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Rohrverbindung Die Erfindung bezieht sich auf Rohrverbindungen und insbesondere auf solche lösbare Rohrverbindungen, die es ermöglichen, zeitweilig voneinander gelöste Rohrleitungsabschnitte von einem ferngelegenen Punkt aus erneut gegeneinander einzufluchten und miteinander zu verbinden.
Eine praktische Anwendungsmöglichkeit derartiger Rohrverbindungen liegt insbesondere bei Unterwassertiefbohrungen in Küstennähe vor, wo die Sondenmündung in einer erheblichen Wassertiefe liegt. Nach der Fertigstellung einer Unterwassertiefbohrung, deren Mundloch sich am Meeresboden befindet, wird das aus der Bohrung austretende Medium durch eine Leitung zur Küste gefördert ; diese Leitung erstreckt sich im wesentlichen rechtwinkelig zur Achse der Tiefbohrung von deren unter Wasser liegendem Mundloch aus.
Es empfiehlt sich dabei aber, mit der Bohrungsmündung einen Rohrstrang verbunden zu lassen, der sich über der Bohrungsmündung bis zu einem Punkt oberhalb des Wasserspiegels erstreckt, um nach Bedarf das erneute Einführen von Werkzeugen, Instrumenten oder andern Vorrichtungen in die Bohrung zu erleichtem, damit Instandsetzungs-, Prüf- oder Messarbeiten durchgeführt werden können. Wenn sich jedoch ein solcher Rohrstrang bis zu einem Punkt oberhalb der Wasserfläche erstreckt, wird die Scbiffahrt gefährdet und der eigentliche Zweck des Anlegens der Bohrung am Meeresboden vereitelt.
Wenn der sich von der Sondenmündung zu einem Punkt oberhalb des Wasserspiegels erstreckende Rohrstrang abgenommen wird, kann man anderseits nach der Fertigstellung einer Tiefbohrung, deren Mündung sich nebst der zugehörigen Ausrüstung direkt am Meeresboden befindet, Werkzeuge nur mit erheblichen Schwierigkeiten erneut in die Bohrung einführen. 1m allgemeinen ist es aber auch schwierig, einen Rohrstrang auf das obere Ende des Kopfes einer Unterwasserbohrung aufzustecken, wenn die Wassertiefe z. B. 15-450 m beträgt.
Ein Hauptziel der Erfindung besteht demgemäss darin, eine Rohrverbindung zu schaffen, die es ermöglicht, einen Rohrstrang, der sich von der Mündung einer Unterwassertiefbohrung zu einem Punkt oberhalb der Wasserfläche erstreckt, bei Nichtgebrauch auf dem Meeresboden abzulegen, wobei ein Abschnitt der Rohrleitung gegenüber einem andern Abschnitt stark abgewinkelt werden kann, ohne dass die Teile der Rohrleitung vollständig voneinander getrennt werden und es dabei sichergestellt ist, dass die beiden Rohrleitungsabschnitte wieder in Fluchtung gebracht und erneut miteinander verbunden werden können.
Die Erfindung zielt auch auf die Ausbildung einer Rohrverbindung ab, die es ermöglicht, Abschnitte mit mehreren parallelen Rohrleitungen zugleich voneinander zu trennen, ihre Richtung zu ändern, sie später wieder in gegenseitige Fluchtung zu bringen und sie danach erneut in der ursprünglichen Lage wieder miteinander zu verbinden, wobei alle diese Arbeitsgänge von einer an einem entfernten Punkt befindlichen Bedienungsperson ausgeführt werden können.
