NL9001167A - Pijpverbinding met van een schroefdraad voorziene afdichting in een niet van een schroefdraad voorziene holte. - Google Patents

Description

Pijpverbinding met van een schroefdraad voorziene afdichting in een niet van een schroefdraad voorziene holte.

De uitvinding heeft betrekking op pijpverbindings-inrichtingen en meer in het bijzonder op dergelijke verbindingsin-richtingen die bestemd zijn voor gebruik bij tijdelijke en quasi permanente spuitpijpleidingen.

Tijdelijke en permanente spuitleidingen worden gewoonlijk gebruikt tijdens het met betrekking tot olie- en gasputten produceren, boren, cementeren, stimuleren, injecteren en testen· Flexibele inrichtingen met snelle verbindingen aan de einden verschaffen een snelle en geschikte dun opzet van het pijpstelsel en verschaffen vloeistofdichte afdichtingen tussen de gekoppelde pijp-elementen. Enige van de gebruikte flexibele inrichtingen zijn zwenkverbindingen, slangen, samengestelde constructiepijpen, en kogelgewrichten. Aan elk eind van de inrichting zijn afdichtingen en afzonderlijke verbindingen vereist. Tot verbindingen behoren koppelstukken van het hamertype, flenzen, klemringen, speciale koppelingen en pijpschroefdraden.

De uitvinding verschaft een pijpverbindingsinrich-ting, die op selectieve wijze kan dienen als een zwenkverbinding (swivel joint) en als een pijpverbinding. Dit reduceert het aantal dichtingslekbanen in het gehele pijpstelsel, reduceert het aantal vereiste variaties in pijpelementen; vergroot de bruikbaarheid van afzonderlijke pijpelementen, en reduceert de kosten van de benodig-de pijpelementen. Een paar pijpvasthouddelen bezitten elk een inwendige boring voor ontvangst van één van een paar pijpelementen. Elk van de vasthouddelen is door een vulelement, zoals een vulring, bevestigd aan een betreffend pijpelement. De vasthouddelen worden met elkaar verbonden door pijpschroefdraden of andere middelen om de pijpelementen met de einden vast tegen elkaar te bevestigen. De vasthouddelen kunnen met elkaar verbonden zijn met de pijpelementen op afstand van elkaar geplaatst en de vasthouddelen ten opzichte van elkaar geroteerd om de pijpelementen in strakke gebondenheid te trekken. De vasthouddelen kunnen vlug losgemaakt worden van de pijpelementen door het enkel verwijderen van de vulelementen en de vasthouddelen kunnen verwijderd worden van de pijpelementen.

De pijpelementen hebben elk een centrale boring, die zich in de lengterichting uitstrekt door het pijpelement en elk element heeft een holte aangrenzend aan de centrale boring. Een eerste pijpelement omvat een in hoofdzaak glad binnenoppervlak, dat een buitenbegrenzing van zijn holte bepaald. Een ringvormige afdichting is aangebracht in de twee holtes wanneer de pijpelementen verbonden zijn, waarbij de afdichting zich uitstrekt over een gedeelte van de lengte van de twee pijpelementen aangrenzend aan een eindgedeelte van elk van de pijpelementen. De afdichting strekt zich derhalve over een voeg van de pijpelementen uit om lek ter plaatse van die voeg tussen de pijpelementen te voorkomen. De ringvormige afdichting omvat een buitengedeelte met een aantal schroefdraden die tegen het gladde binnenoppervlak van de holte in het eerste pijpelement drukken. De afdichting kan in de gladde holte gedrukt worden waardoor de schroefdraden van de afdichting tegen het oppervlak van de holte van de eerste pijp drukken, zodat de afdichting in de holte blijft wanneer de twee pijpelementen gescheiden worden, waardoor het vallen en het verlies van de afdichting voorkomen wordt. De ringvormige afdichting en zijn schroefdraden hebben een buitendiameter die enigszins groter is dan de diameter van de gladde holte, zodat een buitengedeelte van de schroefdraden stevig tegen het binnenoppervlak dat de buitenbegrenzing van de holte bepaald drukt. Wanneer een paar van schroefdraden voorziene moeren gebruikt worden als vasthouddelen, dan kunnen de samengevoegde pijpelementen identiek zijn, waardoor het aantal te vervaardigen verschillende delen verminderd worden. Het profiel van de pijpelementen volgens de uitvinding is klein vergeleken met koppelstukken en gelijksoortige inrichtingen in bekende verbindingen.

De uitvinding zal nu nader beschreven worden aan de hand van in de bijgevoegde tekening weergegeven voorbeelduitvoerin-gen.

