapslen 10'.

14 DK 160719 B

0

Den samlede udstrækning i sideretningen af hullerne 108, dvs. afstanden mellem deres fjerneste punkter 108a, er på den anden side i hovedsagen større end diameteren af porten 24'. Dette sikrer forbindelsen mellem porten 24' og hullerne 5 108, når kapslerne 12 og 10’ er sammenpassede uden at det er nødvendigt med overordentligt nøjagtige tolerancer. Som nævnt ovenfor gælder desuden, at skønt bevægelsen af den bevægelige del af ventilaggregatet ved åbning og lukning af porten 64 er i hovedsagen på tværs af væggen 50 gennem 10 hvilken denne port åbner, kan en sådan bevægelse udføres ved den relative langsgående bevægelse mellem kapslerne 12 og 10' under disses sammenpasningsindgreb og nærmere bestemt ved glidning af overfladen 116 mod væggen 16' uden at det er nødvendigt at nogen del af ventilaggregatet stikkes ind i 15 eller sammenpasses med et tilsvarende organ i hunkapslen. Disse træk samvirker til tilvejebringelse af den foreliggende opfindelse med de fordele at have porte, der åbner i sideretningen, og derved mindre behov for tætte tolerancer, mens fordelene ved styreventiler i forskellige af forbindelses-20 apparatets porte bibeholdes.

Fig. 7 viser den samme hankapsel 12 og det tilhørende styreventilapparat som det, der er vist i figurerne 2-6, men i indgreb med en hunkapsel 10, i hvilken fluidumpassagen 22's port 24 har sit eget styreventilapparat 26 25 i modsætning til den mere sædvanligt hunkapsel 101 i figurerne 2-4. Fig. 7 repræsenterer altså et forstørret detaljeret billede af udførelsesformen i fig. 1, i hvilken alle portene i begge kapsler har styreventilaggregater. Ved beskrivelsen af styreventilapparatet i kapslen 10 anvendes 3° ord som "indre" og "ydre" med henvisning til porten 24, og "inderst" opfattes som længst væk fra væggen 16, og "yderst" opfattes som tættest ved væggen 16. Porten 24 er blevet neddrejet og gevindskåret til at modtage styreventilapparatet 26 på en måde svarende til porten 64 i 35 hankapslen 12. Nærmere bestemt indbefatter porten 24: en inderste glatvægget neddrejet del 24a svarende i dimensioner

O

15

DK 1607i 9 B

til delen 64a i porten 64, en gevindskåret del 24b svarende i dimensioner til delen 64b i porten 64, en glatvægget ned-drejet del 24c med samme diameter som, men lidt længere end delen 64c i porten 64 og endelig en yderste glatvægget ned-5 drejet del 24d, der eftersom den ikke rummer en tætning såsom 68 i hankapslen 12 er kortere og har mindre diameter end den tilsvarende del 64d i porten 64.

Styreventilaggregatet i hunkapslen 10's port 24 indbefatter et husorgan 122 svarende i udformning til 10 husorganet 82 i hankapslen 12 bortset fra, at i stedet for den tragtformede overflade 82a har organet 122 en 90° skulder 122a, således at det følger formen af udboringsdelene 24c og 24d og den mellem disse udformede skulder. Husorganet 122's inderste ende er gevindskruet ind i porten 24’s 15 del 24b til at holde det samlede ventilaggregat på plads. Eftersom porten 24 ikke indeholder en tætning såsom 68, er husorganet 122 tætnet til porten 24 af en O-ring 121. De resterende dele af ventilaggregatet 26 i hunkapslen 10's port 24 er identiske med de tilsvarende dele i ventilaggregatet 66 i han-20 kapslen 12*s port 64. De tilsvarende dele har derfor fået samme henvisningstal og beskrives derfor ikke igen i enkeltheder. Når det kar, der er afgrænset af hunkapslen 10's væg 16, ikke er i indgreb med en hankapsel, tvinger fjedrene 96 og 112 den bevægelige del af ventilaggregatet 26 til 25 dens yderstilling, i hvilken overfladen 94 af ventilelementet 92 hviler på ventilsædet 80, hvorved porten 24 lukkes, og hovedet 106 rager længere frem end væggen 16 for at tjene som et aktiveringsorgan for ventilen. Når hankapslen 12 indføres i det kar, der afgrænses af væggen 16, kommer 30 endeoverfladen 116 af hovedet 106 i ventilaggregatet 26 i glideindgreb med hankapslen 12's væg 50 og/eller overfladen 116 af dens tilsvarende ventilaggregat, således at begge aktiveringsorganer 106 tvinges til deres inderstillinger, som vist i fig. 7, hvorved ventilelementerne 92 trækkes ud 35 fra deres pågældende ventilsæder 80, og som følge heraf åbnes portene 24 og 64, således at de står i indbyrdes forbindelse.

