SE435419B

SE435419B - LEADABLE CABLE TYPE CONNECTION

Info

Publication number: SE435419B
Application number: SE8300700A
Authority: SE
Inventors: Kenth Olof Bertil Akerdahl
Original assignee: Kenth Olof Bertil Akerdahl
Priority date: 1983-02-10
Filing date: 1983-02-10
Publication date: 1984-09-24
Also published as: NO844035L; WO1984003132A1; EP0165240A1; SE8300700D0; SE8300700L; DK484184D0; DK484184A; JPS60500728A

Description

.szaooiveﬁo-s träder vid användningen av en ledkula som uppvisar abrupta språng i genomatrömingsarean. .szaooive ﬁ o-s occurs when using a ball joint that shows abrupt leaps in the genomic flow area.

Ett första syfte med uppfinningen är att ta fram en sär- skilt för utläggning av pipelines lämplig rörkoppling som tål höga tryckdifferenser, som ger turbulensfri strömning tack vare en genomströmningearea utan kontraktioner eller tvära språng, och som är av enklare konstruktion än tidiga- re kända rörkopplingar.A first object of the invention is to provide a special pipe coupling suitable for laying pipelines which can withstand high pressure differences, which provides turbulence-free flow thanks to a flow-through area without contractions or sharp jumps, and which is of simpler construction than previously known pipe couplings. .

Ett andra syfte är att tillhandahålla en rörkoppling av det beskrivna slaget som speciellt lämpar sig för sammankoppling av ihåliga borrstänger för roterande borrning med förbättrad möjlighet att vid djupborrning driva ett borrhål lodrätt ned i berggrunden.A second object is to provide a pipe coupling of the type described which is particularly suitable for interconnecting hollow drill rods for rotary drilling with improved ability to drive a borehole vertically into the bedrock in deep drilling.

De ovannämda syftena har-uppnåtts genom att rörkopplingen erhållit de i näralutna patentkrav angivna kännetecknen.The above-mentioned objects have been achieved in that the pipe coupling has obtained the features specified in the dependent claims.

En utföringsform av rörkopplingen enligt uppfinningen skall i det följande beskrivas närmare under hänvisning till de närslutna figurerna: Pig. l är en sidvy visande huvuddelarna av rörkopplingen med ledkulan vilande i kulskålen; Fig. 2 visar ett axiellt längdsnitt genom rörkopplingen en- ligt fig. 1; i Fig. 3 visar ledkulan sedd från sidan; Pig. 4 visar ledkulan sedd i riktningen av pilarna IV-IV i fig. 3; Fig. 5 visar kulskàlen sedd i riktningen av pilarna V-V i fig. 6; Pig. 6 visar ett axiellt längdsnitt genon kulskålen enligt fig. 5; och Pig. 7 är en perepektivbild visande en komplett rörkoppling med ledkulan och kulskâlen ledbart sammankopplade med hjälp av en rörförskruvning. 839-0700--5 Till att börja med skall ledkulsdelen beskrivas under hän- visning till Big. l«4. Ledkulsdelen betecknas generellt l och har en cylindrisk hals 2, en kula 3 och en genomgående central öppning 4. Enligt uppfinningen divergerar den ge- nomgående centrala öppningen 4 frán övergången 5 mellan hal- sen 2 och kulan 3 successivt till ungefär dubbla vidden i ett första axíslplan 6 (fig. 4) fram till hålmynningen 7 vid ledkulans periferi. Däremot uppvisar den divergerande öpp- ningen i ett mot det första axialplanet 6 vinkelrätt andra axialplan 8 en konstant vidd som är lika stor som diametern av den cylindriska halsens 2 centrala öppning 4.An embodiment of the pipe coupling according to the invention will be described in more detail in the following with reference to the enclosed figures: Figs. 1 is a side view showing the main parts of the pipe coupling with the hinge ball resting in the ball cup; Fig. 2 shows an axial longitudinal section through the pipe coupling according to Fig. 1; in Fig. 3 shows the articulation seen from the side; Pig. Fig. 4 shows the articulation seen in the direction of the arrows IV-IV in Fig. 3; Fig. 5 shows the ball shells seen in the direction of the arrows V-V in Fig. 6; Pig. Fig. 6 shows an axial longitudinal section through the ball cup according to Fig. 5; and Pig. 7 is a perspective view showing a complete pipe connection with the hinge ball and the ball shells articulated together by means of a pipe fitting. 839-0700--5 To begin with, the ball joint part shall be described with reference to Big. l «4. The articulated ball portion is generally designated 1 and has a cylindrical neck 2, a ball 3 and a through central opening 4. According to the invention, the through central opening 4 diverges from the transition 5 between the neck 2 and the ball 3 successively to approximately twice the width of a first axial plane 6 (Fig. 4) up to the orifice 7 at the periphery of the articulation ball. On the other hand, the diverging opening in a second axial plane 8 perpendicular to the first axial plane 6 has a constant width which is equal to the diameter of the central opening 4 of the cylindrical neck 2.

