DE2317224C3 - Connection piece for connecting an underwater wellhead with a base or support surface for working equipment - Google Patents
Connection piece for connecting an underwater wellhead with a base or support surface for working equipmentInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Anschlußstück zur Verbindung eines Unterwasser-Bohrlochkopfcs mit einer Sockel- oder Trägerfläche für Arbeitsgeräte oder Ausrüstungsgegenstände, wobei der Bohrlochkopf ein Außenrohr aufweist, in den Bohrlochkopf Mantel- und Fördcrrohre eingehängt sind und das mit einer Verriegelungseinrichtung zu seiner Festlegung am Bohrlochkopf versehene Anschlußstück einen rohrförmigen Körper aufweist, dessen Innenwand aus wenigstens zwei zueinander parallelen Zylinderflächen und einer dazwischen angeordneten Ringschulter zur Auflage auf einem der Mantelrohre besteht.The invention relates to a connector for connecting an underwater borehole head with a base or support surface for tools or equipment, the borehole head having an outer tube, casing and production pipes are suspended in the borehole head and the connecting piece provided with a locking device for fixing it to the borehole head has a tubular body, the inner wall of which consists of at least two mutually parallel cylinder surfaces and an annular shoulder arranged between them for resting on one of the casing tubes.
In dem älteren Patent 22 28 134 ist für eine Montage- und Wartungsanordnung für Unterwasser-Bohrlochköple bereits vorgeschlagen worden, einen den Bohrlochkopf abgedichtet umgebenden Sockel als Auflage und unterer Abschluß für einen darauf abdichtend aufsetzbaren unteren Rand einer .luspump- und belüftbaren Arbeitsglocke auszuführen. Mit diesem Vorschlag wird erreicht, daß die Arbeitsglocke nur vorübergehend beim Einrichten und Warten eines Bohrlochkopfes auf den Sockel aufgesetzt wird und nach Beendigung der Arbeiten zu einem anderen Bohrloch des gleichen Erdölfeldes gebracht werden kann. Auf diese Weise kann man auf einem eine größere Anzahl von Bohrungen und Bohrlochköpfen aufweisenden Erdölfeld mit einer einzigen Arbeitsglocke auskommen. In the earlier patent 22 28 134 is for an assembly and maintenance arrangement for subsea wellheads has been proposed, one of the Well head sealed surrounding base as a support and lower termination for one on it sealing attachable lower edge of a .luspump- and ventilatable working bell. With this proposal it is achieved that the working bell only is temporarily placed on the base when setting up and maintaining a wellhead and be moved to another well in the same oil field after the work has been completed can. In this way one can have a larger number of bores and wellheads on one Oil field get by with a single working bell.
Aus der US-PS 35 59 754 ist eine an einem Bohrlochkopf lösbar zu befestigende Führungs- und Auflagerbasis bekannt, die am Meeresgrund so lange eingerichtet bleibt, bis die Erdbohrung niedergebracht ist. Stellt sich heraus, daß die Bohrung nicht fündig ist, kann die zur Abstützung von Arbeitsgeräten und Verschluß- oder Fördereinheiten dienende Führungsund Auflagerbasis vom Bohrlochkopf getrennt und an eine andere Stelle gebracht werden. Im einzelnen besitzt die bekannte Auflagerbasis eine rohrförmige Nabe, die von oben über den Bohrlochkopf geschoben und dann bezüglich am Umfang des Bohrlochkopfes befestigter Vorsprünge verdreht wird, bis sie auf der Oberseite dieser Vorsprünge aufliegt. In dieser abgestützten Stellung kann die Auflagerbasis mittels einer durch einen Manipulator betätigbaren Riegelhülse arretiert werden.From US-PS 35 59 754 is a releasably attached to a well head guide and Known support base, which remains set up on the seabed until the earth drilling is sunk is. If it turns out that the borehole is not successful, it can be used to support implements and Sealing or conveyor units serving guide and support base separated from the wellhead and attached be brought to another place. In particular, the known support base has a tubular shape Hub that is slid over the wellhead from above and then relative to the circumference of the wellhead fastened projections is twisted until it rests on the top of these projections. In this supported The support base can be positioned by means of a locking sleeve that can be actuated by a manipulator be locked.
