DE2708076C3

DE2708076C3 - Vorrichtung zum Verbinden von länglichen Elementen mit einem länglichen Körper

Info

Publication number: DE2708076C3
Application number: DE2708076A
Authority: DE
Inventors: Tosh Simi Valley Calif. Miyagishima
Original assignee: Hydril LLC
Current assignee: Hydril LLC
Priority date: 1976-02-23
Filing date: 1977-02-22
Publication date: 1981-10-08
Also published as: FR2341767B1; FR2341767A1; JPS568231B2; GB1565274A; JPS52122762A; US4064601A; DE2708076B2; CA1058833A; DE2708076A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kraftschlüssigen Verbinden von länglichen Elementen geringen Durchmessers, wie Steuerleitungen oder Kabel mil einem länglichen Körper, insbesondere Bohrlochrohren, aus einem länglichen flexiblen Band mit einer am einen Ende des Bandes angebrachten Halteeinrichtung zum straffen Festlegen des Bandes auf dem länglichen Körper, die an ihrer Innenseite eine sich quer zur Halteeinrichtung erstreckende Aussparung zur Aufnahme der länglichen Elemente, ein Quemück sowie eine teilweise in letzterem ausgebildete Durchstecköffnung für das andere Bandende aufweist, und mit einer Verriegelungseinrichtung in Nähe der Durchstecköffnung zum zwangsläufigen Verriegeln des Bandes an der Halteeinrichtung nach Führen durch die Durchstecköffnung, die aus Verriegelungselementen an dem Querstück und an der Außenseite des Bandes besteht

\y Bekannte Vorrichtungen zum Verbinden von länglichen Elementen mit einem länglichen Körper (US-PS 37 57 387 und 37 40 801) weisen ein flexibles Band mit Halte- und Verriegelungseinrichtungen sowie mit Aussparungen zum Aufnehmen von an ein Rohr anzubindenden Leitungen auf. Es ist auch bekannt (FR-PS 12 07 065), bei einer solchen Vorrichtung die Aussparung im Bereich der Halteeinrichtung auszubilden. Schließlich ist es bekannt (GB-PS 12 91 172; US-PS 35 90 442 und 3214 808) an entsprechenden Bändern

Verriegelungen vorzusehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art in einfacher Weise derart zu gestalten, daß ein schnelles und sicheres kraftschlüssiges Verbinden von länglichen Elementen und einem länglichen Körper gewährleistet wird.

Insbesondere bssteht ein Bedarf an effektiven Vorrichtungen, um Druckleitungen an ein Bohrrohr schnell zu koppeln, wenn letzteres in ein Bohrloch geführt wird. Solche Rohrleitungen müssen dicht am Rohr gehalten werden, damit sie während der Führung des Bohrrohrs in und aus dem Bohrloch nicht beschädigt werden.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst daß die Halteeinrichtung eine erste, unter dem

•40 Querstück verlaufende Rampenfläoio?, eine hinter dem Querstück angeordnete, sich in Längsrichtung erstrekkende, nach außen freiliegende Kuppenfläche sowie eine zweite Rampenfläche aufweist, wobei die Rampenflächen einander gegenüberliegend auf entgegengesetzten Seiten der Aussparung angeordnet sind und die Kuppenfläche dem zentrischen Teil der Aussparung überlagert ist

Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sowie ihrer erfindungsgemäßen Verwendung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Kombination aus den beiden Rampenflächen und der Kuppenfläche sorgt in vorteilhafter Weise für die Aussparung, ohne die Wirkung der Halteeinrichtung als Klemmeinrichtung zu beeinträchtigen. Auch gewährleistet das Zusammenwirken der Rampenflächen und der Kuppenfläche eine verbesserte Verriegelung der Kerbverzahnungen an der Innenseite des Querstücks und an der Oberseite des flexiblen Bandes, wobei insbesondere die erste Rampenfläche die Kerbverzahnungen in

μ Reaktion auf ein Ziehen des Bandes beaufschlagt Eine solche auf das Band ausgeübte Kraft rührt von einer Zugbeanspruchung der erfindungsgemäßen Vorrichtung um ein Rohr herum her, um das Gehäuse der Halteeinrichtung im zusammengepreßten Zustand gegen die Außenwand des Rohres zu halten. Diese Wechselwirkung wird durch den engen Gleitsitz des Bandes auf der ersten Rampenfläche und den Kerbverzahnungen an der Innenseite des Querstücks

erleichtert. Entsprechend wird die Verriegelung der Kerbverzahr.ungen von selbst versperrt, um ein unbeabsichtigtes Lösen der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu verhindern.