Ledkulan 3 uppvisar två med det första axialplanet 6 paral- lella och symmetriskt på ömse sidor om detta liggande väg- gar 9, 10. Dessa bildar styrplan för ledkulans l svängning i kulskålen kring en, och endast en, vinkelrätt mot det första axialplanet 6 gående rotationsaxel genom ledkulans 1 medßlpunkt.The articulation ball 3 has two with the first axial plane 6 parallel and symmetrically on either side of this lying walls 9, 10. These form a guide plane for the articulation of the articulation ball 1 in the ball cup about one, and only one, perpendicular to the first axial plane 6 axis of rotation through the medial point of the articulation ball 1.

Ledkulan 3 visar vidare en från varje vägg 9, 10 utstående avsats eller puckel ll, 12. Var och en av dessa uppvisar en rundad egg 13, 14, som i huvudsak sammanfaller med en vin- kelrätt mot det första axialplanet 6 gående diameter genom ledkulans 3 medelpunkt. Åt var sitt håll från den respekti- ve ggen 13, l4 sträcker sig tvâ lutande bärplan 15, 16 res- pektive l7, 18.The hinge ball 3 further shows a ledge or hump 11, 12 projecting from each wall 9, 10. Each of these has a rounded edge 13, 14, which substantially coincides with a diameter perpendicular to the first axial plane 6 passing through the hinge ball. 3 midpoints. In each direction from the respective wall 13, 14 extend two inclined support planes 15, 16 and 17, 18, respectively.

Kulskàlsdelen skall nu beskrivas under hänvisning till fig. 1, 2, S och 6. Kulskålsdelen betecknas generellt 21 och har en cylindrisk hals 22, en kulskål 23 och en genomgående central öppning 24. Som framgår av fig. 5 och 6 uppvisar kulskâlen 23 en planparallell, halvsfärisk urskålning 25 som omges av två spegelsymmetriska, halvsfäriska segment 26, 27, vilka avgränsas av plana cirkelsegment 28, 29 i kulskå- lens 23 diametralplan. Dessa cirkelsegment 28, 29 bildar pannor för svängbar lagring av ledkulan 3 i kulskålens 23 planparallella urskâlning 25.The ball shell part will now be described with reference to Figs. 1, 2, S and 6. The ball bowl part is generally designated 21 and has a cylindrical neck 22, a ball bowl 23 and a continuous central opening 24. As can be seen from Figs. 5 and 6, the ball shell 23 has a plane-parallel, hemispherical basin 25 surrounded by two mirror-symmetrical, hemispherical segments 26, 27, which are delimited by flat circular segments 28, 29 in the diametrical plane of the ball bowl 23. These circular segments 28, 29 form pans for pivotable storage of the articulation ball 3 in the plane-parallel scaling 25 of the ball cup 23.

Som bäst framgår av fig. 1 bestämmer storleken av vinkeln a _ - 839m' 00- 5 4 mellan bärplanen l5 och 16 gränserna för ledkuladelens l ut- svängning. Den med hänsyn till genomflödet och konstruktio- nen maximala utsvängningen åt vartdera hållet från nollin- jen (kulskàlsdelens 23 geometriska axel) har enligt uppfin- ningen befunnits ligga vid ca 44°, dvs den motsvarande vin- keln a av ca l36° mellan bärplanen 15 och 16 respektive 17 och 18 (fig. 4). Fvmhàuas ba:- acc alla de huvudsakligen axiel1a_tryckkrafter, för vilka rörkopplingen kan väntas bli utsatt, till största delen upptas av de mot pannorna 28, 29 vilande eggarna 13 och 14, som därför gjorts rundade för att motstå de stora krafter som kommer att uppträda. Med kulröret utsvängt till maximalt utslag åt ettdera hållet upptas de axiella tryckkrafterna antingen av bärplansparet 15-17 eller paret 16-18.As best seen in Fig. 1, the magnitude of the angle α between the support planes 15 and 16 determines the limits of the oscillation of the articulated ball part 1. With regard to the flow and construction, the maximum oscillation in either direction from the zero line (the geometric axis of the ball shell part 23) has according to the invention been found to be at approx. 44 °, ie the corresponding angle α of approx. and 16 and 17 and 18, respectively (Fig. 4). Fvmhàuas ba: - acc all the mainly axial1a_pressure forces, to which the pipe coupling can be expected to be exposed, are mostly occupied by the edges 13 and 14 resting against the boilers 28, 29, which are therefore made rounded to withstand the large forces that will occur. With the ball tube flung out to the maximum deflection in either direction, the axial compressive forces are absorbed by either the airfoil pair 15-17 or the pair 16-18.

