DE69208992T2

DE69208992T2 - Verbindung zwischen zwei unterseeischen Rohren

Info

Publication number: DE69208992T2
Application number: DE69208992T
Authority: DE
Inventors: William M Taylor
Original assignee: Cooper Cameron Corp
Current assignee: Cameron International Corp
Priority date: 1991-09-23
Filing date: 1992-04-02
Publication date: 1996-07-25
Anticipated expiration: 2012-04-03
Also published as: CA2065489A1; EP0534584A1; EP0534584B1; US5141257A; DE69208992D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Eine solche Anordnung ist z. B. aus US-A-4 696 494 bekannt und kann an einem unterseeischen oder anderweitig unzugänglichen Ort mit einem Miniinum an Manipulationen der fernbedienbaren Anordnung betrieben werden.
Nach dem Stand der Technik wurden viele größere Untersee- Verbindungen, insbesondere in tieferem Wasser, mit Anschlußanordnungen, welche in ihre Position abgesenkt und dann betätigt wurden, um die Verbindung mittels der entfernten hydraulischen Einrichtungen zu erreichen, hergestellt. Der Nachteil solcher Anschlußeinrichtungen besteht darin, daß sie oft teuer sind, obgleich sie die hohen Verriegelungskräfte, welche bei den heutigen Untersee-Anschlüssen notwendig sind, mit einem Minimum an Eingriffen durch den Menschen sichern.
Es ist auch bekannt, Bolzen für einen Anschluß zu benutzen, bei welchen eine druckbetätigte Einrichtung mit den Bolzen verbunden wird, um diese unter Spannung zu setzen, wenn sie sich in der Position zur Herstellung des Anschlusses befinden, und die Mutter so anzuziehen, daß die Spannung in den Bolzen gehalten wird, wenn der Druck abgelassen und die druckbetätigte Einrichtung außer Betrieb gesetzt wird. Solche durch Druck aktivierte Bolzenspanner sind fertig beziehbar und bekannt.
Das anpaßbare Verbindungsteil, das im obengenannten US-A-4 696 494 offenbart ist, wird mit Bolzen und Muttern zusammengehalten, und wenn es notwendig ist, den Winkel eines der Rohrkörper der Verbindung in bezug auf den anderen anzupassen, wird Druck in eine Ausnehmung des Verbindungsteiles eingegeben. Der Druck verlängert die Bolzen, um eine relative Bewegung zwischen den Teilen der Verbindung zu ermöglichen.
US-A-4 606 557 offenbart ein Bohrlochkopf-Anschlußteil zur Verbindung zweier rohrförmiger Elemente, in welchem federbelastete Klinken in eines der rohrförmigen Elemente eingreifen.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine mechanische Anschlußeinrichtung für Untersee-Rohrkörper, welche eihe Vorbelastung von beträchtlicher Größe erzeugt, ohne daß es notwendig ist, daß die Vorbelastung manuell durch Taucher oder fernbediente Einrichtungen während der manuellen Herstellung des Anschlusses erzeugt wird.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine verbesserte mechanische Anschlußeinrichtung für rohrförmige Unterwasserkörper zu schaffen, so daß diese mit einem Minimum an Manipulationen fertig verbunden werden können.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte mechanische Anschlußeinrichtung für rohrförmige Unterwasserkörper zu schaffen, welche eine beträchtliche Vorbelastung des Anschlusses mit einem Minimum an Manipulationen 4 erzeugen können.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte mechanische Anschlußeinrichtung für rohrförmige Unterwasserkörper zu schaffen, welche eine beträchtliche Vorbelastung mit einem Minimum an Manipulationen und relativ niedrigen Kosten erzeugen kann.
Diese Aufgaben werden durch eine Anordnung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
Die einzige Zeichnung ist eine teilweise Schnittansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung.
