-
Fangvorrichtung für in Tiefbohrungen festsitzende Bohrgestänge Die
Erfindung bezieht sich auf Fangvorrichtungen für in Tiefbohrungen festsitzende Bohrgestänge
und soll die für das Ausbringen des steckengebliebenen Bohrgestänges erforderlichen
Vorgänge erleichtern.
-
Es ist bekannt, derartige Vorrichtungen mit Reibbacken zu versehen,
die an einem Spülrohr angreifen können. Ferner haben diese Vorrichtungen einen mit
dem sxeckengebliebenen Gestänge zu verbindenden Dorn sowie am Umfang verteilte Abfangkeile,
die durch eine sie erfassende konische Hülse in Eingriffstellung gebracht werden
können und dann das Fangwerkzeug gegen Bewegung in dem Rohr sperren.
-
Die Erfindung geht von Vorrichtungen dieser Art aus und ist dadurch
gekennzeichnet, daß die Abfangkeile in einer längsbeweglichen Halterung gelagert
sind, die durch - zweckmäßig rohrartige - Zwischenglieder mit ebenfalls zum Angriff
am Spülrohr od. dgl. bestimmten Reibbacken und Stau- oder Dichtungsringen verbunden
ist, die im Arbeitszustand der Fangvorrichtung bei Befreiung des festsitzenden Bohrgestänges
und daraus folgender Abwärtsbewegung des Fangwerkzeugdornes die Keilhalterung an
Mitbewegung mit dem Dorn behindern, so daß dessen Abwärtsbewegung die konische Hülse
mit den Abfangkeilen in Berührung bringt und diese nach außen drängt, so daß sie
am Spülrohr angreifen; es wird so ein Abfallen des gelösten Bohrgestänges auf die
Bohr-Lochsohle verhindert.
-
Die fortschrittliche Wirkung dieser Fangvorrichtung beruht vor allem
auf der erfindungsgemäßen Kombination mechanischer und hydraulischer Mittel, welche
die Abfangkeile mit dem umgebenden Rohr in Eingriff bringen. Das wiedergewonnene
Bohrgestänge wird nach seinem Freiwerden zu jeder Zeit gehindert, auf die Bohrlochsohle
zu fallen, unabhängig davon, ob das umgebende Rohr festgehalten, gedreht oder auf-
und abwärts bewegt wird. Bei bekannten Fangvorrichtungen wird eine die vorhandenen
Abfangkeile steuernde Buchse nur durch rein mechanische Mittel bewegt, und es ist
nicht gewährleistet, daß das gelöste Bohrgestänge unter allen Umständen gehalten
und am Herabfallen gehindert wird.
-
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung trägt eine weitere,
die Abfangkeile steuernde verschiebbare Hülse eine Sperre, die anspricht, wenn die
Hülse mit dem umgebenden Rohr in einer Richtung gedreht wird, und die Hülse reit
dem obenerwähnten Dorn verbindet, um die Abfangkeile bei Aufwärtsbewegung des Rohres
in zurückgezogener Stellung zu halten.
-
Weitere vorteilhafte Erfindungsgedanken, die unten näher ausgeführt
und erläutert werden, beziehen sich auf ein bei Verdrehung der Hülse oder des Rohres
wie ein Gesperre wirkendes Riegel- oder Sperrorgan, auf eine Schraubverbindung zwischen
dem Dom und der erwähnten konischen Hülse oder Buchse, die bei Drehen des Dornes
verschoben wird und dabei die Abfangkeile steuert, sowie auf einen in zwei Teile
trennbaren Ausklinkmechanismus, der ein Ausbringen des Spülrohres mit dem Fangwerkzeug
aus dem Bohrloch ermöglicht, während ein Teil dieses Mechanismus mit dem festsitzenden
Bohrgestänge verbunden bleiben kann und ein leichtes Wiederankuppeln des Fangwerkzeuges
gestattet.
-
Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in verschiedenen
Ansichten und Schnitten dar. Es zeigt Fig. 1 eine Ansicht teilweise im Schnitt des
oberen Teiles des Fangwerkzeuges vor dem Einsetzen in das Spülrohr, Fig.
l -A den unteren Teil des Fangwerkzeuges mit daran angebrachtem Ausklinkmechanismus,
Fig. 2 eine Ansicht nach Linie 2-2 der Fig. 1 A, Fig. 3 eine Schnittansicht nach
Linie 3-3 der Fig. 1, Fig. 4 eine Schnittansicht nach Linie 4-4 der Fig. 1, Fig.
5 eine Schnittansicht nach Linie 5-5 der Fig. 1, Fig. 6 eine Schnittansicht nach
Linie 6-6 der Fig. 1, Fig. 7 eine Schnittansicht nach Linie 7-7 der Fig: 1, Fig.
8 eine Schnittansicht nach Linie 8-8 der Fig. 1, Fig. 9 eine Schnittansicht nach
Linie 9-9 der Fig. 1 A,
Fig. 10 eine Schnittansicht des in dem Spülrohr
angebrachten Fangwerkzeuges, Fig. 11 eine ähnliche Ansicht wie nach Fig. 10 des
Fangwerkzeuges und des Ausklinkmechanismus mit den Fangkeilen in Eingriffsstellung
im Spülrohr, bereit zur Verbindung mit dem steckengebliebenen Bohrgestänge, Fig.
12 eine ähnliche Ansicht wie nach Fig. 11 des Fangwerkzeuges in dem Spülrohr, am
steckengebliebenen Bohrgestänge montiert und während des Räumvorganges, Fig. 13
eine ähnliche Ansicht wie nach Fig. 12 mit zum Teil nur gestrichelt dargestelltem
Ausklinkmechanismus zur deutlicheren Wiedergabe der ineinandergreifenden Vorsprünge
und Ausnehmungen darin, Fig: 14 eine ähnliche Ansicht wie nach Fig. 12 mit außer
Eingriff stehenden Abfangkeilen und dem am oberen Ende am Bohrstrang montierten
Fangwerkzeug, bereit zum Absenken des Werkzeuges in das Spülrohr zwecks Wiederverankerung,
Fig. 15 eine Einzelansicht eines der Durchflußstauorgane und Fig. 16 eine Draufsicht
von Fig. 15.