Ein Ausföhrungsbeispie! der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird nunmehr anhand der Zeichnungen erläutert In letzteren ist

F i g, 1 ein Aufriß, der ein Anwendungsbeispiel der Erfindung wiedergibt,

F i g, 2 eine Vorderansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

F i g. 3 die Ansicht eines Schnitts entlang der Linie 3-3 nach F i g. 2,

F i g. 4 eine Ansicht eines Schnitts entlang der Linie 4-4 der F i g. 2 in der Vergrößerung,

F i g. 5 eine Grundrißansicht entlang der Linie 5-5 der Fig. 3,

Fig.6 eine Endansicht entlang der Linie 6-6 der Fig. 5,

F i g. 7 die Ansicht eines Schnitts entlang der Linie 7-7 nach F i g. 3 in der Vergrößerung,

F ί g. 7a eine andere, der F i g. 7 ähnliche Ansicht,

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

F i g. 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 30 35 808 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 Ventileinheit offen, um die Bohrflüssigkeit zu einem geeigneten Bohrkopf 15 strömen zu lassen, der eine Rohrleitung 16 für das Erzeugnis aufweist die von einem Ventil 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 Steuerdnicks 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 19 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·

F i g. 1 zeigt die Verwendung der Vorrichtung zum Verbinden einer Steuerdruckrohrleitung 14 mit einem einen verhältnismäßig großen Durchmesser aufweisenden Bohrrohr, wobei eine solche Festhalteeinrichtung die Forrti von Verbindungseinrichtungen 23 annimmt. Vorrichtungen dieser Art können an dem Bohrrohr an Stellen, wie gezeigt unmittelbar über Verbindungsstellen 25 angebracht sein, die einzelne Rohrlängen 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 Gewindeverbindungen verwendet werden, wenn das Bohrrohr in das Bohrloch eingeführt wird.
Wie aus den Fig.2 bis 7 hervorgeht weist die

ίο Verbindungseinrichtung 23 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, verhältnismäßig steifen Kunststoffaufbau

bilden, wobei der Kunststoff Polyurethan sein kann. Die Halteeinrichtung 27 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 F i g. 1 und 2 hervorgeht erstreckt shh die Aussparung in vertikaler Richtung.

Die Aussparung weist vorzugsweÄi- einen trapezförmigen Querschnitt auf, der von den Seiler wandungen 23 und 30, die sich nach außen von der Innenwandung 31 erstrecken, gebildet wird. Wenn die Halteeinrichtung um eine konvex gekrümmte Außenwandung 32 des Rohres 33 angebracht wird, wie aus F i g. 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 der E ladeeinrichtung zwischen den Wandungen 29 und 30 zusammenzupressen und es verstärkt gegen die Außenwandung des Rohres zu klemmen. Die Hilfsdruckleitungen 140 und 140a laufen in Längsrichtung durch das Gehäuse 34 der Halteeinrichtung der Steuerrohrleitung, wie aus F i g. 8 hervorgeht Die Abmessung »X« zwischen der Innenwandung 31 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 »ΛΊ« des nicht zusammengepreßten Gehäuses 34, wie aus den F i g. 2 und 8 hervorgeht

Die Halteeinrichtung weist auch eine Durchgangshülse 38 für die Aufnahme des freien Endes der Lasche bei Befestigung der Vorrichtung um ein Bohrrohr herum auf. Die Hülse ist typischerweise zwischen einem Querstück 39, das sich in Querrichtung an der Außenseite der Hülse erstreckt und der Rampenfläche 40 der Halteeinrichtung, die einwärts von dem

so Querstück 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 40 und 41 laufen im Verhältnis zur Oberfläche 42 unter einem geringeren Winkel als die Seitenwandungen 29 und 30 relativ zur Innenwand^? 31 nach außen. Die Flächen 41 und 42 fallen leicht in das Gehäuse der Halteeinrichtung ab und bilden einen fortlaufenden Kanal mit den Führungswandungen 43 und 44 der Laschet.kante.

Schließlich wird eine Einrichtung von der Vorrichtung 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 Verbindung bewirkendes Rutschen zu verhindern. Bei dem dargestellten Ausfuhrungsbeispiel

werden solche Elemente durch sieh in Querrichtung erstreckende Sperrklinkenkerbverzahnungen 45 an der Innenseite des Querstückes und damit in Eingriff stehenden Sperrklinkenkerbverzahnungen 46 an der Außenseite der Lasche gebildet. Solche Kerbverzahnungen haben sägezahnförmigen Querschnitt, die sich in Längsrichtung von Ebenen senkrecht zur Laschenfläche erstrecken, und ihre Gesamtausdehnung auf der Lasche ist mehrere Male größer als ihre Ausdehnung in der Richtung auf dem Querstück, wie sie aus Fig.3 hervorgeht. Folglich wird ein weiter Bereich der Einstellbarkeit für unterschiedliche Rohrgrößen erhalten. Insofern das Querstück dem bergabverlaufenden Umfang der Halteeinrichtung zugewandt ist (unter Berücksichtigung der Einführungsrichtung der Lasche durch die Hülse von links her), d. h. die bergabverlaufende Rampenfläche 41, neigt die Kerbverzahnung 46 der Lasche dazu, von der Rampenfläche 40 gegen die Kerbverzahnung 45 des Kreuzstückes in Reaktion auf ein Ziehen der Lasche nach rechts in F i g. 8 gedrängt zu werden. Eine solche, nach rechts gerichtete, auf die Lasche ausgeübte Kraft rührt von einer Zugbeanspruchung der Vorrichtung um ein Rohr herum her. um das Gehäuse 34 der Halteeinrichtung im zusammengepreßten Zustand gegen die Außer.wandung 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 der

Vorrichtung zu verhindern.

