DE2548195C3

DE2548195C3 - Verbindung für Bohrgestänge

Info

Publication number: DE2548195C3
Application number: DE2548195A
Authority: DE
Inventors: Ion Dr.-Ing. Cimpina Lari
Original assignee: Institutul De Cercetari Si Proiectari Pentru Petrol Si Gaze, Cimpina
Priority date: 1975-10-28
Filing date: 1975-10-28
Publication date: 1981-04-23
Also published as: DE2548195B2; DE2548195A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbindung für Bohrgestänge mit an dem einen insbesondere verdickten Ende angebrachten Muffenteil, welches mit einem insbesondere konischen Innengewinde versehen ist, und an dem anderen, insbesondere verdickten Ende angebrachten Zapfenteil, welcher mit einem entsprechenden Außengewinde versehen ist, wobei im Gewindebereich der Gestängeverbindung zusätzlich eine Hülse angeordnet ist.

Eine Bohrgestänge-Verbindung dieser Art ist bereits aus der FR-PS 21 74*598 bekannt. Die Hülse sitzt dabei außen und soll ein Verdrehen und damit ein Lösen der beiden jeweils miteinander verbundenen Bohrstangen verhindern. Zu diesem Zweck sind die Bohrstangenenden sechskantig, und die — in axialer Richtung relativ kurze — Hülse hat ein entsprechendes sechskantiges bzw. zwölfeckiges Innenprofil. Durch eine Druckfeder ist die Hülse jeweils über den beiden Gestängeenden gehalten. Zum Lösen der Gestängeverbindung wird die Hülse entgegen der Druckfeder zurückgeschoben. Die Bohrstangen tragen auf ihrem Außenumfang eine schraubenförmig gewundene Rippe, so daß eine Sicherung gegen selbsttätiges Lösen erforderlich erscheint.

Der Erfindung dagegen liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verbindung für Bohrgestänge zu schaffen, welche eine höhere Festigkeit in dem Gewindebereich aufweist, so daß insbesondere keine Ermüdungsbrüche zu befürchten sind.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht gemäß der Erfindung darin, daß — ausgehend von einer Verbindung der eingangs genannten Art — der Muffenteil auf seiner Innenfläche in dem an das Gewinde anschließenden Bereich und der Zapfenteil auf seiner Innenfläche zylindrische Ausnehmungen aufweisen, in welchen die Hülse unter Überbrückung der Gewindeverbindung im verschraubten Zustand eingepreßt ist.

Bei den bekannten Bohrgestängen werden die von einer Bohrstange zur nächsten Bohrstange innerhalb eines Bohrstranges zu übertragenden Kräfte und Momente im allgemeinen allein über die Gewinde übertragen. Die Drehmomente vom Drehtisch bis zur Bohrkrone werden also über die Gewinde übertragen, ebenso wie die Zugkräfte und auch Druckkräfte. Insbesondere werden die Gewinde durch Längsschwingungen und Torsionsschwingungen belastet, welche sich über wenigstens zwei Bohrstangen oder gar den ganzen Bohrstrang fortpflanzen. Es sind daher trotz kräftiger Ausführung der Gewinde sowie der Muffen- und Zapfenteile Gestängebrüche, insbesondere Ermüdungsbrüche zu beobachten. Derartige Brüche sind auch bei einer Verbindung gemäß der erwähnten FR-PS 21 74 698 zu befürchten. Zwar erstreckt sich dort die erwähnte Hülse über die Bohrstangenenden, da diese Hülse aber außen sitzt und zum Lösen der Gestänge entgegen der Kraft der Druckfeder verschieblich sein muß, ist ein gewisses radiales Spiel zwischen der Hülse und den Bohrstangenenden erforderlich, so daß diese Bauweise insbesondere zur Übertragung von Belastungen durch Schwingungen und damit zu einer entsprechenden Entlastung der Gewinde und Muffen- und Zapfenteile nicht geeignet ist