-
In den Zeichnungen, besonders in Fig: 1 bis 9 einschließlich, ist
eine in ein Bohrloch einzubringende Fangvorrichtung dargestellt, die einen oberen
Tragteil 2 und einen unteren Tragteil 7 aufweist. Der obere Tragteil 2 ist mit Gewinde
3 zur Verbindung mit dem Bohrstrang und mit Gewinde 4 zur Verbindung mit einem rohrförmigen
Dorn 5 versehen, der sich nach abwärts erstreckt und an seinem unteren Ende mit
Gewinde 6 zur Verbindung mit dem unteren Tragteil 7 ausgestattet ist (Fig. 1 A).
-
Der Dorn 5 besitzt einen Kragen 8 und trägt unmittelbar darunter ein
Linksgewinde 9, das mit dem zugehörigen Muttergewinde einer Buchse 10 zu dem unten
beschriebenen Zweck zusammenwirkt. Der Dorn 5 ist mit einer Anzahl am Umfang in
Abständen angebrachter Keilnuten 11 (Fig. 5) versehen. Eine obere Hülse 12 umschließt
gleitbar den oberen Teil des Dornes 5. Der obere Teil 13 der Hülse 12 nimmt eine
Anzahl den Durchfluß von Spülflüssigkeit beschränkender Dichtungsscheiben 14 auf
(in Fig. 15 und 16 gesondert dargestellt). Diese Organe werden in senkrechter Richtung
durch einen oberen Abstandsring 15 und zwischenliegende konische Abstandsringe 16
auseinändergehalten. Das obere Ende der Hülse 12 hat ein Gewinde 17 zum Aufschrauben
einer Mutter 18, welche die Dichtungsscheiben auf der Hülse 12 zwischen der Mutter
18 und einer Schulter 19 am unteren Ende des Teiles 13 hält. Die Hülse 12 ist mit
einer Anzahl von ausgeschnittenen Lagerungen 2,0 versehen, die jede einen Reibungsklotz
21 aufnehmen. Auf ihrer Innenseite sind die Reibungsklötze mit einer Anzahl Taschen
22 ausgestattet, in welchen am einen Ende verankerte Schraubenfedern 23 untergebracht
sind, deren andere Enden sich gegen die Hülse 12 stützen und auf die Reibungsklötze
21 einen nach außen gerichteten Schub ausüben. Die Klötze sind in der Hülse 12 an
dem oberen und unteren Teil durch Schrauben 24 gesichert.
-
Der unterste Teil der oberen Hülse 1.2 (Fig. 1) steht in Gewindeverbindung
25 mit einer unteren Hülse 26, die ebenfalls den Dorn 5 umschließt und auf ihm mit
der oberen Hülse 12 verschiebbar ist. Der untere Endteil 27 der Hülse 26 ist im
Durchmesser verjüngt, so daß eine Schulter 28 gebildet wird, unterhalb welcher eine
Abfangkeilhalterung 29 mantelförmig den Endteil 27 umgibt. Dieser Teil ist mit einer
Anzahl von am Umfang in Abständen ausgeschnittenen Vertiefungen 30 ausgestattet,
in denen jeweils eine federbelastete Klinke 31(Fig. 6) vorgesehen ist, die in der
Vertiefung durch eine Schraube 32 festgehalten wird. Geeignete Schraubenfedern 33
sind in an der Innenfläche der Klinken 31 angebrachten Taschen 34 angeordnet, um
die Klinken zu dem nachher beschriebenen Zweck nach außen zu drücken.
-
Die Hülse 26 ist gerade unterhalb der Gewindeverbindung 25 ausgeschnitten,
um eine Vertiefung 36 (Fig. 5) zur Aufnahme eines Riegels oder Sperrorgans 37 zu
schaffen. Diese Ausnehmung 36 geht in eine schmälere Ausnehmung 38 mit einer flachen
Wand 39 über, gegen welche sich eine an der Hülse 26 durch die Schraube 41 befestigte
Feder 40 stützt.
-
Die Feder 40 hat einen gekrümmtes Ende 42, das sich gegen den äußeren
Umfang des Sperrorgans 37 legt.
-
Das letztere wird in der Ausnehmung 36 durch einen in der Hülse 26
angebrachten Führungsbolzen 43 gehalten. Das Sperrorgan 37 hat am einen Ende einen
zugespitzten Kopfteil 44 und wirkt mit einer der längsverlaufenden Keilnuten 11
zusammen, wie nachstehend beschrieben. Die Innenfläche des Sperrorgans 37 trägt
eine Anzahl von Zähnen 45 zum Eingriff mit dem Außenumfang des Dornes 5, wie nachstehend
beschrieben. Das Sperrorgan 37 ist auch mit einem senkrecht durchgefrästen bogenförmigen
-Schlitz 46 ausgestattet, der den Bolzen 43 aufnimmt. Wie aus Fig. 5 ersichtlich,
hat der Schlitz 46 einen gegen die Achsmitte 48 des Dornes 5 und der Hülse 26 etwas
versetzten Mittelpunkt 47, so daß während des Betriebes der Bolzen 43 das Sperrorgan
37 durch Keil-oder Nockenwirkung bewegt, wodurch die Zähne 45 in Eingriff mit dem
Außenumfang des Dornes 5 gebracht werden, wie nachstehend näher erläutert wird.
-
Die Buchse 10 am unteren Ende des Dornes 5 hat eine Anzahl von nach
innen verjüngten Flächen 50, die mit entsprechend verjüngten Flächen einer Anzahl
von als Abfangkeile dienenden Gleitstücken 51 in Berührung kommen. Das obere Ende
der Buchse 10 ist mit einer Keilnut 56 (Fig. 7) zu dem später beschriebenen Zweck
versehen.
