EP4359632A1 - Einbausatz, gestängerohr, bohrstrang und verfahren zum herstellen oder nacharbeiten eines gestängerohres eines bohrstranges - Google Patents

Einbausatz, gestängerohr, bohrstrang und verfahren zum herstellen oder nacharbeiten eines gestängerohres eines bohrstranges

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EP4359632A1
EP4359632A1 EP22733653.4A EP22733653A EP4359632A1 EP 4359632 A1 EP4359632 A1 EP 4359632A1 EP 22733653 A EP22733653 A EP 22733653A EP 4359632 A1 EP4359632 A1 EP 4359632A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
drill
pin
box
installation kit
pipe
Prior art date
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Application number
EP22733653.4A
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English (en)
French (fr)
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EP4359632B1 (de
Inventor
Medardus RAMSAUER
Anton KOTOV
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Think And Vision GmbH
Original Assignee
Think And Vision GmbH
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Publication date
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    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B17/00—Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
    • E21B17/02—Couplings; joints
    • E21B17/023—Arrangements for connecting cables or wirelines to downhole devices
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E21B17/02—Couplings; joints
    • E21B17/028—Electrical or electro-magnetic connections

Definitions

  • the invention relates to an installation kit for drill pipes of a pipe string, in particular a drill string, a drill pipe of a pipe string, in particular a drill string, a pipe string, in particular a drill string, and a method for producing or finishing a drill pipe.
  • the same also applies to the subsequent petroleum, gas or hot water production, to which the invention also relates.
  • the drilling industry therefore needs a system that enables electrical energy transmission and/or electrical or optical data transmission during the drilling process or production process.
  • Such a system should be as independent as possible of the structural design of the drill pipes, so that both new drill pipes and existing drill pipes can be equipped with them.
  • the installation kit according to the invention has a first end and a second end which are connected to one another by means of at least one connecting line.
  • One of the two ends is placed in a pin of the drill pipe and the other end is placed in a box of the drill pipe.
  • a seal is disposed at the first end and/or the second end.
  • a sealing element that seals the respective end from the pin or the box is arranged on the peripheral surface of each end.
  • all seals, sealing elements and seals are designed in such a way that they comply with the safety regulations in connection with electricity on drilling rigs and therefore no further safety measures have to be taken.
  • the connecting line between the two ends could itself be a correspondingly protected electrical, optical or hydraulic line, but is preferably a tube in which an electrical or optical line is or can be accommodated.
  • empty piping is also possible.
  • the connecting line and in particular the tube is connected at both ends to a respective line channel in the ends.
  • the connecting line or the electrical or optical line arranged in the connecting line can be guided reliably to a connection point between the ends of the installation kits or drill pipes that adjoin one another.
  • one end of the installation kit has a socket and the other end has a spigot end, and a seal is arranged between the socket and the spigot end is.
  • the spigot end can have a first and a second longitudinal section, the first longitudinal section having a larger outer diameter than the second longitudinal section, the at least one connecting line being connected to the line duct on the first longitudinal section and the line duct being connected to a Shoulder opens out between the first and the second longitudinal section.
  • the duct opens out on an end face of the sleeve, and the at least one connecting line is connected to the duct on a side of the sleeve opposite the end face.
  • the space thus formed between the spigot end, the socket and a drill pipe can be used to accommodate at least one electrical, optical, hydraulic or radio-technical device.
  • electrical and/or optical devices such as measuring devices, as well as connections or couplings for connecting the electrical and/or optical lines from one installation kit to the next can be installed in this space.
  • Fig. 1 shows a drill pipe
  • Fig. 2 shows an embodiment of a kit according to the invention
  • Fig. 3 shows the ends of the kit of Fig. 2 on an enlarged scale and in section
  • 4 shows the installation set according to FIG. 2 installed in the drill pipe of FIG. 1 in a partial longitudinal section
  • FIG. 5 shows the installed installation set from FIG. 4 with further details
  • FIG. 6 shows the connection area of two drill pipes of a drill string with an installation set according to the invention in a partial section.
  • FIG. 1 shows an embodiment of a drill pipe 6 which is conventional per se in the prior art and which has been modified according to the invention. It goes without saying that the drill pipe can also be constructed differently, unless reference is made below to specific features of the drill pipe 6 as absolutely necessary features.
  • the drill pipe 6 has a pipe body 2, at one end of which a pin 3 and at the other end of which a box 1 is arranged.
  • the box 1 and the pin 3 are welded to the tubular body 2 .
  • An external thread or trunnion thread is attached to the pin 3 and an internal thread or socket thread in the box 1, the two threads preferably being conical threads.
  • the inside of the drill pipe 6 is open throughout, so that when the drill pipes 6 are screwed together, a channel 8 is formed through which, for example, flushing fluid can be conveyed from the drilling rig on the surface to the drill head.
  • the drill pipe 6 is not a drill string but a pipe string for the production of oil, gas or water, for example, it can be conveyed upwards through the channel 8 inside the drill pipe 6 .