Eine erfindungsgemässe, diesen Anforderungen entsprechende und insbesondere für unter Wasser liegende Sondenmündungen geeignete Rohrverbindung ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass sie aus einem Verbindungsstück mit mindestens einem in seiner Längsrichtung verlaufenden verbindungskanal, an den auf der einen Seite ein mit einem Anschlussrohr zu verbindendes Rohr angeschlossen ist, und einer das Verbindungsstück hülsenartig umschliessenden, an diesem axial verschiebbaren Kappe besteht, in der mindestens ein axial verschiebliches Anschlussrohr angeordnet ist, dessen freies Ende unter Abdichtung in den Verbindungskanal einschiebbar ist, wobei das Verbindungsstück an gegenüberliegenden Mantelseiten Gelenkzapfen trägt, die in zugeordnete Längsschlitze der Kappe eingreifen,
und die Kappe im Mantel-
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bereich zwischen den Längsschlitzen einen zum Kappenrand hin offenen Mantelausschnitt aufweist, der nach Axialverschiebung der Kappe ein Schwenken derselben um die Gelenkzapfen ermöglicht. Auf die- se Weise ist eine Rohrverbindung geschaffen, welche ein gegenseitiges Verschwenken der voneinander ge- lösten Abschnitte eines fallweise aus mehreren parallelen Rohrleitungen bestehenden Rohrstranges unter Führung der einander zugeordnetenAbschnittsenden ermöglicht, so dass diese Abschnitte durch Verschwen- ken wieder zueinander eingefluchtet und miteinander verbunden werden können.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausfüh- rungsbeispiels näher erläutert. Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch die erfindungsgemässe Rohrverbindung in ihrer Kupplungsstellung, bei der die innenliegenden Rohrleitungsstränge miteinander verbunden sind, um vollständige Leitungen zu bilden ; Fig. 2 ist ein Längsschnitt der erfindungsgemässen Rohrverbindung im auseinandergefahrenen Zustand, bei dem die innenliegenden Rohrleitungen unterbrochen sind ; in Fig. 3 ist ein Querschnitt längs der Linie 3-3 in Fig. 2 und in Fig. 4 ist eine Ansicht der Rohrverbindung in Rich- tung der Linie 4-4 in Fig. 1 dargestellt.
Gemäss Fig. 1 weist die erfindungsgemässe Rohrverbindung ein zylindrisches Verbindungsstück 11 auf, durch das ein oder mehrere Verbindungskanäle 12 und 13 verlaufen können. Wenn in dem Verbindungs- stück zwei Kanäle 12 und 13 vorgesehen sind, wie es bei der Anordnung nach Fig. l der Fall ist, sind zwei
Rohrleitungen 14 und 15 an die Auslässe der Kanäle 12 und 13 angeschlossen.
Beim dargestellten Beispiel sind die Rohrleitungen 14 und 15 von einem schützenden Mantelrohr 16 grösseren Durchmessers umgeben, das an dem Verbindungsstück 11 auf geeignete Weise, z. B. durch
Schweissen, befestigt ist. Die Rohrleitungen 14 und 15 sind, wie in Fig. 1 gezeigt, mit dem Verbindung- stück 11 vorzugsweise durch Gewinde verbunden.
Auf dem oberen Teil des Verbindungsstückes 11 ist eine zylindrische Kappe 17 drehbar und axial be- beweglich angeordnet ; das obere Ende der Kappe 17 ist mit einem anzuschliessende Rohrleitungen 21 und 22 umgebenden Mantelrohr 18, z. B. durch Schweissen, verbunden. Man erkennt, dass sich die unteren
Enden der Auslassrohre 21 und 22 in die Kanäle 12 und 13 des Verbindungsstückes 11 einführen lassen. Es sind geeignete Dichtungsmittel, z. B. Ringe oder Packungen 23 und 24, vorgesehen, um den kleinen Raum zwischen den Aussenflächen der Anschlussrohre 21 und 22 einerseits und den Innenwänden der Kanäle 12 und 13 anderseits abzudichten. Um den Einbau zu erleichtern, sind diese Dichtungsringe vorzugsweise auf der Aussenseite der Anschlussrohre 21 und 22 angeordnet.