-
In dem oberen Ende des Abfangkeilmantels 29 ist eine Anzahl von am
Umfang in Abständen angeordneten Schlitzen 55 vorgesehen, wobei der obere Rand eines
jeden eine Raste 56 in axialer Deckung mit einer der Klinken 31 aufweist und mit
dieser zusammenwirkt, wie nachstehend beschrieben. Der untere Rand eines jeden Schlitzes
55 ist mit einer nach abwärts abgeschrägten Fläche 57 versehen.
-
Der Abfangkeilmantel 29 ist ausgeschnitten und bildet eine Anzahl
am Umfang in Abständen angeordneter Fenster 58, in denen die Keile 51 untergebracht
sind. Eines der Fenster 58 ist mit einer Keilnut 59 (Fig. 7) ausgestattet, in der
ein Keil 60 durch Schrauben 61 befestigt ist. Die Außenflächen der Keile 51 sind
mit Auszackungen 63 ausgerüstet, um einen Eingriff an den Innenflächen des Spülrohres
80 zu schaffen, wie nachher näher beschrieben. Eine Schraube 64 greift in eine halbkreisförmige,
in das obere Ende eines jeden: Abfangkeiles 51 eingefräste Vertiefung ein und hilft,
den Keil in seinem Fenster 58 zu halten. Das untere Ende eines jeden der Keile 51
ist bei 65 abgesetzt und bildet einen unteren Fortsatz 66; der an der Innenwandung
des Keilmantels 29 abgestützt
ist. Die Verlängerung 66 ruht auf
einer nach einwärts gerichteten Schulter 69 des Keilmantels 29.
-
Eine Anzahl am Umfang in Abständen angeordneter Aussparungen 70 ist
in dem unteren Tragteil 7 angebracht, um begrenzten Flüssigkeitsumlauf durch das
Werkzeug zu ermöglichen, der aus demselben für einen später beschriebenen Zweck
austreten muß. Das Ende des Tragteiles 7 hat ein Außengewinde 71, das in ein in
dem oberen Ende eines Ausklinkmechanismus 91 angeordnetes Innengewinde eingreift.
Diese Ausklinkeinrichtung 91 hat ein oberes Gehäuse 92 (Fig. 1 A) und ein unteres
Gehäuse 93. Das letztere besitzt einen verjüngten Teil mit einer nach innen eingezogenen
Schulter 94, von welcher ein Dorn 95 von kleinerem Durchmesser als
das untere Gehäuse 93 aufwärts ragt. Das untere Ende des Gehäuses 93 ist mit einem
Endstück 96 versehen, das zur Verbindung mit einer steckengebliebenen Bohrstange
97 (Fig. 11) ein Gewinde trägt. Das obere Gehäuse 92 hat innen ein Paar einwärts
gerichteter Flansche 98 und 99, die im Abstand voneinander angeordnet sind, um eine
Öffnung 99a für den nachher beschriebenen Zweck zu bilden.
-
Der Innendorn 95 ist mit einem Paar am Umfang imAbstand angebrachter,
teilweise länglicherFlanschstücke 100 ausgestattet. Der Einfachheit halber
wird nur eines derselben erläutert. Ein länglicher oberer Flansch 101 verläuft
axial und ist mit einer abgeschrägten oberen Fläche 102 eines unteren Gehäuseteiles
103 verbunden, der eine Ausnehmung 104 in wesentlich rechteckiger
Form besitzt. An der dem Flansch 101 gegenüberliegenden Seite des Dornes
95 ist ein Flansch 105 angebracht, der von der Ausnehmung 104 nach aufwärts
verläuft und sich in einen Querflansch 106 fortsetzt, der eine abgeschrägte obere
Fläche 107 aufweist. Der erwähnte Querflansch 106 hat einen nach abwärts verlaufenden
Fortsatz 108.
Die besondere Formgebung der Flansche 100 sieht eine
axiale Ausnehmung 109 vor, die ihrerseits durch einen Durchgang 110 mit einer weiteren
axialen Aus- , nehmung 111 in dem Querflansch 106 in Verbindung steht, die axial
über der unteren Ausnehmung 104 liegt. Das Gehäuse 92 ist mit einem Paar diametral
gegenüberliegender Längsvorsprünge 112 und 113 (Fig. 9) ausgestattet, welche mit
nach innen gerichteten Nuten an dem Dorn 95 zusammenwirken, wie nachstehend erläutert.
-
Die Ausklinkeinrichtung 91 ist mit dem Gewindeende 71 des Tragteils
7 verbunden, und ihr oberes und unteres Gehäuse können getrennt werden, um das Herausziehen
des Spülrohres und des Fangwerkzeuges aus der Tiefbohrung zum Einsetzen eines Räumers
an ihrer Stelle oder für irgendeinen anderen Zweck zu ermöglichen, ohne das Gehäuse
92 der Ausklinkeinrichtung 91 von dem steckengebliebenen Bohrgestänge 97 trennen
zu müssen. Die Einzelteile werden, nachdem sie jeweils mit dem oberen und unteren
Ende des Dornes 5 verbunden sind, an weiterer Drehung durch die Sperreinrichtung
gehindert, welche einem in eine Bohrung 76 einsetzbaren Sperrzapfen 75 (Fig. 3)
zwischen dem Tragteil 2 und dem Dorn 5 enthält, welcher Sperrzapfen seinerseits
in dieser Bohrung durch einen Verriegelungsstift 77 gehalten wird. Die Sperrmittel
für den oberen Tragteil 2 und den unteren Trägteil7 sind aus nachstehend erläuterten
Gründen die gleichen.
-
Zur Montage des Fangwerkzeuges in dem Spülrohr 80 (Fig. 10)
wird das Werkzeug in das Spülrohr eingebracht, wobei das Gewinde 71 an dem unteren
Ende aus dem Ende des Spülrohres herausragt, um die AuskEnkeinrichtung 91 zu erfassen.
-
Bei gegen Drehung durch eine geeignete (nicht dargestellte) Zange
gehaltenem Dorn 5 führt eine Drehung des Spülrohres 80 die Drehung des Keilmantels
29 (durch Angriff der Reibungsklötze 21 an dem Spülrohr) herbei, wodurch die Buchse
10 auf dem Linksgewinde 9 nach abwärts bewegt wird, bis ihre verjüngten Flächen
50 mit den verjüngten Flächen der o Abfangkeile 51 in Berührung kommen und eine
Auswärtsbewegung der Keile 51 bis zur Berührung mit Spülrohr 80 einleiten.