  • the two ends 17 , 18 are connected by means of two connecting lines 13 .
  • the connecting lines 13 are tightly connected, for example by means of a seal 37, to line ducts 16 in the ends 17, 18.
  • one end 17 has a socket 19 and the other end 18 has a spigot end 20 .
  • the socket 19 and spigot 20 are compatible and nest together so that a connection between two adjacent kits 7 can be made.
  • the sleeve 19 has an inner wall area 21 and the spigot end 20 has an outer wall area 22 .
  • the inner wall area 21 and the outer wall area 22 are preferably cylindrical, but can also be conical or concave/convex.
  • a sealing ring 23 is arranged on the outer wall area 22 of the spigot end 20 .
  • the seal is not a separate part like a sealing ring, but is formed by two sealing surfaces arranged on the sleeve 19 and on the spigot end 20, which abut each other under pressure, whereby the seal through the sealing surfaces the socket 19 and the spigot end 20 is produced.
  • the line channel 16 leads from the connecting line 13 through the interior of the sleeve 19 to an end face 24 which is opposite the connecting line 13 .
  • the spigot end 20 has a first longitudinal portion 25 and a second longitudinal portion 26, both of which are substantially have a cylindrical shape.
  • the first longitudinal section 25 has a larger outside diameter than the second longitudinal section 26 .
  • a shoulder 27 is formed at the transition between the first longitudinal section 25 and the second longitudinal section 26 .
  • the line channel 16 leads from the connecting line 13 through the interior of the spigot end 20 to the shoulder 27 and opens out there.
  • the distance between the mouth of the line duct 16 on the end face 24 of the sleeve 19 and the mouth of the line duct 16 on the shoulder 27 of the spigot end 20 from a longitudinal axis of the installation kit 7 is preferably essentially the same, although different distances are of course also possible.
  • the shoulder 27 of the spigot 20 and the face 24 of the sleeve 19 are spaced apart sufficiently to form a space 15 in which electrical and/or optical components can be placed.
  • These components can be, for example, sensors and electrical or electromagnetic connections or couplings, via which electrical energy transmission and/or electrical or optical data transmission can take place when the sleeve 19 and the spigot end 20 are plugged together.
  • the device described in EP 2440737 B1 for connecting electrical lines can be installed in space 15 in order to connect electrical lines routed through connecting lines 13 and line ducts 16 to connecting drill pipes 6 or installation kits 7 to one another.
  • sealing sleeves 9, 14 which are integrated into the socket 19 and the spigot end 20 or connected tightly to them.
  • the sealing sleeves 9, 14 have a peripheral surface 11 with a cylindrical shape, on which a sealing element 28 is arranged.
  • a clamping device 29 which essentially consists of two sleeves 10, 12 which can be displaced relative to one another in the axial direction.
  • Each of the sleeves 10, 12 has a wedge surface 31, 32 on the side facing the other sleeve 10, 12. Between The two sleeves 10, 12 are regularly distributed around the circumference wedges 33 which have the wedge surfaces 31, 32 associated wedge surfaces.
  • the sleeves 10, 12 can be braced against one another by means of screws 34, as a result of which the wedges 33 are displaced radially outwards and the clamping device 29 is clamped in the pin 3 and in the box 1, respectively.
  • the clamping devices 29, more precisely their sleeve 10 arranged on the side of the socket 19 or the spigot end 20, also have resilient projections 35 which can snap into recesses 36 in the socket 19 or the spigot end 20.
  • An installation kit 7 according to the invention can be assembled, for example, by first pushing a clamping device 29 into the pin 3 and into the box 1 of a drill pipe 6 .
  • the connecting lines 13 are pushed into bores 38 , 39 provided in the sleeves 10 , 12 until they protrude beyond the sleeve 10 . If necessary, the
  • Clamping devices 29 are then pulled slightly apart again in order to tension the connecting lines 13 .
  • the electrical and/or optical lines can then be pushed through the connecting lines 13 and the line channels 16 in the sleeve 19 and the spigot end 20 provided. Then the sleeve 19 and the spigot end 20 are pushed into the pin 3 and the sleeve 1 until the projections 35 engage in the recesses 36, whereby the two ends 17, 18 are firmly mounted in the drill pipe 6.
  • the space 15 is created by the seal 23 between the socket 19 and the spigot end 20, the sealing elements 28 between the peripheral surface 11 of each end 17, 18 and the pin 3 and the box 1, as well as the sealing at the screw connection between the pin 3 and the box 1 of adjoining drill pipes 6 to the environment, ie to the area outside the drill pipes 6 on the one hand and the channel 8 inside the drill pipes 6 on the other hand, sealed out remains to the Line channels 16 out but open. Since the line channels 16 are in turn well sealed with respect to the connecting line(s) 13, there is no critical connection or leakage from the environment here either.
  • the installation kit according to the invention can be used not only in the production of new drill pipes, but also for retrofitting older drill pipes that have been in operation for a long time.