Gegebenenfalls können innerhalb der Kanäle 12 und 13 Sitzflächen 25 und 26 ausgebildet soin, an die sich die unteren Enden der Anschlussrohre 21 und 22 innerhalb des Verbindungsstückes 11 anlegen können.
Die unteren Enden der Anschlussrohre 21 und 22 sind im Verbindungsstück 11 durch schnell lösbare
Verriegelungen befestigbar. Zwar könnte man für diesen Zweck Gewindeverbindungen vorsehen, doch sind die Auslassrohre 21 und 22 mit einem oder mehreren Stiften 27 bzw. 28 ausgerüstet, die sich in J-förmigen
Schlitzen oder L-förmigen Führungsbahnen 31 und 32 bewegen können. Die L-förmigen Führungsbahnen sind in die die Wandungen der Kanäle 12 und 13 bildenden Wände des Verbindungsstückes 11 eingeschnit- ten. Sie erstrecken sich vom oberen Ende des Verbindungsstückes 11 aus nach unten ; die unteren Abschnit- te der L-förmigen Nuten erstrecken sich über ein kurzes Stück in der Umfangsrichtung, so dass sie die Ver- riegelungsabschnitte der Nuten bilden.
Gegebenenfalls kann die Mündung der Kanäle 12 und 13 am oberen
Ende des Verbindungsstückes 11 abgeschrägt oder glockenförmig erweitert sein, wie dies bei 33 und 34 angedeutet ist, um das Einführen der unteren Enden der Anschlussrohre 21 und 22 in das Verbindungstück 11 zu erleichtern.
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der Wand der zylindrischen Kappe 17 sind zwei abgewinkelte Schlitze 37 und 38 von abgeänderter. L- Form ausgebildet, wobei sich jeweils ein Abschnitt dieser Schlitze im wesentlichen über die ganze Länge der nach unten ragenden Arme 35 und 36 erstreckt. Die Schlitze 37 und 38 können in der inneren Mantelfläche der Kappe 17 nutförmig eingeschnitten oder aber, wie aus Fig. 4 besonders gut erkennbar ist, als Durchbrüche ausgebildet sein.
Von der Aussenwand des Verbindungsstückes 11 ragen zwei mit dem Verbindungsstück fest verbundene Gelenkzapfen 40 und 41 durch die allgemein L-förmigen Schlitzdurchbrilche 37 und 38 in der zylindrischen Kappe n nach aussen ; der Durchmesser der Gelenkzapfen ist so gewählt, dass sich die Zapfen in den Schlitzen leicht bewegen können.
Die senkrecht verlaufenden Abschnitte der allgemein L-förmigen Schlitze 37 und 38 ermöglichen es, die Kappe 17 gegenüber dem Verbindungsstück 11 nach oben in die aus Fig. 2 ersichtliche Stellung zu bewegen, während es die waagrechten Abschnitte der beiden Schlitze zulassen, dass die zylindrische Kappe 17 gegenüber dem Verbindungsstück 11 gedreht wird, um die Kappe mit dem Verbindungsstück zu ver-
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riegeln und so bei zusammengefahrener Stellung der Rohrverbindung eine axiale Bewegung unmöglich zu machen.
In Fig. l ist die erfindungsgemässe Rohrverbindung im zusammengefahrenen Zustand dargestellt, bei dem die Rohre 14 und 15 in offener Verbindung mit den Anschlussrohren 21 und 22 stehen, wobei diese abdichtend in dem Verbindungsstück 11 festgehalten sind. Gleichzeitig sind die Mantelrohre 16 und 18 in koaxialer Lage durch die das Verbindungsstück 11 umgebende Kappe 17 festgelegt. Die Anschlussrohre 21 und 22 sind in ihrer Lage verriegelt, weil sie beide etwas im Uhrzeigersinn verdreht worden sind, so dass die Stifte 27 und 28 in die waagrechten Teile der L-förmigen Führungsbahnen 31 und 32 eingreifen.