Eine andere, an einem Unterwasser-Bohrlochkopf zu befestigende Trägerbasis für einen rund um den Bohrlochkopf bewegbaren Manipulator ist aus der US-PS 31 68 142 bekannt. Auch bei diesem bekannten Vorschlag wird über den bereits auf dem Kopf der Verrohrung befestigten Förder- oder ProduktionskopfAnother support base attachable to a subsea wellhead for an around the Wellhead movable manipulator is known from US-PS 31 68 142. Even with this well-known The proposal is made via the conveying or production head already attached to the head of the piping
von oben eine Hülse aufgeschoben, an deren Außenumfang die ringförmige Abstützbahn für den Manipulator befestigt ist und an deren Innenseite sich eine Schrägschulter befindet, mit der sie sich gegen eine entsprechende Schrägschulter des Verrohrungskopfes s anlegt. Um für eine sichere Abstützung zu sorgen, besitzt die Hülse eine verhältnismäßig große Länge! wodurch sich eine entsprechend große Abstüt/.länge /wischen der ringförmigen Schrägschulter und einem unteren Abstandshalterring ergibt, mit dem die Hülse an i< > dem äußeren Futterrohr anliegt.a sleeve pushed on from above, on the outer circumference the annular support track for the manipulator is attached and on the inside is a Inclined shoulder is located with which it is against a corresponding inclined shoulder of the casing head s applies. In order to ensure secure support, the sleeve is relatively long! whereby a correspondingly large support /. length / between the annular beveled shoulder and a results in the lower spacer ring with which the sleeve at i < > is in contact with the outer casing.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Anschlußstück zur Verbindung eines Unterwasser-Bohl lochkopfes mit einer Sockel- oder Trägerfläche für Arbeitsgeräte oder Ausrüstungsgegenstände entsprechend der eingangs angegebenen Bauart zu schaffen, das von einer Trägereinrichtung an der Meeresoberfläche aus mittels eines fernbetätigten Fördergerätes abgelassen werden kann und sich ohne manuelles Eingreifen an den Bohrlochkopf anlegt, wobei über das Gewicht des Anschlußstückes Einrichtungen für die Abdichtung und/oder Verriegelung betätigt werden.The invention is based on the object of providing a connector for connecting an underwater screed Hole head with a base or support surface for tools or equipment accordingly of the type specified at the outset to be created by a carrier device on the sea surface can be drained off by means of a remotely operated conveyor device and without manual Engaging the wellhead applies, with the weight of the fitting facilities for the Sealing and / or locking are operated.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der rohrförmige Körper mit einem sich nach oben hin verengenden Profil und die Verriegelungseinrichtung zum Eingreifen in eine Ringnut eines der Mantel- oder Förderrohre ausgebildet sind, und daß eine Klemmeinrichtung vorgesehen ist, die zwischen dem Außenrohr des Bohrlochkopfes und der unteren inneren Zylindcrfläche des rohrförmigen Körpers angeordnet ist.This object is achieved according to the invention in that the tubular body with an upward narrowing profile and the locking device for engaging in an annular groove of one of the jacket or conveyor pipes are formed, and that a clamping device is provided between the Outer tube of the wellhead and the lower inner cylindrical surface of the tubular body arranged is.
