DE2708076A1

DE2708076A1 - Laschenverbindungseinrichtung fuer eine bohrlochrohrleitung

Info

Publication number: DE2708076A1
Application number: DE19772708076
Authority: DE
Inventors: Tosh Miyagishima
Original assignee: Hydril LLC
Current assignee: Hydril LLC
Priority date: 1976-02-23
Filing date: 1977-02-22
Publication date: 1977-08-25
Also published as: FR2341767A1; US4064601A; CA1058833A; GB1565274A; DE2708076B2; JPS52122762A; JPS568231B2; DE2708076C3; FR2341767B1

Description

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Hydril Company, Los Angeles, California, V.St.A.

Laschenverbindungseinrichtung für eine Bohrlochrohrleitung

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Die Erfindung betrifft eine Laschenverbindung für eine Bohrlochrohrleitung, die sich kennzeichnet durch eine sich in Längsrichtung erstreckende, flexible Lasche, durch eine an letzterer befestigte Halteeinrichtung mit einer Aussparung an der Innenseite letzterer, die sich durch die Halteeinrichtung in Querrichtung relativ zur Längsrichtung der Lasche erstreckt, und mit einer Durchgangshülse zum Durchführen des freien Endes der Lasche, und durch eine von einem Kupplungsstück in Nähe der Hülse geführte Einrichtung, die die Lasche zwangsläufig mit der Haltevorrichtung bei Einführung der Lasche durch die Hülse zu ververmag.

Die Aussparung in der Halteeinrichtung ist derart bemessen, dass eine Hilfsrohrleitung oder -rohrleitungen, die an einem Bohrrohr gekoppelt werden soll bzw. sollen, durch sie führbar ist bzw. sind.

Die Erfindung betrifft im allgemeinen Kupplungsstücke und insbesondere eine flexible Laschenverbindung, die zur schnellen Kupplung von Rohrleitungen verhältnismässig kleinen Durchmessers an ein Bohrrohr verhältnismässig grossen Durchmessers geeignet ist.

Es besteht ein Bedarf an effektiven Vorrichtungen, um Druckleitungen an ein Bohrrohr schnell zu koppeln, wenn letzteres in ein

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.ς.

Bohrloch geführt wird. Solche Rohrleitungen müssen dicht an dem Rohr gehalten werden, damit sie während der Führung des Bohrrohres in und aus dem Bohrloch nicht ernsthaft beschädigt werden. Bekannte Verbindungsvorrichtungen für derartige Zwecke weisen nicht den vorteilhaften, einfachen Aufbau der Erfindung auf und erweisen sich betriebsmässig ungünstiger. Die erfindungsgerriässe Laschenverbindung erweist sich kostensparend, ist einstückig ausgebildet, leicht und schnell an einem Bohrrohr anbringbar und verfügbar.

Das erfindungsgemässe Kupplungsstück zeichnet sich aus durch eine sich in Längsrichtung erstreckende, flexible Lasche, durch eine an letzterer befestigte Halteeinrichtung mit einer Aussparung an der Innenseite letzterer, die sich durch die Halteeinrichtung in Querrichtung relativ zur Längsrichtung der Lasche erstreckt, und mit einer Durchgangshülse zum Durchführen des freien Endes der Lasche, und durch eine von einem Kupplungsstück in Nähe der Hülse geführte Einrichtung, die die Lasche zwangsläufig mit der Haltevorrichtung bei Einführung der Lasche durch die Hülse zu verriegeln vermag.