  • the installation kit 7 it is also possible to rework the threads on the pin 3 and in the box 1, which is necessary at regular intervals due to wear or damage to the threads. In this case, it is only necessary to remove the installation kit 7 from a drill pipe 6, rework the threads and reinsert the installation kit 7 into the drill pipe 6. Any necessary shortening of the connecting line 13 between the two ends 17, 18 due to the shortening of the length of the drill pipe 6 can also be carried out easily.

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Abstract

Einbausatz für Gestängerohre (6) eines Rohrstranges, insbesondere eines Bohrstranges, mit einem ersten Ende (17) und einem zweitenEnde (18), die mittels wenigstens einer Verbindungsleitung (13) miteinander verbunden sind. Eines der beiden Enden (18) ist in einem Pin (3) des Gestängerohres (6) und das andere Ende (17) in einer Box (1) des Gestängerohres (6) angeordnet. Am ersten Ende (17) und/oder am zweiten Ende (18) ist eine das erste Ende (17) gegenüber dem zweiten Ende (18) eines anzuschließenden Einbausatzes (7) abdichtende Dichtung (23) angeordnet und an der Umfangsfläche (11) jedes Endes (17, 18) ist ein das jeweilige Ende (17, 18) gegenüber dem Pin (3) oder der Box (1) abdichtendes Dichtelement (28) angeordnet.

Description

EINBAUSATZ, GESTÄNGEROHR, BOHRSTRANG UND VERFAHREN ZUM HERSTELLEN ODER NACHARBEITEN EINES GESTÄNGEROHRES EINES BOHRSTRANGES
Die Erfindung betrifft einen Einbausatz für Gestängerohre eines Rohrstranges, insbesondere Bohrstranges, ein Gestängerohr eines Rohrstranges, insbesondere Bohrstranges, einen Rohrstrang, insbesondere Bohrstrang und ein Verfahren zum Herstellen oder Nacharbeiten eines Gestängerohres.
Ein wesentliches Element bei modernen Bohrprozessen, insbesondere bei Erdöl-, Erdgas- und Geothermiebohrungen, ist die Datenerfassung und die Steuerung der diversen Module des Bohrstranges während des Bohrvorganges, sowie die Energieversorgung von elektrischen Modulen im Bohrstrang. Das Gleiche gilt aber auch für die anschließende Erdöl-, Gas- bzw. Warmwasserproduktion, auf die sich die Erfindung ebenfalls bezieht. Die Bohrindustrie benötigt daher ein System, das eine elektrische Energieübertragung und/oder elektrische oder optische Datenübertragung während des Bohrprozesses oder Produktionsprozesses ermöglicht.
Ein derartiges System soll dabei möglichst unabhängig vom konstruktiven Aufbau der Gestängerohre sein, damit sowohl neue Gestängerohre, als auch bereits vorhandene Gestängerohre damit ausgerüstet werden können.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß mit einem Einbausatz mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
Gelöst wird diese Aufgabe des Weiteren mit einem Gestängerohr mit den Merkmalen des Anspruchs 13 und mit einem Rohrstrang, insbesondere einem Bohrstrang, mit den Merkmalen des Anspruches 16.
Der erfindungsgemäße Einbausatz weist ein erstes Ende und ein zweites Ende auf, die mittels wenigstens einer Verbindungsleitung miteinander verbunden sind. Eines der beiden Enden wird in einem Pin des Gestängerohres und das andere Ende in einer Box des Gestängerohres angeordnet. Um ein Ende eines Einbausatzes in einem Gestängerohr gegenüber dem anderen Ende eines anzuschließenden Einbausatzes abzudichten, ist am ersten Ende und/oder am zweiten Ende eine Dichtung angeordnet. Schließlich ist an der Umfangsfläche jedes Endes ein das jeweilige Ende gegenüber dem Pin oder der Box abdichtendes Dichtelement angeordnet. Damit ist es möglich, Gestängerohre weitgehend beliebiger Bauart derart auszustatten bzw. nachzurüsten, dass eine elektrische, optische und/oder hydraulische Daten- und/oder Versorgungsleitung eingebaut werden kann, die vom eigentlichen Gestängerohr weitgehend unabhängig ist. D.h., dass die Gestängerohre und deren Verbindungen mit anschließenden Gestängerohren über einen Pin und eine Box nicht geändert werden müssen, wenn sie mit einem erfindungsgemäßen Einbausatz aus- oder nachgerüstet werden.
Es ist, wie durch das erfindungsgemäße Verfahren gemäß Anspruch 19 beansprucht ist, lediglich erforderlich, in einem neuen oder einem bereits vorhandenen, alten Gestängerohr eine geeignete Aufnahme innerhalb des Pins und der Box zu schaffen, indem in diesem Bereich die Rohrinnenfläche so bearbeitet wird, dass die beiden Enden des Einbausatzes zuverlässig und dicht aufgenommen werden können.
