DE1911745B2

DE1911745B2 - Anschluß für einen Unterwasser-Bohrlochkopf

Info

Publication number: DE1911745B2
Application number: DE1911745A
Authority: DE
Inventors: Joe William Houston Tex. Herring (V.St.A.)
Original assignee: Rockwell Manufacturing Co
Current assignee: Smith International Inc
Priority date: 1968-03-11
Filing date: 1969-03-07
Publication date: 1974-09-05
Also published as: DE1911745A1; FR1597323A; GB1197680A; DE1911745C3; US3492027A

Description

Die Erfindung betrifft einen Anschluß für einen Unterwasser-Bohrlochkopf, mit einer fernbedienbaren Einrichtung zum Verbinden des Anschlusses mit einem Bohrlochstrang, die eine hydraulisch betätigbare KoI

ben-Zylinder-Einrichtung, einen rohrförmigen Körper zum Aufsetzen auf den Bohrlochstrang und klauenartige Verriegelungsteile aufweist, die die an den Enden des rohrförmigen Körpers und des Bohrlochstrangs ausgebildeten Flansche in Verbindv-igsstellungen um-

greifen und durch ein mit dem Kolben der hydrauli sehen Kolben-Zylinder-Einrichtung fest verbundenes Teil ver- und entriegelbar sind, wobei zwischen den Enden des rohrförmigen Körpers und des Bohrlochstranges eine Dichtungseinrichtung vorgesehen ist.

Die in den letzten Jahren erhöhte Tätigkeit auf dem Gebiet der Unterwasserbohrungen nach öl- und Gasvorkommen bewirkte die Entwicklung einer Anzahl neuer Verfahren und einer großen Vielzahl von Einrichtungen zum Durchführen dieser Verfahren. Die

meisten dieser Verfahren und Einrichtungen zielen darauf ab, in geringerem Maße von Tauchern abhängig zu sein und den gewöhnlich mit der Abwicklung unter Wasser verbundenen Zeit- und Geldaufwand zu senken.

Verschiedene Hersteller haben sehr viel Geld und Mühe darauf verwandt, von fern bedienbare Anschlußeinrichtungen zu Unterwasser-Bohrlochköpfen zu entwickeln, um Strömungsverbindungen zwischen verschiedenen Bohrlochkomponenten oder Bohrloehabschnitten herzustellen. Eine derartige Anschlußeinrichtung ist aus der US-PS 3 330 341 bekannt.

Bei vielen dieser von fern bedienbaren Anschlußeinrichtungen wird ein hydraulischer Druck verwendet, um die in flüssigkeitsdichter Strömungsverbindung mit einem Bohrlochkopf verbundene, von fern bedienbare Anschlußeinrichtung zu verriegeln oder entriegeln (US-PS3 321 217).

Hydraulische Systeme sind zwar für diesen Anwen-

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jungszweck sehr wirksam, doch neigen sie ihrer Natur nach zum Versagen während des Betriebs. Strömungsleitungen, hydraulische Dichtungen und andere Bestandteile derartiger Systeme werden gelegentlich so »ehr beschädigt, daß die Betätigung der Anschlußeinrichtung auf hydraulische Weise unmöglich werden kann.

Ferner kann es erwünscht sein, die Einwirkung von hydraulischem Druck auf eine Unterwasserverbindung zu unterbrechen und sich für die Betätigung anderer ic Mittel zu bedienen. Dies trifft z. B. auf ein fertiggestelltes Bohrloch zu, bei dem monate- oder sogar jahrelang nach der Fertigstellung der Verbindungsanschluß nicht betätigt zu werden braucht.

Bisher wurden verschiedene mechanische Zusatzvorrichtungen für den nicht-hydraulischen Betrieb derartiger Vcrbindungsanschlu3einrichtungen entwickelt Auf Grund der damit verbundenen großen Kräfte hat es jich jedoch als außerordentlich schwierig erwiesen, eine mechanische Vorrichtung auszubilden, '. ... ein hydraulisches System ersetzt.

Bei der gattungsgemäßen Anschlußeinrichtung (US-PS 3 239 248) handelt es sich ebenfalls um eine fernbedienbare, hydraulisch gesteuerte Anschlußeinrichiung. Diese Anschlußeinrichtung weist einen hy- as tiraulischen Verriegelungszylinder auf, der längsbeweglich ist, weiterhin einen rohrförmigen Körper zum Aufsetzen auf den Bohrlochstrang und klauenartige Verriegelungsteile. An den Enden des rohrförmigen Körpers und des Bohrlochstranges sind Flansche ausgebildet, die in Verbindungsstellung von den klauenartiger Verriegelungsteilen umgriffen werden. Die Ver- und Entriegelung geschieht dabei über ein mit dem Kolben fest verbundenes Teil, das seinerseits die Ver- bzw. Entriegelungsbewegung der klauenartigen Verriegelungsteile formschlüssig erzwingt.

Bei dieser Anschlußeinrichtung läßt sich der Vorteil eines in Schließstellung selbsthemmenden Verriegelungsmcchanismus erzielen, der fernsteuerbar ist und bei dem die Gefahr einer ungewollten Lösung der 2U *o verbindenden Teile so gut wie unmöglich ist. Weiterhin ist eine gute gegenseitige Führung und Zentrierung der einzelnen Teile gegeneinander gewährleistet.

