DE2714830C3

DE2714830C3 - Rohrverbindung für Riserstränge

Info

Publication number: DE2714830C3
Application number: DE2714830A
Authority: DE
Inventors: Toivo 7920 Heidenheim Bosch
Original assignee: JM Voith GmbH
Current assignee: JM Voith GmbH
Priority date: 1977-04-02
Filing date: 1977-04-02
Publication date: 1979-10-11
Also published as: DE2714830B2; NO781143L; FR2385885B3; US4215882A; FR2385885A1; DE2714830A1; GB1555293A

Description

Die Erfindung betrifft eine Rohrverbindung für Riserstränge, bei der die einzelnen Rohrlängen durch gelenkartige Zwischenstücke verbunden und im Bereich jedes Rohrendes federnde Elemente zwischen dem Rohr und dem Zwischenstück vorgesehen sind.

Der Riserstrang ist aufgrund von Biegebeanspruchungen hohen Belastungen ausgesetzt. Aus diesem Grunde ist es bekannt, in bestimmten Abständen, anstelle von starren Verbindungen, zwischen den einzelnen Rohren gelenkartige Verbindungen vorzusehen. Auf diese Weise wird eine starke Reduzierung des Biegemomentes erreicht, weil derartige Gelenke kein Moment übertragen. Rohrverbindungen dieser Art sind z. B. in der DE-OS 26 38 235 und der US-PS 36 80 895 beschrieben. Dabei werden die auftretenden Kräfte im wesentlichen von Gummi oder elastischen Kunststoffen aufgenommen, welche durch Stahleinlagen stabilisiert sind. Den Flüssigkeiten, die sich zwischen den federnden Elementen befinden, kommt keine besondere i-'unktion zu. Verbindungen durch Zwischenglieder aus Gummi

ίο oder ähnlichem Material, die die Kräfte aufnehmen müssen, haben zwar den Vorteil geringer Reibung, aber sie sind nicht so hoch belastbar. Kugelgelenke, die ebenfalls für derartige Rohrverbindungen bekannt sind, haben jedoch den Nachteil einer Reibung, wodurch ruckartige Beanspruchungen entstehen und somit Schäden verursacht werden können.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine gelenkariige Rohrverbindung zu schaffen, die reibungsarm und hoch belastbar ist.

?i Erfindünⁱ⁷s^tTemäß wird diese Aufgabe dadurch "elöst daß mindestens eine von den federnden Elementen im Bereich jedes Rohrendes umschlossene ringförmige, mit einer Flüssigkeit gefüllte Kammer vorgesehen ist.

Die Vorspannkraft und das Eigengewicht des Riserstranges werden aufgrund der erfindungsgemäßen Ausbildung nun durch die mit Flüssigkeit gefüllten Kammern aufgenommen und übertragen. Da die Elemente, die die Kammerwände bilden, federnd ausgebildet sind und damit bei einseitigem Kraftangriff

JO auf die Verbindungsstelle zusammen mit der Flüssigkeit ausweichen können, werden keine Biegemomente übertragen. Das Volumen der Kammer bleibt dabei insgesamt konstant. Auf diese Weise können Winkelbewegungen durchgeführt werden.

J5 In weiterer Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die federnden Elemente einerseits jeweils mit einem Rohrende und andererseits mit den Enden eines um die beiden Rohre gelegten Rohrstutz·, ns verbunden sind, dessen Länge größer als der Abstand zwischen den

-to Rohren ist, wobei zwischen den Rohren eine elastische Dichtung angeordnet ist. Auf diese Weise wird eine gute und sichere Kraftübertragung erreicht. Durch die Zwischenschaltung des Rohrstutzens werden die federnden Elemente nicht auf Zug, sondern auf Druck beansprucht. Zur Abdichtung des Rohrinneren, in dem die Spülflüssigkeit läuft, gegenüber dem den Riserstrang umgebenden Wasser ist eine elastische Dichtung erforderlich. Diese hat jedoch keine Kraft zu übertragen.

