DE1226966B - Schiebemuffenventil zur Bohrlochkomplettierung - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES 4MW^ PATENTAMT Int. CL:

E 21b

AUSLEGESCHRIFT

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Deutsche Kl.:	1226 966
Nummer:	B 83294 VI a/5 a
Aktenzeichen:	17. August 1965
Anmeldetag:	20. Oktober 1966
Auslesetag:

Die Erfindung betrifft ein Schiebemuffenventil, wie solche in Bohrlöcher eingebaut werden, um den Flüssigkeitsfluß zu steuern.

Schiebemuffenventile mit elastischen Abdichtungsringen werden in Bohrlöchern zur Steuerung des Flüssigkeitsflusses zwischen der Außenseite und der Innenseite der Steigrohre benutzt. Bisher verursachte die richtige Arbeitsweise solcher Ventile, insbesondere bei verhältnismäßig hohen Temperaturunterschieden oder großen Druckdifferenzen oder durch kombiniertes Auftreten dieser beiden Faktoren Schwierigkeiten.

Diese Schwierigkeiten entstehen dadurch, daß das Ventil in seinem umgebenden Gehäuse hängenbleibt, wenn sich das elastische Material des Abdichtungsringes infolge von Hitze-, Druck- oder chemischer Einwirkung oder auch dadurch verformt oder ausdehnt, daß sich hinter den Abdichtungsringen ein Flüssigkeitsdruck bildet, welcher die Dichtungsringe nach außen preßt und eine Blockierung herbeiführt. Wenn diese Blockierung durch Ausübung einer entsprechenden axialen Kraft auf die Ventilhülse überwunden wird, kann einer oder mehrere Abdichtungsringe beschädigt werden und demzufolge ein Leck und ein Flüssigkeitsdurchtritt an der beschädigten Stelle entstehen. Eine Beschädigung der Abdichtungsringe kann auch entstehen, wenn die Ventilhülse mit verhältnismäßig hohem Differenzdruck zwischen ihrer geöffneten und geschlossenen Stellung verschoben wird. Unter solchen ungünstigen Arbeitsbedingungen kann sowohl das Öffnen als auch das Schließen des Hülsenventils dahin führen, daß ein oder mehrere Abdichtungsringe aus ihren Nuten herausbewegt oder wesentlich beschädigt werden.

Zweck der Erfindung ist die Schaffung eines Schiebemuffenventils der obenerwähnten Art, bei welchem ein Hängenbleiben des Ventils verhindert wird, selbst wenn es hohen Drücken oder Temperaturen oder anderen ungünstigen Bedingungen ausgesetzt wird, welche eine anormale Verformung der Abdichtungsringe herbeiführen können.

Das erfindungsgemäße Ventil weist elastische Abdichtungselemente auf, beispielsweise gummiartige Abdichtungselemente, mit denen das Ventil mit hohen Differenzdrücken geöffnet und wieder geschlossen werden kann, ohne daß die Abdichtungsringe beschädigt oder aus ihren Vertiefungen herausbewegt werden.

Die Ventilanordnung kann in einen Steigrohrstrang eingebaut werden und weist eine durch ein geeignetes Schiebewerkzeug zwischen der geöffneten und der geschlossenen Stellung des Ventils verschieb-Schiebemuffenventil zur Bohrlochkomplettierung

Anmelder:

Baker Oil Tools, Inc.,

Los Angeles, Calif. (V. St. A.)

Vertreter:

A. Berglein, Patentanwalt,

München 22, Widenmayerstr. 49

Als Erfinder benannt:

Archer William Kammerer jun., Fullerton, Calif.; Luis Fernando Castro, Houston, Tex. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 29. September 1964 (400 063)

bare Ventilhülse auf, die in diesen Stellungen durch mechanische Verriegelungen gehalten wird, wobei die Ventilhülse mit verhältnismäßig kurzer Länge ausgeführt ist und eine größere seitliche Eingriffsfläche für das Schiebewerkzeug aufweist.