Diese Anschlußeinrichtung weist jedoch wie auch die andere?, bekannten Anschlußeinrichtungen den Nachteil auf, daß bei ihr infolge der ausschließlich hydraulischen Betätigung bei einem Ausfall der Hydraulik oder einem sonstigen Defekt in der hydraulischen Anlage die Betätigung des Verschlußmechanismus unmöglich werden kann. Hierbei ist insbesondere auch eine Entriegelung des Verriegelungsmechanismus infolge der selbsthemmend in Verschlußstellung gehaltenen Klauenbackep. so gut wie nicht möglich.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Anschlußeinrichtung zu entwikkein, bei der auch bei Störung oder Ausfall des hydraulischen Systems eine sichere, fernbedienbare Entriegelung des Verschlußmechanismus gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die fernbedienbare Einrichtung zur Entriegelung der klauenartigen Verriegelungsteile zusätzlich eine mechanische Entriegelungseinrichtung aufweist, durch welche das mit dem Kolben fest verbundene Teil längsbeweglich b;aufschlagbar ist. Diese mechanische Entriegelungseinru.htung gewährleistet eine sichere Entriegelung, wenn der hydraulische Druck ausfällt oder mit Absicht Eingeschaltet wird. Diese Vorrichtung kann bei fernbetätigbaren Bohrlochanschlüssen zum Befestigen von Ausbruchsventilrohren oder Eruptionskreuzen (Christbaumen) an Unterwasser-Bohrlochköpfen oder bei irgendeiner anderen fernbetätigbaren Einrichtung, die eine derartige Vorrichtung erforderlich macht, verwendet werden.

In weilerer Ausgestaltung der Erfindung weist die Entriegelungseinrichtung einen for die begrenzte Längsbewegung an dem rohrförmigen Körper vorgesehenen Hebel auf, durch den eine im Verhältnis zur angelegten Kraft größere Kraft auf das mit dem Kolben fest verbundene Teil übertragbar ist Hierbei erweist es sich als vorteilhaft, daß der Hebel durch ein starres Teil mit einem länglichen, sich an ein längliches Kopfteil anschließenden Hauptteil gebildet ist und dieses starre Teil etwa an der Stelle des Übergangs zwischen Haupt- und Kopfteil schwenkbar mittels eines Stiftes an einem Stützring angelenkt ist, wobei die Kraft an einem Ende des Hauptteiles angreift, ein Ende des Kopfteiles als Schwenkpunkt des starren Bauteils ausgebildet ist und die im Verhältnis zur angeleg;en Kraft größere Kraft über d«*n Stützring auf das die Verriegelungsteile sperrende Teil übertragbar ist. Es erweist sich dabei als zweckmäßig, wenn sich eine von dem einen Ende des Hauptteils zu dem Stift und eine von dem einen Ende des Kopfteils zu dem Stift gezoge-η·..\ gedachte Linie bei dem Stift, in entgegengesetzter Richtung zur angelegten Kraft gesehen, unter einem Winkel von weniger als 180° schneiden. Vorteilhafterweise weist die Entriegelungseinrichtung zusätzlich einen bezüglich des rohrförmigen Körpers feststehenden Überwurfring auf, gegenüber dem der Hebel sowie der Stützring relativ bewegbar angeordnet sind.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist das die Verriegelungsteile sperrende Teil eine Verjüngung auf, die bis zu einer Stelle hinter den Verriegelungsteilen bewegbar ist, in der die Verriegelungsteile in Arbeitsstellung verkeilbar sind.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die Entriegelungseinrichtung einen bezüglich des rohrförmigen Körpers feststehenden Überwurfring, einen gegenüber dem Körper begrenzt bewegbaren Stützring und einen an dem Stützring schwenkbar gelagerten Hebel aufweist, wobei durch Betätigung des Hebels ein Abbchnitt desselben an dem Überwurfring anlegbar, eine im Verhältnis zur angreifenden Kraft größere Kraft über einen Stift und den Stützring auf das die Verriegelungsteile sperrende Teil des Kolbens übertragbar und das Teil in eine die Verriegelungsteile freigebende Stellung bewegbar ist. Es erweist sich dabei als zweckmäßig, daß der Hebel einen mit einem Kopfteil an dem Stift zusammentreffender Hauptteil aufweist, daß das dem Stift gegenüberliegende Ende des Hauptteils mit einer Einrichtung verseher ist, mittels der die Kraft auf den Hebe! nufbringbar ist und daß das dem Stift gegenüberliegende Ende de; Kopfteiles an dem Überwurfring anlegbar und al: Schwerp .nkt des Hebels ausgebildet ist.

!n vorteilhafter Ausgestaltung des Eriindungsgedan kens ist das die Verriegelungsteile sperrende Teil de Kolbens eine gegenüber dem rohrförmigen Körpe längsbewegliche Muffe oder Hülse.

