夹紧装置和用于位置固定地定位驱动轴的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及根据权利要求1和13的前序部分特征所述的用于输送栗的驱动轴的夹紧装置和用于位置固定地定位输送栗的驱动轴的方法。
【背景技术】
[0002]已知在钻孔位置有截止阀，截止阀用于防止钻孔压力并且在面临过压的情况下通过快速锁止截止阀可防止油和/或气体喷出。对此的一个示例是所谓的防喷器。防喷器(简称Β0Ρ)是构造在钻孔头部的设备，其在钻孔、内部生产安装、检测或维护工作期间用于防止在套管和管路之间的环形空间中或在未敷设管路的钻孔中的钻孔压力。
[0003]Β0Ρ即在钻孔位置处的输送栗的特殊的闭合装置或特殊的截止阀，其在突然过压的情况下防止油或气体喷溅。另外对于这种闭合装置使用传统上已知的简称Β0ΡΑ0Ρ尤其用作在深度钻孔中的中央安全元件。在钻孔位置处可布置单个的截止阀。但是特别优选的是将多个截止阀与Β0Ρ组结合。多个Β0Ρ例如通过强大的液压系统操作。使用多个Β0Ρ还意味着在高度的功能安全性方面冗余的设计。Β0Ρ直接安装在钻孔上方。因此在海底钻孔时Β0Ρ直接位于海底处。
[0004]已知的例如在US5,875,841 B中描述的BOP包括中央壳体，中央壳体具有用于所输送介质的通道和用于驱动杆或抛光杆的通道。用于驱动杆的通道是用于使驱动杆进入钻孔的开口。Β0Ρ还包括夹紧螺栓对(所谓的RAM)，其可布置成可变的，并因此形成围绕驱动杆或抛光杆的密封部，以防止介质的意外溢出。
[0005]US 5,765,813 B描述了一种Β0Ρ，其中，RAM螺栓的起密封作用的橡胶层在密封面的区域中被加强。该加强在于，RAM螺栓芯部包括指向外的肋条。肋条用于在Β0Ρ承受高的压力时防止橡胶层被挤出。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是提供一种夹紧装置，其除了已知的密封功能之外，对此适合在必要时、例如在必须更换驱动器头部等的维护工作的情况下可靠地定位输送栗的驱动轴。该目的尤其在于提供一种能够可靠地保持具有大质量的驱动轴的夹紧装置。
[0007]该目的通过包括在专利权利要求1和13中的特征的用于输送栗的驱动轴的夹紧装置和用于位置固定的在空间上定位输送栗的驱动轴的方法实现。其他的有利设计方案通过从属权利要求描述。
[0008]本发明涉及用于将输送栗的驱动轴定位在钻孔的上升管路中的夹紧装置，夹紧装置尤其用于可靠地夹紧驱动轴。夹紧装置包括用于驱动轴的安全机构，该安全机构尤其在取下钻孔装置的螺杆时和/或在进行维护工作时在空间上以机械的方式定位驱动轴的位置。
[0009]根据本发明的夹紧装置尤其不是传统已知的防喷器或Β0Ρ，因为没有规定，通过夹紧装置完全地阻断钻孔管路，以因此防止输送流体喷出。
[0010]钻孔的上升管路用于借助具有驱动轴的输送栗对输送流体进行输送。驱动轴例如是具有螺杆的偏心栗或所谓的摇臂栗亦或马头栗的组成部分。夹紧装置包括具有第一通孔的壳体，输送栗的驱动轴穿过第一通孔。
[0011]夹紧装置的壳体还包括横向的第二通孔，第二通孔与第一通孔正交。在第二通孔中容纳和/或引导以机械方式起作用的夹紧件。输送栗的驱动轴可通过夹紧件在夹紧装置的壳体中沿轴向和/或沿径向夹紧或固定。