Die Halteeinrichtung und die Lasche können als einstückig ausgebildeter Kunststoffaufbau ausgebildet sein. Die Halteeinrichtung oder Spange kann ein Kreuzstück an der Aussenseite der Hülse aufweisen, und die Verriegelungseinrichtung kann vorzugsweise Sperrklinkenverriegelungselemente an dem Kreuzstück und der Lasche in

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Form von an der Aussenseite der Lasche und an der Innenseite des Kreuzstückes querverlaufender Kerbverzahnungen aufweisen. Die Aussparung kann ferner einen trapezförmigen Querschnitt in in Längsrichtung verlaufenden Ebenen senkrecht zur Lasche aufweisen, wobei die elastomere Halteeinrichtung für die Hllfsrohrleitung oder -rohrleitungen elastisch nach innen und seitwärts in Reaktion auf die Herstellung der Kupplung um das Rohr herum zusammenpressbar 1st. Als Folge hiervon wird die Verriegelung der Lasche und der Sperrklinkenkerbverzahnung des Kreuzkopfes betrieben, um eine zwangsläufige Verriegelung zu erzielen. Die Halteeinrichtung kann mit einer einwärts von dem Kreuzstück bergabverlaufenden, winkligen Rampenfläche versehen sein, um die Lasche gegen das Kreuzstück in Reaktion auf eine axiale Spannung in einer Richtung, die ein Lösen der Kupplung bewirkt, zu drängen.

Weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus der Beschreibung der Zeichnungen hervor, in denen ein Ausführungsbeispiel im einzelnen dargestellt ist. j

In den Zeichnungen sind: '. Fig. 1 ein Aufriss, der die Umgebung der Erfindung wiedergibt, '

Fig. 2 eine Vorderansicht einer Ausführungsform des erfindungsge- j massen Kupplungsstückes, !

Fig. 5 die Ansicht eines Schnitts entlang der Linie 3-3 nach J

Fig. 2, !

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Pig. 4 eine Ansicht eines Schnitts entlang der Linie 4-4 der Fig. 2 in der Vergrösserung,

Fig. 5 eine Grundrissansicht entlang der Linie 5-5 der Fig. j5, Fig. 6 eine Endansicht entlang der Linie 6-6 der Fig. 5»

Fig. 7 die Ansicht eines Schnitts entlang der Linie 7-7 nach Fig. 3 in der Vergrösserung,

Fig. 7a eine andere, der Fig. 7 ähnliche Ansicht,

Fig. 8 eine bruchstückartige Schnittansicht, die eine Befestigung an einem Bohrrohr zeigt, und

Fig. 8a die Ansicht eines Schnitts durch eine Leitung.

Fig. 1, aus der eine vorteilhafte Anwendung der Erfindung hervorgeht, zeigt ein Bohrlochrohr 10, das sich in einem Bohrloch 11 mit einer Auskleidung 12 erstreckt. Eine von der Oberfläche aus gesteuerte, unter der Erde befindliche Ventileinheit 13 ist mit dem Rohr in Reihe geschaltet. Eine derartige, unter der Erde einsetzbare Ventileinheit geht aus der US-PS 3 035 8o8 hervor, und seine Funktion besteht darin, die nach oben gerichtete Strömung der Bohrflüssigkeit im Bohrrohr 10 zu steuern, und zwar entsprechend dem Vorhandensein oder dem Fehlen einer ausreichenden Steuerdruckbeaufschlagung in einer kleinen Steuerrohrleitung oder -leitungen, die sich von der Oberfläche aus längsseitig des Bohrrohres zur Ventileinheit erstrecken. Bei Vorhandensein einer derartigen Steuerdruckübertragung bleibt die Ventileinhelt offen, um die Bohrflüssigkeit zu einem geeigneten Bohrkopf 15 strömen zu lassen, der eine Rohrleitung 16 für das Erzeugnis aufweist, die von einem Ven-

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.9.