Durch die Erfindung wird somit ein Bohriochan Schluß geschaffen, bei dem auf Grund der durch di Nocken erzeugten Hebelwirkung eine Kraft auf dei Verriegclungszylinder ausgeübt werden kann, die we sentlich größer als die von der Wasseroberfläche übe Kabel auf den Nockenhebel einwirkende Kraft ist. Die se größere Kraft gestattet ein Lösen der ineinande

verkeilten Verriegelungsteile, die sonst nicht entriegelt werden könnten, und ermöglicht es somit, diese Selbsthemmung auf rein mechanischem Wege auch bei Ausfall oder Abschaltung der Hydraulik zu überwinden. Somit wird durch die Erfindung ein Bohrlochanschluß S entwickelt, der gegenüber den bisher bekannten, rein hydraulisch betätigten Bohrlochanschlüssen selbst noch in Notsituationen unter Wasser rein mechanisch entkuppelt werden kann.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeich- to nungen noch näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine bildliche Darstellung einer Unterwasseraiilage mit dem Bohrlochkopf, einem Eruptionskreuz sowie einem von fern bedienbaren Bohrlochanschluß, der das Eruptionskreuz mit dem Bohrlochkopf verbindet,

F i g. 2 einen teilweise im Schnitt dargestellten Aufriß des von fern bedienbaren Bohrlochanschlusses und des in P i g. 1 dargestellten Eruptionskreuzes, die abgesenkt sind, so daß sie an den in F i g. 1 dargestellten ao Bohrlochkopf angeschlossen werden können,

F i g. 3 eine teilweise im Schnitt dargestellte, eine erfindungsgemäße Ausführungsform zeigende Seitenansicht des von fern bedienbaren Bohrlochanschlusses nach F i g. 2, *5

F i g. 4 eine perspektivische Darstellung der für die erfindungsgemäße Ausführungsform nach F i g. 3 vorgesehenen Entriegelungseinrichtung in auseinandergezogener Anordnung und

F i g. 5 und 6 Teilansichten des in F i g. 2 und 3 dargestellten, von fern bedienbaren Bohrlochanschlusses, die dieselbe erfindungsgemäße Ausführungsform in verschiedenen Entriegelungsstadien zeigen.

In den Zeichnungen zeigt F i g. 1 einen Unterwasserbohrlochkopf und die dazugehörige Ausrüstung für die Fertigstellung einer Bohrung in Nähe des Meerbodens 1. An einem Führungsrohr 2 ist ein Aufsetzteil 3 angeschweißt, von welchem sich fest damit verbundene Führungssäulen 4 nach oben erstrecken, deren Achsen parallel zu der Achse des Bohrlochs verlaufen. An den Enden der Führungssäulen 4 angebrachte Führungskabel 5 erstrecken sich zu der (nicht dargestellten) Wasseroberfläche, wo sie während der Fertigstellung des Bohrlochs oder während Ausbesserungsarbeiten an einer Arbeitsbühne befestigt sind. Nach Fertigstellung der Bohrung werden die Kabel 5 entfernt oder für zukünftige Benutzung an Bojen verankert. Wenn sie entfernt werden, kömien sie für eine weitere Benutzung wieder angebracht werden.

Gewöhnlich wird bei dieser Art Anlage nach dem so Installieren des Führungsrohrs 2 und des Aufsetzteils 3 die Bohrung fortgesetzt, um einen kleineren Rohrstrang, wie den in F i g. 1 dargestellten Rohrstrang 6, anzuschließen. Während dieser Zeitspanne wird auf dem oberen Ende des Führungsrohrs 2 mittels eines von fern bedienbaren Bohrlochanschlusses, der dem im folgenden beschriebenen ähnlich ist, eine Bohrdrucksteuereinrichtung angebracht Nach weiterem Bohren wird eine Förderrohranlage verlegt und innerhalb des Kopfes des Rohrstrangs 6 aufgehängt Dann wird ein Förderrohrkopf an den mit der Förderrohranlage der Bohrung in Strömungsverbindung stehenden Rohrkopf des Rohrstranges 6 angeschlossen.

F i g. 1 zeigt einen insgesamt mit 10 bezeichneten, abgesenkten Förderrohrkopf, der mittels des von fern bedienbaren Bohrlochanschlusses 20 mit der Bohrung verbunden ist Der Bohrlochanschluß 20 wird im folgenden näher beschrieben.

Um den Rohrkopf 10 und den Bohrlochanschluß 20 in ihre Lage zu bringen, sind Führungsrohre 21 durch Abstützungen 22 mit den« Bohrlochanschluß 20 verbunden. Kabel 5 laufen durch die Rohre 21 und führen den Rohrkopf 10 und den Bohrlochanschluß 20 anfangs, wenn diese auf den Meeresboden abgesenkt werden. Mittels Glockenboden 23 wird die endgültige Ausrichtung erreicht, wenn die Rohre 21 mit den Führungssäulen 4 in Eingriff kommen.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, ist der Förderrohrkopf ein Zweifachförderrohrkopf. Eine einfache Förderung oder eine andere Mehrfachförderung kann erfindungsgemäß ebenso leicht durchgeführt werden, da der Zweifachförderrohrkopf nur zu Zwecken der Beschreibung gewählt wurde. Der Förderrohrkopf 10 weist Hauptventile 11, Stab-Ventile 12, Umleitventile 13 und einen Ventilwähler 14 auf, der auf nicht dargestellte Weise mit einer Fernsieuerstelle hydraulisch verbunden ist, um die Betätigung der verschiedenen dargestellten Ventile zu steuern.