Rörkopplingens tvångsstyrda ledbarhet i ett enda svängplan erbjuder tack vare en förenklad hantering stora fördelar inom offshoretekniken vid utläggningen av olje- och gasled- ningar på havsbotten.The forced connection of the pipe coupling in a single turning plane offers, thanks to a simplified handling, great advantages in the offshore technology for laying oil and gas pipelines on the seabed.

Den enligt uppfinningen föreslagna rörkopplingen har också befunnits ha stora potentiella möjligheter för hopkoppling av ihåliga borrstänger vid djuphålsborrning. Med skarvanord- ningens 30 låsring 35 åtdragen mellan de enskilda borr- stängerna förekommer inget glapp mellan dessa. Tack vare den i endast ett plan tvångsstyrda ledbarheten minskas risken väsentligt för att den roterande borrsträngen orsakar av- drift av borrkronan. En annan fördel hos rörkopplingen en- ligt uppfinningen är möjligheten att reversera rotatione- riktningen om borrkronan skulle ha kört fast i borrhålet. En borrsträng där etängerna är hopskruvade med varandra på van- ligt sätt ger inte denna möjlighet.The pipe coupling proposed according to the invention has also been found to have great potential possibilities for coupling hollow drill rods during deep hole drilling. With the locking ring 35 of the joint device 30 tightened between the individual drill rods, there is no play between them. Thanks to the forced conduction in only one plane, the risk of the rotating drill string causing drift of the drill bit to be significantly reduced is significantly reduced. Another advantage of the pipe coupling according to the invention is the possibility of reversing the direction of rotation if the drill bit had got stuck in the borehole. A drill string where the meadows are screwed together in the usual way does not provide this possibility.

En ytterligare fördel med att använda rörkopplingen enligt uppfinningen för hopkoppling av ihåliga borrstänger ligger i möjligheten att man vid en lyckad borrning kan låta borr- kronan tillsammans med borrsträngen av de med varandra med tätning hopkopplade borrstängerna sitta kvar i brunnen och Sfïäfßi-O 700- 5 5 använda dem för uppfordríngen och transporten av oljan el- ler gasen.A further advantage of using the pipe coupling according to the invention for connecting hollow drill rods lies in the possibility that in a successful drilling the drill bit together with the drill string of the interconnected drill rods can remain in the well and Sfïäfßi-O 700- 5 5 use them for the collection and transport of the oil or gas.

Såsom visas i fig. 7 är lösmuffen 32 och låsringen 35 för- sedda med utstående klackar 38 som fästen för hanterings- verktyg.As shown in Fig. 7, the release sleeve 32 and the locking ring 35 are provided with protruding lugs 38 as brackets for handling tools.

Claims

10 15 20 25 30 35 sáooroo-s 6

1. A hinged ball coupling of the ball joint type, comprising a ball joint part (1) with a through central opening (4), a ball cup part (21) with a through central opening (24), and coupling means (30) connecting the ball joint part and the ball cup part articulated with each other, characterized in that the articulated ball part (1) has two flat surfaces (9, 10), in the form of planes on the spherical surface of the articulated ball part, which are parallel to an axial plane and are located symmetrically on each side about this plane and guide abut against flat surfaces on the ball cup part (21) in the form of planes on the ball shell part in the ball shells (23) formed therefrom, which are located on each side of the ball joint part accommodated in the ball cup, for limiting the pivoting movement of the ball joint part. in the ball shell part to a single pivot axis (8), which extends at right angles to said axial plane.

Articulated pipe coupling according to claim 1, characterized in that the articulated ball part (1) has support on the ball cup part (Z1) by means of bearings (13, 14, 28, 29) at diametrically opposite sides, the pivot axis (8) being determined by these stock.

Articulated pipe coupling according to claim 2, characterized in that the bearings (13, 14, 28, 29) comprise edges (13, 14) at diametrically opposite sides, the pivot axis (8) extending substantially along these edges.

Articulated pipe coupling according to claim 3, characterized in that the edges (13, 14) are formed by the ball joint part (1) and that the ball joint part forms abutment surfaces (15, 16, 17, 17) on each side of each edge, which delimit the pivoting movement of the articulated ball part by engaging the ball cup part (2l).

Articulated pipe coupling according to Claim 4, characterized in that the edges (13, 14) are formed by shoulder portions which project from each of the flat surfaces (9, 10) of the articulated ball part (1), the abutment surfaces also being formed. of the employee parties and diverge from each edge.

Articulated pipe coupling according to Claim 5, characterized in that each edge (13, 14) abuts against the end surface (28) of the ball bearing (21). , 29) at the mouth of the ball shell (23) formed therein.