Figuur 1 is een zij-aanzicht, gedeeltelijk in doorsnede, van één uitvoering van een pijpverbinding volgens de uitvin- ding.

Figuur 2 is een einddoorsnede van de pijpverbinding van figuur 1, volgens lijn II-II van figuur 1.

Figuren 3-6 zijn gedeeltelijke doorsnedes van een andere uitvoering van de pijpverbinding van figuur 1, waarbij in opeenvolging het losmaken van de pijpelementen weergegeven wordt.

Figuur 7 is een vergroot zij-aanzicht, gedeeltelijk in doorsnede, van een uitvoering van de pijpverbinding van figuren 3-6, waarbij details van het van een schroefdraad voorziene gedeelte van de ringvormige afdichting en van de holte weergegeven worden.

Figuur 8 is een verder vergroot zij-aanzicht van een uitvoering van een gedeelte van de van een schroefdraad voorziene afdichting van figuur 7.

Figuur 9 is een andere uitvoering van de van een schroefdraad voorziene afdichting van figuur 8.

De figuren 1 en 2 tonen een pijpverbindingsinrich-ting 9 met een paar pijpelementen 10, 11, die met elkaar verbonden zijn door middel van een paar vasthouddelen 12, 13 en een paar vul-elementen 17. Pijpelementen 10 en 11 zijn aangebracht in een inwendige boring 12a, 13a van de vasthouddelen 12, 13 en bevestigd aan de delen 12, 13 door middel van vulelementen 17, die elk aangebracht zijn in een paar groeven 18a, 18b en 18c, 18d.

Om de verbindingsinrichting 9 te assembleren wordt het deel 12 om pijpelement 10 geplaatst, met de groef 18a aangrenzend aan de groef 18b en het deel 13 wordt om pijpelement 11 geplaatst met groef 18c aangrenzend aan groef 18d. Een plug 19 wordt uit een boring 20 van deel 12 verwijderd en een vulelement 17 wordt door de boring 20 heengevoerd in de groeven 18a, 18b om het deel 12 te bevestigen aan het pijpelement 10 en de plug 19 wordt opnieuw in de boring 20 geplaatst. Een plug 24 wordt uit een boring 25 verwijderd en een vulelement 17 wordt door boring 25 heengevoerd in de sleuven 18c, 18d om het deel 13 te bevestigen aan het pijpelement 11. De plug 24 wordt opnieuw geplaatst in de boring 25 om het vulelement 17 op zijn plaats te houden. Een afdichtingsdeel 26 wordt in een gedeelte van een holte 30 aangrenzend aan een middenboring 31 van het pijpelement 10 geplaatst. De pijpelementen 10, 11 worden geplaatst met de middenboring 31 van het pijpelement 10 in lijn met een middenboring 32 van pijpelement 11. Het deel 12 wordt zodanig geroteerd ten opzichte van het deel 13 dat een van een schroefdraad voorzien gedeelte 12b van het deel 12 ineenpast met een van een schroefdraad voorzien gedeelte 13b van het deel 13 en de pijpelementen 10, 11 naar de in figuur 1 weergegeven positie trekt. Een gedeelte van het afdichtingsdeel 26 beweegt in een holte 36 aangrenzend aan de middenboring 32 om een vloeistofdichte afdichting tussen de elementen 10 en 11 te verschaffen. De groef 18c is breder dan de groef 18d, zodat de vasthouddelen 12, 13 gedeeltelijk samengeschroefd kunnen worden voordat een rotatie van het deel 12 ten opzichte van het deel 13 druk uitoefent voor het in strakke aanlig-ging bevestigen van de pijpelementen 10 en 11.

Een andere, in de figuren 3-6 weergegeven uitvoering van de uitvinding 9a voorziet in een andere brede sleuf 18e in het vasthouddeel 12d. De pluggen 19, 24, die in de figuren 1 en 2 getoond zijn, zijn weggelaten uit de figuren 3-6 om de tekening te vereenvoudigen, maar begrepen moet worden dat dergelijke pluggen nodig zijn om de vulelementen 17a, 17b te installeren.