Strömungsschleifen 25 sind durch Ventile 26 mit gabelförmigem Rohranschluß (V-Ventile) und Kreuzventile 27 mit den Doppelrohren des Förderrohrkopfes 10 verbunden. Gewöhnlich ist das Kreuzventil 27 geschlossen. Jedoch kann es während des Reinigungsvorgange-, zum Säubern der Strömungskanäle geöffnet werden, so daß in den Strömungsschleifen 25 eine Strömungsumkehr stattfindet, wodurch ein in die Strömungsschleifen gelangter Klumpen zu seinem Ausgangspunkt zurückgeführt werden kann. An die Schleifen 25 sind mittels Flanschen 29 Doppelströmungskanäle 30 angeschlossen. In letzter Zeit wurden von fern bedienbare Strömungsrohranschlüsse entwickelt Es ist jedoch nicht der Zweck dieser Anmeldung, eine derartige Anordnung zu besprechen. Die Strömungskanäle

30 verlaufen entlang dem Meeresboden 1 zu einer Sammelstelle am Strand oder zu einer etwas entfernten Plattform.

Im folgenden wird nun der von fern bedienbare Bohrlochanschluß 20 beschrieben. F i g. 2, die eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht zeigt, stellt den Bohrlochanschluß 20 in einer Stellung dicht über dem Rohrkopf 6 dar, mit dem er verbunden werden soll. Die Führungsrohre 21 mit ihren Glockenboden 23 sind dabei gerade mit den Führungsstangen 4 in Eingriff gekommen, die, wie in F i g. 1 dargestellt, an dem Aufsetzteil 3 befestigt sind. Der Bohrlocha;.»chluß 20 befindet sich auf Grund seiner Verbindung mit den Führungsrohren 21 mittels der Abstützungen 22 in der richtigen Stellung. Wie ersichtlich, ist noch ein Teil des Förderrohrkopfes 10 dargestellt, der durch den Flansch

31 und Bolzen 32 an dem oberen Ende des Bohrlochanschlusses 20 befestigt ist.

Der von fern bedienbare Bohrlochanschluß 20 wird abgesenkt bis er auf dem Bohrlochkopf 6 aufsitzt Anschließend werden seine Verriegelungsteile hydraulisch betätigt, so daß dieselben mit dem Flansch 7 in Eingriff kommen und eine Strömungsverbindung zwischen den nicht dargestellten Rohrsträngen und dem Eruptionskreuz 10 hergestellt wird.

Wenn es zum Zwecke der Unterhaltung der Anlage erforderlich ist anschließend das Eruptionslcreuz 10 zu entfernen, wird der von fern bedienbare Bohrlochanschluß 20 mit dem Bohrlochkopf 6 außer Eingriff gebracht und zusammen mit dem Eruptionskreuz 10 entfernt. Der Bohrlochanschluß 20 kann für eine hydraulische Entkuppelung ausgebildet sein. Es ist jedoch für den Fall, daß die hydraulischen Mittel aus irgendeinem

Grunde nicht einsatzfähig sind, eine mechanische Entriegelungseinrichtung vorgesehen. Eine hebelähnliche Nocke 100, ein Tei! der Entriegelungseinrichtung, erstreckt sich, wie dargestellt, von dem von fern bedienbaren Bohrlochanschluß 20 nach außen. Diese und eine weitere nicht dargestellte, aus der gegenüberliegenden Seite der Bohrlochanschlusses 20 vorgesehene Nocke können durch nicht dargestellte Kabel nach oben gezogen werden, so daß zum Zwecke der Entfernung der Bohrlochanschluß 20 und der Rohrkopf 10 freigegeben wird. Diese Kabel werden von Tauchern oder zu Beginn der Fertigstellung der Bohrung angebracht und für die spätere Verwendung an Bojen verankert

An Hand von F i g. 3, die eine Querschnittsdarstellung zeigt, wird der Bohrlochanschluß 20 näher beschrieben. Wie dargestellt, ist der Bohrlochanschluß 20 an den sich vom Führungsrohr 2 nach oben erstreckenden Bohrlochkopf 6 angeschlossen. Das Eruptionskreuz 10 ist Ober dem Bohrlochanschluß 20 befestigt Es bedarf keiner besonderen Erwähnung, daß zwischen Eruptionskreuz 10 und Bohrlochkopf 6 die üblichen Rohrstutzen und Dichtungselemente vorgesehen sind, die jedoch aus Gründen der Einfachheit in der Zeichnung nicht dargestellt sind.