Eine erfindungsgemäße Ausbildung besteht darin, daß die federnden Elemente: jeweils aus zwei mit unterschiedlichen Durchmessern ringförmig um die Rohre gelegten Faltenbalgen aus Stahl gebildet sind. Diese Faltenbalge bilden zwischen sich die mit Flüssigkeit gefüllte Kammer und sind genügend elastisch, um Winkelbewegungen in ausreichendem Umfang zuzulassen.

Von Vorteil ist dabei, wenn vorgesehen ist, daß die Rohrenden und die Enden des Rohrstutzens jeweils mit

t>n einer Hülse versehen sind, wobei sich die Hülsen der Rohre und die Hülsen des Rohrstutzens jeweils mit geringem axialem Abstand gegenüberliegen.

Diese Maßnahme stellt eine Sicherheitseinrichtung dar. Wenn beispielsweise ein Faltenbalg undicht wird,

h5 sitzen die sich gegenüberliegenden Hülsen aufeinander auf. Dadurch ist zwar der Gelenkcffekt beseitigt, aber der Riserstrang braucht deshalb nicht demontiert zu werden.

Eine andere erfindungsgemäße Ausführungsform besteht darin, daß die federnden Elemente jeweils aus mehreren hintereinander angeordneten und durch Zwischenringe voneinander getrennten Druckkissen bestehen, deren Innenkammer jeweils mit Flüssigkeit gefüllt ist.

Durch diese Konstruktion wird erreicht, daß bei Ausfall eines Druckkissens aufgrund Undichtigkeiten, im wesentlichen die gelenkartige Verbindung weiter besteht. Wert wenn mehrere Druckkissen ausgefallen sind, werden die möglichen Winkelbewegungen zunehmend kleiner.

In erfindungsgemäßer Ausbildung sind die Druckkissen aus federndem Stahl gebildet.

Die Winkelbeweglichkeit wird noch verstärkt, wenn auch die Zwischenringe erfindungsgemäß aus elastischem Material bestehen.

Damit die Druckkissen in einfacher Weise mit Flüssigkeit gefüllt werden können, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß sie mit einer Bohrung versehen sind, die mit Bohrungen der benachbarten Zwischenringe fluchten, wobei die Bohrungen de," Zwischenringe anschließend verschließbar sind.

Zum Druckausgleich ist ferner vorgesehen, daß in dem Rohrstutzen Druckausgleichsbohrungen votgesehen sind.

Nachfolgend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Rohrverbindung,

Fig. 2 einen Längsschnitt (obere Hälfte) einer anderen Ausführungsform einer Rohrverbindung.

Zwei Rohre I und 2 sind mit Abstand voneinander angeordnet, der durch einen elastischen Faltenbalg 3 abgedichtet überbrückt ist. J5

An den Rohrenden sind jeweils Fallenbalge 4 und 5 bzw. 6 und 7 angeordnet. Mit ihren anderen Enden sind die Faltenbalge 4 und 5 mit dem oberen Ende 8 eines Rohrstutze..s 9 verbunden, während die Faltenbalge 6 und 7 mit dem unteren Ende 10 des Rohrstutzens 9 verbunden sind.

Jeweils zwischen den Faltenbalgen 4 und 5 bzw. 6 und 7, die ringförmig um die beiden Rohre 1 und 2 gelegt sind, befindet sich in der Kammer 11 und 12 Flüssigkeit. Die Kam.ner 11 bzw. 12 sind dauei vollständig mit Flüssigkeit gefüllt. Die Vorspannkraft und das Eigengewicht des Riserstranges werden somit über die Rohrenden und die mit Flüssigkeit gefüllten Kammern 11 und 12 und den Rohrstutzen 9 weitergeleitet.

Bei einseitigen Belastungen des Gelenkes läßt dies aufgrund der Faltenbalge und der mit Flüssigkeit gefüllten Kammern 11 und 12 Winkelbewegungen zu. Auf diese Weise werden Biegemomente nicht weitergeleitet.

