DE19617156C2 - Blowoutpreventer-Stößel für Rohrcoils - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Stößel für Blowoutpreventer und insbesondere einen solchen für den Einsatz mit zu Coils bzw. Spulen aufgewickeltem Rohrmaterial.

Bei solchen Rohrcoils handelt es sich im Prinzip um einen kontinuierlichen Rohrstrang, der auf eine am Bohrlochkopf stehende Haspel gewickelt ist und zur Ausbesserung oder Überarbeitung in ein Öl- oder Gasbohrloch eingeführt wird, obgleich auch ein Einsatz als Bohrstrang möglich ist. Bspw. werden oft waagerechte Abzuglöcher mit solchem zu einer Coil aufgewickelten Rohrstrang gebohrt. Der Vorteil solcher Rohrwickel ist natürlich, daß beim Ein- und Ausfahren des Rohrstranges keine Verbindungen hergestellt zu werden brauchen.

Aus der Druckschrift DE-OS 20 33 645 ist eine Preventer-Vorrichtung zum Abdichten einer flexiblen Leitung bekannt, die auch, wie im Anspruch 1 der Anmeldung angegeben, aus zwei Stößelanordnungen besteht, die zum Umgreifen eines durch den Preventer verlaufenden flexiblen Rohrstranges je einen Körper mit einer halbkreisförmigen Ausnehmung aufweisen und Dichtungen tragen, die sich an den Rohrstrang anlegen, um Bohrfluidverluste zu verhindern. Daß die Preventerstößel mit Backen ausgerüstet werden, ist ebenfalls bekannt. So ist aus der Druckschrift EP 242 008 A2 ersichtlich, daß sich im Preventerstößel ebenfalls in halbkreisförmigen Ausnehmungen jeweils ein Packer befindet, der aus einer oberen Spannsektion und einer unteren Dicktungssektion besteht.

Es gibt jedoch Fälle, in denen Werkzeuge in den Rohrstrang eingeführt werden müssen. Hierzu muß der Strang aufgetrennt und das Werkzeug eingesetzt werden; danach werden die beiden Rohrenden an der Trennstelle mittels Kupplungen verbunden. Es ist wichtig, die Verbindung zwischen den Kupplungen vor dem Einfahren in das Bohrloch zu prüfen. Dies geschieht derzeit unter Verwendung einer Preventer-Backenanordnung, deren Stößel den Rohrstrang ergreifen und erlauben, auf den Strang einen aufwärts gerichteten Zug aufzubringen, um die Verbindung zwischen den Kupplungen und den Rohrenden zu prüfen. Die Stößel weisen in den Innenflächen, mit denen sie den Rohrstrang ergreifen, eine Reihe von Nuten bzw. Rillen auf, so daß ein "Zwei- Schalen-Greifer" entsteht, der sich an zwei Stellen entlang des Umfangs in einem schmalen Bereich an den Rohrstrang anlegt. Dadurch kann der Rohrstrang aber beschädigt werden. Ein weiterer Nachteil der Zwei-Backen-Anordnung ist, daß der Preventer insgesamt höher wird, da ein zweiter Stößelsatz erforderlich ist, der beim Blowout den Abschluß zum Rohrstrang herstellt.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Blowoutpreventer- Stößelanordnung anzugeben, die an den Rohrstrang angelegt einen dichten Abschluß herstellen kann, der ein Entweichen von Bohrlochfluid verhindert, und auch den Rohrstrang gegen eine Auf- oder Abwärtsbewegung relativ zur Backenanordnung festhält.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Es ist eine Besonderheit der vorliegenden Erfindung, eine solche Stößelanordnung anzugeben, die sich an den Rohrstrang mit Backen anlegt, die sich über eine große Fläche des Rohrkörpers erstrecken, um die Möglichkeit von Schäden am Rohrstrang infolge der Backenpressung zu reduzieren.

Es ist eine weitere Besonderheit der vorliegenden Erfindung, daß eine Blowoutpreventer-Stößelanordnung angegeben wird, die sowohl einen Abschluß herstellen als auch den Rohrstrang festhalten kann, so daß nur ein einziger Preventer erforderlich ist.

Es ist eine weitere Besonderheit der vorliegenden Erfindung, Rohrführungen vorzusehen, die beim Schließen der Stößel den Rohrstrang im Preventer zentrieren und die ein Teil der Elastomer-Dichtungsanordnung auf den Stößeln sind.