Der von fern bedienbare Bohrlochanschluß 20 besteht aus einem Körper 40, einem Mantel 50, einem Antriebskolben 60, einem Außenring 70, einem Stützring 80, Nockenverriegelungsteilen 90 und einer Entriegelungsnocke 100. Das Innere des Körpers 40 ist im wesentlichen zylindrisch ausgebildet Sein Äußeres ist aus einer Anzahl zylindrischer Abschnitte verschiedenen Durchmessers gebildet weist außerdem eine nach oben gerichtete, fische, ringförmige Oberfläche 41 auf, auf welcher der Flansch 31 und der Förderrohrkopf 10 aufliegen. Dazwischen befindet sich eine Ringdichtung 41a. Ein nach unten gerichteter, flacher, ringförmiger Vorsprung 43 sitzt auf einer entsprechenden Fläche des Rohrkopfes 6 auf. Zwischen dem Körper 40 und dem Kopf 6 bildet eine Ringdichtung 44 eine Primärdichtung, die nach innen zulaufende kegelstumpfförmige Flächen 44a und 446 aufweist, welche mit entsprechenden kegelstumpfförmigen Flächen innerhalb des Körpers 40 und des Kopfes 6 zusammenpassen. Die Dichtung 44 ist außen mit einer ringförmigen Aussparung 45 versehen und wird, wenn sie mit dem Kopf 6 abgesenkt wird, durch eine Vielzahl von Haltenasen 46 an Ort und Stelle gehalten, die in in die untere ringförmige Fläche des Körpers 40 geschnittene Aussparungen eingeführt werden. Der O-förmige Ring 43a bildet dabei eine zweite Dichtung.

Der Mantel 50 umgibt den Körper 40 konzentrisch und ist an diesem durch eine Vielzahl von Deckelschrauben 51 befestigt Etwa in der Mitte an der Innenseite des Mantels 50 ist ein sich nach innen erstreckender Ringflansch 52 ausgebildet Zwei am unteren Ende des Mantels 50 offene Längsschlitze 58 sind in der Gehäusewand im Abstand von 180° vorgesehen. Der Zweck dieser Schlitze wird im folgenden ausführlich erklärt

Der Mantel 50 bildet zusammen mit seinem Innenflansch 52 und einem Teil des Körpers 40 eine ringförmige Druckkammer 55, die einen Teil des Antriebskolbens 60 aufnimmt. Der Kolben 60 ist ein muffenartiges Teil mit einem Kopfteil 61 und einem mit dem Verriegelungsteil in Eingriff kommenden Teil 62. Der Kopfteil 61 weist eine nach oben gerichtete ringförmige Druckseite 63 und eine nach unten gerichtete ringförmige Druckseite 64 auf. Durch die Wand des Gehäuses 50 verlaufen Druckkanäle 56 und 57, die dazu dienen, hydraulischen Druck wahlweise auf die eine oder die andere Seite des Kolbenkopfes 61 einwirken zu lassen. Diese Kanäle 56 und 57 sind durch hydraulische, nicht dargestellte Leitungen mit einer gewöhnlich über der Wasseroberfläche befindlichen Druckquelle verbunden. Der O-förmige Ring 61a trennt die beiden Seiten des Kolbenkopfes 61 druckdicht voneinander ab. Die O-förmigen Ringe 52a und 616 dichten die Kammer 55 gegen ihre Außenumgebung ab. Der Antriebskolben 60 ist in Längsrichtung aus seiner oberen Stellung in eine untere, in F i g. 3 dargestellte Stellung beweglich.

Eine Vielzahl von Nockenverriegelungsteilen 90 umgibt den unteren Teil des Körpers 40 und ist über die

¹S ringförmige Aussparung 47 und den Antriebskolben 60 an dessen unterem Teil gehalten. Die Nockenverriegelungsteile 90 werden zweckmäßigerweise durch Bearbeiten eines Ringes hergestellt, dessen Längsschnitt der dargestellten Form der Nocken entspricht. Der Ring wird dann in eine Anzahl von Abschnitten, z. B. vierundzwanzig Abschnitte zerschnitten, indem in regelmäßigen Abständen in Längsrichtung Sägeschnitte durch den Ring durchgeführt werden. Jeder Abschnitt stellt dann ein Verriegelungsteil dar. Zwischen jedem Verrie-

»5 gelungsteil können Abdichtungen oder Abstandshalter angeordnet sein, um die Verriegelungsteile in Ausrichtung zu halten und zu verhindern, daß schädliche Stoffe hindurchgehen oder sich sammeln. Jeder Nockenverriegelungsteil 90 weist einen Schen kelteil 91, einen sich nach innen erstreckenden Randteil

92. einen sich nach innen erstreckenden Fußteil 93 und einen sich nach außen erstreckenden rückwärtigen Teil 94 auf.

Normalerweise läßt man über den Druckkanal 57

Druck auf die Räche 64 einwirken, um den Antriebskolben 60 in seine oberste Stellung zu bringen, ehe der von fern bedienbare Bohrlochanschluß 20 an den Kopf 6 angeschlossen wird. In dieser Stellung des Kolbens kommt der ringförmige Kolbenrand 66 mit dem -3ck wärtigen Teil 94 eines jeden Nockenverriegelungsteiles in Eingriff und bewirkt ein Verschwenken der Nocken um den Fuß 93, so daß sich die Ränder der Nockenverriegelungsteile seitlich bewegen und vollkommen außerhalb des Außendurchmessers des an dem Kopf 6