-
Zunächst kann das Fangwerkzeug in dem Spülrohr in irgendeine gewünschte
Lage bewegt werden.
-
Hat das Fangwerkzeug 1 die gewünschte Lage in einem Abschnitt des
Spülrohres 80 erreicht, so wird eine senkrechte Aufwärtsbewegung des Spülrohres
80 eine senkrechte Bewegung der Reibungsklötze 21 und deshalb der damit verbundenen
Hülsen 12 und 26 herbeiführen. Der Dorn 5 und der Keilmantel 29 jedoch werden sich
nicht aufwärts bewegen, sondern in Ruhe bleiben, bis die in der Hülse 26 angebrachten
Klinken 31 in Berührung mit den Rasten 56 kommen. Eine fortgesetzte Aufwärtsbewegung
des Spülrohres 80 und der Hülse 26 wird alsdann die Klinken 31 veranlassen,
den Mantel 29 nach aufwärts in Berührung mit den verjüngten Flächen der Buchse
10 zu bringen und die Fangkeile 51 nach außen zu drücken, wobei sie mit dem Spülrohr
in Eingriff kommen. Bei diesem Vorgang wird das Fangwerkzeug 1 in teilweise verriegeltem
Zustand in dem Spülrohr aufgehängt, wie in Fig. 10 dargestellt.
-
Eine zwangsschlüssige Verriegelung zwischen dem Fangwerkzeug
1 und dem Spülrohr 80 durch Angriff der Fangkeile 51 am letzteren
ermöglicht ein kräftigeres Festziehen der Verbindung mit dem steckengebliebenen
Bohrgestänge 97. Um diesen besseren Angriff zu erzielen, wird der Tragteil 7 nach
links durch den Schraubenschlüssel 74 (Fig. 2) gedreht, der von vier in der Bohrung
des Tragteiles 7 vorgesehenen Umfangsnuten 73 umfaßt wird. Dadurch wird der Dorn
5 in der durch die Keilwirkung der verjüngten Flächen 50 und 62 und
den Keil 60 in der Keilnut 59 festgehaltenen Buchse 10 gedreht.
Die Linksdrehung des Dornes 5 veranlaßt die Buchse 10, sich auf dem Linksgewinde
9 weiter nach abwärts zu bewegen, wodurch die Abfangkeile 51 auswärts bewegt und
in festeren Eingriff mit der Innenwand des Spülrohres 80 gebracht werden.
Eine Trennung des Tragteiles von dem Gewinde 6 des Dornes 5 wird durch den Sperrkeil
75 verhindert. Ist das Fangwerkzeug fest in dem Spülrohr 80 verankert und
an die Ausklinkeinrichtung 91 angeschraubt, so ist die vollständige Vorrichtung
zum Einfahren in die Tiefbohrung bereit.
-
Das Spülrohr 80 wird in die Tiefbohrung 81(Fig.11) auf einem
sie tragenden Rohrstrang (nicht dargestellt) eingefahren und das Fangwerkzeug 1
in dem Rohr durch die Abfangkeile 51 in der beschriebenen Weise getragen. Wenn sich
das Endstück 96 dem oberen Ende des steckengebliebenen Bohrgestänges 97 nähert,
drängt die Wasser- oder Schlammströmung die verbundenen Hülsen 12 und
26 nach abwärts, und die Hülse 26 schiebt sich in den Keilmantel 29 ein,
ohne die Stellung der Keile 51 zu beeinflussen. Eine Rechtsdrehung des Spülrohres
80 wird alsdann das Gewinde an dem Endstück 96 zum Eingriff in das Innengewinde
(nicht dargestellt) des steckengebliebenen Bohrgestänges bringen. Diese Verbindung
kann so fest angezogen
werden, wie das Fangwerkzeug 1 in dem Spülrohr
80 verspannt ist.
-
Während des Absenkens des Spülrohres 80 in die Tiefbohrung und vor
der Verbindung des Fangwerkzeuges 1 mit dem steckengebliebenen Bohrgestänge wird
die Ausklinkeinrichtung 91 in unwirksamem Zustand gehalten. Dies ergibt sich daraus,
daß die Vorsprünge 112 und 113 (Fig. 9) mit ausgerichteten Ausnehmungen 114 und
115 (Fig. 9) versehen sind, welche mit ausgerichteten Ausnehmungen 116 und 117 im
unteren Gehäuseteil 103 des Innendornes 95 zusammenwirken, und weil diametral gegenüberliegende
Messingbolzen 118 und 119 in den ausgerichteten Ausnehmungen angeordnet sind. Sobald
der Zapfen 96 mit dem steckengebliebenen Bohrgestänge 97 verbunden ist, wird ein
Aufwärtszug auf das Spülrohr 80 einen Aufwärtszug auf die Gehäuse 92 und 93 ergeben,
was das Abscheren der Bolzen 118 (Fig. 9) herbeiführt und die Ausklinkeinrichtung
91 in Betriebsbereitschaft bringt.
-
Eine fortgesetzte Rechtsdrehung des Spülrohres 80 und demzufolge des
Fangwerkzeuges 1 und der Ausklinkeinriehtung 91 wird die Buchse
10 veranlassen, sich auf dem Linksgewinde 9 senkrecht nach aufwärts zu bewegen,
bis ihre obere Schulter 83 mit dem ; Kragen B des Dornes 5 in Berührung kommt, wie
in Fig. 1 dargestellt ist.