Nach den US-Patentschriften 14 49 773 und 18 39 676 sind bei (gattungsmäßig abweichenden) Rohrverbindern mit zwei Rohrenden überdeckender Muffe in der Axialöffnung zur Verstärkung zwar gleichfalls Hülsen vorgesehen, jedoch ist die Hülse nach der US-Patentschrift 14 49 773 dabei nicht in Ausnehmungen angeordnet, vermag also keine Zugkräfte aufzunehmen. Die Hülse gemäß der schon seit mehr als 30 Jahren bekannten US-Patentschrift 18 39 676 wiederum entspricht zwar im wesentlichen der beanspruchten Anordnung, dient jedoch offensichtlich mehr der Stabilisierung der bei diesem bekannten Rohrverbinder verwendeten Klauenkupplung zwischen den beiden Rohrenden als dem hier vorgesehenen Zweck, so daß die Fachwelt bisher auf eine solche Anordnung einer Hülse in Verbindung mit gattungsgleichen Rohrverbindern noch nicht zurückgegriffen hat.

Gemäß der Erfindung also sitzt die Hülse innen, und zwar ist die Hülse unter Überbrückung der Gewinde-

AO verbindung in entsprechende zylindrische Ausnehmungen eingepreßt. Durch diesen Preßsitz der Hülse werden besonders Schwingungen von einer Bohrstange wenigstens zum Teil über die Hülse auf die nächstfolgende Bohrstange übertragen, so daß die Gewinde entsprechend entlastet sind. Auch sind die Gewinde durch die Hülse gegen den Innenraum der Bohrstangen abgedichtet.

Vorzugsweise ist die Hülse auf ihrer Innenseite doppelt konisch von der Mitte nach außen divergierend

So ausgebildet.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben.

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch die Gestängeverbindung,

F i g. 1 a zeigt einen Ausschnitt in größerem Maßstab.

Die Gestängeverbindung weist, wie an sich üblich,

einen Muffenteil 1 mit Innengewinde und einen Zapfenteil 2 mit entsprechendem Außengewinde auf.

Gemäß der Erfindung weist das Muffenteil 1 eine an das Innengewinde anschließende zylindrische Ausnehmung a und der Zapfenteil 2 an seiner Innenfläche eine Ausnehmung b auf. In diese Ausnehmungen a, b ist eine Hülse 3 eingepreßt. Über die Kontaktflächen an den Hülsenenden d sowie über die Umfangsflächen werden Kräfte und Momente, insbesondere Schwingungen von einer Bohrstange auf die nächste übertragen, so daß die Gewinde selbst entsprechend entlastet sind.

Die Muffen bzw. Zapfenteile sind meist an die Enden

der eigentlichen Bohrstange 4 angeschweißt (Fig. 1). Diese eigentlichen Enden der Bohrstangen 4 sind verdickt und gehen über einen konischen Bereich in ihre normale Wandstärke über. Dieser konische Obergang stellt bisher eine kritische Zone dar, in der Brüche auftreten. Es hat sich herausgestellt, daß bei der erfindungsgemäßen Gestängeverbindung Brüche, insbesondere Ermüdungsbrüche auch in der kritischen Zone c stark herabgemindert sind; dies dürfte auf einer schwingungsdämpfendcn Wirkung beruhen. Gleichzeitig gestattet die Hülse das Ssibstausgleichen dieser Momente über die beiden Kontaktflächen d an den Hülsenenden und wirkt doppelabdichtend an den schrägen Kontaktflächen e der Gestängeverbindung.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verbindung für Bohrgestänge mit an dem einen, insbesondere verdickten Ende angebrachten Muffenteil, welches mit einem, insbesondere konischen Innengewinde versehen ist, und an dem anderen, insbesondere verdickten Ende angebrachten Zapfenteil, welcher mit einem entsprechenden Außengewinde versehen ist, wobei im Gewindebereich der Gestängeverbindung zusätzlich eine Hülse angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Muffenteil (1) auf seiner Innenfläche in dem an das Gewinde anschließenden Bereich und der Zapfenteil (2) auf seiner Innenfläche zylindrische Ausnehmungen (a; b) aufweisen, in weichen die Hülse (3) unter Überbrückung dei Gewindeverbindung im verschraubten Zustand eingepreßt ist.

2. Bohrgestänge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (3) auf ihrer Innenseite doppelt konisch von der Mitte nach außen divergierend ausgebildet ist.