Alle Dichtungen, Dichtelemente und Abdichtungen sind erfindungsgemäß so ausgeführt, dass sie den Sicherheitsvorschriften in Verbindung mit elektrischem Strom auf Bohranlagen entsprechen und somit keine weiteren Sicherheitsmaßnahmen mehr getroffen werden müssen.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die Verbindungsleitung zwischen den beiden Enden könnte erfindungsgemäß bereits selbst eine entsprechend geschützte elektrische, optische oder hydraulische Leitung sein, ist aber bevorzugt ein Rohr, in dem eine elektrische oder optische Leitung aufgenommen ist oder werden kann. Natürlich ist auch eine Leerverrohrung möglich.
Die Verbindungsleitung und insbesondere das Rohr ist in einer weiters bevorzugten Ausführungsform der Erfindung an beiden Enden an jeweils einen Leitungskanal in den Enden angeschlossen. Damit kann die Verbindungsleitung bzw. die in der Verbindungsleitung angeordnete elektrische oder optische Leitung sicher zu einem Verbindungspunkt zwischen den aneinander anschließenden Enden der Einbausätze bzw. Gestängerohre geführt werden.
Insbesondere ist bei der Erfindung bevorzugt, wenn ein Ende des Einbausatzes eine Muffe und das andere Ende ein Spitzende aufweist, und zwischen der Muffe und dem Spitzende eine Dichtung angeordnet ist. Durch das Ineinanderfügen von Muffe und Spitzende ist einerseits eine mechanisch stabile Verbindung und andererseits eine sehr zuverlässige Abdichtung der beiden miteinander zu verbindenden Enden gewährleistet.
Dabei kann das Spitzende in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung einen ersten und einen zweiten Längsabschnitt aufweisen, wobei der erste Längsabschnitt einen größeren Außendurchmesser als der zweite Längsabschnitt aufweist, wobei die wenigstens eine Verbindungsleitung am ersten Längsabschnitt an den Leitungskanal angeschlossen ist und wobei der Leitungskanal an einer Schulter zwischen dem ersten und dem zweiten Längsabschnitt mündet.
In einer weiters bevorzugten Ausführungsform der Erfindung mündet der Leitungskanal an einer Stirnseite der Muffe, und die wenigstens eine Verbindungsleitung ist an einer der Stirnseite gegenüberliegenden Seite der Muffe an den Leitungskanal angeschlossen.
Diese beiden Ausführungsformen der Erfindung können miteinander kombiniert werden, womit sich die weitere, erfindungsgemäße Möglichkeit bietet, dass die Stirnseite der Muffe und die Schulter voneinander beabstandet sind.
Der dadurch gebildete Raum zwischen dem Spitzende, der Muffe und einem Gestängerohr kann zur Aufnahme wenigstens einer elektrischen, optischen, hydraulischen oder funktechnischen Einrichtung verwendet werden. Insbesondere können in diesem Raum elektrische und/oder optische Einrichtungen, wie Messeinrichtungen, sowie Verbindungen oder Kopplungen zum Verbinden der elektrischen und/oder optischen Leitungen von einem Einbausatz zum nächsten eingebaut werden.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten, den Schutzbereich nicht beschränkenden, Ausführungsbeispiels der Erfindung unter Bezugnahme auf die angeschlossenen Zeichnungen. Es zeigt:
Fig. 1 ein Gestängerohr, Fig. 2 eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Einbausatzes, Fig. 3 die Enden des Einbausatzes von Fig. 2 in vergrößertem Maßstab und im Schnitt, Fig. 4 den in das Gestängerohr von Fig. 1 eingebauten Einbausatz gemäß Fig. 2 in einem teilweisen Längsschnitt,
Fig. 5 den eingebauten Einbausatz von Fig. 4 mit weiteren Details, und Fig. 6 den Verbindungsbereich von zwei Gestängerohren eines Bohrstranges mit einem erfindungsgemäßen Einbausatz in einem Teilschnitt.
In den Zeichnungen ist eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Einbausatzes dargestellt, die aber nur beispielhaft ist und, abgesehen von den erfindungsgemäßen Merkmalen, wie sie in den Ansprüchen definiert sind, im Rahmen der vorliegenden Erfindung bezüglich vieler Komponenten auch anders ausgeführt sein kann, ohne dass dies im Folgenden einer besonderen Erwähnung bedarf.
In Fig. 1 ist eine im Stand der Technik an sich übliche Ausführungsform eines Gestängerohres 6 mit erfindungsgemäßen Anpassungen dargestellt. Es versteht sich, dass das Gestängerohr auch anders aufgebaut sein kann, sofern nicht im Folgenden auf spezifische Merkmale des Gestängerohres 6 als unbedingt erforderliche Merkmale hingewiesen wird.