[0012]尤其驱动轴通过夹紧装置的至少一个夹紧件位置固定地定位，使得输送栗的驱动轴的重量和可能的布置在驱动轴上的其他构件通过夹紧装置保持在上升管路的内部。但是也就是说，通过夹紧装置必须将高的夹紧力施加到驱动轴上，夹紧力可保持直至几吨的重量，因为根据孔的深度驱动轴可具有几百直至1600m或大于1600m的纵向延伸。
[0013]根据本发明的一个优选的实施方式，夹紧件包括第一夹紧机构和第二夹紧机构。两个夹紧机构分别彼此相对而置地朝第一通孔的两侧布置在第二通孔中。尤其第一通孔将第二通孔分成第一横向孔和第二横向孔。第一夹紧机构例如布置在第一横向孔中，并且第二夹紧机构布置在第二横向孔中。此外，两个夹紧机构可分别正交于驱动轴的纵轴线地移动。优选地，为第一夹紧机构分配止挡，止挡限制朝驱动轴的方向的移动路径。止挡对于将驱动轴在空间上定位在上升管路内部时的正确对中是必须的。定位尤其通过将驱动轴夹紧在两个夹紧机构之间来进行。通过第二夹紧机构将所需的压力和/或夹紧力施加到驱动轴上。借助止挡对驱动轴的对中于是尤其在两个夹紧机构不是同时和同步地引导到驱动轴上时是重要的。通过限定用于对中的第一夹紧机构的运动，使得在第二夹紧机构驶近驱动轴之前或期间驱动轴在上升管路内部对中。
[0014]根据本发明的一个实施方式规定，第一夹紧机构可定位或行驶到至少一个第一工作位置或第二工作位置中。在第一工作位置中没有形成在第一夹紧机构和驱动轴之间的有效连接。因此输送流体可被引导通过夹紧装置。在第一夹紧机构的第二工作位置中第一夹紧机构在第二通孔内部朝第一通孔的方向移动，使得第一夹紧机构贴靠在止挡和驱动轴上并且在夹紧装置中，使驱动轴在上升管路内部对中地布置。
[0015]根据本发明的另一实施方式规定，第二夹紧机构同样可被带入至少一个第一工作位置中或至少一个第二工作位置中。在第一工作位置中没有形成在第二夹紧机构和驱动轴之间的有效连接。因此输送流体可被引导通过夹紧装置。在第二夹紧机构的第二工作位置中第二夹紧机构在第二通孔内部朝第一通孔的方向移动，使得第二夹紧机构贴靠在驱动轴上并且挤压驱动轴。由此将所需的夹紧力施加到驱动轴上以定位驱动轴。
[0016]夹紧装置包括至少一个密封件，用于在夹紧装置内部相对于上升管路密封驱动轴或用于使驱动轴与上升管路密封地连接，并因此防止在驱动轴处于静态并且夹紧在夹紧装置中时输送流体继续向上升高。合适的密封件优选由第一密封块和第二密封块构成，第一密封块和第二密封块彼此相反地与驱动轴正交地引导并且密封地包围驱动轴，使得没有输送流体能够向上升高。
[0017]根据本发明的一个实施方式，夹紧件还形成密封件。尤其夹紧件包括密封元件，密封元件能够相对于上升管路密封驱动轴。在这种情况下规定，第一夹紧机构和第二夹紧机构在其第二工作位置中共同地完全包围驱动轴。而如果密封件构造成夹紧装置的额外的组成部分，那么第一夹紧机构和第二夹紧机构可构造成，使得它们在其各个第二工作位置中不完全地包围驱动轴。在这种情况下，仅围绕驱动轴的部分周边区域的夹紧就可足矣。