Diese sowie weitere Vorteile und Besonderheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich für den Fachmann aus der folgenden Beschreibung sowie den beigefügten Zeichnungen und Ansprüchen.

Fig. 1 ist eine teilgeschnittene Darstellung eines Blowoutpreventers mit den erfindungsgemäßen Verschlußstößeln;

Fig. 2 ist eine Draufsichtdarstellung der erfindungsgemäßen Verschlußstößel in der Schließstellung auf einem Rohrstrang;

Fig. 3 ist ein vergrößerter Vertikalschnitt der um einen Rohrstang geschlossenen Stößelanordnung, wobei die oberen Backen am Rohrstrang anliegen, um einer Ab­ wärtsverschiebung des Rohrs relativ zum Preventer zu widerstehen;

Fig. 4 ist ein Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Bac­ kensegment in der Ebene 4-4 der Fig. 5;

Fig. 5 ist eine Draufsichtdarstellung des Backensegments der Fig. 4 mit Blickrichtung entlang der Pfeile 5-5; und

Fig. 6 ist eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Stö­ ßelanordnung im offenen Zustand.

Der Blowoutpreventer 10 der Fig. 1 ist ein herkömmlich auf­ gebauter hydraulischer Preventer mit den Backenstößeln 12, 14, die in die Anlage am durch die Öffnung 18 des Preven­ ters verlaufenden Rohrstrang 16 (gestrichelt gezeigt) aus­ gefahren bzw. von ihm abgehoben werden. Die ganze linke Seite des Preventers ist geschnitten dargestellt, um die Einzelheiten des Aufbaus zu zeigen, mit dem der Stößel 12 zum Rohrstrang ausgefahren bzw. von ihm abgehoben wird. Insbesondere wird der Stößel 12 ein- und ausgefahren, indem die eine oder andere Seite des Kolbens 20 im Zylinder 22 mit hydraulischem Druckmittel beaufschlagt wird. Die Kol­ benstange 26 verbindet den Stößel mit dem Kolben, so daß beide sich gemeinsam bewegen. Der Stößel 14 wird analog zum Rohrstrang 16 hin ausgefahren bzw. von ihm abgehoben.

Die Stößel 12, 14 weisen einander zugewandte flache Stirn­ flächen 28, 30 mit halbkreisförmigen Ausnehmungen 32 bzw. 34 auf. Halbkreisförmige waagerechte Nuten 36, 38 in den Ausnehmungen nehmen halbkreisförmige Dichtungsanordnungen 39, 41 auf. Diese Anordnungen enthalten halbkreisförmige Dichtelemente 40, 42 aus einem Elastomer-Werkstoff, die aus den Ausnehmungen zwischen Halteplatten 44, 46 auswärts vor­ stehen. Diese Elastomer-Dichtelemente stehen über die Hal­ teplatten hinaus vor, legen sich an den Rohrstrang 16 an und schließen so den Raum zwischen diesem und den Stößeln dichtab, so daß kein Fluid durch den Verschluß nach oben entweichen kann.

Wie am besten die Fig. 6 zeigt, die die Stößel geöffnet darstellt, weisen die Halteplatten 44, 46 mit ihnen eintei­ lige Rohrführungen 45, 47 auf, die beim Schließen der Stö­ ßel zum Rohrstrang hin diesen zur Preventermitte drücken. Hierzu weisen sie die Rohranlageflächen 45a bzw. 47a auf, die auf eine solche Weise schräg geführt sind, daß sie je­ weils auf den Rohrstrang eine Kraft mit einer Komponente ausüben, die ihn zur Mitte der Öffnung im Preventer drückt. Ein extremes Beispiel ist in der Fig. 6 gezeigt, in der der Rohrstrang T an der Wandung W der Öffnung im Preventer an­ liegt; ohne die Führungen, die bei der Bewegung der Stößel aufeinander zu den Rohrstrang seitlich zur Mitte des Pre­ venters versetzen, könnten diese sich kaum schließen. Bei geschlossenen Stößeln nehmen die Hohlräume 45b, 47b in den Halteplatten die Rohrführungen 45 bzw. 47 auf.