-
Die verjüngten Flächen 50 der Buchse 10 werden so nach aufwärts von
den verjüngten Flächen 62 der Abfangkeile 51 wegbewegt, und die Keile werden durch
die Federn 68 selbsttätig außer Eingriff mit dem Spülrohr 80 gebracht. Auf diese
Weise wird das Fangwerkzeug 1 vom Spülrohr 80 freigegeben. In dieser freigegebenen
Lage wird eine langsame Aufwärtsbewegung des Spülrohres 80 infolge des Reibungsangriffes
der Klötze 21 am Spülrohr eine gleichzeitige Aufwärtsbewegung der verbundenen Hülsen
12 und 26 ergeben. Die untere Hülse 12 nimmt den Keilmantel 29 mit, wodurch
die Keile 51
nach auswärts bewegt und in Eingriff mit der Innen-Wandung des
Spülrohres gebracht werden. Dann kann durch Rechtsdrehen des Spülrohres das Gewindeende
96 mit dem steckengebliebenen Bohrgestänge 97 so fest, wie gewünscht, verbunden
werden. Wenn diese Verbindung hergestellt ist, wird eine Abwärtsbewegung des Spülrohres
80 über die Klötze 21 und die verbundenen Hülsen 12, 26 die Keile 51 von den verjüngten
Flächen 50 nach abwärts entfernen, wodurch das Spülrohr für den Betrieb des
Räumers 84 um das steckengebfiebene Bohrgestänge 97 herum freigegeben wird.
-
In Fig. 10, 11 und 12 ist der Räumer 84 mit dem Spülrohr 80 durch
Gewinde 85 verbunden dargestellt. Der Räumer ist mit der üblichen Verzahnung 86
zum Räumen der Tiefbohrung 81 ausgerüstet.
-
Während des Eingriffs der Abfangkeile 51 mit dem Spülrohr
80 befindet sich der Längsvorsprung 112
nach Fig. 13 im obersten Teil
der Tasche 111 (Fig. 1A). Nach Ablösung der Keile 51 von dem Spülrohr 80
wird, um den Spülbetrieb zu ermöglichen, der Längsvorsprung 112 in die Tasche 104
(Fig. 1 A) gesenkt. Wie oben erwähnt, ist nur eine der Keil-Wirkungen erläutert.
Jederzeit während des Spülvorganges und der Abwärtsbewegung des Spülrohres 80 befindet
sich der Längsvorsprung 112 in der unteren Tasche 104, wodurch gewährleistet wird,
daß sich der Ausklinkmechanismus 91 in verriegelter Stellung befindet. Wünscht man
das Fangwerkzeug und das Spülrohr aus der Tiefbohrung herauszunehmen, braucht 'man
lediglich die Keile 51 mit dem Spülrohr 80 in der oben dargelegten Weise wieder
in Eingriff zu bringen, wodurch der Vorsprung 112 in der Ausnehmung 111 nach aufwärts
bewegt wird. Nach dem Wiedereingreifen der Fangkeile werden das Spülrohr 80 und
das Fangwerkzeug 1 mit dem oberen Gehäuse 92 gegen das untere Gehäuse 93 senkrecht
nach abwärts bewegt. Diese Bewegung bringt den Vorsprung 112 in den Durchgang 110,
worauf eine Linksdrehung des Spülrohres den Vorsprung 112 in den Durchgang 109 bewegen
wird, so daß bei senkrechter Aufwärtsbewegung das obere Gehäuse 92 des Ausklinkmechanismus
von dem unteren Gehäuse 93 getrennt wird mit dem Ergebnis; daß das Spülrohr und
das Fang-: Werkzeug vollkommen von dem steckengebliebenen Bohrgestänge 97 gelöst
werden. Bei Wiederinstellungbringen des Spülrohres 80 und des Fangwerkzeuges l in
der Tiefbohrung werden die Fangkeile 51 im Eingriff mit dem Spülrohr 80 gehalten,
und sofern der Vorsprung 112 sich dem Fortsatz 100 nähert, wird er mit der oberen
Schräge 107 in Berührung gebracht, wodurch er selbsttätig in die Nut 109, den Durchgang
110 und schließlich in die untere Ausnehmung 104 geführt wird. Da das Spülrohr 80
alsdann nach abwärts bewegt wird, um die Fangkeile 51 von dem verjüngten Teil 50
der Buchse 10 zu lösen, um wieder mit dem Spülvorgang zu beginnen, wird der Teil
112 in die untere Ausnehmung 104 bewegt und verbleibt in dieser Lage die ganze Zeit
während des Spülvorganges oder bis die steckengebliebene Bohrstange gelockert ist,
wie nachstehend beschrieben wird.
-
Der Ausklinkmechanismus 91 ermöglicht ein abschnittweises Ausbringen
des steckengebliebenen Bohrgestänges während des Spülvorganges, indem nach Beendigung
des Spülens auf irgendeine gewünschte Länge diese frei gemachten Abschnitte herausgezogen
werden können, und zwar ohne Herausnahme der übrigen Abschnitte des steckengebliebenen
Bohrgestänges. Beim Ausbringen des Spülrohres, des Fangwerkzeugs; der Ausklinkeinrichtung
und eines Teiles des gelockerten Gestänges wird das Spülrohr senkrecht aufwärts
bewegt, um die Abfangkeile einzustellen und zusätzlich den Teil 112 aus der unteren
Ausnehmung 104 zur oberen Ausnehmung 111 zu bewegen. In dieser Stellung wird ein
Linksdrehmoment auf das Spülrohr ausgeübt und aufrechterhalten. Ein Strangschuß
kann in der Tiefbohrung im wesentlichen nahe der Gewindeverbindung des gelösten
Gestänges gelegt werden, wo man es zu unterbrechen wünscht, und mit dem auf den
Gesamtstrang wirkenden Linksdrehmoment wird, sobald die Dynamitexplosion des Strangschusses
ausgelöst worden ist; die davon herrührende Erschütterung in Verbindung mit dem
aufrechterhaltenen Drehmoment das Lösen der Verbindung herbeiführen und das Abschrauben
ermöglichen, so daß das Spülrohr, das Fangwerkzeug, der Ausklinkmechanismus und
die gewünschten Abschnitte des gespülten Bohrgestänges aus der Tief-: bohreng ausgebracht
werden können. Das Strangschußverfahren zum Lösen von Verbindungsstellen verschraubter
Rohrstränge in einer Tiefbohrverrohreng ist üblich und stellt keinen Teil der Erfindung
dar.