In den Zeichnungen zeigt

F i g. 1 eine Ausführungsform einer Ventilanordnung im Längsschnitt, bei geschlossenem Ventil,

F i g. 2, 3, 4 und 5 vergrößerte Längsteilschnitte durch einen Teil der Ventilanordnung, wobei die verschiedenen Zustände der Abdichtungseinrichtungen veranschaulicht sind,

F i g. 6 einen vergrößerten Teilschnitt der Ventilanordnung in geschlossener Stellung,

F i g. 7 einen vergrößerten Teilschnitt durch die Ventilanordnung in geöffneter Stellung und

F i g. 8 eine perspektivische Darstellung des Ventilhülsenteiles der Ventilanordnung.

Das erfindungsgemäße Ventil A ist in den Zeichnungen im Zusammenhang mit einem Rohrstrang B, beispielsweise in einem (nicht gezeigten) Futterrohrstrang, dargestellt. Solche Ventile können z. B. in Verbindung mit einem (nicht gezeigten) in dem Futterrohrstrang zum Zweck der Steuerung des

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Flüssigkeitsflusses zwischen der Innen- und der ringe 34, 35, die aus Gummi oder gummiartigem

Außenseite eines in den Futterrohren angeordneten Material oder einem entsprechenden biegsamen wei-

Bohrlochpackers verwendet werden. chen Material, elastischem oder elastomerischem

Die in den Zeichnungen gezeigte Ventilanord- Material bestehen können, oberhalb der Durchlässe nung^4 besteht aus einem Außenkörper- oder Ge- 5 25 zu liegen kommen (Fig. 7). Die Durchtrittshäuseteil 10, welcher in dem Rohrstrang B angeord- öffnungen 25 münden in einer über den Umfang ernet ist und einen Teil desselben bildet. Der Außen- streckten Aussparung oder Vertiefung 40 des Gekörper 10 besitzt an seinem oberen Ende eine häuseteiles 18 mit einer unteren konischen Endfläche Zwischenhülse 11 mit einem Innengewinde 12, in 41 und einer oberen konischen Endfläche 42, so daß welches das anschließende obere Rohrstück 13 mit io keine scharfen Ecken oder Kanten vorhanden sind, Außengewinde eingeschraubt ist. Am unteren Ende welche die unteren Abdichtungsringe 34, 35 beschäbesitzt der Außenkörper 10 ebenfalls eine Zwischen- digen könnten, wenn sie sich an den Durchtrittshülse 14 mit einem Gewindestutzen 15, welcher über öffnungen 25 in dem Gehäuseteil 10 vorbeibewegen, eine geeignete Verbindungsgewindehülse 16 mit dem Bei den hier beschriebenen besonderen Ventiloberen Ende eines unteren Rohrteiles 17 verbunden 15 anordnungen bleibt der obere Satz von Abdichtungsist. Die Rohrteile 13,17 und der Gehäuseteil 10 bil- ringen 30, 31 immer in Dichtungsberührung mit der den einen Teil des Rohrstranges B. oberen inneren zylindrischen Wandungsfläche 24«.

