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DE69603725T2 - Verbinderanordnung für ein expandierbares, geschlitztes rohr - Google Patents

Verbinderanordnung für ein expandierbares, geschlitztes rohr

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DE69603725T2
DE69603725T2 DE69603725T DE69603725T DE69603725T2 DE 69603725 T2 DE69603725 T2 DE 69603725T2 DE 69603725 T DE69603725 T DE 69603725T DE 69603725 T DE69603725 T DE 69603725T DE 69603725 T2 DE69603725 T2 DE 69603725T2
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Germany
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female
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Wilhelmus Lohbeck
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Shell Internationale Research Maatschappij BV
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SHELL INT RESEARCH
Shell Internationale Research Maatschappij BV
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Description

  • Diese Erfindung bezieht sich auf eine Verbinderanordnung zur Verwendung beim Verbindungen in Abschnitten eines expandierbaren Rohrstranges, wie beispielsweise aus der WO 92/01139 bekannt, und insbesondere, aber nicht ausschließlich, zur Verwendung beim Verbinden von Abschnitten eines expandierbaren geschlitzten Rohrstranges (expandable slotted tubing string, EST), wie er bei Bohrlochanwendungen in der Öl- und Gasexplorations- und -förderindustrie verwendet wird.
  • Expandierbare geschlitzte Rohrstränge (ESTs) werden bei zahlreichen Anwendungen im Bohrloch verwendet. Der Rohrstrang umfaßt Rohrabschnitte, die maschinell bearbeitet worden sind, um eine große Anzahl von Längsschlitzen zu erzeugen. Somit ist es verhältnismäßig einfach, das Rohr radial nach außen zu expandieren, beispielsweise durch Durchfahren eines Dornes durch den Rohrstrang. Die Expansion bewirkt, daß sich die Schlitze ausdehnen und rautenförmige Öffnungen bilden. Der Rohrstrang ist nützlich, wenn es beispielsweise gewünscht wird, eine Bohrung unterhalb einer Verengung weiterzuführen, ohne den Durchmesser der Bohrung weiter zu reduzieren. Bei Verwendung herkömmlicher Verrohrungen muß der Außendurchmesser des Rohrstranges notwendigerweise von kleinerem Durchmesser sein als die Verengung, um ein Durchführen des Rohrstranges durch die Verengung zu gestatten. Diese Reduktion des Bohrungsdurchmessers hat eine Anzahl von signifikanten Effekten, hauptsächlich eine Reduzierung der Förderleistung der Bohrung. Unter Verwendung von ESTs kann der Rohrstrang durch eine Verengung in einen erweiterten Abschnitt der Bohrung unterhalb der Verengung geführt werden. Der Rohrstrang kann dann auf einen größeren Durchmesser als die Verengung aufgeweitet werden.
  • ESTs werden in verschiedenen Längen geliefert, die derzeit zu einem Strang zusammengesetzt werden, indem die einzelnen Längen miteinander verschweißt werden. Dies ist verhältnismäßig zeitaufwendig und kostspielig und in vielen Situationen, beispielsweise bei einem Offshore-Betrieb bei schlechtem Wetter, kann es schwierig sein, eine konsistente Schweißqualität aufrechtzuerhalten. Sicherheitsprobleme können ebenfalls auftreten, u.zw. wegen der hohen Temperaturen und der freiliegenden Flammen oder der Funken, die bei einem Schweißvorgang erzeugt werden. Darüber hinaus muß im Falle eines "Fehllaufes", welcher das Trennen der verschweißten, den EST-Strang bildenden Rohrlängen erfordert, der Rohrstrang geschnitten werden, und der geschnittene Rohrstrang kann nicht wieder verwendet werden.
  • Es ist eines der Ziele der vorliegenden Erfindung, ein Mittel zum Verbinden von Abschnitten eines EST zu schaffen, welches diese Schwierigkeiten vermeidet oder lindert.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Verbinderanordnung zum Untereinanderverbinden der Abschnitte eines expandierbaren geschlitzten Rohrstranges geschaffen, welche Anordnung einen männlichen Teil und einen weiblichen Teil aufweist, die integral mit den Enden der jeweiligen Rohrabschnitte ausgebildet sind, wobei jeder Teil geschlitzt ist und koaxial mit dem anderen Teil in Eingriff gebracht werden kann, um eine Expansion der gekuppelten Teile in gleicher Weise wie der Rohrstrang zu ermöglichen, wobei der männliche und der weibliche Teil mit Hilfe einer Reihe von in Umfangsrichtung beabstandeter mechanischer Befestigungselemente miteinander verbindbar sind.
  • Bevorzugt wird der männliche Teil durch ein Ende eines der untereinander verbundenen Rohrabschnitte gebildet, dessen Außenoberfläche über eine ausgewählte Strecke abgetragen worden ist, und der weibliche Teil durch ein Ende des anderen der untereinander verbundenen Rohrabschnitte, dessen Innenoberfläche über die gleiche Strecke abgetragen worden ist.
  • In diesem Fall wird bevorzugt, daß das freie Ende des männlichen und des weiblichen Teiles in eine Ringnut paßt, die am anderen Ende des korrespondierenden Teiles ausgebildet ist, so daß, wenn die Teile koaxial ineinandergreifen, die freien Enden in radialer Richtung im Inneren der Nuten verriegelt sind, um eine Erweiterung der freien Enden zu verhindern, wenn der Rohrstrang expandiert wird.
  • Dies minimiert die Möglichkeit, daß sich die freien Enden bei der Expansion des Rohres trichterförmig erweitern. Ein solches trichterförmiges Erweitern des männlichen Endes würde eine Unregelmäßigkeit in der Rohrstrangbohrung verursachen, an welchen die Werkzeuge verbeult werden könnten.