Wanneer het gewenst is om pijpelement 10 los te maken van het pijpelement 11, teneinde de afdichting 26 te vervangen of om andere redenen, dan wordt het deel 12d ten opzichte van het deel 13 geroteerd waardoor de delen 12d, 13 op afstand van elkaar komen, zoals weergegeven is in figuur 4. Verdere rotatie van het deel 12d ten opzichte van het deel 13 zorgt ervoor dat een schouder 37 van de sleuf 18e tegen een vulelement 17a drukt en een schouder 38 van de sleuf 18c tegen een vulelement 17b drukt teneinde het pijpelement 10 van het pijpelement 11 af te bewegen, zoals weergegeven is in figuur 5. De geringe scheiding van de elementen 10 en 11 maakt het aflaten mogelijk van een inwendige druk in de boringen 31, 32 terwijl de schroefdraden 12b, 13b nog in aangrijping zijn en voorkomt dat de elementen 10, 11 van elkaar weggeblazen worden. Nog verdere rotatie van het vasthouddeel 12d maakt het mogelijk om de pijpelementen 10, 11 te scheiden, zoals weergegeven is in figuur 6.

De gedwongen scheiding van de pijpelementen 10, 11 als gevolg van de rotatie van de delen 12, 13 voorkomt dat de elementen 10, 11 samen blijven steken en vergemakkelijkt de vervanging van de afdichting of let ontmantelen van spuitleidingstelsels.

In de in figuren 1-6 weergegeven uitvoeringen zijn de pijpelementen 10, 11 identiek, hetgeen vervaardiging vereenvoudigt en de kosten vermindert vergeleken met verbindingen die ge-gebruik maken van ongelijke pijpelementen. De vulelementen 17, 17a, 17b kunnen ook identiek zijn om kosten te reduceren.

Een verbeterde afdichting 26a voor gebruik in de verbindingsrichtingen 9, 9a is weergegeven in de vergrote tekening van figuur 7. Een van een schroefdraad voorzien buitengedeelte 26b van de afdichting 26a wordt tegen een in hoofdzaak glad binnenop-pervlak 30b van holte 30 gedrukt om de afdichting 26a te bevestigen aan het pijpelement 10 wanneer de pijpelementen 10 en 11 gescheiden zijn. Hierdoor wordt voorkomen dat de afdichting 26a valt en mogelijk verloren raakt wanneer de vasthouddelen 12d, 13 gescheiden worden. Het gedeelte van de afdichting 26a aan de rechterzijde (figuren 3, 7) is in de holte 30 geplaatst en het gedeelte van de afdichting 26a ter linkerzijde bevindt zich in de holte 36 wanneer de pijpelementen 10, 11 samengegrendeld zijn zoals weergegeven is in figuur 3. Aangezien de vulelementen 17 vergrendeld zijn in de groeven 18a-18d heeft de onderhavige uitvinding geen losse stukken wanneer de delen 12, 13 gescheiden worden. Wanneer de afdichting 26a vervangen moet worden, wordt het deel 12d geroteerd ten opzichte van het deel 13 totdat de delen 12d, 13 gescheiden zijn. De afdichting 26a wordt in axiale richting uit de middenboring 31 getrokken totdat het van een schroefdraad voorziene gedeelte 26b loskomt van het oppervlak 30b van de holte 30. Een nieuwe afdichting 26a wordt in de holte 30 geduwd en het vasthouddeel 12b wordt ten opzichte van het vasthouddeel 13 geroteerd om de pijpelementen opnieuw te verbinden in een fluidumdichte opstelling.

Een aantal schroefdraden 40 (figuur 8) zijn zodanig op de afdichting 26a gevormd dat zij kantelen naar een middengroef 41 om het bewegen van afdichting 26a in de holte 30 (figuur 7) met de schroefdraden 40 tegen het oppervlak 30b van de holte 30 gedrukt te vergemakkelijken. Deze kanteldende vorm zorgt er ook voor dat een aantal radiaal buitengelegen punten 42 nog steviger tegen het oppervlak 30b drukken wanneer de afdichting 26a poogt te bewegen van rechts naar links in de holte 30. Een diameter D1 van de afdichting 26a is enigszins (0,001'1 tot 0,005") groter dan een diameter D2 van de holte 30 om een nauwe passing van de afdichting 26a in de holte 30 te verzekeren. De schroefdraden 40 kunnen spiraalvormige schroefdraden zijn van het type, dat gebruikt wordt op bouten, of kunnen gevormd zijn in concentrische cirkels. Een voordeel van de spiraalvormige schroefdraden is dat zij gevormd kunnen worden onder gebruik making van een gebruikelijke schroefdraadmal van het type dat gebruikt wordt voor grote bouten. De schroefdraadraal verschaft ook tegen lage kosten nauwkeurige diameterwaarden aan de buitenpunten 42 van de afdichting 26a. Een voordeel van het hebben van schroefdraden die cirkelvormig zijn is gemakkelijker vervanging van de afdichtingen 26a. Afdichtingen die voorzien zijn van cirkelvormige schroefdraden blijven dicht bij het midden 46 van de holte 30 (figuur 7) wanneer zij verwijderd worden, terwijl spiraalvorraige schroefdraden kunnen veroorzaken dat de afdichting 26a weg van de middellijn van de holte 30 gedwongen wordt en vast kunnen zitten tegen het oppervlak 30b van holte 30.