DK 160719 B

O

16

Idet der igen henvises til fig. 1, er parret af kapsler 10 og 12, som er vist i venstre side af figuren, i sammenpasningsindgreb, og ventilaggregaterne i disses forskellige porte 24 og 64 vil derfor være i åbne stillinger 5 som vist i større enkeltheder i fig. 7. Hydraulisk fluidum kunne således føres fra den ene kapsel til den anden med henblik på at drive forskellige apparater hørende til borehulhovedstrukturen. Parret af kapsler 10 og 12, der er vist i højre side af fig. 1, kunne repræsentere et sådant par 10 kapsler, når hankapslen 12 indløbes til sammenpasningsindgreb med hunkapslen 10 og før sammenpasning eller sædeanbringelse. Styreventilerne i begge disse kapsler 10 og 12 ville være i deres lukkede stillinger, se fig. 2. Ingen af kapslerne ville altså miste hydraulisk fluidum til omgivelserne, og 15 ingen af fluidumpassagerne i nogen af kapslerne ville blive forurenet af havvand. Lukningen af styreventilerne 26 i hunkapslen 10 ville ligeledes hindre tryktab i den fælles hydrauliske ledning 30 og derved undgå enhver forstyrrelse af den korrekte funktion af de allerede sammenpassede kapsler 20 i venstre side af figuren. Endelig ville lukningen af ventilerne i hankapslen 12 hindre dannelsen af bobler i dennes fluidumpassager på grund af trykændringen når kapslen sænkes. Alle ovennævnte fordele ville ligeledes opnås hvis nogen af hankapslerne, efter at de var blevet anbragt i deres hun-25 sammenpasningsorgan, blev trukket ud. Som omtalt ovenfor opnås alle disse fordele ikke desto mindre ved hjælp af styreventiler i porte, som åbner i sideretningen gennem deres pågældende kapsler i stedet for aksialt, og som fungerer i kraft af en relativ langsgående glidebevægelse (i forhold 30 til kapslerne som et hele) og uden nødvendigheden af stiktypeindgreb ved hvert særskilt par af sammenpassede porte. Apparatet kræver derfor i store træk ikke, skønt det tilvejebring er alle de fordele, der er beskrevet i forbindelse med anvendelsen af styreventiler i almindelighed, større 35 præcision ved fremstillingen af kapselvæggene 16 og 50 eller større præcision ved anbringelsen af de forskellige porte

i? DK 160719 B

O

indeni disse vægge end der kræves ved sædvanlige forbindelsesorganer eller kapsler uden ventiler. Det bemærkes også at styreventilerne ifølge den foreliggende opfindelse nemt forbindes med mere eller mindre sædvanlige tætninger 68.

5 Skønt udførelsesformen i fig. 1 og 7 tilvejebringer de størst mulige fordele i forskellige henseender, kan det som omtalt i nogle anlæg være nødvendigt eller ønskværdigt i visse situationer at tilvejebringe ventiler kun i hankapslerne eller kun i hunkapslerne. De ovenfor beskrevne figurer 2-6 10 afbilder et anlæg, hvori ventilerne er tilvejebragt kun i hankapslen. Fig. 8 viser på den anden side, hvorledes opfindelsen kan tilpasses til at tilvejebringe et anlæg, i hvilket ventiler er tilvejebragt kun i hunkapslernes porte.

Nærmere bestemt viser fig. 8 samme kapsel 10 og 15 samme ventilaggregat 26 som er vist i fig. 7. Derfor har delene af ventilaggregatet 26 fået samme henvisningstal og vil ikke igen blive beskrevet i enkeltheder. I det kar, der er fastlagt af kapslen 10, er en hankapsel 12*, hvis port 64' indeholder en tætning og en tætningsholder men ingen 20 ventil, i indgreb. Nærmere bestemt har porten 64" en inderste neddrejet, gevindskåret del 64a1 og en yderste glatvægget neddrejet del 64b' med endnu større diameter end delen 64a'. Tætningen 68, der er identisk med tætningen i de andre ovenfor beskrevne udførelsesformer, er anbragt i delen 64b'.