Gegenüber dem geschilderten Stand der Technik ergibt sich durch diesen Vorschlag der Vorteil, daß sich das Anschlußstück über seine Anlageflächen an dem Bohrlochkopf und mit Hilfe der Verriegelungs- und Klemmeinrichtungen absolut fest mit dem Bohrlochkopf verbinden läßt und jegliche Bewegung des Anschlußstückes bezüglich der Verrohrung an der Oberfläche ausgeschlossen ist. Weiterhin wird durch das sich nach oben hin verengende Profil bzw. durch den sich verringernden Außendurchmesser des Anschluß-Stückes die gesamte Bauhöhe niedrig gehalten und eine ausreichende Rohrhöhe zugänglich belassen, so daß der Einbau oder das Auswechseln von Förderrohren und Ausrüstungsteilen am Boden des zugeordneten Bohr-Schachtes möglich ist. Die Anbringung der Verriegelungseinrichtung derart, daß sie in eine Ringnut eines Mantel- oder Förderrohres eingreift, sowie die zusätzliche automatische Klemmeinrichtung zwischen Bohrlochkopf und dem Rohrkörper des Anschlußstückes stellen sicher, daß eine selbsttätige Verriegelung aufgrund des Eigengewichtes des Anschlußstückes stattfindet und damit der Handhabungs- und Betätigungsaufwand bei der Installation einer Trägerfläche für Arbeitsgeräte oder Ausrüstungsgegenstände gering bleibt.Compared to the described prior art, this proposal has the advantage that the connector on its contact surfaces on the wellhead and with the help of the locking and Clamping devices can be absolutely firmly connected to the wellhead and any movement of the Connection piece is excluded with respect to the piping on the surface. Furthermore, the profile narrowing towards the top or by the decreasing outer diameter of the connection piece the entire height kept low and leave a sufficient height of the pipe accessible, so that the Installation or replacement of production pipes and equipment parts at the bottom of the assigned drilling shaft is possible. The attachment of the locking device such that it is in an annular groove of a Cladding or production pipe engages, as well as the additional automatic clamping device between the wellhead and the tubular body of the connector ensure that an automatic locking takes place due to the weight of the connector and thus the handling and operating effort low when installing a support surface for tools or equipment remains.
Das Anschlußstück ist erfindungsgemäß dadurch weitergebildet, daß der rohrförmige Körper an die Rohre des Bohrlochkopfes anlegbare Dichtungseinrichtungen aufweist, durch welche die Oberseite gegenüber do der vom Wasser umgebenen Unterseite des rohrförmigen Körpers abgedichtet ist. Somit läßt sich das Anschlußstück anwenden, um eine abgedichtete Auflagerbasis um einen unterseeischen Bohrlochkopf herum vorzusehen. Dieser Vorschlag ist besonders <>s zweckmäßig, wenn auf einen Flansch des Anschlußkörpers z. B. der mit einer Dichtung versehene untere Rand einer Arbeitsglocke aufgesetzt wird, wobei über die Arbeitsglocke eine Wartungsinannschaft o. dgl. herangebracht weiden kann. Daraus folgt,daß die vorgenannten Dichtungseinrichtungen /.. B. dann entbehrlich sind, wenn man an den Flansch des Anschlußstückes eine einfache Führungsanordnung ansetzt, die als Verteiler oder Führung für beliebige Sammelleitungen, Hydraulikleitungen oder elektrische Stromversorungs- oder Nachrichienübertragungskiibel dient und außerdem Einluufstückc, Ubergangsrohrstücke für solche Sammelleitungen oder Kabel enthalten kann.The connection piece is further developed according to the invention in that the tubular body has sealing devices which can be placed against the pipes of the wellhead and through which the upper side is sealed off from the underside of the tubular body surrounded by water. Thus, the fitting can be used to provide a sealed bearing base around a subsea wellhead. This suggestion is particularly useful when z. B. the provided with a seal lower edge of a working bell is placed, with a maintenance team o. It follows that the aforementioned sealing devices / .. B. can be dispensed with if a simple guide arrangement is attached to the flange of the connection piece, which serves as a distributor or guide for any collecting lines, hydraulic lines or electrical power supplies or communications transmission cables and also inlet pieces, transition pipe pieces for such manifolds or cables.