Gleichzeitig ist die Kappe 17 gemäss Fig. 4 am Verbindungsstück 11 festgelegt, denn sie ist entgegen dem Uhrzeigersinn verdreht worden, so dass sich jeder Gelenkzapfen 40,41 längs des waagrechten Teiles eines allgemein L-förmigen Schlitzes in der Kappe bewegt hat und in eine Verriegelungskerbe 42 am Ende des
Schlitzes 37 bzw. 38 eingreift, wenn der Mantelrohrstrang 18 einer Zugkraft ausgesetzt ist.
Wenn nun die Lage der Anschlussrohrleltungen 21 und 22 zusammen mit dem Mantelrohr 18 so ver- ändert werden soll, dass die Anschlussrohrleitungen beispielsweise unter einem Winkel von 900 oder mehr zu den Rohren 14 und 15 und dem diese umgebenden Verbindungsstück oder Mantelrohr 16 (Fig. l) ver- laufen, wird das Mantelrohr 18 (Fig. 4) zunächst etwas nach unten bewegt, um die Gelenkzapfen 40,41 ausser Eingriff mit den Verriegelungskerben 42 zu bringen, worauf das Mantelrohr 18 zusammen mit der daran befestigten Kappe 17 im Uhrzeigersinn bis zum Ende des waagrechten Teiles des Schlitzes 37,38 verdreht wird.
In diesem Zeitpunkt oder schon vor dem Entriegeln der Kappe 17 gegenüber dem Verbin- dungsstück 11 werden die Anschlussrohre 21 und 22 vom Verbindungsstück 11 entriegelt und aus den Ka- nälen 12 und 13 herausgezogen. Das Entriegeln der Anschlussrohre 21 und 22 vom Verbindungsstück 11 er- folgt durch Verdrehen der Rohre entgegen dem Uhrzeigersinn, so dass sich die Stifte 27 und 28 längs der waagrechten Teile der L-förmigen Führungsbahnen bzw. der gewinkelten Nuten 31 und 32 bewegen, worauf die beiden Anschlussrohre 21 und 22 senkrecht angehoben werden können, wobei sich die Stifte 27 und 28 in den senkrechten Teilen der Führungsbahnen 31 und 32 nach oben bewegen, bis die Rohre die aus Fig. 2 ersichtliche Lage einnehmen.
Nachdem die Enden der Anschlussrohre 21 und 22 nach oben aus dem Verbindungsstück 11 herausge- hoben sind, wird das Mantelrohr 18 zusammen mit der Kappe 17, die verdreht worden ist, bis sich jeder
Gelenkbolzen 40 und 41 am oberen Ende-einer Nut 37 bzw. 38 befindet, senkrecht nach oben bewegt, bis die Gelenkbolzen 40 und 41 an den unteren Enden der Schlitze bzw. Nuten 37 und 38 anstossen und die aus Fig. 2 ersichtliche Lage einnehmen. Nunmehr kann man die Anschlussrohre 21 und 22, das Mantel- rohr L8 und die Kappe 17 um die Gelenkzapfen 40 und 41 in einer zur Achse des Verschlussstückes 11 und
DZW. oder des daran befestigten Mantelrohres 16 parallelen, auf der gemeinsamen Achse der Gelenkzap- fen 40 und 41 senkrecht stehenden Ebene seitlich umlegen.
Der Verschwenkungsbereich des Mantelroh- res 18 mit den Anschlussrohrleitungen 21 und 22 relativ zu dem senkrecht stehenden Verbindungsstück 11 richtet sich nach der Länge der Schlitze 37 und 38 in den nach unten ragenden, einen Mantelausschnitt der Kappe einschliessenden Armen 35 und 36 der Kappe 17 im Vergleich zum Radius des Verbindung stückes 11. Wenn die Länge der Schlitze 37 und 38 in den Armen 35 bzw. 36 gleich dem Durchmesser des
Verbindungsstückes 11 zuzüglich der Dicke des Gelenkzapfens 40 ist, ist das Mantelrohr 18 gegenüber dem
Mantelrohr 16 nur um etwa 900 verschwenkbar.