25 En rørformet holder 124 er gevindskruet ind i delen 64a' og har en ydre glat overflade, som i hovedsagen følger konturen af tætningen 68's radiære endeoverflade 68d, og indbefatter især en tragtformet del 124a til at holde tætningen 68 på plads, idet delen 124a slutter kort før den 30 ydre ende af tætningen 68, således at den ikke kommer i vejen for dennes deformation ved tætningsindgreb med kapslen 10. Holderen 124 har en midterudboring 126, som flugter med resten af passagen 62'. Det bemærkes, at uanset om styre-ventilaggregaterne anvendes i hankapslens, hunkapslens 35 eller begges porte, må det foretrækkes at tilvejebringe tætninger såsom 68 kun i hankapslens porte. De forskellige

O

18

DK 160719 B

i figurerne 1-8 viste udførelsesfonner viser hvorledes denne foretrukne tætningsudformning kan tilpasses forskellige aniseg uanset hvilken port eller porte indeholder styreventilaggregaterne.

5 Endelig henvises til figurerne 9 og 10, hvori er vist en anden udførelsesform omfattende en i hovedsagen anden type ventilaggregat. Denne type ventilaggregat er kun vist i hankapslen. Det er imidlertid åbenbart for fagfolk på området, at med passende modifikationer kan til-io svarende ventilaggregater tilpasses til indføjelse i en hunkapsel.

Idet der nu henvises til figurerne 9 og 10 i større enkeltheder, er hunkapslen 10' identisk med den, der er vist i figurerne 2 og 3, og indbefatter en fluidumpassage 22' 15 med en port 24', der åbner gennem den hovedsageligt i sideretningen vendende væg 16', som afgrænser karret for hunkapslen. Hankapslen 12" har en hovedsageligt i sideretningen udad-vendende sidevæg 50", der er udformet til anbringelse mod væggen 16' i hunkapslen 10*. Figurerne 9 og 10 viser en 20 del af en af fluidumpassagerne i kapslen 12", idet denne passage har et i hovedsagen tværgående løb 128, der strækker sig tilnærmelsesvis vinkelret på væggen 50” og skæres nær dets indre ende af et lodret løb 130, der strækker sig opad og radiært indad gennem kapslen 12" til en egnet hydraulisk 25 ledning. Porten for passagerne 128, 130 er udformet med en større neddrejningsdiameter 132 ved den ydre ende af løbet 128.

Et stanglignende cylinderformet støtteorgan 135 er gevindskruet koncentrisk ind i den indre ende af passage-30 løbet 128. Eftersom den ydre diameter af støtteorganet 135 er i hovedsagen mindre end inderdiameteren af passageløbet 128 (bortset fra det gevindskårne del), tilvejebringes et ringformet strømningsrum derimellem, og eftersom passageløbet 130 står i forbindelse med løbet 128 uden for dettes 35 gevindskårne del, står løbet 130 i forbindelse med dette ringformede strømningsrum. Ved den ydre ende af støtteorganet

O

19

DK 160719 B

135 er et ventilsædeorgan 136, der er udformet ud i et med støtteorganet og afgrænser et keglestubformet ventilsædeområde 138, der er sammenhængende med og udstråler udad fra støtteorganet 135, idet sædet 138 vender indad i forhold 5 til porten 132.

Porten 132 indeholder en ringformet elastomer tætning 140, som også tjener som ventilaggregatets bevægelige ventilelement. Tætningen 134 har en kroptætningsoverflade 134a, der vender udad gennem porten 132 med henblik på tætnings-10 indgreb med væggen 16' i hunkapslen 10'. Tætningen 134's radiære indre overflade har en keglestubformet del 134b, som danner en ventiltætningsoverflade, der ligger overfor ventilsædet 134 til tætningsindgreb med dette. Tætningen 134 mindste diameter, dvs. ved og nær den radiært inderste 15 ende af den keglestubformede del 134b, er imidlertid i hovedsagen større end den ydre diameter af støtteorganet 135 fraregnet sædeorganet 136, således at hvis overfladen 134b trækkes tilbage fra ventilsædeområdet 138, bliver der et ringformet strømningsrum fra det ydre af kapslen 12" 20 langs organerne 136 og 135 til fluidumpassagens løb 130.

Til normalt at tvinge tætnings/ventilelementet 134 til sin lukkede stilling, er en skrueformet trykfjeder 140 tilvejebragt i porten 132. Fjederens 140’s ene ende hviler mod den skulder, der er udformet mellem porten 132 og resten 25 af passageløbet 128, mens den anden ende strækker sig ind i en aksial reces 134c i tætningen 134. Fluidumtrykket i passagen 62 kan desuden tvinge ventilen til en lukket stilling.