til 17 gesteuert ist. Sollte jedoch kein ausreichender, zu übertragender Steuerdruck unbeabsichtigt oder aus anderen Gründen vorhanden sein, wird die Ventileinheit geschlossen, was zwangsläufig eine Abschaltung der Produktion des Bohrloches zur Folge hat. Eine Einrichtung 18 zur Zuführung des Steuerdrucks kann über eine Rohrleitung 19 mit dem Bohrkopfgehäuse 20 verbunden sein, das den Förderstrom aufnimmt, um den Druck einer solchen Flüssigkeit bei Erzeugung des Steuerdrucks zu verwenden. Entsprechend wird, falls das an der Oberfläche befindliche Ventil 21 in der Rohrleitung I9 offen ist, Druck zu dem unter der Erde befindlichen Ventil geführt, um letzteres zu öffnen, während, wenn das Ventil 21 geschlossen ist, das unter der Erde befindliche Ventil geschlossen wird. Neben dieser vorteilhaften Anwendungsform der Erfindung sind andere Anwendungsmöglichkeiten gegeben. Fig. 1 zeigt die Verwendung der Vorrichtung zum Verbinden einer Steuerdruckrohrleitung 14 mit einem einen verhältnismässig grossen Durchmesser aufweisenden Bohrrohr, wobei eine solche Festhalteeinrichtung die Form von Kupplungsstücken 23 annimmt. Die Kupplungsstücke dieser Art können an dem Bohrrohr an Stellen, wie gezeigt, unmittelbar über Verbindungsstellen 25 angebracht sein, die einzelne Rohrlängen oder Gestelle miteinander verbinden, um die zum Ein- und Ausführen des Bohrrohres in bzw. aus dem Bohrloch erforderliche Zeit zu minimalisieren. Die kleinere Steuerrohrleitung (Leitungen) 14 ist typischer Weise aus an den Enden miteinander verbundenen Abschnitten hergestellt, wobei gewindemässige Kupplungsstücke verwendet werden, wenn das Bohrrohr in dem Bohrloch geführt ist.

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Wie aus den Pig. 2 bis 7 hervorgeht, weist das Kupplungsstück eine langgestreckte, flexible Lasche 26 und eine Halteeinrichtung 27 auf, die mit einem Ende der Lasche verbunden ist. Typischerweise können die Lasche und die Halteeinrichtung einen einstückigen, verhältnismässlg steifen Kunststoffaufbau bilden, wobei der Kunststoff Polyurethan sein kann. Die Halteeinrichtung 28 weist eine Aussparung 28 an der Innenseite auf, die sich in einer Querrichtung durch die Halteeinrichtung erstreckt, d.h. relativ zur Längsrichtung der Lasche. Wie aus den Fig. 1 und 2 hervorgeht, erstreckt sich die Aussparung in vertikaler Richtung.

Die Aussparung weist vorzugsweise einen trapezförmigen Querschnitt auf, der von den Seitenwandungen 29 und 30, die sich nach aussen von der Innenwandung 31 erstrecken, gebildet wird. Wenn die Halteeinrichtung um eine konvexgekrümmte Aussenwandung 32 des Rohres 33 angebracht wird, wie aus Fig. 8 hervorgeht, biegt sich die Halteeinrichtung folglich elastisch durch, und die Seitenwandungen 29 und 30 nähern sich relativ zueinander, d.h. die Breite der Aussparung verengt sich, um das elastomere Gehäuse 34 d^er Halteeinrichtung zwischen den Wandungen 29 und 30 zusammenzupressen und es verstärkt gegen die Aussenwandung des Rohres zu klemmen. Die Hilfsdruckleitungen 140 und l40a laufen in Längsrichtung durch das Gehäuse 34 der Halteeinrichtung der Steuerrohrleitung, wie aus Fig. 8 hervorgeht. Die Abmessung "X^M zwischen α er Innenwandung und der von den Abflachungen 35 und 36 bestimmten Fläche, die mit der Rohrleitung in Eingriff bringbar sind, ist annähernd gleich oder geringfügig kleiner als die radiale Abmessung ¹¹X," des nicht

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zusammengepressten Gehäuses 34, wie aus den Fig. 2 und 8 hervorgeht.