Das Gestängerohr 6 weist in der dargestellten Ausführungsform einen Rohrkörper 2 auf, an dessen einem Ende ein Pin 3 und an dessen anderem Ende eine Box 1 angeordnet ist. Bevorzugt, aber nicht zwingend, sind die Box 1 und der Pin 3 am Rohrkörper 2 angeschweißt. Am Pin 3 ist ein Außengewinde bzw. Zapfengewinde angebracht und in der Box 1 ein Innengewinde bzw. Muffengewinde, wobei die beiden Gewinde bevorzugt Kegelgewinde sind. Durch Einschrauben des Zapfengewindes am Pin 3 in das Muffengewindes in der Box 1 können mehrere Gestängerohre 6 zu einem Bohrstrang zusammengefügt werden, wobei diese Verbindung eine ausreichend zuverlässige Abdichtung zwischen dem Inneren und dem Äußeren des Bohrstranges schafft.
Das Gestängerohr 6 ist in seinem Inneren durchgehend offen, sodass bei aneinandergeschraubten Gestängerohren 6 ein Kanal 8 entsteht, durch den z.B. Spülflüssigkeit von der Bohranlage an der Oberfläche zum Bohrkopf gefördert werden kann. Sofern es sich beim Gestängerohr 6 nicht um einen Bohrstrang handelt, sondern um einen Rohrstrang für die Förderung zum Beispiel von Öl, Gas oder Wasser, kann dieses durch den Kanal 8 im Inneren des Gestängerohre 6 nach oben gefördert werden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel befinden sich im Bereich der Box 1 und des Pin 3 vorzugsweise zylindrische Bohrungen 4, 5, in die ein erstes Ende 17 und ein zweites Ende 18 eines erfindungsgemäßen Einbausatzes 7 eingesetzt werden.
Beim in den Zeichnungen dargestellten, erfindungsgemäßen Einbausatz 7 sind die beiden Enden 17, 18 mittels zweier Verbindungsleitungen 13 verbunden. Es können natürlich auch mehr als zwei Verbindungsleitungen oder nur eine einzige Verbindungsleitung vorhanden sein. Die Verbindungsleitungen 13 sind dicht, beispielsweise mittels einer Dichtung 37, an Leitungskanäle 16 in den Enden 17, 18 angeschlossen.
Auf der den Verbindungsleitungen 13 gegenüberliegenden Seite weist das eine Ende 17 eine Muffe 19 und das andere Ende 18 ein Spitzende 20 auf. Die Muffe 19 und das Spitzende 20 sind kompatibel und können ineinander gesteckt werden, sodass eine Verbindung zwischen zwei aneinander anschließenden Einbausätzen 7 hergestellt werden kann. Um eine dichte Verbindung zwischen der Muffe 19 und dem Spitzende 20 hersteilen zu können, weist die Muffe 19 einen Innenwandbereich 21 und das Spitzende 20 einen Außenwandbereich 22 auf. Der Innenwandbereich 21 und der Außenwandbereich 22 sind bevorzugt zylindrisch, können aber auch kegelig oder konkav/konvex sein. Am Außenwandbereich 22 des Spitzendes 20 ist ein Dichtungsring 23 angeordnet. Wenn die Muffe 19 und das Spitzende 20 zusammengesteckt werden, wird über den Dichtungsring 23 eine dichte Verbindung eines Einbausatzes 7 mit einem anschließenden Einbausatz 7 hergestellt.
Alternativ ist es bei der Erfindung aber auch möglich, dass die Dichtung kein separater Teil wie ein Dichtring ist, sondern durch zwei an der Muffe 19 und am Spitzende 20 angeordnete Dichtflächen gebildet wird, die unter Druck aneinander anliegen, womit die Dichtung durch die Dichtflächen an der Muffe 19 und das Spitzende 20 hergestellt wird.
In der Muffe 19 führt der Leitungskanal 16 von der Verbindungsleitung 13 durch das Innere der Muffe 19 bis zu einer Stirnseite 24, die der Verbindungsleitung 13 gegenüberliegt.
Das Spitzende 20 weist einen ersten Längsabschnitt 25 und einen zweiten Längsabschnitt 26 auf, die beide eine im Wesentlichen zylindrische Form aufweisen. Der erste Längsabschnitt 25 weist einen größeren Außendurchmesser als der zweite Längsabschnitt 26 auf. Am Übergang zwischen dem ersten Längsabschnitt 25 und dem zweiten Längsabschnitt 26 wird eine Schulter 27 gebildet. Im Spitzende 20 führt der Leitungskanal 16 von der Verbindungsleitung 13 durch das Innere des Spitzendes 20 bis zur Schulter 27 und mündet dort.
Der Abstand der Mündung des Leitungskanals 16 an der Stirnseite 24 der Muffe 19 und der Mündung des Leitungskanals 16 an der Schulter 27 des Spitzendes 20 von einer Längsachse des Einbausatzes 7 ist vorzugsweise im Wesentlichen gleich groß, wobei unterschiedliche Abstände aber natürlich auch möglich sind.