Det ses, at hvis hankapslen 12" bevæges nedad fra stillingen i fig. 9 til stillingen i fig. 10, bevirker 30 den langsgående giidebevægelse (i forhold til kapslerne som et hele) mellem tætningen 134 og væggen 16', at den førstnævnte tvinges indad til den i fig. 10 viste stilling, hvorved overfladen 134b trækkes tilbage fra ventilsædet 138 og åbner passagen 128, således at denne står i for-35 bindelse med porten 24, som derefter er blevet bragt til at flugte med porten 132. Det bemærkes, at diameteren af 0 20

DK 160719 B

den keglestubformede del 134b ved dens yderste ende er i hovedsagen større end diameteren af porten 24' for at sikre korrekt forbindelse uden nødvendigheden af en mere nøjagtig anbringelse af portene i de to kapsler end der 5 kræves ved sædvanlige porte uden ventil. Som i de andre udførelsesformer er tætningen 134 desuden i det væsentlige overdimensioneret i forhold til porten 24’ for at sikre, at den slutter tæt omkring hele omkredsen af porten 24', selvom der kan være ubetydelige afvigelser fra fuldstændig flugt-10 ning af portene i de to legemer.

Skønt ovenstående fremstiller adskillige foretrukne udførelsesformer af opfindelsen, er mange modifikationer åbenbare for fagfolk på området. Det er derfor hensigten, at opfindelsens omfang kun begrænses af de efterfølgende 15 krav.

20 25 30 35

Claims (3)

21 DK 160719 B Patentkrav.

1. Apparat til at forbinde med en borehulhovedstruktur, med et par sammenpasningskapsler (10',12") indbefattende en hunkapsel (10'), der har hovedsageligt i sideretningen 5 indadvendende vægorganer (16'), som afgrænser et kar (14), samt en hankapsel (12"), der er tilpasset til at føres ind i og fjernes fra karret (14) ved bevægelse i en hovedsagelig længderetning, idet hankapslen (12") har hovedsageligt i sideretningen udadvendende vægorganer (50") til anbringelse 10 mod hunkapslens (10·) tilstødende vægorganer, når hankapslen (12") er ført ind i dette, og idet kapslerne hver især har en fluidumpassage (22',128,130) deri, idet passagerne har en portåbning (24',132) gennem det pågældende vægorgan (16·,50"), og portene i hovedsagen flugter indbyrdes, når 15 legemerne er i sammenpasningsindgreb, og med et styreven- tilorgan (134,135), der er anbragt i porten i et af kapslerne (10',12"), idet styreventilorganerne er beliggende i en stilling, hvori de lukker porten, og har aktiveringsorganer (134) , der kan bevæges i en hovedsagelig sideretning til 20 åbning af nævnte kapsels port, kendetegnet ved, at styreventilorganerne omfatter: et støtteorgan (135), der er stift anbragt indeni den ene kapsels (12") passage (128) tæt ved porten (132), idet støtteorganets (135) ydre omkreds indad har et mellemrum 25 til passagens (128) inderomkreds til tilvejebringelse af strømningsrum derimellem, et sædeorgan (136), der støder op til støtteorganet (135) , og afgrænser et ringformet sædeområde (138), der er sammenhængende med og stråler udad fra støtteorganet (135), 30 idet sædeområdet (138) vender i hovedsagen indad i forhold til den ene kapsels (12") port (132), et ringformet ventilorgan (134), der bevægeligt frem-og tilbagegående er anbragt i porten (132) således, at det stort set omgiver støtteorganet (135) og sædeorganet (136), 35 og som har en ventiltætningsoverflade (134b), der vender i 22 DK 160719 B hovedsagen udad i forhold til porten (132) og er beliggende overfor sædeområdet (138), organer (140), der elastisk spænder ventiltætningsoverfladen (134b) mod sædeområdet (138), 5 idet en del af ventilelementet (134), når ventiltæt ningsoverfladen (134b) støtter mod sædeområdet (138), rager længere frem end den ene kapsels (12") port (132) til dannelse af aktiveringsorganet.

2. Apparat ifølge krav 1, kendetegnet 10 ved, at støtteorganet (135) er tilvejebragt med en cylinderformet overflade, og at sædeområdet (138) er en keglestubformet overflade, der divergerer fra støtteorganets (135) cylinderformede overflade, og at ventilelementet (134) har en cylinderformet overflade, og ventiltætningsoverfladen (134b) 15 er en keglestubformet overflade, der divergerer fra ventilelementets (134) cylinderformede overflade, idet ventilelementets cylinderformede overflade i hovedsagen omgiver støtteorganets (135) cylinderformede overflade men har større diameter end støtteorganets cylinderformede overflade.

3. Apparat ifølge krav 2, kendetegnet ved, at ventilelementet (134) er en elastomer ring, der har en kapseltætningsoverflade (134a), som vender udad fra porten (132), til tætnende berøring med den anden kapsels (10') vægorganer (16') stort set omgivende den anden kapsels port 25 (24')· )