Die Halteeinrichtung weist auch eine Durchgangshülse 38 für.die Aufnahme des freien Endes der Lasche bei Befestigung des Kupplungsstückes um ein Bohrrohr herum auf. Die Hülse ist typischerweise zwischen einem Kreuzstück 39j das sich in Querrichtung an der Aussenseite der Hülse erstreckt, und der Rampenfläche 40 der Halteeinrichtung, die einwärts von dem Kreuzstück verläuft, gebildet. Die Halteeinrichtung weist auch eine andere Rampenfläche 41 und eine nach aussen gewandte Kuppenfläche 42 auf, die die beiden Rampenflächen 40 und 41 miteinander verbindet. Die Flächen 4ü und 41 laufen im Verhältnis zur Oberfläche 42 unter einem geringeren Winkel als die Seitenwandungen 29 und 30 relativ zur Innenwandung 31 nach aussen. Die Flächen 4l und 42 fallen leicht in das Gehäuse der Halteeinrichtung ab und bilden einen fortlaufenden Kanal mit den Führungswandungen 43 und 44 der Laschenkante.

Schliesslich wird eine Einrichtung von dem Kupplungsstück in Nähe der Hülse getragen, um die Lasche und die Halteeinrichtung ansprechend auf eine axiale Zuführung der Lasche durch die Hülse zu verriegeln. Eine derartige Einrichtung kann vorteilhafterweise Sperrklinkenverriegelungselemente aufweisen, um ein ein Lösen der Kupplung bewirkendes Rutschen zu verhindern. Bei dem darge-

stellten Ausführungsbeispiel werden solche Elemente durch sich in Querrichtung erstreckende Sperrklinkenkerbverzahnungen 45 an der ;

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Innenseite des Kreuzstückes und damit in Eingriff stehenden Sperrklinkenkerbverzahnungen an der Aussenseite der Lasche gebildet. Solche Kerbverzahnungen haben sägezahnförrnigen Querschnitt, die sich in Längsrichtung von Ebenen senkrecht zur Laschenfläche erstrecken, und ihre Gesamtausdehnung auf der Lasche ist mehrere Male grosser als ihre Ausdehnung in der Richtung auf dem Kreuzstück, wie sie aus Fig. 3 hervorgeht. Folglich wird ein weiter Bereich der Einstellbarkeit für unterschiedliche Rohrgrössen erhalten. Insofern das Kreuzstück dem bergabverlaufenden Umfang der Halteeinrichtung zugewandt ist (unter Berücksichtigung der EinfUhrungsrichtung der Lasche durch die Hülse von links her), d.h. die bergabverlaufende Rampenfläche 14, neigt die Kerbverzahnung 46 der Lasche dazu, von der Rampenfläche 40 gegen die Kerbverzahnung 45 des Kreuzstückes in Rektion auf ein Ziehen der Laschen nach rechts in Fig. 8 gedrängt zu werden. Eine solche, nach rechts geridhtete, auf die Lasche ausgeübte Kraft rührt von einer Zugbeanspruchung des Kupplungsstücks um ein Rohr herum her, um das Gehäuse }4 der Halteeinrichtung im zusammengepressten Zustand gegen die Aussenwandung des Rohres zu halten. Eine solche Wechselwirkung wird ferner durch den engen Gleitsitz der Laschen auf der Oberfläche 40 und den Kerbverzahnungen 45 erleichtert. Entsprechend wird die Verriegelung der Kerbverzahnungen von selbst versperrt,um ein unbeabsichtigtes Lösen des Kupplungsstückes zu ; verhindern.

Wenn ein solches Lösen erwünscht ist, kann das Kupplungsstück ein-

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fach in Querrichtung getrennt und beseitigt werden, was durch den kostensparenden Aufbau der Kupplung ermöglicht wird. Der selbstsperrende Verriegelungsaufbau erleichtert eine zwangsläufige Verhinderung einer Lösung des Kupplungsstückes bis zu dem Zeitpunkt, an dem es aufgetrennt wird. Hierdurch wird die Zuverlässigkeit gewährleistet. Stösse der gekrümmten Aussenflache 50 des Kreuzstückes gegen die Gehäusewandung pressen die Halteeinrichtung elastisch zusammen, wodurch ein Lösen der Sperrzahnverriegelung verhindert wird.