-
Beim Ausbringvorgang wird .das Fangwerkzeug 1 angehoben und nach links
gedreht, wodurch die Flächen 50 und 62 in Berührung kommen und die
Abfangkeile
51 das Spülrohr 80 erfassen. In Fig. 13 ist der Vorsprung 112 in gestrichelten Linien
gezeichnet, um seine Stellung in dem Schlitz 109 für das Lösen der Ausklinkeinrichtung
zu zeigen.
-
Da das Spülrohr 80 und der Räumer 84 sich fortschreitend in der Tiefbohrung
81 nach abwärts bewegen (Fig. 11), kann es notwendig werden, zusätzliche Rohrstränge
hinzuzufügen, bevor die Tiefbohrung genügend geräumt ist, um das steckengebliebene
Bohrgestänge 97 zu lockern. In manchen Fällen kann das Gestänge in der Bohrung in
mehrere hundert Fuß dicken Erdschichten steckenbleiben. Um den Spül- und Räumvorgang
zu vervollständigen, ist es notwendig, den Räumer durch die Bohrung auf eine genügende
Strecke abwärts zu bewegen, um das steckengebliebene Gestänge zu lösen. Selbstverständlich
befindet sich das Fangwerkzeug 1 während des fortlaufenden Spülvorganges gegenüber
dem Spülrohr 80 in gelöstem Zustand. Nachdem jedoch das Werkzeug mit einem steckengebliebenen
Bohrgestänge verbunden worden ist, befindet es sich in fester Lage, bis das Gestänge
durch den Räumvorgang gelockert wird.
-
Um die zusätzlichen Rohrabschnitte zuzufügen, ist es nicht notwendig,
das Fangwerkzeug 1 in der gelösten Stellung zu verriegeln, sondern nur das Spülrohr
80 senkrecht nach aufwärts zu bewegen unter gleichzeitiger Erhöhung des Pumpendruckes
an der Bohrungsoberfläche, um auf diese Weise auf die den Durchfluß beschränkenden
Stauorgane 14 einen Druck nach abwärts auszuüben, der hinreichend größer ist als
der durch die Aufwärtsbewegung des Spülrohres 80 wirkende Zug nach oben. Diese Bewegung
des Spülrohres 80 bewirkt alsdann keine Aufwärtsbewegung der verbundenen
Hülsen 12, 26, und die Abfangkeile 51 werden nicht mit den verjüngten Flächen 50
in Berührung gebracht und kommen deshalb nicht in Eingriff mit dem sich aufwärts
bewegenden Spülrohr 80. Dieser erhöhte Pumpendruck wird dennoch dem Dorn 5 ermöglichen,
sich mit dem Rohrgestänge während des obigen Vorganges nach unten zu bewegen, und
bewegt seinerseits die Buchse 10 nach abwärts, um die Abfangkeile an das Spülrohr
anzulegen, so daß ohne Rücksicht auf irgendeinen Vorgang das Bohrgestänge 97 jederzeit
gehindert wird, in der Bohrung um ein wesentliches Stück abwärts zu fallen. Wenn
das zusätzliche Rohr angefügt worden ist, ist es lediglich notwendig, das Spülrohr
80 senkrecht nach abwärts zu bewegen und den Spülvorgang wiederaufzunehmen.
-
Bei manchen Fällen des Versagens der Pumpe ist gefunden worden, daß
der Flüssigkeitsdruck nicht genügend erhöht werden kann, um den Reibungseingriff
der Klötze 21 während einer senkrechten Abwärtsbewegung des Spülrohres 80 zu überwinden.
Um in solchen Fällen die freie senkrechte Bewegung des Spülrohres 80 aufrechtzuhalten,
ist es nur notwendig, das Spülrohr 80 nach links zu drehen, worauf die Hülsen 12
und 26 infolge der Reibungsberührung der Klötze 21 ebenfalls gedreht werden. Bei
dieser Linksdrehung wird das im Ausschnitt 36 der Hülse 26 gelagerte Sperrorgan
37 in derselben Richtung gedreht wie die Hülse 26 (Fig. 5), bis der Sperrzahn
44 am Organ 37 mit einer der Längskeilnuten 11 an dem Dorn 5 in Eingriff
gebracht ist.
-
Der durch Verbindung mit dem steckengebhebenen Bohrgestänge festgehaltene
Dorn 5 hält die weitere Drehung des Sperrorgans 37, und der Schwenkbolzen
43 wird sich in dem bogenförmigen versetzten Schlitz 46 bewegen, um die Verzahnung
45 am Innenumfang des Sperrorgans 37 in Eingriff mit dem Außenumfang des feststehenden
Dornes 5 zu drücken, wodurch die Hülse 26 an dem Dorn 5 verriegelt und jede weitere
Bewegung derselben verhindert wird. Auf diese Weise werden die Hülsen
12 und 26 an der Aufwärtsbewegung mit dem Spülrohr 80 gehindert, wodurch
die Abfangkeile 51 in vom Spülrohr gelöstem Zustand gehalten werden. Nach Zufügung
des weiteren Rohrabschnittes zu dem Spülstrang kann das Spülrohr 80 nach rechts
verdreht werden, wodurch der Bolzen 43 und das Sperrorgan 37 bewegt werden, um die
Verzahnung 45 von dem Dorn zu lösen. Das Spülrohr 80 wird dann wieder nach abwärts
in die vom Fangwerkzeug 1 gelöste Stellung bewegt, um den Spülvorgang weiterzuführen.
-
Wie ersichtlich, ermöglicht die vorliegende Vorrichtung eine freie
senkrechte Bewegung des Spülrohres 80, wenn es notwendig ist, weitere Abschnitte
dem Rohrstrang für fortgesetztes Abwärtsräumen anzufügen. Die nachgiebigen Durchflußstauorgane
14 ergeben den notwendigen hydraulischen Druck, um die Bewegung der Hülsen 12 und
26 sowie irgendwelche Aufwärtsbewegung der Abfangkeile 51 auszuschließen. Wenn jedoch
der Flüssigkeitsdruck nicht ausreicht, wird eine Linksdrehung des Spülrohres die
Hülsen 12 und 26 mittels des Sperrorgans 37, wie oben dargelegt, verriegeln und
die Keile 51 in gelöster Stellung halten.