Vorzugsweise ist die Klemmeinrichtung mit in Axialrichtung geführten Keilen versehen, wobei jeder Keil durch eine Feder vorgespannt ist und eine geriffelte oder gezahnte Oberfläche aufweist, die der Außenwand des Außenrohres zugewandt ist. Beim Aufsetzen des Anschlußstückes auf den Bohrlochkopf tragen die über den Umfang regelmäßig verteilten Keile zunächst zur Zentrierung des Anschlußstückes bei und werden anschließend unter der Wirkung des Eigengewichtes des Anschlußstückes und auch der Vorspannfedern nach unten und dadurch zur Anlage an das Außenrohr bewegt. Somit kann man durch einfaches Absenken des Anschlußstückes und der daran befestigten Arbeitsgeräte od. dgl. von einem beliebigen Träger an der Meeresoberfläche aus die Verriegelung und Abdichtung des Anschlußstückes am Bohrlochkopf herbeiführen.Preferably, the clamping device is provided with axially guided wedges, each Wedge is spring biased and has a corrugated or serrated surface that the outer wall facing the outer tube. When the connection piece is placed on the wellhead, the carry over the circumference regularly distributed wedges initially for centering the connector and are then under the effect of the dead weight of the connecting piece and also of the preload springs moved down and thereby to rest on the outer tube. Thus, by simply lowering the Connector and the attached tools od. Like. Of any carrier on the Bring the sea surface off the locking and sealing of the fitting at the wellhead.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist der obere Abschnitt des Anschlußstückes eine erste innenliegendc seitliche Ringdichtung auf, die an die Außenwand des Förderrohres anlegbar ist und eine zweite seitliche Ringdichtung, die an die Innenseite des benachbarten Mantelrohres anlegbar ist, wobei einige der Dichtungen durch einen axial beweglichen Ring abgestützt und durch das Eigengewicht des mit seiner Ringschulter auf dem Mantelrohr aufliegenden Rohrkörpers zusammendrückbar sind. Hierbei erfolgt somit eine selbsttätige Aktivierung der Dichtungseinrichtungcn durch das Eigengewicht des Anschlußstückes.In a preferred embodiment, the upper portion of the connector has a first inner side ring seal which can be placed against the outer wall of the conveyor pipe and a second lateral ring seal, which can be placed on the inside of the adjacent casing tube, with some the seals supported by an axially movable ring and by the weight of the with its Ring shoulder on the tubular body resting on the jacket pipe are compressible. This thus takes place an automatic activation of the sealing devices by the weight of the connector.
Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel eines Anschlußstückes. Die Figur zeigt einen Axialschnitt eines Anschlußslückes nach der Erfindung in seiner verriegelten Stellung.Details of the invention emerge from the following description in connection with the in the embodiment of a connector shown in the drawing. The figure shows an axial section a connection gap according to the invention in its locked position.
Der rohrförmige Körper 1 besitzt eine Innenwand, die aus mehreren Zylinderflächen 2, 3 und 4 besteht, deren Durchmesser und Querschnitte senkrecht zur Achse des Bohrloches mit zunehmender Entfernung vom Bodenteil und von der Zylinderfläche 2 bis zur Zylinderfläche 4 abnimmt, um sich schließlich an den Umfang des Verrohrungskopfes konzentrisch anzulegen. The tubular body 1 has an inner wall which consists of several cylindrical surfaces 2, 3 and 4, their diameter and cross-sections perpendicular to the axis of the borehole with increasing distance from the bottom part and from the cylinder surface 2 to the cylinder surface 4 decreases in order to finally get to the Lay the circumference of the casing head concentrically.
Der Rohrkörper 1 liegt mit einer waagerechten Ringfläche 6 auf einer Schulter Il des Mantelrohres 5 auf. Die Lastabstützung von der Aufsetzstelle 6 des Rohrkörpers 1 auf die Schulter 11 der Verrohrung 5 ermöglicht eine Verringerung des Durchmessers des oberen Abschnittes 28, der das Kopfende des Rohres 5 abdeckt und somit das Ende des Förderrohres 8 soweit wie möglich freilegt.The tubular body 1 lies with a horizontal annular surface 6 on a shoulder II of the jacket tube 5 on. The load support from the placement point 6 of the tubular body 1 on the shoulder 11 of the piping 5 enables a reduction in the diameter of the upper section 28, which is the head end of the pipe 5 covers and thus exposes the end of the conveyor pipe 8 as far as possible.