♦5 befindlichen Flanschrandes 7 liegen. Dann werden der Bohrlochanschluß 20 und der Förderrohrkopf 10 abgesenkt so daß sie auf der nach oben gerichteten Fläche des Flanschrandes 7 aufliegen. Anschließend läßt man Druck durch den Druckkanal 56 auf die Fläche 63 ein wirken, wodurch der Antriebskolben 60 nach unten ge trieben wird. Teil 62 kommt dann mit dem hinteren Teil des Randes 92 des Verriegelungsteils in Eingriff, wodurch die Verriegelungsteile 90 seitlich nach innen bewegt werden und der Rand 92 des Verriegelungsteils

SS mit dem Flanschrand 7 in Eingriff gebracht wird, so daß eine flüssigkeitsdichte Verbindung zwischen dem Kopf 6, dem Körper 40 und dem Förderrohrkopf 10 besteht Die rückwärtige Seite der Verriegelungsteile 90 verjüngt sich leicht nach oben und verläuft z. B. in einem

Winkel von 7,5° zu der Achse des Bohrlochanschlusses. Die Innenfläche des mit dem Kolben in Eingriff kommenden Verriegelungsabschnittes 92 ist ebenfalls bei 62a mit einer entsprechenden Verjüngung versehen. Diese verjüngten Teile üben eine Keil- oder Nocken-

⁸S wirkung aus und wirken selbstsperrend, so daß sie durch normale Erschütterung oder Bewegung nicht entriegelt werden können.

Bei normalen Betriebsbedingungen wird zur Entfer-

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nung des Bohrlochanschlusses 20 und des Förderrohrkopfes 10 von dem Kopf 6 wieder Druck durch den Druckkanal 57 angewandt, wodurch der Antriebskolben 60 nach oben getrieben wird. Dadurch wird der Rand 92 der Verriegelungsteile für eine seitliche Auswärtsbewegung freigegeben, was wie vorstehend bei dem ersten Schritt zur Errichtung der Anlage beschrieben, be* irkt wird.

Gelegentlich versagt jedoch eine Dichtung, wie sie bei 52a, 61a oder 616 dargestellt ist, wodurch das hydraulische System unbrauchbar wird. Aus verschiedenen Gründen kann auch in dem Druckkanal 56 kein hydraulischer Druck vorhanden sein. Wenn keine anderen Vorkehrungen getroffen wären, würden in einem solchen Falle bezüglich einer Entfernung außerordentlich schwierige und kostspielige Probleme auftreten, wenn eine Entriegelung des Bohrlochanschlusses 20 erwünscht wäre.

Zum Zwecke der Entriegelung kann eine nach oben gerichtete Kraft mechanisch auf den Kolben 60 einwirken. Da jedoch der Kolben 60 und die Nocken 90 verkeilt sind, ist anfänglich für die Entriegelung eine untragbar hohe Betätigungskraft erforderlich. Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe sieht die Ausbildung einer Entriegelungseinrichtung vor, die bei der anfänglichen Entriegelung des Kolbens 60 von den Verriegelungsteilen 90 wesentliche Vorteile bietet

Wie aus F i g. 3 und 4 der Zeichnungen ersichtlich ist, besteht die Entriegelungseinrichtung aus dem Überwurfring 70, dem Stützring 80 und zwei Hebeln 100. Der Oberwurfring 70 ist mittels nicht dargestellter Deckelschrauben fest mit dem Boden des Mantels 50 verbunden. Dieser Ring gleicht einem Flansch mit einer sich von dem Flansch nach oben erstreckenden konzentrischen Ringmuffe 72 Die Ringinnenseite wird durch einen zylindrischen Abschnitt 73 und einen nach oben zusammenlaufenden, erweiterten Abschnitt 74 gebildet, der dazu beiträgt, den gesamten Bohrlochanschluß in seine Stellung zu bringen. In der oberen Fläche sind in einem Abstand von 180° zwei schräg verlaufende Schlitze TB vorgesehen. Wenn sich der Bohrlochanschluß in der in F i g. 3 gezeigten Eingriffsstellung berindet greifen die Hebel 100 in diese Schlitze ein.

Der Stützring 80 liegt gewöhnlich auf der Fläche 77 des Oberwurfringes 70 auf und umgibt die Muffe 72. Sein Äußeres ist zylindrisch ausgebildet In der Außenwand ist eine rinfförmige Aussparung 81 vorgesehen, die zum Eingriff für nicht dargestellte Querschrauben dient, welche durch die Wand des Bohrlochanschluß-Mantels 50 geführt werden, um eine vorzeitige Bewegung des Stützrings 80 aus der normalen, in F i g. 3 gezeigten Stellung zu verhindern. Das Innere des Stützrings 80 besteht aus einem zylindrischen Abschnitt 82, dem sich über eine nach oben weisende ringförmige Fläche 89 ein zylindrischer Abschnitt S3 mit einem kleineren Durchmesser anschließt. Zwei nach unten offene Schlitze 85 sind einander diametral entgegengesetzt radial in die Wand des Ringes 80 geschnitten. Tangential durch die Wand des Ringes 80 sind Öffnungen in einer Weise gebohrt, daß sie sich mit den Schlitzen 85 überschneiden. In jedem dieser Schlitze 85 ist ein Hebe! 100 angeordnet, der um einen in die Öffnungen oder Bohrungen 86 eingesetzten Stift 87 verseheenkbar ist