  • Die geschlitzten freien Enden der Teile definieren Finger, und bei einer bevorzugten Anordnung werden mechanische Befestigungselemente vorgesehen, um die jeweiligen überlappenden Finger aneinanderzukuppeln. Dies verhindert, daß sich die Enden der Teile trennen, wenn der verbundene Rohrstrang expandiert wird. Bevorzugt liegt jedes Befestigungselement im wesentlichen in der Mitte eines Knotens und auf halbem Wege zwischen zwei benachbarten Schlitzen. Die Befestigungselemente können lösbar sein, beispielsweise kurze Schrauben zur Anordnung in entsprechenden Löchern, die in den Teilen vorgesehen sind, so daß der Rohrstrang im Falle eines Fehllaufes getrennt werden kann. Die Verwendung von Schrauben od. dgl. und zugeordneten Schraubenlöchern bietet auch ein geeignetes Mittel, um zu gewährleisten, daß die Teile richtig ausgerichtet sind.
  • Es wird daher bevorzugt, daß die mechanischen Befestigungselemente aus kurzen Schrauben bestehen, welche durch radiale Löcher hindurchtreten, die durch die Wände des männlichen und des weiblichen Teiles hindurchgebohrt sind, und der Kopf jeder Schraube ist in einer Aussparung versenkt, die in der Außenoberfläche des weiblichen Teiles ausgebildet ist, und der Schaft jeder Schraube greift in ein Schraubgewinde ein, das in dem Radialloch ausgebildet ist, welches durch den männlichen Teil hindurchgeht.
  • Darüber hinaus kann der weibliche Teil durch das freie Ende eines expandierbaren geschlitzten Rohrstrangabschnittes gebildet werden, welcher geringfügig expandiert worden ist, bevor der weibliche Teil koaxial rund um den männlichen Teil herum angeordnet wird.
  • Diese und andere Aspekte der vorliegenden Erfindung werden nun an Hand eines Beispieles unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
  • Fig. 1 ein Querschnitt einer Länge eines expandierbaren geschlitzten Rohrstranges (EST) ist, gezeigt in einer expandierten Konfiguration;
  • Fig. 2 eine Schnittansicht entlang der Linie 2-2 von Fig. 1 ist, welche zusätzlich den EST in einer nicht-expandierten Konfiguration zeigt;
  • Fig. 3 ein Halbschnitt einer Verbinderanordnung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, wobei die Teile der Anordnung getrennt gezeigt sind; und
  • Fig. 4 ein Halbschnitt der Verbinderanordnung von Fig. 3 ist, wobei die Teile verbunden gezeigt sind.
  • Es wird nun zunächst auf die Fig. 1 und 2 der Zeichnungen Bezug genommen, welche eine Länge eines expandierbaren geschlitzen Rohrstranges (EST) 10 zeigen. In seiner anfänglichen Konfiguration ist der Rohrstrang 10 einfach eine Länge eines Rohres, in das eine Reihe von Längsschlitzen 12 eingearbeitet worden sind (gezeigt als 12a in Fig. 2). Das Aufbringen einer radial nach außen gerichteten Kraft auf die Rohrstrangwand, beispielsweise durch Durchführen eines Kegels oder Dornes durch den Rohrstrang, bewirkt eine Expansion des Rohres, so daß die Schlitze 12a rautenförmige Öffnungen 12b werden.
  • Der Rohrstrang 10 wird in Längen geliefert, die für den Transport und die Handhabung geeignet sind, und diese werden miteinander verbunden, um einen Rohrstrang zu bilden. Die Verbinderanordnung 20, wie sie in den Fig. 3 und 4 der Zeichnungen dargestellt ist, wird dazu verwendet, die Rohrstranglängen zu verbinden. Die Anordnung 20 umfaßt einen männlichen Teil 22 und einen weiblichen Teil 24. Die Teile 22, 24 sind dazu beabsichtigt, in gleicher Weise wie der Rohrstrang 10 zu expandieren, und sind zu diesem Zweck mit gleichartigen Längsschlitzen 36 versehen.
  • Das freie Ende des männlichen Teiles 22 ist maschinell bearbeitet, um einen männlichen Teil 28 mit verringertem Außendurch messer zu bilden, und das freie Ende des weiblichen Teiles 24 definiert einen korrespondierenden weiblichen Abschnitt 30 mit einem reduzierten und erweiterten Innendurchmesser, um den männlichen Teil 28 aufzunehmen, wie noch beschrieben wird. Jeder Teil 22, 24 definiert eine jeweilige Ringnut in Form eines hinterschnittenen Simses 34, 35 für den Eingriff in das freie Ende 36, 37 des anderen Teiles, welches von korrespondierender Form ist. Dies dient dazu, die freien Enden des einen Teiles daran zu hindern, sich bei der Expansion des Rohrstranges vom anderen Teil zu lösen.
  • Die Schlitze 26 in den Teilen 22, 24 sind so angeordnet, daß die freien Enden 36, 37 der Teile jeweils Finger 40, 41 definieren, und jeder dieser Finger definiert ein Loch 42, 43. Die Löcher 43 im weiblichen Teil sind eingesenkt, wogegen die Löcher 42 im männlichen Teil 22 mit Gewinden versehen sind, so daß die Finger 40, 41 mit Hilfe einer Anzahl kurzer Schrauben 44 aneinander befestigt werden können.
  • Um zwei mit der Rohrstrangverbinderanordnung 20 versehene Längen von Rohrsträngen miteinander zu verbinden, werden die Teile 22, 24 zusammengebracht, so daß die freien Enden 36 des männlichen Teiles in das Innere der freien Enden 37 des weiblichen Teiles treten. Die Schrauben 44 werden dann in den Löchern 42, 43 befestigt.
  • Die gewünschte Anzahl von Rohrstrangabschnitten wird auf diese Weise verbunden, um einen Strang zu bilden, und nach unten an den gewünschten Ort im Bohrloch abgesenkt. Der Rohrstrang und die Verbinderanordnungen können dann auf den gewünschten Durchmesser expandiert werden. Im Falle eines Fehllaufes, was das Herausziehen des Rohrstranges und seine Demontage erfordert, kann dies jedoch verhältnismäßig einfach dadurch erreicht werden, daß die Schrauben 44 entfernt werden.
  • Fachleuten wird klar sein, daß die oben beschriebene Ausführungsform ausschließlich ein Beispiel für die vorliegende Erfindung ist und verschiedensten Modifikationen und Verbesserungen unterworfen werden kann, ohne den Umfang der Erfindung zu verlassen, wie er in den angeschlossenen Ansprüchen definiert ist.