[0018]在夹紧装置的第一运行状态中，夹紧件的第一夹紧机构和第二夹紧机构优选在其各个第一工作位置中。就是说，夹紧装置在第一运行状态中对输送流体是打开的，因此输送流体可借助输送栗被引导通过夹紧装置。在夹紧装置的第二运行状态中，第一夹紧机构和第二夹紧机构优选处于其各个第二工作位置中。在这种情况下相对于上升管路机械地固定驱动轴。尤其驱动轴在第二运行状态中在夹紧装置内部通过夹紧件的夹紧机构固定以防止扭转;和/或，驱动轴在第二运行状态中在夹紧装置内部通过夹紧件的夹紧机构固定以防止轴向移动。在夹紧装置的另一可能的运行状态中，在该运行状态中例如第一夹紧机构处于第二工作位置中，但是第二夹紧机构还未引导到驱动轴上，并因此位于其第一工作位置中或在第一工作位置和第二工作位置之间的中间位置中，输送流体同样可被引导通过夹紧装置。根据上述的夹紧件同时还构造为密封件的实施方式，驱动轴不仅机械地固定，而且还相对于上升管路密封。尤其防止流体穿过构造成密封件的夹紧件。
[0019]防止驱动轴在夹紧装置的区域中扭转和/或滑动的固定、尤其结合同时朝向上对上升管路的密封是必要的，以便进行在钻孔、上升管路、输送栗等处的修理服务工作。
[0020]尤其规定，通过第二夹紧机构将力施加到驱动轴上。这可手动地实现，例如通过使用用于使第二夹紧机构在第二通孔内部纵向移动的手动螺杆。此外可考虑马达式驱动器。根据本发明的另一实施方式，为第二夹紧机构分配液压的力提升机构，以在第二夹紧机构的为第一通孔分配的自由端部上产生所需的工作压力。由此可以更小的力消耗更有力地将第二夹紧机构压到驱动轴上。为了施加所需的夹紧力必须通过普通的螺杆作为第二夹紧机构产生大约2000Nm的拧紧力矩。而如果使用力提升机构，那么足以施加大约60Nm的夹紧力。这尤其意味着，在使用液压的力提升机构时也可手动地产生足够高的夹紧力。
[0021]夹紧机构具有操纵元件，夹紧机构通过操纵元件借助工具可在第二通孔内部与驱动轴的纵轴线正交地运动。例如夹紧机构在其与第一通孔反向取向的自由端部上分别具有用于旋转扳手等的容纳部，或者自由端部构造为六角形等。通过操纵元件使用相应的工具使得各个第一夹紧机构和第二夹紧机构在夹紧装置的第二通孔内部朝纵向方向移动。因为借助第一夹紧机构没有绝对施加工作压力，所以相对于用于调节和设置第二夹紧机构所需的力来说，用于调节所需的力很小。为了施加在第二夹紧机构上的所需的夹紧力，待使用的旋转扳手必须配备相应大的杠杆，就是说工具必须构造成足够大的尺寸。在使用为第二夹紧机构分配的液压的力提升机构可将所需的工具构造成较小尺寸。这时尤其可使用相同的工具来调节第一夹紧机构和第二夹紧机构。
[0022]优选地，夹紧装置构造成模块化的，就是说设有具有所述的第一通孔和第二通孔的至少一个壳体模块、第一夹紧机构模块和第二夹紧机构模块。夹紧件的夹紧机构的指向第一通孔的方向的自由端部区域必须根据驱动轴的直径相应构造尺寸，以能够相应局部地横向地包围并夹紧驱动轴。尤其夹紧件的第二夹紧机构必须根据待支承的驱动轴重量和可能的布置在其上的其他构件正确确定尺寸，由此也可使夹紧件可靠地保持所述钻杆的重量。
[0023]根据本发明的另一实施方式，夹紧装置包括另两个横向的通孔，其分别与第一通孔至少尽可能地正交。优选地，所有三个横向的通孔分别布置在沿第一通孔的纵轴线的不同位置中。第一通孔在将夹紧装置安装在上升管路上之后竖直地取向，或平行于上升管路的纵向延伸地定向。与此相应地，所有三个横向的通孔布置成水平取向。优选地，三个横向的通孔安装在夹紧装置的壳体的不同高度上。
[0024]根据本发明的一个优选的实施方式，在另两个横向的通孔中布置另一夹紧件和密封件。另一夹紧件如上面所述的夹紧件那样包括两个彼此相对而置地布置的夹紧机构，尤其具有止挡的用于使驱动轴在空间上对中的