Die Zylinderfläche 3 enthält Dichtringe 9, die sich an den Umfang der Verrohrung 5 anlegen. Eine Gruppe von Rastbolzcn 10, die in zylindrischen schräg verlaufenden Bohrungen um den Umfang des rohrförmigen Körpers 1 verteilt sind, dringen mit ihren Enden in eine Ringnut 26 des Mantelrohres 5 ein und verriegein das Anschlußstück in der gzeigten Stellung.The cylinder surface 3 contains sealing rings 9 which lie against the circumference of the casing 5. A group von Rastbolzcn 10, which are in cylindrical oblique bores around the circumference of the tubular Body 1 are distributed, penetrate with their ends in an annular groove 26 of the jacket tube 5 and lock the connector in the position shown.
Der Eingriff der Rastbolzen 10 hat zur Wirkung, daßThe engagement of the locking pin 10 has the effect that
eine nach oben gerichtete Bewegung bezüglich der Verrohrung verhindert wird.upward movement with respect to the tubing is prevented.
Selbstverständlich kann die Betätigung der Rastbolzen durch beliebige geeignete Einrichtungen erzielt werden, die nicht das Wesen der Erfindung ausmachen s und daher nicht besonders dargestellt sind. Bei einer bevorzugten Ausführungsform sitzen die Rastbolzen auf Federn, so daß sie aufgrund der Federkraft in Richtung auf die Ringnut 26 oder entsprechende Ausnehmungen vorgespannt sind.Of course, the actuation of the locking bolts can be achieved by any suitable means which do not constitute the essence of the invention and are therefore not specifically shown. At a preferred embodiment, the locking pins sit on springs, so that they due to the spring force in the direction are biased onto the annular groove 26 or corresponding recesses.
Am unteren Ende der Oberfläche 2a befindet sich ein Haltering 13, um einen konischen Anlaufteil 14 zu befestigen, auf dessen konischer Innenfläche eine Anzahl von Schließkeilen 15 gleitet, die durch Federn 16 nach unten klemmend vorgespannt sind. Da der konische Anlaufteil 14 nach unten konvergiert bzw. sich im Innendurchmesser nach unten verjüngt, erkennt man, daß sich die einzelnen Keile 15 soweit nach unten bewegen, wie es der freie Raum zwischen dem Außenrohr 25 und dem Anlaufteil 14 erlaubt. Auf diese Weise wird jegliche nach oben gerichtete Vertikalbewegung oder auch jegliche Rotationsbewegung des Anschlußstückes bezüglich der Verrohrung unmöglich gemacht.At the lower end of the surface 2a there is a retaining ring 13 in order to form a conical run-on part 14 fasten, on the conical inner surface of which a number of locking wedges 15 slides, which by springs 16 are clamped downwards. Since the conical run-up part 14 converges or moves downwards tapered downwards in the inner diameter, one recognizes that the individual wedges 15 move down as far as the free space between the Outer tube 25 and the run-up part 14 allowed. In this way, any upward vertical movement is canceled or any rotational movement of the connection piece with respect to the piping is impossible did.
Da aufgrund der unvollständigen Konzentrizität zwischen den Rohren 25, 5 und 8 die Konzentrizität zwischen der Zylinderfläche 2 und dem äußeren Rohr 25 nicht genau sein kann, stellen die voneinander unabhängigen Schließkeil 15 sicher, daß sie soweit wie möglich in den freien Raum /wischen dem Anlaufteil 14 und der Wand des Rohres 25 eindringen. Auf diese Weise entsteht eine Klcmmkeilverbindung zwischen dem unteren Bereich des Anschlußstückes und dem gesamten Umfang des äußeren Rohres 25.Since due to the incomplete concentricity between the tubes 25, 5 and 8, the concentricity between the cylinder surface 2 and the outer tube 25 can not be exactly, set from each other independent locking striker 15 ensures that they are as far as possible in the free space / wipe the start-up part 14 and penetrate the wall of the pipe 25. This creates a key connection between the lower portion of the fitting and the entire circumference of the outer tube 25.