Wenn man jedoch den Mantelausschnitt der Kappe 17 durch Verlängerung der geschlitzten Arme 35 bzw. 36 auf etwa das Zweifache des Durchmessers des Ver- bindungsstückes 11 vergrössert, kann man das Mantelrohr 16 um einen 9C ertleblich überstcigenden Win- kel verschwenken.
Wenn die Anschlussrohrleitungen 21 und 22 wieder mit den Kanälen 12 und 13 im Verbindungsstück 11 verbunden werden sollen, wird das Mantelrohr 18 zusammen mit den Rohrleitungen 21 und 22 nach oben geschwenkt, bis es wieder koaxial zum Mantelrohr 16 verläuft, so dass man das Mantelrohr 18 nach unten bewegen kann, bis die Gelenkzapfen 40 und 41 in den Schlitzen 37 und 38 an deren oberen Enden anliegen. Dann wird das Mantelrohr 18 mit der Kappe 17 entgegen dem Uhrzeigersinn verdreht, bis die Gelenkzapfen 40 und 41 in die Verriegelungskerbe 42 einrasten und die aus Fig. 4 ersichtliche Stellung einnehmen. Hierauf werden die Anschlussrohrleitungen 21 und 22 wieder in die Kanäle 12 und 13 im Verbin- dungsstück. 11 eingeführt, wobei man umgekehrt vorgeht wie beim Lösen der Rohrleitungen.
Zwar ist die
Kappe 17 in den Zeichnungen als oberhalb des Verbindungsstückes 11 angeordnet dargestellt, doch kann man diese beiden Elemente im Rahmen der Erfindung auch in umgekehrter Lage anordnen.
Die Erfindung wurde an Hand einer Verbindung für zwei Rohrleitungen 21 und 22 beschrieben, doch sei bemerkt, dass man die erfindungsgemässe Rohrverbindung auch für eine Rohrleitung oder mehr als zwei Rohrleitungen in den Mantelrohren 16 und 18 ausbilden kann.
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Die Erfindung ist zwar in einer Anordnung beschrieben, bei der die Gelenkzapfen 4d und 41 an dem Verbindungsstück 11 angebracht und die Schlitze oder Nuten 37 und 38 in der Kappe 17 vorgesehen sind, doch umfasst sie auch die kineamtische Umkehrung, bei der die Gelenkbolzen so angebracht sind, dass sie von den unteren Enden der den Mantelausschnitt der Kappe begrenzenden, nach unten ragenden Arme aus nach innen ragen, wogegen die mit den Bolzen zusammenwirkenden Schlitze am Mantel des Verbindungsstückes 11 vorgesehen sind.
PATENTANSPRÜCHE : 1. Rohrverbindung, insbesondere für unter Wasser liegende Sondenmündungen, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus einem Verbindungsstück (11) mit mindestens einem in seiner Längsrichtung verlaufenden Verbindungskanal (12), an den auf der einen Seite ein mit einem Anschlussrohr (21) zu verbindendes Rohr (14) angeschlossen ist, und einer das Verbindungsstück (11) hülsenartig umschliessenden, an diesem axial verschiebbaren Kappe (17) besteht, in der mindestens ein axial verschiebliches Anschlussrohr (21) angeordnet ist, dessen freies Ende unter Abdichtung (23) in den Verbindungskanal (12) einschiebbar ist, wobei das Verbindungsstück (11) an gegenüberliegenden Mantelseiten Gelenkzapfen (40,41) trägt, die in zugeordnete Längsschlitze (37, 38) der Kappe (17) eingreifen, und die Kappe (17)
im Mantelbereich zwischen den Längsschlitzen einen zum Kappenrand hin offenen Mantelausschnitt aufweist, der nach Axialverschiebung der Kappe (17) ein Schwenken derselben um die Gelenkzapfen (40,41) ermöglicht.