-
Wenn der Spülvorgang weitergeht und das Bohrgestänge freigewaschen
und freigeräumt ist, wird das Fangwerkzeug 1 ein Abwärtsfallen des Bohrgestänges
97 verhindern, weil der angeschlossene Dorn 5, sobald das gelockerte
Gestänge 97 beginnt, sich nach abwärts zu bewegen, sich gleichzeitig nach abwärts
bewegen wird, jedoch die Hülsen 12 und 26 infolge des Reibungseingriffes der Klötze
21 mit dem Spülrohr 80 in diesem feststehend verbleiben. Ferner wird Widerstand
gegen Abwärtsbewegung der Hülse 12 auch durch die Durchflußstauorgane 14 geleistet,
welche der Flüssigkeitsströmung in dem Ringraum 86 (Fig. 11 und 12) zwischen dem
Fangwerkzeug 1 und dem Innenumfang des Spülrohres 80 und in dem Ringraum
87 zwischen dem Spülrohr 80 und der Tiefbohrung 81 entgegenwirken. Es versteht sich,
daß die umlaufende Flüssigkeit auch in dem Werkzeug vorhanden ist und aus den Öffnungen
70 des unteren Tragteiles 7 rings um den Räumer 84 und in den Ringraum 87 ausströmt.
Sobald das gelockerte Bohrgestänge befreit ist, beginnt es und das damit verbundene
Fangwerkzeug abzufallen, aber dieser Bewegung wirkt der Flüssigkeitsdruck in dem
Ringraum entgegen.
-
Im wesentlichen gleichzeitig mit dem Lockern des steckengebliebenen
Bohrgestänges greifen die Abfangkeile 51 am Spülrohr 80 an, und das
Gestänge fällt nur ein sehr kleines Stück ab, bevor die Keile das Spülrohr erfassen
und das Abfallen des gelösten Gestänges auf den Grund der Tiefbohrung verhüten.
In diesem Zustand ist das gelockerte Bohrgestänge bereit, aus der Tiefbohrung mit
der Spüleinheit ausgebracht zu werden.
-
Um einen kostspieligen Abziehvorgang an der gesamten Einheit zu vermeiden,
kann das Entfernen des gelockerten Bohrgestänges vorgenommen werden, indem das Spülrohr
80 so weit aus der Tiefbohrung bewegt wird, bis der Abschnitt des Rohres 80, wo
das Fangwerkzeug 1 befestigt ist, die Erdoberfläche erreicht
hat.
Das Spülrohr wird dann, durch eine geeignete nicht dargestellte Haltevorrichtung
gehalten und alsdann ein Einhänge-Rohrstrang 89 (Fig. 14) sicher am oberen Ende
des oberen Tragteiles 2 des Fangwerkzeuges befestigt. Eine Aufwärtsbewegung des
Rohres 89 wird gleichzeitig den Dorn 5 aufwärts bewegen, wobei das Abheben der Buchse
10 und ihrer verjüngten Flächen 50 von den verjüngten Flächen 62 die Keile 51 zurücktreten
läßt und dadurch das Werkzeug 1 von dem Spülrohr 80 gelöst wird. Eine Rechtsdrehung
des Rohres 89 wird den Dorn 5 drehen, bis eine der Keilnuten 11 mit dem Kopf 44
des Sperrorgans 37 in Berührung kommt, wodurch die Bewegung oder Drehung des Sperrorgans
37 gleichzeitig mit der Drehung des Dornes 5 herbeigeführt wird. Da die Hülse 26
durch die Klötze 21 am Spülrohr 80 festgehalten wird, wird das Sperrorgan 37 und
dessen Schwenkbolzen 43 in dem sich bewegenden Bogenschlitz 46 feststehend bleiben,
bis das Sperrorgan 37 nach einwärts gedrückt wird, um die Verzahnung 45 an den Außenumfang
des Dornes anzulegen.
-
Wie ersichtlich, sucht die fortgesetzte Rechtsdrehung des Rohres 89
und des Dornes 5 das Sperrorgan 37 gegen den Dorn zu pressen, wodurch die Hülse
26 an der Aufwärtsbewegung und die Keile 51 am Eingriff mit dem Spülrohr gehindert
werden, während das Werkzeug in diesem abgesenkt wird. Das Werkzeug wird bis zum
untersten Abschnitt des Spülroteres 80 (Fig. 14) gesenkt, wenn. eine Linksdrehung
des Rohres 89 und des Dornes 5 den Schwenkbolzen 43 veranlassen, seine Anfangsstellung
wieder einzunehmen und das Organ 37 freizugeben, und dem Mantel 29 ermöglichen,
sich nach abwärts zu bewegen, wie das Rohr abwärts bewegt wird, während die Hülsen
12 und 26 feststehend bleiben, bis die Klinke 31 mit der nach abwärts verjüngten
Fläche 57 in Berührung kommt: An diesem Punkt wird der Keilmantel 29 feststehend
gehalten, wobei der Dorn 5 und die Buchse 10 sich weiter nach abwärts bewegen, bis
die verjüngten Flächen 50 und 62 einander berühren, um die Keile 51 bis zur Berührung
mit dem Spülrohr 80 auswärts zu drücken. Jede fortgesetzte Abwärtsbewegung des Rohres
89 wird die Abfangkeile 51 fest im Spülrohr 80 verspannen und auf diese Weise das
Werkzeug 1 und das Bohrgestänge 97 in dem untersten Abschnitt des Spülrohres 80
(Fig.13) hängen lassen.