Die Abdichtung des Ringraums zwischen den Rohren 5 und 8 erfolgt mit Hilfe mehrerer Dichtlinge 22,23 aus Elastomcimatcrial, die bei der Anlage des im oberen Bereich des Anschlußstückes angeordneten Bundringes 27 an den entsprechenden Wandungen der Rohre 8 und 5 zusammengepreßt werden. FJn unterhalb des Bundringes 27 verschiebbarer Ring 24 kommt an der Oberseite der Verrohrung 5 zur Anlage, bevor das Anschlußstück auf der Schulter 11 aufliegt. Auf den letzten Millimetern der Eingriffsbewegung des Anschlußstückes werden die Dichtringe 22 und 23 gegen ihre entsprechenden Anlageflächcn gepreßt. Die Dichtringe 7 sind in Ringnuten der Zylinderfläche 4 eingelassen, um eine gewisse Abdichtung auch zwischen diesem Abschnitt des Anschlußstückes und dem Förderrohr 8 zu erzielen.The sealing of the annular space between the tubes 5 and 8 takes place with the help of several sealing pieces 22,23 from Elastomcimatcrial, which in the application of the in the upper Area of the connecting piece arranged collar 27 on the corresponding walls of the tubes 8 and 5 are pressed together. FJn below the collar 27 displaceable ring 24 comes at the top the piping 5 to the plant before the connecting piece rests on the shoulder 11. Down to the last millimeters the engaging movement of the connector, the sealing rings 22 and 23 are against their respective Pressed contact surface. The sealing rings 7 are embedded in annular grooves of the cylinder surface 4 to a to achieve a certain seal between this section of the connection piece and the delivery pipe 8.
Die Dichtringe 9, 23, 22 und 7 stellen auf diese Weise eine perfekte Abdichtung zwischen den oberhalb und unterhalb des Anschlußstückes befindlichen Hohlräumen her.The sealing rings 9, 23, 22 and 7 provide in this way a perfect seal between the above and cavities located below the connector.
Beim gezeigten Ausführungsbeispiel ist ein Anschlußflansch 17 des Anschlußstückes an seiner Oberseite mit konzentrischen Ringnuten und eingelegten Dichtringen 18 versehen. Am Flansch 17 ist ein Gcgenflansch 19 mit Hilfe eines Schraubbolzens 20 befestigt, die in Gewindebohrungen 21 des Flansches 17 eingeschraubt sind. Der Gegenflansch 19 dient als Träger irgendeines am Verrohrungskopf anzubringenden erforderlichen Gerätes oder einer Anordnung, die in der Figur nicht gezeigt ist.In the embodiment shown, a connecting flange 17 of the connecting piece is on its upper side concentric annular grooves and inserted sealing rings 18 are provided. A counter flange 19 is provided on the flange 17 Fastened with the aid of a screw bolt 20 which is screwed into threaded bores 21 of the flange 17 are. The mating flange 19 serves as a support for whatever is required to be attached to the casing head Device or an arrangement which is not shown in the figure.
Auch die im Inneren des Förderrohres 8 befindlichen Bauelemente, die keinen Teil der Erfindung bilden, sind nicht eingezeichnet. Das Anschlußstück ist aufgrund seiner Konzeption in der Lage, noch ausreichend Plat? zur Verfugung zu stellen, um ein beliebiges Förderrohi oder einen Verschlußbloek auf dem Verrohrungskopl anzubringen.The components located in the interior of the conveying pipe 8, which do not form part of the invention, are also included not shown. Due to its design, the connection piece is able to still provide sufficient space. to make available to any Förderrohi or a closure block on the Verrohrungskopl to attach.
Es sind Abänderungen vom gezeigten Ausführungs bcispiel möglich, insbesondere auch eine andersartige Befestigung des Gegenflanschcs auf dem Anschluß flansch 17 des Anschlußstückes.Changes to the exemplary embodiment shown are possible, in particular a different one Attachment of the Gegenflanschcs on the connection flange 17 of the connector.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
Claims (10)
Applications Claiming Priority (2)
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DE2317224B2 DE2317224B2 (en) | 1977-01-20 |
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