In der dargestellten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Einbausatzes 7 haben die Schulter 27 des Spitzendes 20 und die Stirnseite 24 der Muffe 19 einen Abstand, der groß genug ist, einen Raum 15 zu bilden, in dem elektrische und/oder optische Bauteile angeordnet werden können. Bei diesen Bauteilen kann es sich beispielsweise um Sensoren und elektrische oder elektromagnetische Verbindungen oder Kopplungen handeln, über die eine elektrische Energieübertragung und/oder elektrische oder optische Datenübertragung erfolgen kann, wenn die Muffe 19 und das Spitzende 20 zusammengesteckt sind.
Beispielsweise kann im Raum 15 die in der EP 2440737 Bl beschriebene Vorrichtung zum Verbinden von elektrischen Leitungen eingebaut sein, um durch die Verbindungsleitungen 13 und die Leitungskanäle 16 geführten elektrischen Leitungen aneinander anschließender Gestängerohre 6 bzw. Einbausätze 7 miteinander zu verbinden.
Die Abdichtung der Enden 17, 18 zum Gestängerohr 6 hin erfolgt über Dichthülsen 9, 14, die in die Muffe 19 und das Spitzende 20 integriert oder dicht mit diesen verbunden sind. Die Dichthülsen 9, 14 weisen eine Umfangsfläche 11 mit einer zylindrischen Form auf, an der ein Dichtelemente 28 angeordnet ist.
Um die Enden 17, 18 im Pin 3 und in der Box 1 zu befestigen, ist eine Klemmvorrichtung 29 vorgesehen, die im Wesentlichen aus zwei Hülsen 10, 12 besteht, die in Achsrichtung relativ zueinander verschiebbar sind. Jede der Hülsen 10, 12 weist auf der der anderen Hülse 10, 12 zugewandten Seite eine Keilfläche 31, 32 auf. Zwischen den beiden Hülsen 10, 12 sind regelmäßig um den Umfang verteilt Keile 33 angeordnet, die den Keilflächen 31, 32 zugeordnete Keilflächen aufweisen. Die Hülsen 10, 12 können mittels Schrauben 34 gegeneinander verspannt werden, wodurch die Keile 33 radial nach außen verschoben werden und die Klemmvorrichtung 29 jeweils im Pin 3 und in der Box 1 eingespannt wird. Die Klemmvorrichtungen 29, genauer gesagt deren auf der Seite der Muffe 19 bzw. dem Spitzende 20 angeordnete Hülse 10, weisen des Weiteren federnde Vorsprünge 35 auf, die in Ausnehmungen 36 in der Muffe 19 bzw. dem Spitzende 20 einrasten können.
Die Montage eines erfindungsgemäßen Einbausatzes 7 kann zum Beispiel so erfolgen, dass zuerst jeweils eine Klemmvorrichtung 29 in den Pin 3 und die Box 1 eines Gestängerohres 6 eingeschoben wird. Dabei werden die Verbindungsleitungen 13 so weit in Bohrungen 38, 39, die in den Hülsen 10, 12 vorgesehen sind, eingeschoben, bis sie über die Hülse 10 hinausragen. Falls erforderlich, werden die
Klemmvorrichtungen 29 dann wieder etwas von einander weg gezogen, um die Verbindungsleitungen 13 zu spannen.
Anschließend werden die Schrauben 34 angezogen, wodurch sich die Hülsen 10, 12 aufeinander zu bewegen und die Keile 33 radial nach außen gedrückt werden, bis die Klemmvorrichtungen 29 im Pin 3 und in der Box 1 festgelegt sind.
Daraufhin können die elektrischen und/oder optischen Leitungen durch die Verbindungsleitungen 13 und die Leitungskanäle 16 in der bereitgestellten Muffe 19 und dem Spitzende 20 durchgeschoben werden. Dann werden die Muffe 19 und das Spitzende 20 in den Pin 3 und die Muffe 1 eingeschoben, bis die Vorsprünge 35 in den Ausnehmungen 36 einrasten, womit die beiden Enden 17, 18 fest im Gestängerohr 6 montiert sind.
Wenn die beiden Enden 17, 18 auf die in den Figuren dargestellte und vorstehend beschriebene Weise im Pin 3 und der Box 1 befestigt sind, wird der Raum 15 durch die Dichtung 23 zwischen der Muffe 19 und dem Spitzende 20, den Dichtelementen 28 zwischen der Umfangsfläche 11 jedes Endes 17, 18 und dem Pin 3 und der Box 1, sowie der Abdichtung an der Schraubverbindung zwischen dem Pin 3 und der Box 1 aneinander anschließender Gestängerohre 6 zur Umgebung, d.h. zum Bereich außerhalb der Gestängerohre 6 einerseits und dem Kanal 8 im Inneren der Gestängerohre 6 andererseits, hin abgedichtet, bleibt zu den Leitungskanälen 16 hin aber offen. Da die Leitungskanäle 16 ihrerseits gegenüber der oder den Verbindungsleitungen 13 gut abgedichtet sind, besteht auch hier keine kritische Verbindung oder Undichtigkeit gegenüber der Umgebung.