Für den Fall, daß ein Faltenbalg undicht wird, sind Hülsen 13 und 14 bzw. 15 und 16 vorgesehen. Die Hülsen 13 und 15 sind dabei mit den Rohren 1 und 2 verbunden, während die Hülsen 14 und 16 mit dem Rohrstutzen 9 verbunden sind. Die Hülsen 13 und 14 bzw. die Hülsen 15' und 16 liegen mit geringem Abstand einander gegenüber. Wird nun ein Faltenbalg undicht, so sitzen sie aufeinander auf.

Zum Druckausgleich ist in dem Rohrstutzen 9 eine Druckausgleichsbohrung 17 vorgesf' ;n.

bei dem die Gelenkigkeit der Verbindung durch eine Vielzahl von Druckkissen 18 erreicht wird. In der Figur ist nur die obere Hälfte der Verbindung dargestellt. Die untere Hälfte ist spiegelbildlich dazu.

Der Aufbau ist im wesentlichen der gleiche wie in der Fig. 1. lediglich die Faltenbalge sind durch die Druckkissen 18 ersetzt, die jeweils eine mit Flüssigkeit gefüllte Innenkammer 23 bilden. Zwisrhen den ringförmig um das Rohr 1 gelegten Druckkissen 18 sind jeweils Zwischenringe 19 angeordnet.

Um die Druckkissen bei der Montage mit Flüssigkeit füllen zu können, sind sie mit Bohr jngen 20 versehen, die mit Bohrungen 21 in den Zwischenringen fluchten. Nach Einfüllen der Flüssigkeit werden die Bohrungen 21 in den Zwischenringen 19 durch Gewindestutzen 22 verschlossen.

Die Druckkissen 18 sind aus federndem Stahl, io daß bei einem einseitig auftretenden Druck die Flüssigkeit entsprechend verdrängt werden kann.

Oie erfindungsgemäße gelenkige Verbindung kann sehr hohe Drücke aufnehmen und baut die auftretenden Biegemomente ab. Auf diese Weise können die Wandstärken der Rohre entsprechend geringer ausgeführt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Rohrverbindung für Riserstränge, bei der die einzelnen Rohrlängen durch gelenkartige Zwischenstücke verbunden und im Bereich jedes Rohrendes federnde Elemente zwischen dem Rohr und dem Zwischenstück vorgesehen sind, gekennzeichnet durch mindestens eine von den federnden Elementen im Bereich jedes Rohrendes umschlossene ringförmige, mit einer Flüssigkeit gefüllte Kammer(U,12;23).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die federnden Elemente einerseits jeweils mit einem Rohrende und andererseits mit den Enden (8, 10) eines zwischen den Elementen angeordneten Rohrstutzens (9) verbunden sind, dessen Länge größer als der Abstand zwischen den Rohren ist, wobei zwischen den Rohren eine elastische i>'chtung angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch ! oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die federnden Elemente jeweils aus zwei mit unterschiedlichen Durchmessern ringförmig um die Rohre (1, 2) gelegten Faltenbalgen (4 bis 7) aus Stahl gebildet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrenden und die Enden (8, 10) des Rohrstutzens (9) jeweils mit einer Hülse (13 bis 16) versehen sind, wobei sich die Hülsen (13, 15) der Rohre (1,2) und die Hülsen (14,16) des Rohrstutzens (9) jeweils —lit geringem axialem Abstand gegenüberliegen.

5. Vorrichtung nach Ansprach 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ledernden Elemente jeweils aus mehreren hintereinander b.id durch Zwischenringe (19) voneinander getrennten Druckkissen (18) bestehen, deren Innenkammer (23) jeweils mit der Flüssigkeit gefüllt ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkissen (18) aus federndem Stahl sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenringe (19) aus elastischem Material bestehen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkissen (18) zu deren Füllung mit der Flüssigkeit jeweils mit Bohrungen (20) versehen sind, die mit Bohrungen (21) der benachbarten Zwischenringe (19) fluchten, wobei die Bohrungen (21) verschließbar sind.

9. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Rohrstutzen (9) Druckausgleichsbohrungen (17) vorgesehen sind.