Die aus Metallblech hergestellten Hebel 100 bestehen aus einem Hauptteil 101 und einem Kopfteil 102. Der Kopfteil 102 weist eine Daumennocke 103 auf. In Nähe des einen Endes des Teiles 101 ist eine Öffnung

105 zum Befestigen einer Kraftübertragungsvorrichtung, vie ζ. Β. einen Kabels, vorgesehen. Eine weitere Öffnung 106 ist bei der Stelle vorgesehen, an del Hauptteil 101 und Kopfteil 102 zusammentreffen. Diese

Öffnung 106 nimmt den Stift 87 auf, mittels dessen dei Hebel 100 verschwenkbar an dem Stützring 80 befestigt wird. Eine durch die Mitte der Öffnungen 105 und

106 gezogene Linie würde eine durch die Spitze dei Daumennocke 103 und die Mitte der Öffnung 106 gezo

ίο gene Linie unter einem Winkel von mehr als 90° abei weniger als 180° schneiden, wenn man sich von dei ersten gedachten Linie ausgehend zur zweiten gedach· ten Linie entgegen dem Uhrzeigersinn bewegen würde Wie im folgenden noch besser verständlich wird, er· zeugt dies eine größere Längsbewegung des Stiftes 87 und des Stützringes 80 bezüglich der Bewegung dei öffnung 105, als dies bei einem geraden Hebel der Fall sein würde.

Zum besseren Verständnis der Wirkungsweise dei

ίο Entriegelungseinrichtung wird auf die F i g. 3,4,5 und 6 verwiesen. Fig.3 zeigt die Hebel in ihrer Ruhe- odei Ausgangsarbeitsstellung. Beide Hebel KIO sind durch die Öffnungen 105 mit Kabeln verbunden, an die eini nach oben gerichtete Kraft angelegt wird. Diese Krafl

a₅ beaufschlagt zuerst die Querschrauben, die mit dem Stütznng 80 in Eingriff stehen, so daß dieser und die Hebel 100 für eine Aufwärtsbewegung freigegeben werden. Dadurch legt sich der nach oben gerichtete ringförmige Vorsprung 89 gegen das untere Ende des

Antriebskolbens 60 an. Da der Überwurfring 70 feststeht, legt sich die Daumennocke 103 des Hebels IM gegen seine nach oben gerichtete ringförmige Fläche 77 an. Der Schwenkpunkt des Hebels liegt bei dem Daumen 103. Auf diese Weise erhält man anfangs einer

Arbeitsgewinn, der gleich dem Verhältnis der horizontalen Entfernung zwischen Daumen 103 und Öffnung 105 zu der horizontalen Entfernung zwischen Daumer 103 und Stift 87 ist Auf diese Weise wird das untere Ende des Antriebskolbens 60 di/ch den Stift 87 und

den Stutzring 80 mit einer Anfangskraft beaufschlagt die wesentlich größer als die an der Öffnung 105 über das mit derselben verbundene Kabel wirkende Krafl ist hur die besonderen, in der Zeichnung dargestellter Abmessungen ist diese Kraft annähernd 2,5mal so groD

wie die auf die Kabel wirkende Kraft Dadurch wird die bntnegelung des Kolbens 60 von der Rückseite des Kandes 92 des Verriegelungsteils 90. die ineinander verkeilt sind, gewährleistet Ferner können kleine Kabel Verwendung finden, und es braucht weniger Krafl

so an der Wasseroberfläche aufgebracht zu werden. Da das Hauptteil 101 und das Kopfteil 102 in dem schon beschriebenen Winkel zueinander liegen, ist ein kürzerer Hebelweg erforderlich, als dies bei einem gerade ausgebildeten Hebel der Fall wäre

Über die Kabel wird fortwährend eine Kraft übertragen, bis die obere Kante des Nockenteils 101 mit der oberen ^ante des Schlitzes 85 in dem Stützring 80 in Eingriff kommt In diesem Augenblick sind die Teile der Entnegelungseinrichrung und des Bohrlochan-

S¹HaT" ^{Wie m}.⁵ «««Λ angeordnet Es gibt nun keinen Arbeitsgewinn mehr, da die auf die Kabel wirkende

n*!Lf I α Τ ^{auf den Stift 87} wirkenden Kraft ist und ηΓΪ ΐ ^keilartiS^e Verriegelung des Kolbens 60

* de w· H ^f¹U ^enriegeluil8^steile *> aufgehoben wurde wird kein Arbeitsgewinn benötigt

firSk, ^f°^rtw _c ^ai!^{rend au}' die Kabel einwirkende Krafl ih7e in ρ" ^^tutznn8 8° "nd den Antriebskolben 60 in ihre in F, g. 6 gezeigte höchste Stellung

Der Kolbenrand 66 kommt mit dem rückwärtigen Teil 94 jedes Nockenverriegelungsteils 90 in Eingriff, wodurch sich die Ränder 92 der Verriegelungsteile seitlich nach außen und außer Eingriff mit dem Flanschrand 7 des Rohrkopfes 6 bewegen. Dt öohrlochanschluß 20 und der Förderrohrkopf 10 können nun vom Bohrlochkopf entfernt werden.