Mit dem erfindungsgemäßen Einbausatz lässt sich auf einfache Weise ein von der Geometrie der Gestängerohre 6 weitgehend unabhängige Systemlösung schaffen, mit der Gestängerohre 6 durch die Möglichkeit einer dichten und somit sicheren Möglichkeit zum Verlegen von elektrischen und optischen Leitungen ergänzt werden können.
Der erfindungsgemäße Einbausatz kann nicht nur bei der Herstellung neuer Gestängerohre verwendet werden, sondern auch zum Nachrüsten von bereits länger in Betrieb befindlichen, älteren Gestängerohren.
Dabei ist es lediglich erforderlich, im Pin 3 und in der Box 1 eine Rohrinnenfläche zu bearbeiten und zylindrische Bohrungen 4, 5 herzustellen, in die die beiden Enden 17, 18 des Einbausatzes 7 exakt passen. Da es sich dabei um einen relativ einfachen Bearbeitungsschritt handelt, kann dieser nicht nur in dafür gut ausgestatteten Werkshallen durchgeführt werden, sondern auch an einer Bohranlage vor Ort.
Mit dem erfindungsgemäßen Einbausatz 7 ist es des Weiteren auch möglich, die Gewinde am Pin 3 und in der Box 1 nachzuarbeiten, was in regelmäßigen Abständen aufgrund von Verschleiß oder Beschädigung der Gewinde erforderlich ist. In diesem Fall ist es lediglich notwendig, den Einbausatz 7 aus einem Gestängerohr 6 herauszunehmen, die Gewinde nachzuarbeiten und den Einbausatz 7 wieder in das Gestängerohr 6 einzusetzen. Eine allenfalls erforderliche Verkürzung der Verbindungsleitung 13 zwischen den beiden Enden 17, 18 aufgrund der Verkürzung der Länge des Gestängerohre 6 ist ebenfalls einfach durchführbar.
Somit kann auch das Nacharbeiten der Gewinde von Gestängerohren 6 auf einfache Weise vor Ort durchgeführt werden. Bezugszeichenliste:
1 Box
2 Rohrkörper
3 Pin
4 zylindrische Bohrung
5 zylindrische Bohrung
6 Gestängerohr
7 Einbausatz
8 Kanal
9 Dichtungshülse
10 Hülse
11 Umfangsfläche
12 Hülse
13 Verbindungsleitung
14 Dichtungshülse
15 Raum
16 Leitungskanäle
17 Ende
18 Ende
19 Muffe
20 Spitzende
21 Innenwandbereich
22 Außenwandbereich
23 Dichtungsring
24 Stirnseite
25 erster Längsabschnitt
26 zweiter Längsabschnitt
27 Schulter
28 Dichtelement
29 Klemmvorrichtung
30 -
31 Keilfläche
32 Teilfläche
33 Keile
34 Schrauben
35 Vorsprünge
36 Ausnehmungen
37 Dichtung
38 Bohrung
39 Bohrung

Claims

Ansprüche:
1. Einbausatz für Gestängerohre (6) eines Rohrstranges, insbesondere eines Bohrstranges, dadurch gekennzeichnet, dass er ein erstes Ende (17) und ein zweites Ende (18) aufweist, die mittels wenigstens einer Verbindungsleitung (13) miteinander verbunden sind, dass jedes Ende (17, 18) eine Umfangsfläche (11) aufweist, dass eines der beiden Enden (18) in einem Pin (3) des Gestängerohres (6) und das andere Ende (17) in einer Box (1) des Gestängerohres (6) angeordnet werden kann, dass am ersten Ende (17) und/oder am zweiten Ende (18) eine das erste Ende (17) gegenüber dem zweiten Ende (18) eines anzuschließenden Einbausatzes (7) abdichtende Dichtung (23) angeordnet ist, und dass an der Umfangsfläche (11) jedes Endes (17, 18) ein das jeweilige Ende (17, 18) gegenüber dem Pin (3) oder der Box (1) abdichtendes Dichtelement (28) angeordnet ist.
2. Einbausatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Verbindungsleitung (13) an jeweils einen Leitungskanal (16) in den Enden (17, 18) angeschlossen ist.
3. Einbausatz nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsleitung (13) über eine Dichtung (37) in Längsrichtung verschiebbar im Leitungskanal (16) aufgenommen ist.
4. Einbausatz nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ende (17) eine Muffe (19) und das andere Ende (18) ein Spitzende (20) aufweist, und dass zwischen der Muffe (19) und dem Spitzende (20) eine Dichtung (23) angeordnet ist.
5. Einbausatz nach Anspruch 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Spitzende (20) einen ersten Längsabschnitt (25) und einen zweiten Längsabschnitt (26) aufweist, dass der erste Längsabschnitt (25) einen größeren Außendurchmesser als der zweite Längsabschnitt (26) aufweist, dass die wenigstens eine Verbindungsleitung (13) am ersten Längsabschnitt (25) an den Leitungskanal (16) angeschlossen ist und dass der Leitungskanal (16) an einer Schulter (27) zwischen dem ersten Längsabschnitt (25) und dem zweiten Längsabschnitt (26) mündet.