Der Außenkörper 10 der Ventilanordnung ist zwi- Die oberen und unteren Endflächen 42,41 der Umsehen der oberen und der unteren Zwischenhülse 11 fangsvertiefung 40 sind abgeschrägt ausgebildet, so bzw. 14 angeordnet, wobei sein oberes Ende 18 mit ao daß die untere konische Endfläche 41 die unteren dem unteren Ende der oberen Zwischenhülse 11 und Abdichtungsringe 34,35 seitlich nach innen drückt, sein unteres Ende mit dem oberen Ende der unteren um diese in wirksamem Kontakt mit der unteren Zwischenhülse 14 durch Gewinde verbunden sind. inneren zylindrischen Oberfläche 24 b_t wenn die Hülse Die Zwischenhülsen 11 und 14 und der Außenteil 10 21 in genügender Weise nach oben bewegt wird, wähbilden zusammen das Außengehäuse der Ventil- 25 rend die untere abgeschrägte Endfläche 42 der Ringanordnung. Die obere Zwischenhülse 11 kann mit vertiefung dafür sorgt, daß die unteren Abdichtungseinem nach unten vorspringenden Stutzen 19 ver- ringe 34, 35 nach innen zusammengedrückt werden, sehen sein, dessen unteres Ende 20 als Begrenzungs- um sie in wirksame Kontaktberührung mit der oberen anschlag für die Aufwärtsbewegung der Ventilhülse inneren Wandungsfläche 24 α zu bringen, zu halten. 21 in dem Außenteil 10 dient. Die untere Zwischen- 30 Die oberen und unteren Endflächen 42,41 der Umhülse. 14 ist mit einem nach oben vorspringenden fangsvertiefung 40 weisen eine verhältnismäßig lang-Stutzen22 versehen, dessen oberes Ende 23 für die gestreckte Abschrägung auf, um den Übergang der Ventilhülse 21 als Begrenzungsanschlag ihrer Ab- unteren Abdichtungsringe 34, 35 von der Umfangswärtsbewegung in dem Gehäuseteil 10 dient, vertiefung 40 in die innere Wandungsflächen 24 b

Die-Ventilhülse 21 ist entlang der Innenwandungs- 35 bzw. 24 a, deren Durchmesser kleiner ist als der

fläche 24 des Hauptkörperteiles 18 der Ventilanord- Innendurchmesser der Umfangsvertiefung 40, mit

nung verschiebbar, und zwar zwischen einer Stellung leicht nach innen gerichteter Verformung der Ringe

im Bereich mehrerer Kanäle oder seitlicher Durch- 34, 35 zu erleichtern.

lasse 25 in der Wandung des Hauptgehäuses 10, um Der federnde Teil 27 der Ventilhülse 21 weist

die Durchlässe 25 zu schließen, und einer Stellung, 40 mehrere, über den Umfang verteilte, achsparallele

in welcher die seitlichen Durchlässe 25 offen sind, so federnde Arme 50 auf, die sich von dem geschlosse-

daß der Flüssigkeitsfluß zwischen dem Innern und nen Teil 26 der Ventilhülse 21 nach unten erstrecken

der Außenseite des Gehäuseteiles 10 erfolgen kann. und unten mit nach außen vorspringenden Schnepper-

Die Ventilhülse 21 besteht aus einem oberen ge- fingern 51 enden. Diese Schnepperfinger 51 sind da-

sehlossenen zylindrischen Teil 26 und einem unteren, 45 zu bestimmt, in eine obere Schnepperringnut 52 und

mit Durchtrittsöffnungen versehenen federnden Teil in eine untere Schnepperringnut 53 des Gehäuseteiles

27, die entlang der inneren Wandung 24 des Haupt- 10 einzugreifen. Die federnden Arme 50 und Finger

gehäuseteiles 10 mit entsprechendem Bewegungshub 51 sind durch achsparallele Wandungsstreifen 54

verschiebbar ist. voneinander getrennt, welche von dem geschlossenen

Die Ventilhülse 21 besitzt ein Paar oberer Ab- 50 oberen Teil 26 der Ventilhülse 21 ausgehen und

dichtungsringe 3Ö_r 31 in Umfangsnuten 32 bzw. 33 unten in einen geschlossenen Hülsenteil 55 über-

zur Abdichtung gegen die obere innere Oberfläche gehen, der dem Durchmesser der Innenwandung 24

oder Wandungsfläche 24 a des Gehäuseteiles 10 des Gehäuseteiles 18 angepaßt ist, so daß er in die-

oberhalb der Durchlässe 25 und ein Paar unterer sem gleiten kann.

