DE1248584B - Gasdichte Schraubverbindung fuer OElfeldrohre - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

IntCl.:

E21b

Deutsche Kl.: 5 a-17/02

Nummer: 1248 584

Aktenzeichen: P 37890 VI a/5 a

Anmeldetag: 16. Oktober 1965

Auslegetag: 31. August 1967

Die Erfindung betrifft eine gasdichte Schraubverbindung für Ölfeldrohre, insbesondere Steigrohre. Derartige Schraubverbindungen haben im allgemeinen ein konisches Gewinde, und man versucht seit langem, durch Verwendung von geeigneten Dichtelementen die Gasdichtigkeit dieser Verbindungen zu erzielen.

Es sind zu diesem Zweck bereits eine ganze Reihe von Vorschlägen gemacht worden. Bei einer bekannten Dichtung wird ein weicher Metalldichtungsring verwendet, der an einer dem Zapfenteil benachbarten Schulter mit einer radialen Fläche von außen zugänglich anliegt und eine äußere radiale Fläche und eine innere konische Fläche aufweist, die mit entsprechend geformten Flächen am Muffenende zusammenwirken. Die Dichtigkeit der Verbindung soll durch elastische Verformung der konischen Dichtflächen erreicht werden. Die radialen Flächen dienen als Anschläge (schweizerische Patentschrift 378112, insbesondere Fig. 11). Durch die Verformung der konischen Teile treten radiale, einer Dichtung entgegenwirkende Kräfte auf. Außerdem läßt sich mit einem nur elastisch verformten Dichtring kaum eine ausreichende Dichtwirkung erzielen.

Gemäß einem anderen, am Anmeldungstage noch nicht zum Stand der Technik gehörenden Vorschlag, sollen bei einem metallischen Dichtring, der ebenfalls eine äußere radiale und eine innere konische Dichtfläche aufweist, diese Nachteile dadurch vermieden werden, daß bei Berührung der radialen Dichtflächen vor der plastischen Verformung des weichen Metallringes ein Abstand zwischen den konischen Dichtflächen besteht. Diese sollen erst dann zur Berührung kommen, wenn im Bereich der radialen Dichtflächen eine plastische Verformung eingetreten ist (deutsche Auslegeschrift 1 234162). Um zu erreichen, daß diese Dichtung zufriedenstellend arbeitet und eine sichere Abdichtung erreicht, muß die Festigkeit des Metallringes ziemlich hoch sein, da anderenfalls im Betrieb ein plastisches Fließen eintreten kann, daß die Dichtung unbrauchbar macht. Andererseits darf aber die Festigkeit des Metallringes nicht allzu hoch sein, da sonst die Dichtwirkung nicht mehr ausreicht, weil zu festes Material nicht in der Lage ist, sich den Unebenheiten der zu verbindenden Rohrenden anzupassen und diese abzudichten.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, diese Schwierigkeiten zu vermeiden. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß eine gasdichte Schraubverbindung für Ölfeldrohre, insbesondere Steigrohre, unter Verwendung eines Dichtringes, der an radialen Flächen des Muffenendes und eines Gegenelementes,

Gasdichte Schraubverbindung für Ölfeldrohre

Anmelder:

Thyssen Röhrenwerke Aktiengesellschaft,
Düsseldorf, August-Thyssen-Str. 1

Als Erfinder benannt:

Dipl.-Ing. Dr. Armin Hosang,
Kaarst über Neuß

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insbesondere einer dem Zapfen benachbarten Schulter, vorzugsweise von außen zugänglich, anliegt, so ausgebildet ist, daß der Dichtring aus einem Trägerring aus Stahl und mindestens einer Dichtauflage aus einem leicht verformbaren Dichtungsmaterial besteht und daß diese Dichtauflage bei zusammengeschraubter Rohrverbindung in einem allseitig geschlossenen Ringraum unter Druck liegt.
Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung soll die Festigkeit des Trägerringes mindestens etwa 30 kg/mm², aber höchstens etwa 80 % der Festigkeit des Rohrmaterials betragen. Durch diese Anpassung werden Beschädigungen der Rohrenden vermieden. Als Material der Dichtauflage kann weiches Material, wie Blei oder Kupfer, Verwendung finden. Es ist jedoch auch möglich, Gummi oder gummiähnlichen Kunststoff zu benutzen.

Im folgenden wird die Erfindung mit Hilfe von Zeichnungen, an Hand von Ausführungsbeispielen, näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform der Verbindung,

F i g. 2 einen Längsschnitt in stark vergrößertem Maßstab, wobei der Dichtungsring links in unverformtem und rechts in verformtem Zustand nach dem Einbau dargestellt ist,

Fig. 3 einen Längsschnitt ähnlich wie Fig. 2, jedoch in einer anderen Ausführungsform.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist das Muffenende 1 eines Rohres mit dem Zapfen 2 des anderen Rohres mittels eines konischen Gewindes 9 verschraubt, unter Zwischenschaltung eines Dichtringes 3. Der Dichtring 3 liegt also einerseits gegen das Muffenende 1 und andererseits gegen die Schulter 8 des

So Zapfens an. Dabei weist das Muffenende 1 eine radiale Dichtfläche 6 und die Schulter 8 eine radiale Dichtfläche 23 auf.

