Kunststoff-Gleitlager in einem Inspektionsgerät für Offshore-Drilling-Riser

Steckbrief

• Was wurde benötigt: Miniaturführung, Kunststoff-Gleitlager und justierbare Spurstangen
• Anforderungen: leicht, wartungsarm, zuverlässig robust und bedienerfreundlich 
• Branche: Erdölgewinnung
• Erfolg für den Kunden: Schmiermittelfreie Führungswagen mit geringem Verschleiß und niedrigem Reibwert.

Beim Bohren nach Öl und Gas im Offshore-Bereich verbinden so genannte "Drilling-Riser" die Bohrplattform mit dem Meeresgrund. Dabei werden viele einzelne Riser wie in einer Nabelschnur zusammengeflanscht. Sie transportieren die Medien während des Bohrvorgangs. Außerdem schützen und führen sie die Bohrgestänge, die im Inneren des Riser-Hauptrohrs laufen.

Inspektionsgerät von Tuboscope Vetco Deutschland

Problem

Da der Riser aggressiven Medien und hohen mechanischen Belastungen ausgesetzt ist, verlangen Sicherheits- und Umweltschutzaspekte eine regelmäßige Inspektion. Ein neues Gerät liefert hier zuverlässige Ergebnisse und ersetzt die herkömmlichen handgeführten Prüfapparate. Eine erstaunliche Rolle spielen in dieser Hightech-Anwendung Gleitlager aus hochleistungsfähigem Kunststoff. Das Inspektionsgerät der Tuboscope Vetco Deutschland GmbH scannt die gesamte innere Oberfläche des extrem beanspruchten Riser-Hauptrohrs halbautomatisch in nur einem Arbeitsgang. Angetriebene Zentriereinheiten bewegen, führen und zentrieren das Gerät im Rohr. Hoch empfindliche Spezial-Sensoren erfassen kontaktlos den Rohrzustand. Nachgeschaltete Elektronik und Computer werten deren Signale aus und dokumentieren die Inspektionsergebnisse. Das Gerät muss dabei leicht, wartungsarm und zuverlässig sein. Es soll sich robust sowie bedienerfreundlich erweisen und Korrosion widerstehen. Außerdem dürfen ihm Verunreinigungen nichts anhaben, wie Korrosionsprodukte, Restflüssigkeit, Sand, Fette oder Öle. Diese Voraussetzungen gelten ebenso für die verwendeten Maschinenelemente, beispielsweise für die Kunststoff-Gleitlager.

Lösung

Um die geforderte Qualität sicherzustellen, stellte igus® kostenlose Lagermuster für die Entwicklung und den Bau eines allerersten Handmodells zur Verfügung. Bereits der Prototyp erfüllte alle Anforderungen, wobei sich die Produkte von igus® im Zentrier- und im Sensorsystem des Prüfgeräts befinden.

Reibungsarm und effektiv
Die Bolzen der Gelenkverbindungen sind in Kunststoff-Gleitlagern "GFM-0810-05" gelagert. Diese übertragen reibungsarm und stick-slip-frei zuverlässig die hohen radialen Zentrierkräfte und minimieren durch ihren integrierten Anlaufbund die Reibung im Armsystem. Dadurch arbeitet das gesamte Zentriersystem sehr effektiv. Die Vertreter der Produktfamilie iglidur® G empfehlen sich generell, wenn extrem hohe Belastungen auftreten, bei niedrigen bis mittleren Gleitgeschwindigkeiten und wenn das Lager unempfindlich gegen Schmutz sein soll.

Hochempfindliche Einzelsensoren
Das Sensorsystem besteht aus vielen hochempfindlichen Einzelsensoren, die gleichmäßig über den Umfang verteilt sind. Eingestellt auf einen bestimmten Abstand zur Rohrwand arbeiten sie völlig berührungsfrei. Ihre Messgenauigkeit liegt im Zehntelmillimeter-Bereich. Eine zentrale Synchronverstellung ermöglicht das genaue, gleichmäßige und gleichzeitige Positionieren der Sensoren bei der System-Kalibrierung und beim Nennweiten-Wechsel. Das Herzstück bilden Gleitführungen und Spurstangen. Jeder Einzelsensor sitzt auf einer eigenen Miniatur-Gleitführung des Typs "NK-02-27". Bei den extrem flach bauenden drylin® N-Führungen in verschiedenen Breiten laufen die Führungswagen ohne Fett und Öl in einem eloxierten Aluminium-C-Profil. Besonders beeindruckend sind die Leichtbauweise und der geringe Verschleiß bei niedrigem Reibwert. Außerdem sind hohe Geschwindigkeiten und Beschleunigungen möglich. Justierbare Spurstangen koppeln die Gleitschlitten an die Zentralverstellung. Sie bestehen aus Gelenkköpfen mit Rechts- beziehungsweise Linksgewinde, "EBRM-05" und "EBLM-05". Als Gegenlager dienen beidseitig Gabelköpfe "GERMK-05". Die Gelenk- und Gabelköpfe sind bei äußerst geringem Spiel besonders leichtgängig eingestellt. Damit sind alle Einstellarbeiten am Sensorsystem leichtgängig und feinfühlig möglich; die Bewegungen erfolgen reibungsarm und stick-slipfrei.

Aufbau des Inspektionsgeräts von Tuboscope Vetco Deutschland: 1) Rahmen, 2) Zentrierung vorne, 3) Zentrierung hinten, 4) Sensorsystem, 5) Elektronik

Sensorsystem des Inspektionsgeräts: 1) Gleitführung, 2) Spurstange mit Gegenlager