Indien grotere houdkracht gewenst is kan de kanteling van de schroefdraden vergroot worden, zoals weergegeven is in een aantal schroefdraden 40a (figuur 9). De buitengelegen punten 42 van de schroefdraden 40 (figuur 8) en 40a (figuur 9) buigen in lichte mate wanneer de afdichting 26a in de holte 30 gedwongen wordt (figuur 7).

De uitvinding maakt gebruikt van slechts enkele delen om een verbindingsinrichting voor zwenkverbindingen en voor een pijpverbinding te verschaffen. Een van een schroefdraad voorziene afdichting is bevestigd op één pijpelement om te voorkomen dat de afdichting valt wanneer een paar pijpelementen gescheiden wordt.

Andere elementen zijn eveneens aan de pijpelementen bevestigd om te voorkomen dat losse stukken vallen of kwijtraken.

Claims (7)

1. Pijpverbindingssamenstel met verbindingsorganen voor het selectief in een vaste verhouding met de einden tegen elkaar bevestigen van een paar pijpelementen en voor het af dichten van een voeg tussen de pijpelementen om lekkage te voorkomen, gekenmerkt door een eerste pijpelement (10) met een centrale boring (31) die zich in de lengterichting daarvan uitstrekt en met een eerste holte (30) aangrenzend aan de centrale boring in een eindge-deelte van het eerste pijpelement, welke holte een in hoofdzaak glad binnenoppervlak heeft, dat een buitenbegrenzing van de eerste holte bepaalt, een tweede pijpelement (11) met een centrale boring (32) die zich in de lengterichting daarvan uitstrekt en met een tweede holte (36) aangrenzend aan de centrale boring in een eindge-deelte van het tweede pijpelement, alsmede door een ringvormige afdichting (26a), die bestemd is om aangebracht te worden in de eerste en de tweede holte en die zich uitstrekt over een gedeelte van de lengte van de eerste en tweede pijpelementen aangrenzend aan een eindgedeelte van elk van deze pijpelementen om lekkage ter plaatse van een voeg tussen deze pijpelementen te voorkomen, waarbij de ringvormige afdichting voorzien is van een van een schroefdraad voorzien buitengedeelte (26b) met een aantal van in radiale richting buitengelegen punten (42) die tegen het binnenoppervlak van de eerste holte drukken om de ringvormige afdichting in de eerste holte te houden wanneer de pijpelementen gescheiden worden.

2. Pijpverbindingssamenstel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat een diameter (D1) van het van schroefdraden voorziene buitengedeelte (26b) van de ringvormige afdichting (26a) groter is dan een diameter (D2) van de eerste holte (30) waardoor de buitengelegen punten (42) van het van een schroefdraad voorziene gedeelte van de afdichting krachtig tegen het binnenop-pervlak van de eerste holte gedrukt worden om de afdichting stevig in de eerste holte te houden.

3. Pijpverbindingssamenstel volgens conclusie 1 of 2, eet het kenmerk, dat het van schroefdraden voorziene buitengedeelte (26b) van de afdichting (26a) een aantal schroef traden omvat, waarbij elk van de schroefdraden voorzien is van een buitenste punt dat kantelt ten opzichte van de afdichtingsinrichting om beweging van de afdichtingsinrichting in de eerste holte te vergemakkelijken en om het verwijderen van de afdichtingsinrichting uit de eerste holte (30) verder te bemoeilijken.

4. Pijpverbindingssamenstel volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het van schroefdraden voorziene buitengedeelte (26b) van de afdichting (26a) een aantal schroefdraden omvat in de vorm van een aantal concentrische cirkels.

5. Pijpverbindingssamenstel volgens één der conclusies 1-3, met het kenmerk, dat het van schroefdraden voorziene buitenste gedeelte (26b) van de afdichting (26a) een van spiraalvormige schroefdraden voorzien gebied omvat van het soort dat gevormd is door een schroefdraadmal.

6. Afdichting zoals omschreven als onderdeel van het pijpverbindingssamenstel van één der voorgaande conclusies.

7. Pijpelement zoals omschreven als onderdeel het pijpverbindingssamenstel volgens één der conclusies 1-5.