Claims (6)

1. Verbinderanordnung (20) zum Untereinanderverbinden von Abschnitten eines expandierbaren geschlitzten Rohrstranges (10), wobei die Anordnung einen männlichen Teil (22) und einen weiblichen Teil (24) aufweist, die integral mit den Enden jeweiliger Rohrstrangabschnitte ausgebildet sind, wobei jeder Teil geschlitzt (26) ist und koaxial mit dem anderen Teil in Eingriff bringbar ist, um eine Expansion der gekuppelten Teile in gleicher Weise wie bei dem Rohrstrang zu ermöglichen, wobei der männliche und der weibliche Teil mit Hilfe einer Reihe von in Umfangsrichtung beabstandeter mechanischer Befestigungselemente (44) untereinander verbindbar sind.
2. Verbinderanordnung nach Anspruch 1, bei welcher der männliche Teil durch ein Ende eines der untereinander verbundenen Rohrstrangabschnitte gebildet ist, dessen Außenoberfläche über eine ausgewählte Strecke abgetragen worden ist, und der weibliche Teil durch ein Ende des anderen der untereinander verbundenen Rohrstrangabschnitte gebildet ist, dessen Innenoberfläche über eine gleichartige Strecke abgetragen worden ist.
3. Verbinderanordnung nach Anspruch 2, bei welcher das freie Ende des männlichen und des weiblichen Teiles in eine Ringnut paßt, die am anderen Ende des korrespondierenden Teiles ausgebildet ist, so daß, wenn die Teile koaxial miteinander in Eingriff gebracht werden, die freien Enden in einem radialen Sinne im Inneren der Nuten verriegelt sind, um ein trichterförmiges Erweitern der genannten freien Enden zu verhindern, wenn der Rohrstrang expandiert wird.
4. Verbinderanordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei welcher die mechanischen Befestigungselemente aus kurzen Schrauben bestehen, die durch radiale Löcher hindurchtreten, die durch die Wände des männlichen und des weiblichen Teiles gebohrt sind, wobei der Kopf jeder Schraube in einer Aussparung versenkt ist, die in der Außenoberfläche des weiblichen Teiles ausgebildet ist, und der Schaft jeder Schraube in ein Schraubgewinde ein greift, das in dem Radialloch ausgebildet ist, welches durch den männlichen Teil hindurchgeht.
5. Befestigungsanordnung nach Anspruch 1, bei welcher jedes Befestigungselement im wesentlichen in der Mitte eines Knotens und auf halbem Wege zwischen zwei benachbarten Schlitzen angeordnet ist.
6. Befestigungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher zumindest einige der Schlitze des männlichen und des weiblichen Teiles des Verbinders im wesentlichen aufeinander ausgerichtet sind.
DE69603725T 1995-05-24 1996-05-23 Verbinderanordnung für ein expandierbares, geschlitztes rohr Expired - Lifetime DE69603725T2 (de)

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