Wie in der Zeichnung zu erkennen ist, ist der Rohrkörper 10, welcher jeder anzuschließende Untersee-Körper sein kann, in der Nähe seines offenen Endes 14 mit einer äußeren Nut 12 versehen, und umfaßt ein zugerichtetes Ende 16, um einen Dichtungsring 18, wie dargestellt, aufnehmen zu können. Ein zweiter Rohrkörper 20 umfaßt einen radial nach außen gehenden Flansch 22, durch welchen sich Bolzen 24, wie dargestellt, erstrecken, und welcher in geeigneter Weise mit einem (nicht dargestellten) System verbunden ist, welches sich in Verbindung mit dem ersten Rohrkörper 10 befindet. Eine äußere ringförmige Ausnehmung 26 ist radial auswärts der Klinken 24 und eine innere ringförmige Ausnehmung 28 ist radial einwärts der Klinken 24 angeordnet. Die Ausnehmungen 26 und 28 erstrecken sich von der unteren Fläche 30 des Flansches 22 nach oben, um die oberen Ränder 32 und 34 des Ringes 36 entsprechend aufzunehmen. Die Öffnung 38 im äußeren Flansch 22 stellt eine Verbindung durch die Durchlässe 40 und 42 zu den oberen Enden der Ausnehmungen 26 und 28 her. Die Dichtungen 44 und 46 sind in den Nuten 48 und 50 in den Außen- und Innenflächen 52 und 54 des Außenrandes 32 angeordnet. Die Dichtungen 56 und 58 sind in den Nuten 60 und 62 in den Außen- und Innenflächen 64 und 66 des Innenrandes 34 angeordnet.
Es wird darauf hingewiesen, daß die radialen Abmessungen der inneren Ausnehmung 28 und des inneren Randes 34 größer sind als die radialen Abmessungen der äußeren Ausnehmung 26 und des Außenrandes 32. Diese Dimensionen sind so gewählt, damit die wirksamen Druckflächen am Ende der Ränder 32 und 34 im wesentlichen gleich sind. Unter diesen Umständen übt der Fluiddruck, welcher von einer geeigneten (nicht dargestellten) Quelle der Öffnung 38 und über die Durchlässe 40 und 42 zugeführt wird, eine gleiche Kraft auf die oberen Enden des Außenrandes 32 und des Innenrandes 34 aus. In dieser Weise wird vermieden, daß die Anordnung eine Querkraft auf die Struktur ausübt, und sie hält eine reine Zugspannung auf den Klinken 24.
Radiale Bohrungen 68 erstrecken sich durch den Ring 36 an Stellen, die im Winkel von den Klinken 24 versetzt und dafür vorgesehen sind, die Segmente 70 anzuordnen, welche am inneren Ende der Bohrungen 68 befestigt sind, und welche durch die Gewindebolzen 72 und den Einsatz 74 abgestützt werden, die im unteren Teil des inneren Endes der Bohrungen 68 durch Verriegelungsbolzen 76 angeordnet sind. Buchsen 78 sind in den Außenteil der Bohrungen 68 eingeschraubt. Die Bolzen 72 sind durch die Buchsen 78 geschraubt und haben eine äußere Form, in welche ein geeignetes Werkzeug eingreifen kann, um mit geeigneten Mitteln, z. B. mit einem ROV oder einer anderen geeigneten Einrichtung (nicht dargestellt), eine Drehbewegung auszuführen.
Aus dem vorstehenden ist ersichtlich, daß, wenn die Segmente 70 in die inneren Enden der Bohrungen 68 zurückgezogen werden, der zweite Rohrkörper 20 am Ring 36 befestigt wird. Nachdem die aus dem zweiten Rohrkörper 20 und dem Ring 36 bestehende Anordnung in eine Position abgesenkt wurde, in welcher der Ring 36 die Außenseite des ersten Rohrkörpers 10 umgibt, wird eine geeignete Spannung auf die Klinken 24 durch Zuführung von Druck zur Öffnung 38 ausgeübt, und wenn dies geschehen ist, werden die Bolzen 72 gedreht, so daß die Segmente 70 in engen Eingriff in die Nut 12 an der Außenseite des Rohrkörpers 10 gebracht werden. Wenn die Segmente 70 gesetzt sind, wird der durch die Öffnung 38 zugeführte Druck gelöst, und die Klinkenspannung, welche durch den durch die Öffnung 38 zugeführten Druck erzeugt wurde, wird auf den Anschluß übertragen, so daß der erste Rohrkörper 10 und der zweite Rohrkörper 20 durch diese Vorbelastung zusammengehalten werden.