Gemäß der Erfindung ist somit eine einfache und

wirksame Einrichtung zum Entriegeln eines Bohrloch anschlusses für den Fall vorgesehen, daß kein hydrauli scher Druck zur Verfügung steht. Mit dem erfindungs gemäßen Hebel wird eine Sekundärkraft erzeugt, di< wesentlich größer ist als die an der Wasseroberflächi aufgewandte Kraft, um die Bohrlochanschluß-Verriege lungseinrichtung zu entriegeln.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

i 9U 745

Patentansprüche:

t. Anschluß for einen Unterwasser-Bohrlochkopf, mit einer fernbedienbaren Einrichtung zum Verbinden des Anschlusses mit einem Bohrlochstrang, die eine hydraulisch betitigbare Kolben Zylinder· Einrichtung, einen rohrförmigen Körper zum Aufsetzen auf den Bohrlochstrang und klauenartige Verriegelungsteile aufweist, die an den Enden des rohrförmigen Körpers und des Bohrlochstranges ausgebildete Flansche in Verbindungsstellung umgreifen und durch ein mit dem Kolben der hydraulischen Kolben-Zylinder-Einrichtung fest verbundenes Teil ver- und entriegelbar sind, wobei zwischen den Enden des rohrförmigen Körpers und des Bohrlochstranges eine Dichtungseinrichtung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die fernbedienbare Einrichtung zur Entriegelung der klauen artigen Verriegelungsteile (90) zusätzlich eine mechanische Entriegelungseinrichtung aufweist, durch welche das mit tiern Kolben (60) fest verbundene Teil (62) längsbeweglich beaufschlagbar ist.

2. Bohrlochanschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entriegelungseinrichtung einen für die begrenzte Längsbewegung an dem rohrförmigen Körper (40) vorgesehenen Hebel (100) aufweist, durch den eine im Varhältnis zur angelegten Kraft größere Kraft auf das mit dem Kolben (60) fest verbundene Teil (62) übertragbar ist.

3. Bohrlochanschluß nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, cnß der Hebel (100) durch ein starres Teil mit einem länglichen, sich an ein längliches Kopfteil (102) anschließenden HaLptteil (101) gebildet ist und dieses starre Teil tlwa ar der Stelle (106) des Überganges zwischen Haupt- und Kopfteil schwenkbar mittels eines Stiftes (87) an einem Stützring (80) angelenkt ist, wobei die Kraft an einem Ende (105) des Hauptteils (101) angreift, ein Ende (103) des Kopfteiles (102) als Schwenkpunkt des starren Bauteils ausgebildet ist und die im Verhältnis zur angelegten Kraft größere Kraft über den Stützring (80) auf das die Verriegelungsteile (90) sperrende Teil (62) übertragbar ist.

4. Bohrlochanschluß nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich eine von dem einen Ende (105) des Hauptteils (101) zu dem Stift (87) und eine von dem einen Ende (103) des Kopfteils (102) zu dem Stift (87) gezogene gedachte Linie bei dem Stift (87), in entgegengesetzter Richtung zur angelegten Kraft gesehen, unter einem Winke) von weniger als 180° schneiden.

5. Bohrlochanschluß nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Entriegelungseinrichtung zusätzlich einen bezüglich des rohrförmigen Körpers (40) feststehenden Überwurfring (70) aufweist, gegenüber dem der Hebel (100) sowie der Stützring (80) relativ bewegbar angeordnet sind.

6. Bohrlochanschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das die Verrie gelungsteile (90) sperrende Teil (62) eine Verjüngung (62a) aufweist, die bis zu einer Stelle hinter den Verriegelungsteilen (90) bewegbar ist, in der die Verriegelungsteile (90) in Arbeitsstellung verkeilbar sind.

7. Bohrlochanschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entriegelungseinrichtung einen bezüglich des rohrförmigen Körpers (40) feststehenden Überwurfring (70), einen gegenüber dem

Körper (40) begrenzt bewegbaren Stauring (80) und einen an dem Stützring (80) schwenkbar gela gerten Hebel (100) aufweist, wobei durch Betäti gung des Hebels (100) ein Abschnitt desseben an dem Überwurfring (70) anlegbar, eine im Verhältnis sur angelegten Kraft größere Kraft über einen Stift (87) und den Stutzring (80) auf das die Verriege· liingsteile (90) sperrende Teil (62) des Kolbens (60) Obertragbar und das Teil (62) in eine die Verriegelungcteile (90) freigebende Stellung bewegbar ist.

8 Bohrlochanschluß nach Anspruch 7, uadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (100) einen mit einem Kopfteil (!02) an dem Stift (87) zusammen treffenden Hauptteil (101) aufweist, daß das dem Stift (87) gegenüberliegende Ende (105) des Haupt teils (i01) mit einer Einrichtung versehen ist, mittels der die Kraft auf den Hebel (iOO) aufbringbar ist. und daß das dem Stift (87) gegenüberliegende Ende (103) des Kopfteils (102) an dem Überwurfring (70) anlegbar und als Schwenkpunkt des riebeis (100) ausgebildet ist.

9. Bohrlochanschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das die Verrie gelungsteile (90) sperrende Teil (62) des Kolbens (60) eine gegenüber dem rohrförmigen Körper (40) längsbewegliche Muffe oder Hülse ist.