6. Einbausatz nach Anspruch 2 und 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Leitungskanal (16) an einer Stirnseite (24) der Muffe (19) mündet, und dass die wenigstens eine Verbindungsleitung (13) an einer der Stirnseite (24) gegenüberliegenden Seite der Muffe (19) an den Leitungskanal (16) angeschlossen ist.
7. Einbausatz nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnseite (24) der Muffe (19) und die Schulter (27) voneinander beabstandet sind.
8. Einbausatz nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangsfläche (11) wenigstens eines Endes (17, 18), vorzugsweise beider Enden (17, 18), eine wenigstens abschnittsweise zylindrische Form aufweist.
9. Einbausatz nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangsfläche (11) am Spitzende (20) und/oder an der Muffe (19) an einer jeweils das Spitzende (20) und die Muffe (19) umgebenden Dichtungshülse (9, 14) angeordnet ist, an der das Dichtelement (28) angeordnet ist.
10. Einbausatz nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Ende (17, 18), vorzugsweise an beiden Enden (17, 18), mittels einer Klemmvorrichtung (10,
12) im Pin (3) oder der Box (1) befestigt ist.
11. Einbausatz nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmvorrichtung zwei in axialer Richtung verschiebbare und gegeneinander verschraubbare Hülsen (10, 12) aufweist, dass an wenigstens einer der Hülsen (10, 12) eine Keilfläche (31, 32) angeordnet ist, und dass zwischen den Hülsen (10, 12) Keile (33) angeordnet sind, die in radialer Richtung an der Keilfläche (31, 32) verschiebbar sind.
12. Einbausatz nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass in der wenigstens einen Verbindungsleitung (13) und den Leitungskanälen (16) wenigstens eine elektrische, optische oder hydraulisch Leitung angeordnet ist, oder dass die Verbindungsleitung (13) leer ist.
13. Gestängerohr eines Rohrstranges, insbesondere eines Bohrstranges, mit einem Pin (3) und einer Box (1) und einem zwischen dem Pin (3) und der Box (1) angeordneten Rohrkörper (2), dadurch gekennzeichnet, dass im Gestängerohr (6) ein Einbausatz (7) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 angeordnet ist.
14. Gestängerohr nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Pin (3) und die Box (1) zylindrische Bohrungen (4, 5) aufweisen, in denen die Enden (17, 18) des Einbausatzes (7) aufgenommen sind.
15. Gestängerohr nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass an wenigstens einem Ende (17, 18), vorzugsweise an beiden Enden (17, 18), des Einbausatzes (7) als Dichtelement (28) wenigstens ein Dichtungsring, vorzugsweise zwei oder mehr Dichtungsringe, angeordnet sind.
16. Rohrstrang, insbesondere Bohrstrang, mit wenigstens zwei miteinander verbundenen Gestängerohren (6) mit einem Pin (3) und einer Box (1) und einem zwischen dem Pin (3) und der Box (1) angeordneten Rohrkörper (2), wobei der Pin (3) und die Box (1) aneinander anschließender Gestängerohre (6) dicht miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Gestängerohre (6) nach einem der Ansprüche 13 bis 15 ausgeführt sind.
17. Rohrstrang nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Spitzende (20), der Muffe (19) und einem Gestängerohr (6) ein Raum (15), vorzugsweise ein Ringraum, zur Aufnahme wenigstens einer elektrischen, elektronischen oder optischen Einrichtung gebildet ist.
18. Rohrstrang nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Raum (15) durch die Dichtung (23) zwischen dem ersten Ende (17) und dem zweiten Ende (18), den Dichtelementen (28) zwischen der Umfangsfläche (11) jedes Endes (17, 18) und dem Pin (3) und der Box (1), sowie der Abdichtung zwischen dem Pin (3) und der Box (1) aneinander anschließender Gestängerohre (6) zur Umgebung hin abgedichtet, zu den Leitungskanälen (16) hin aber offen ist.
19. Verfahren zum Herstellen oder Nacharbeiten eines Gestängerohres (6) eines Rohrstranges, insbesondere eines Bohrstranges, mit einem Pin (3) und einer Box (1) und einem zwischen dem Pin (3) und der Box (1) angeordneten Rohrkörper (2), dadurch gekennzeichnet, dass eine Rohrinnenfläche im Pin (3) und in der Box (1) bearbeitet wird, und dass dann ein Einbausatz (7) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 in das Gestängerohr (6) eingebaut wird.
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Pin (3) und die Box (1) ein Gewinde aufweisen, dass das Gewinde nachgearbeitet wird, dass gegebenenfalls die Länge der Verbindungsleitung (13) an die durch die Nacharbeitung verkürzte Länge des Gestängerohres (6) angepasst wird, und dass anschließend der Einbausatz (7) in das Gestängerohr (6) eingebaut wird.
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