Claims

1. Anordnung, umfassend einen ersten Untersee-Rohrkörper (10) mit einem offenen Ende, einen zweiten Untersee- Rohrkörper (20), welcher mit dem offenen Ende des ersten Rohrkörpers (10) verbunden werden kann, wobei der erste Untersee-Rohrkörper (10) eine äußere Anschlußeinrichtung (12) aufweist, die dessen offenes Ende umgibt, sowie einen Flansch (22) am Anschlußende des zweiten Rohrkörpers (20) zum Eingriff in das offene Ende des ersten Rohrkörpers (10), einen Ring (36), der durch eine Vielzahl von Spanngliedern (24) mit dem Flansch (22) verbunden ist, eine Einrichtung zum Anziehen der Spannglieder (24), um eine Vorbelastung auf den Ring (36) gegen den Flansch (22) auszuüben, eine druckbetätigte Einrichtung (26, 28, 32, 34), die zwischen dem Flansch (22) und dem Ring (36) wirkt, um den Ring vom Flansch weg gegen die durch die Spannglieder (24) ausgeübte Vorbelastung zu drücken, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (70), die durch den Ring (36) gehalten wird, um die äußere Anschlußeinrichtung (12) des ersten Rohrkörpers (10) in dichten Eingriff zu bringen, wenn sich der Ring in einer Position befindet, in welcher er vom Flansch (22) weggedrückt ist, so daß, wenn die druckbetätigte Einrichtung (26, 28, 32, 34) entlastet wird, die ersten und zweiten Rohrkörper (10, 20) unter einer bestimmten Vorbelastung miteinander verbunden sind, und durch eine druckbetätigte Einrichtung, die einen ersten Druckbereich radial einwärts der Spannglieder (24) und einen zweiten Druckbereich radial auswärts der Spannglieder umfaßt, sowie entsprechende Durchlässe (40, 42), die zu jedem Druckbereich führen und angeordnet sind, um den Fluiddruck zu den Druckbereichen zu übertragen.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußeinrichtung eine Nut (12) umfaßt, die sich um die Außenseite des zweiten Rohrkörpers erstreckt.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingriffseinrichtung eine Vielzahl von Segmenten (70) umfaßt, die durch den Ring (36) gehalten werden.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie umfaßt einen Bolzen (72), der an jedem der Segmente (70) befestigt ist, wobei jeder Bolzen durch den Ring (36) hindurchtritt und mit der Außenseite seines Segmentes zusammenwirkt, sowie eine Einrichtung, die zwischen dem Bolzen und dem Ring wirkt, um es den Segmenten zu ermöglichen, aus einer Position an der Außenseite des Ringes in Eingriff mit der äußeren Nut (12) bewegt zu werden.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bolzen (72) durch den Ring (36) hindurchtreten und ihre äußeren Enden von der Außenseite des Ringes zu gänglich sind, so daß die Bolzen nach innen bewegt werden können, um die Segmente (70) in dichtem Eingriff innerhalb der äußeren Nut (12) im zweiten Rohrkörper anzuordnen.

6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bolzen (72) mittels Gewinde mit dem Ring (36) verbunden sind, so daß ein Drehen der Bolzen die Segmente (70) nach innen bewegt.

7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Buchse (78) die Außenseite jedes der Bolzen (72) umgibt und innerhalb des Ringes (36) befestigt ist, wobei jede der Buchsen Innengewinde aufweist, und jeder der Bolzen Außengewinde besitzt, welches sich in Eingriff mit dem Innengewinde seiner Buchse befindet.

8. Anordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Druckbereiche im wesentlichen gleiche Flächen umfassen.