Abdichtungsringe 34, 35 in Umfangsnuten 36 bzw. 55 Das Schiebewerkzeug zum Bewegen der Ventil-

37 zur Abdichtung gegen die untere zylindrische hülse 21 nach oben und nach unten gehört nicht zum

innere Wandungsfläche 246 des Gehäuseteiles 10 Gegenstand der Erfindung und ist deshalb auch nicht

unterhalb der Durchlässe 25. Die oberen Abdich- dargestellt. Das Werkzeug legt sich gegen das untere

tungsringe 30j 31 verhindern einen Flüssigkeitsfluß in Ende 56 des unteren Ringteiles 55 der Ventilhülse 2Ϊ,

beiden Längsrichtungen zwischen dem Ventilhülsen- 60 wenn die Ventilhülse 21 innerhalb des Gehäuseteiles

teil 26 und der inneren Gehäusewandung 24 a, wäh- 10 nach oben verschoben werden soll, und legt sich

rend die unteren Abdichtungsringe 34,35 das gleiche ebenso gegen das obere Ende 57 der Ventilhülse 21

zwischen dem Ventilhülsenteil 26 und der unteren ein, sobald diese in dem Ventilgehäuseteil 10 nach

zylindrischen: Wandungsfläche 24 & bewirken, wenn unten bewegt werden soll. Die Abwärtsbewegung der

diese miteinander in Berührung kommen. Aus ihrer 65 Ventilhülse 21 wird dadurch begrenzt, daß der untere

Schließstellung im Bereich der Durchlaßöffnung 25 Ringfeil 55 sich gegen das obere Ende 23 des Ge-

(Fig. 1 und 6) kann die Ventilhülse21 nach oben häusestutzens 22 legt, wobei gleichzeitig die Schnep-

verschoben werden, so daß die unteren Abdichtungs- perfinger 51 in die untere Schneppervertiefung 53

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einrasten (F i g. 1, 6), deren obere und untere End- Die beiden Abdichtungsringe 34, 35 können im flächen 58 abgeschrägt sind. Das Schiebewerkzeug Profil gleich ausgebildet sein, sie sind jedoch mit (nicht gezeigt) wird durch die Ventilhülse 21 hin- ihren Profilen entgegengesetzt verlaufend angeordnet, durchgeführt und legt sich gegen das untere Ende 56 so daß sich ihre Dichtungsteile 70 gegenüberstehen, des Schnepperringes 55, wobei es mit genügend Kraft 5 d. h., daß die Nutenteile 73 der Ringe 34, 35 außer-(Druck) auf die Ventilhülse 21 einwirkt, daß die Fin- halb der Abdichtungsteile 70 angeordnet sind, wobei ger 51 der federnden Arme 50 mit ihrer oberen, ab- die Abdichtungsteile über den äußeren Umfang des geschrägten Endfläche 58 aus der unteren Schnepper- Hülsenventilteiles 26 vorspringen, während die Ausvertiefung 52 herausbewegt und etwas nach innen höhlungsteile 71 der Abdichtungsringe 34, 35 am gebogen werden, entgegen der den Schnepperarmen ία äußeren Umfang des Hülsenventilteiles 26 enden 50 anhaftenden Federkraft, um die Ventilhülse 21 können.