Fig. 8a zeigt einen Querschnitt durch eine elektrische Leitung oder ein Kabel 60, das anstelle der Leitung 14 verwendet werden kann, um eine Verbindung zwischen dem unter der Erde befindlichen Stellantrieb oder Messelement und der über der Erde befindlichen elektrischen Einrichtung herzustellen. Andere Verbindungsleitungen können verwendet werden, solange sie in die Aussparung 28 einpassbar sind.

Das Kunststoffmaterial des Kupplungselements 2} kann pulverisierte Eisenteile oder andere magnetische Metallteile aufweisen, die in dem geformten Kunststoff in ausreichender Menge verteilt sind, um das Kupplungsstück oder einen Teil davon aus einem Bohrloch mittels eines an einem Drahtseil herabhängenden Magneten herauszuziehen. Fig. 7a zeigt Eisenteilchen oder eisenhaltige Teilchen 8O, die in dem Kreuzstück 38 verteilt sind.

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Claims

Patentansprüche

1. Kupplungsstück, gekennzeichnet durch eine sich in Längsrichtung erstreckende, flexible Lasche, durch eine an letzterer befestigte Halteeinrichtung mit einer Aussparung an der Innenseite letzterer, die sich durch die Halteeinrichtung erstreckt, und mit einer Durchgangshülse zum Durchführen des freien Endes der Lasche, und durch eine von dem Kupplungsstück in Nähe der Hülse geführte Einrichtun g, die die Lasche zwangsläufig mit der Halteeinrichtung bei Einführung durch die Hülse zu verriegeln vermag.

2. Kupplungsstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung und die Lasche einen einstückigen, aus Kunststoff geformten Aufbau bilden.

3. Kupplungsstück nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff Polyurethan ist.

4. Kupplungsstück nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung ein sich in Querrichtung erstreckendes Kreuzstück an der Aussenseite der Hülse aufweist, und dass die Verriegelungseinrichtung Sperrklinkenverriegelungselemente an dem Kreuzstück und der Aussenseite der Lasche aufweist.

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5. Kupplungsstück nach Anspruch k, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungseinrichtung sich in Querrichtung erstreckende Kerbverzahnungen an der Innenseite des Kreuzstückes und in Längsrichtung an der Aussenseite der Lasche aufweist.

6. Kupplungsstück nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung eine Rampenfläche einwärts vom Kreuzstück aufweist, die relativ zu letzterem winklig verläuft und den Umfang der Lasche in der Hülse gegen das Kreuzstück in Reaktion auf eine axiale Spannung drängt, die auf die Lasche in einer Richtung, die ein Lösen der Kupplung bewirkt, ausgeübt wird.

7. KupplungsstUck nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung einen trapezförmigen Querschnitt in Ebenen aufweist, die senkrecht zur Lasche verlaufen und sich in Längsrichtung darauf erstrecken.

8. Kupplungsstück nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch ein Rohr, um das die Kupplung befestigt ist, wobei sich die Lasche durch die Hülse erstreckt.

9. KupplungsstUck nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine HiIfsrohrleitung, die sich entlang des Rohres und durch die Aussparung erstreckt, wobei die Halteeinrichtung die Hilfsrohrleitung an das Rohr geklemmt hält.

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10. KupplungsstUck nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfsleitung eine hydrostatische Druckleitung aufweist.

11. KupplungsstUck nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Hllfsrohrleltung einen elastomereη Halter aufweist, der durch die Leitung läuft, wobei der Halter In der Aussparung aufgenommen und gegen das Rohr geklemmt 1st.

12. KupplungsstUck nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfsrohrleitung eine Nachrichtenleitung enthält.

1J>. KupplungsstUck nach einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Kupplungsstückes magnetisch anziehbares Material vorgesehen ist.

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