Jeder Stößel ist mit einer oberen und einer unteren Backen­ anordnung beiderseits der Dichtungsanordnung versehen. Die Backen, aus denen jede Backenanordnung sich zusammensetzt, sind untereinander identisch. Die Fig. 5 zeigt eine typi­ sche Backe in einer Draufsicht. Sie ist allgemein kreis­ sektorförmig und so bemessen, daß jeder Stößel vier obere und vier untere Backen 50 bzw. 52 aufnehmen kann. Jede Bac­ ke ist mit Zähnen 54 zum Angriff am Rohrstrang versehen. Schräg geführte Führungselemente 56 auf der Rückseite der Backen werden in halbkreisförmig verlaufende Nuten 58a- 58d im Stößelkörper eingesetzt, die ihrerseits entsprechend der Winkelabweichung von der Vertikalen der Führungselemen­ te 56 schräg so geführt sind, daß die Backen in einer ver­ tikalen Ebene gehalten werden. In in die Rückseite der Backen eingearbeitete Nuten 62 sind Paßbolzen 60 einge­ setzt, die die Backen gegen eine seitliche Bewegung in den Nuten 58a-58d festlegen. Wie die Fig. 2 und 3 zeigen, werden die Paßbolzen von Kopfschrauben 66 in der Sollage gesichert. Weiterhin enthält jede Backe eine vertikale Boh­ rung 68 mit einem Gewindeabschnitt 70 zur Aufnahme einer Schraube 72. Schraubenfedern 74 drücken die oberen Backen aufwärts und die unteren Backen abwärts, wenn letztere nicht am Rohrstrang anliegen. Bei geschlossenen Stößeln ist der Auflagedruck natürlich so hoch, daß er bei einer Auf- oder Abwärtsbewegung des Rohrstrangs den jeweiligen Backen­ satz in den Eingriff bringt und die Bewegung zum Stillstand kommt.

Die Stößel sind weiterhin auf der Oberseite mit den Dich­ tungselementen 76, 78 versehen, die (vergl. Fig. 2) gemein­ sam einen dichten Abschluß zwischen der Oberseite der Stö­ ßel und dem Preventer herstellen und mit den Dichtungen 40, 42 gemeinsam ein Entweichen von Fluid aufwärts durch die Stößel hindurch verhindern.

Wie aus der vorgehenden Beschreibung ersichtlich, lassen sich mit der vorliegenden Erfindung alle oben ausgeführten Ziele sowie weitere Vorteile erreichen, die auf der Hand liegen und sich aus der Vorrichtung und ihrem Aufbau unmit­ telbar ergeben. Insbesondere ist ein einziger Stößelsatz vorgesehen, der bei an den Rohrstrang angesetzten Backen den Ringraum zwischen diesem und den Stößeln dicht ab­ schließt und den Rohrstrang gegen eine Auf- oder Abwärtsbe­ wegung arretiert.

Claims (3)

1. Stößel (12, 14) für einen Blowoutpreventer mit einem Stößel-Körper mit einer Stirnfläche (30), in der eine halbkreisförmige Ausnehmung (32) zwecks Aufnahme des Rohrstranges (16) ausgebildet ist, mit einer Dichtung (41), die in der halbkreisförmigen Ausnehmung (32) der Stirnfläche (30) angeordnet ist, wobei sich die Dichtung (41) nach außen von dem Stößel (14) weg erstreckt, um ein Vorbeifließen von Fluid am Stößel (14) zu verhindern, mit ersten und zweiten Backen (50, 52), die in der halbkreisförmigen Ausnehmung (32) der Stirnfläche (30) an gegenüberliegenden Seiten der Dichtung (41) angeordnet sind, wobei jede Backe Zähne (54) zur Ergreifung des Rohrstrangs (16) besitzt, um eine abwärts oder aufwärts gerichtete Bewegung des Rohrstranges (16) zu verhindern, gekennzeichnet durch erste und zweite Führungselemente (56), wobei jedes Führungselement auf dem Rücken jeweils der ersten und zweiten Backe (50, 52) angeordnet ist, um die Backen in einer senkrechten Ebene zu halten.

2. Stößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung aus einem elastomerischen Material besteht.

3. Stößel nach Anspruch 1, gekennzeichnet, durch Rohrführungen (47, 47a) zum Zentrieren des Rohrstrangs (16) in der halbkreisförmigen Ausnehmung (32) des Stößelkörpers.