nach oben in die den Durchlaß öffnende Lage zu Die oberen Abdichtungsringe 30, 31 sind in ihren verschieben. Diese Aufwärtsbewegung wird dadurch Umfangsnuten 32, 33 in gleicher Weise wie die begrenzt, daß das obere Ende 57 der Ventilhülse 21 unteren Abdichtungsringe 34> 35 angeordnet. Da sich gegen das untere Ende 20 des oberen Gehäuse- 15 jedoch die oberen Abdichtungsringe 30, 31 immer Stutzens 19 legt, wobei die Schnepperfinger 51 sich in Abdichtungskontakt mit der entsprechenden zyzu diesem Zeitpunkt gegenüber der oberen Schnep- lindrischen Dichtungsfläche 24a stehen, ist es nicht pervertiefung 52 befinden und in diese einrasten, um wesentlich, daß sie an die Wände und die Bodendie Ventilhülse 21 in ihrer geöffneten Stellung zu fläche ihrer entsprechenden Umfangsnuten anvulkaniarretieren (F i g. 7). Die oberen und unteren End- 20 siert werden. Vielmehr können sie aus losen Gliedern flächen 60 dieser oberen Vertiefung 52 sind ebenfalls bestehen, die über den Hülsenventilteil 26 gestreift abgeschrägt, so daß bei der anschließenden Ein- werden und sich in ihrer Umfangsnut zusammenwirkung des Schiebewerkzeuges auf das obere Ende ziehen und sich fest gegen die Grundfläche sowie die 57 der Ventilhülse 21, wenn die Durchlässe wieder obere und die untere Seitenfläche der Nut legen,
geschlossen werden sollen, durch die Ausübung einer 25 Mit den Abdichtungsringen bei geschlossener Venausreichenden nach unten gerichteten Kraft auf die tilstellung beiderseits der Durchlässe25 (Fig. 1, 6) Ventilhülse 21 die Schnepperfinger 51 über die untere kann selbst bei verhältnismäßig hohen Differenzabgeschrägte Endfläche 60 der Vertiefung 40 aus die- drücken seine Leckage entstehen, gleichgültig, ob es ser herausbewegt und die Arme 50 etwas nach innen sich um hohen Differenzdruck innerhalb oder außerdurchgebogen werden, um die Ventilhülse 21 in ihre 30 halb der Ventilanordnung handelt. Außerdem kann untere, den Durchlaß schließende Lage zu ver- es durch den Differenzdruck zu keiner Beschädigung schieben. oder zu einem Herausreißen eines Abdichtungsringes

Durch die Anordnung der Schnepperarme 50 und aus seiner Umfangsnut kommen, wenn das Hülsen-Finger 51 an dem über seinen Umfang geschlossenen ventil 21 zwischen der Öffnungs- und Schließstellung Hülsenventilteil 26 und den unteren Ringteil 55 ist 35 hin- und hergeschoben wird. Durch die hohen Diffeeine verhältnismäßig große Querfläche an den Enden renzdrücke kann weder ein Abdichtungsring gegen 57 und 56 der Ventilhülse 21 zu deren Beeinflussung umgebende Gehäusewandungen gedrückt und blockiert durch das Schiebewerkzeug vorgesehen, welche eine werden, noch kann durch irgendeine Verformung positive Kupplung des Schiebewerkzeuges mit dem oder Ausdehnung des Abdichtungsringes ein Hängen-Hülsenventil 21 sicherstellt, unabhängig, ob das 40 bleiben des Hülsenventils verursacht werden. Es kann Hülsenventil 21 nach oben oder nach unten in dem auch zwischen den nebeneinanderliegenden Ab-Gehäuseteil 10 verschoben wird. dichtungsringen 34, 35 keine Drucksteigerung mehr