-
Das Rohr 89 (Fig. 14) wird dann von dem oberen Tragteil 2 abgeschraubt
und aus dem Spülrohr 80 herausgenommen. Die oberen Abschnitte des Spülroteres 80
werden aus der Tiefbohrung herausgezogen, bis der letzte Stoß oder Abschnitt erreicht
ist, aus dem das, wiederaufgenommene Bohrgestänge 97 herausragt. Das Bohrgestänge
97 wird alsdann an der Bohrungswand mit irgendeiner geeigneten Haltevorrichtung
gesichert, und nach diesem Befestigen wird das Spülrohr 80 nach abwärts bewegt,
um es vom Fangwerkzeug zu lösen. Nach Freigabe wird eine Linksdrehung des Dornes
5 das Wiedereingreifen des Sperrorgans 37 in den Dorn 5 herbeiführen, um jede Berührung
der Keile 51 mit dem Spülrohr zu verhindern, wodurch die Möglichkeit gegeben wird,
das Spülrohr von dem Werkzeug zu entfernen und das Fangwerkzeug mit dem Bohrgestänge
97 in Verbindung zu belassen.
-
Das Werkzeug 1 und der Tragteil 7 können von dem Bohrgestänge abgeschraubt
und der letztere in irgendeiner geeigneten Weise abgenommen werden. Die den Durchfluß
beschränkenden Dichtungen 14 (Fig, 4 und 15) bestehen vorzugsweise aus irgendeinem
geeigneten Dichtungsmaterial, zweckmäßig aus Gummi, und werden in die Metallringe
14a eingeformt, um sie mit diesen zwischen die Halteringe 15 und 16 einzupassen.
Diese Staudichtungen müssen wegen Abnutzung oftmals ersetzt werden und auch wegen
der Einführung des Fangwerkzeuges in größere Spülrohre für verschiedene Weitem der
Tiefbohrungen: Die kreisförmigen Dichtungen sind geteilt, wie deutlich in Fig.15
und 16 ersichtlich, und die Ringe 14a sind mit abgeschrägten Schultern versehen,
die mit Abschrägungen an den Ringen 15 und 16 zusammenwirken. Zum Austausch der
Ringe 14 a ist es lediglich notwendig, die Mutter 8 genügend weit aufzuschrauben,
um die Metallteile 14a gegenüber den Zwischenringen zu lockern, was ermöglicht,
die halbkreisförmigen Dichtungen herauszunehmen und durch neue zu ersetzen. Auf
diese Weise kann das Auswechseln dieser Verschleißteile ahne Störung anderer Teile
des Werkzeuges leicht vorgenommen werden.
-
In Fig. 12, welche die Vorrichtung während des Räumungsvorganges zeigt,
ist eine kurze Länge des Dornes 5 zwischen dem Tragteil 2 und der, Mutter 18 dargestellt.
Jedoch ist die Länge oder der Abstand gewöhnlich größer, als dargestellt, da die
Hülse 12 und die zusammengebauten Teile während des Spülvorganges durch den Schlammdruck
auf die Dichtungen 14 nach abwärts ineinandergeschoben werden. Diese größere Länge
oder Entfernung ermöglicht, daß das Spülrohr senkrecht hin und her bewegt werden
kann, um den Räumschuh 84 freizulegen, wenn er infolge übermäßigen Haftens sich
abnutzen oder steckenbleiben sollte.
-
Ein stärkerer Angriff der Abfangkeile 51 am Spülrohr 80 kann nach
Wunsch durch eine Aufwärts-Bewegung des Werkzeuges 1 und eine gleichzeitige Rechts-
oder Linksdrehung desselben erzielt werden. Wenn das Werkzeug hochgezogen wird;
wird der Vorsprung 112 in den Schlitz 111 eingeführt, und eine Rechts- oder Linksdrehung
des Werkzeuges wird den Teil 112 nicht aus dem Schlitz 111 herausbewegen; dagegen
werden die verjüngten Flächen 50 an der Buchse 10 ein Verspannen der Keile 51 in
dem Spülrohr herbeiführen, um das Lösen der verbundenen Bohrgestänge zu unterstützen,
wie oben dargelegt.
-
Aus dem Gesagten geht hervor, daß die vorliegende Erfindung für ein
wirksames Ausbringen steckengebliebener Bohrgestänge aus einer Tiefbohrung sorgt.
-
Die Vorrichtung sieht ein Spülen rings um das steckengebliebene Bohrgestänge
mit Spülrohr und Räumer vor, wobei in dessen unterem Ende ein das obere Ende des
steckengebliebenen Bohrgestänges erfassendes Fangwerkzeug angebracht ist und das
Bohrgestänge, wenn es freigespült ist und locker wird; am Abfallen auf den Grund
der Tiefbohrung durch Angriff des Fangwerkzeuges am Spülrohr gehindert wird, wonach
das Gestänge aus der Tiefbohrung mit dem Spülrohr herausgezogen werden kann. Die
Vorrichtung ermöglicht die Freigabe des Spülrohres für dessen fortgesetzte Abwärtsbewegung
samt seinem Räumschuh für einen vollständigen Spül- und Räumvorgang und gestattet
gleichwohl eine ungehinderte senkrechte Aufwärtsbewegung des Spülrohres zum, Ansetzen
zusätzlicher Rohrabschnitte, ohne daß während dieser senkrechten Aufwärtsbewegung
das Werkzeug
wieder an dem Rohr angreift. Dies wird durch Verriegeln
der Fangkeile in gelöstem Zustand durch eine Linksdrehung des Spülrohres erzielt.
-
Ferner kann das Fangwerkzeug, wenn es einmal mit dem steckengebliebenen
Bohrgestänge verbunden worden ist, von ihm wieder gelöst und aus der Tiefbohrung
mit dem Spülrohr für irgendwelche gewünschte Zwecke entfernt werden. Das entfernte
Wiederaufnehmewerkzeug kann wieder in die Tiefbohrung eingesetzt und in ein steckengebliebenes
Bohrgestänge eingeklinkt werden, ohne daß die Herstellung einer zweiten Verbindung
notwendig ist. Die Ausklinkeinrichtung ermöglicht ein fortschreitendes Ausbringen
freigespülter Abschnitte des steckengebliebenen Bohrgestänges, besonders dann, wenn
beträchtliche Längen oder Abschnitte von Gestängen in der Tiefbohrung steckengeblieben
sind.