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Claims (4)

Wie in Fig.2 vergrößert dargestellt, besteht der Dichtungsring 3 aus einem Trägerring 10, der aus Stahl hergestellt ist, sowie einer Dichtauflage 13. Zur Aufnahme der Dichtauflage 13 weist der Trägerring 10 Ringnuten auf. Diese sind auf den Stirnseiten des Trägerringes 10 angeordnet und haben gegen die Radialebenen geneigte Flanken 11 und 12 sowie einen radialen Nutengrund. Der Querschnitt der Ringnut ist also, wie ein Blick auf F i g. 2 zeigt, etwa trapezförmig. Die Ringnut wird vor dem Verschrauben durch die Dichtauflage 13 nahezu vollständig ausgefüllt. Bei Anziehen der Verschraubung drückt zunächst die radiale Dichtfläche 6 des MufEenendes 1 bzw. die radiale Dichtfläche 23 der Schulter 8 gegen die plastisehe Dichtauflage 13, wobei diese ausweicht und eventuell überschüssiges Material bei der Annäherung der Teile seitlich herausgedrückt wird. Schließlich berührt das Muffenende bzw. die Schulter die Flanken 11 und 12 mit der konischen Dichtfläche 7 und dem schmalen Rand 14, der dazu dient, den von der Dichtauflage eingenommenen Ringraum abzudichten, so daß das Dichtmaterial nicht weiter ausweichen kann. Das Dichtmaterial verhält sich nun wie eine zähe, inkompressible Flüssigkeit und dringt in alle Unebenheiten ein, so daß die Verbindung völlig dicht wird. Das Ausführungsbeispiel der Fig.3 unterscheidet sich von dem der F i g. 2 nur durch eine andere Gestaltung der Ringnut, die hier etwa im Querschnitt die Form eines Sägezahnes mit der flachen Innenflanke 21 und der steilen Außenflanke 22 hat. Nach dem Zusammenschrauben ist ebenfalls eine innere konische Dichtfläche 7 und eine radial angeordnete, durch die Oberfläche des Dichtungsmaterials gebildete Dichtfläche 24 vorhanden. Durch die schmale Kante 14 wird der von dem Dichtungsmaterial eingenommene Ringraum auch bei diesem Ausführungsbeispiel abgeschlossen. Der wesentliche Vorteil der erfindungsgemäßen Verbindung besteht darin, daß sie auch unter ungünstigsten Bedingungen, also z. B. wenn Sandkörner in die Verbindung eingedrungen sind, absolut dicht ist. Der Trägerring hat die erforderliche Festigkeit, um allen auftretenden Kräften standzuhalten; er wird höchstens geringfügige Verformungen erleiden. Da andererseits aber seine Festigkeit niedriger ist als die des Rohrmaterials, ist eine Beschädigung der Dichtflächen an den Rohrenden durch den Dichtungsring ausgeschlossen. Die Dichtauflage steht im verschraubten Zustand unter so hohem Druck, daß das leicht verformbare Dichtungsmaterial in alle vorhandenen Unebenheiten eindringt. Dabei wird sie durch den mit den Dichtflächen der Rohrenden zusammenwirkenden Trägerring gegen Herausquetschen gesichert und gegen Beschädigung durch äußere Einflüsse abgeschirmt. Patentansprüche:

1. Gasdichte Schraubverbindung für Ölfeldrohre, insbesondere Steigrohre, unter Verwendung eines Dichtringes, der an radialen Flächen des Muffenendes und eines Gegenelementes, insbesondere einer dem Zapfen benachbarten Schulter, vorzugsweise von außen zugänglich, anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring (3) aus einem Trägerring (10) aus Stahl und mindestens einer Dichtauflage (13, 13') aus einem leicht verformbaren Dichtungsmaterial besteht und daß diese Dichtauflage bei zusammengeschraubter Rohrverbindung in einem allseitig geschlossenen Ringraum unter Druck liegt.

2. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Festigkeit des Trägerringes (10) mindestens etwa 30 kg/mm² und höchstens etwa 80% der Festigkeit des Rohrmaterials beträgt.

3. Verbindung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungsmaterial ein weiches Metall, vorzugsweise Blei oder Kupfer, ist.

4. Verbindung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungsmaterial Gummi oder ein gummiähnlicher Kunststoff ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Schweizerische Patentschrift Nr. 378112.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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