Wenn ein solches Lösen erwünscht ist, kann die Vorrichtung einfach in Querrichtung getrennt und beseitigt werden, was durch den kostensparenden

<; Aufbau der Vorrichtung ermöglicht wird. Der selbstsperrende Verriegelungsaufbau erleichtert eine zwangsläufige Verhinderung einer Lösung der Vorrichtung bis zu dem Zeitpunkt, an dem sie aufgetrennt wird. Hierdurch wird die Zuverlässigkeit gewährleistet. Stöße

ίο der gekrümmten Außenfläche 50 des Querstückes gegen die Gehäusewandung pressen die Halteeinrichtung elastisch zusammen, wodurch ein Lösen der Sperrzahnverriegelung verhindert wird.

F i g. 8a zeigt einen Querschnitt durch eine elektrische

ι--, Leitung oder ein Kabel 60, das anstelle der Leitung 14 verwendet werden kann, um eine Verbindung zwischen einem unter der Erde befindlichen Stellantrieb oder Meßelement und einer über der Erde befindlichen elektrischen Einrichtung herzustellen. Andere Verbin-

jn dungsleitungen können verwendet werden, solange sie (n die Aussparung 28 einpaßbar sind.

Das Kunststoffmaterial der Verbindungseinrichtung 23 kann pulverisierte Eisenteile oder andere magnetische Metallteile aufweisen, die in dem geformten

>-, Kunststoff in ausreichender Menge verteilt sind, um die Einrichtung oder einen Teil davon aus einem Bohrloch mittels eines an einem Drahtseil herabhängenden Magneten herauszuziehen. Fig. 7a zeigt Eisenteilchen oder e.senhaltige Teilchen 80, die in dem Querstück 39

in verteilt sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1. Vorrichtung zum kraftschlüssigen Verbinden von länglichen Elementen geringen Durchmessers, wie Steuerleitungen oder Kabel, mit einem länglichen Körper, insbesondere Bohrlochrohren, aus einem länglichen, flexiblen Band mit einer am einen Ende des Bandes angebrachten Halteeinrichtung zum straffen Festlegen des Bandes auf dem länglichen Körper, die an ihrer Innenseite eine sich quer zur Halteeinrichtung erstreckende Aussparung zur Aufnahme der länglichen Elemente, ein Querstück sowie eine teilweise in letzterem ausgebildete Durchstecköffnung für das andere Bandende aufweist, und mit einer Verriegelungseinrichtung in Nähe der Durchstecköffnung zum zwangsläufigen Verriegeln des Bandes an der Halteeinrichtung nach Führen durch die Durchstecköffnung, die aus Verriegelungselementen an dem Querstück und an der Außenseite des Bandes besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinrichtung (27) eine erste, unter dem Querstück (39) verlaufende Rampenfläche (40), eine hinter dem Querstück (39) angeordnete, sich in Längsrichtung erstreckende, nach außen freiliegende Kuppenfläche (42) sowie eine zweite Rampenfläche (41) aufweist, wobei die Rampenflächen (40; 41) einander gegenüberliegend auf entgegengesetzten Seiten der Aussparung (28) angeordnet sind und die Kuppenfläche (42) dem zentrischen Teil der Aussparung (28) überlagert ist

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dasi die Halteeinrichtung (27) und das Band (26) einstückig ausgebildet scd und aus Kunststoff bestehen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff Polyurethan ist

4. Vorrichtung nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungseinrichtung sich in Querrichtung erstreckende Kerbverzahnungen (45; 46) an der Innenseite des Querstücks (39) und in Längsrichtung an der Außenseite des Bandes (26) aufweist

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis <, dadurch gekennzeichnet daß die Aussparung (28) einen trapezförmigen Querschnitt in Ebenen aufweist die senkrecht zum Band (26) verlaufen und sich in Längsrichtung darauf erstrecken.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß in ihr magnetisch abziehbares Material vorgesehen ist

7. Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zur Befestigung länglicher Elemente auf einem Rohr.

8. Verwendung nach Anspruch 7 zur Befestigung einer Hilfsrohrleitung entlang eines Rohrstranges.

9. Verwendung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsrohrleitung einen elastomeren Halter aufweist, durch den die Leitung verläuft und der in der Aussparung (28) aufgenommen und gegen das Rohr geklemmt ist