Wie schon erwähnt, besitzt das Hülsenventil 21 ein hervorgerufen werden, wodurch eine Druckstauung Paar nebeneinanderliegender, unterer Umfangsnuten und eine Verformung sowie ein Hängenbleiben der 36, 37, in denen ein Paar aus Gummi oder gummi- 45 Abdichtungsringe an der umgebenden Gehäuseartigem Material bestehende Abdichtungsringe 34, 35 wandungsfläche 24 & verursacht werden könnte. AU angeordnet sind. Vorzugsweise ist ein jeder dieser das wird dadurch erreicht, daß die Abdichtungsringe Abdichtungsringe 34, 35 an den Seiten und am im richtigen Verhältnis zueinander angeordnet werden Boden der jeweiligen Umfangsnuten 36,37 anvulkani- und eine besondere Ausbildung aufweisen, wie dies siert, so daß er sich nicht versehentlich aus der Um- 50 im nachfolgenden im einzelnen beschrieben wird,
fangsnut loslösen kann. Wie aus den Zeichnungen er- Wenn angenommen wird, daß außerhalb des Gesichtlich, ist jeder Abdichtungsring 34, 35 besonders häuseteiles 10 ein Differenzdruck vorherrscht und gestaltet, d. h., er besitzt einen Abdichtungsteil 70 daß das Hülsenventil 21 sich in Schließstellung be- und einen Aushöhlungsteil 71. Der Abdichtungsteil findet, so kann dieser Differenzdruck weder an dem 70 hat eine zylindrische Außenfläche 72, die mit der 55 unteren Abdichtungsring 31 des oberen Satzes von inneren Wandung 24 & des Gehäuseteiles 18 über- Abdichtungsringen 30, 31 vorbei nach oben noch an einstimmt und gegenüber dieser sicher abdichtet. dem oberen Abdichtungsring 34 des unteren Satzes Dem Abdichtungsteil 70 schließt sich der Aus- von Abdichtungsringen 34, 35 vorbei nach unten höhlungsteil 71 an, der eine äußere Umfangsnut 73 entweichen. Das Druckmedium tritt durch die Durchaufweist, die sich seitlich verhältnismäßig weit nach 6σ trittsöffnungen 25 in die Umfangsvertiefung 40 und innen erstreckt. Wie aus den Zeichnungen ersichtlich, wirkt nach unten gegen den oberen Abdichtungsring wird die Umfangsnut 73 von einer Wand 74 begrenzt, 34 des unteren Satzes von Abdichtungsringen 34, 35 die sich nach innen, von der zylindrischen Oberfläche (Fig. 2), wobei dessen unterer Abdichtungsteil 70, 72 des Abdichtungsteiles 70 des Ringes nach innen welcher über seinen ganzen Umfang in engem Dichverjüngt und in eine innere Grundfläche 75 übergeht, 65 tungskontakt mit der inneren zylindrischen Wandie wiederum in eine weite Nutenwand 76 übergeht, dungsfläche 24 b des Gehäuseteiles 10 steht. Das welche zu dem Umfang des Ventilhülsenteiles 26 Druckmedium wirkt auf den oberen Abdichtungsring hin geneigt verläuft. 34 so ein, daß der Abdichtungsdruck des Ringteiles

70 des Abdichtungsringes 34 gegen die innere zylindrische Wandungsfläche 24 & des Gehäuseteiles 10 gesteigert wird. Der untere Abdichtungsring 35 übt keine Funktion aus, wenn es sich um von außen wirkende Druckdifferenz handelt, da der obere Abdichtungsring 34 voll wirksam ist, um dabei Flüssigkeitsleckage zu verhindern. Hinsichtlich des unteren Abdichtungsringes 31 des oberen Abdichtungsringsatzes 30, 31 tritt die gleiche Wirkung ein. Der Abdichtungsring 31 dichtet wirksam gegenüber der ihn umgebenden inneren Wandungsfläche 24 α des Gehäuseteils 10 ab, während der obere Abdichtungsring 30 unwirksam bleibt.

Handelt es sich jedoch um Differenzdruck im Innern des Gehäuseteils 10 und des Hülsenventils 21, so wirkt dieser auf den unteren Abdichtungsring 35 des unteren Abdichtungsringsatzes 34, 35 sowie auf den oberen Abdichtungsring 30 des oberen Ab-' dichtungsringsatzes 30, 31, wobei die Abdichtungsteile 70 dieser Ringe gegen die sie umgebenden ao inneren Wandungsflächen 24 & bzw. 24 a gepreßt und in dieser Stellung gehalten werden, und zwar auf die gleiche Weise wie die anderen Ringe 31, 34 gegen äußeren Differenzdruck abdichten. Bei innerem Differenzdruck sind der obere Abdichtungsring 34 des unteren Satzes von Abdichtungsringen 34, 35 und der untere Abdichtungsring 31 des oberen Satzes von Abdiehtungsringen 30, 31 entsprechend unwirksam in der Erzeugung einer Abdichtungswirkung.

Die Abdichtungsringanordnung widersteht also einem Flüssigkeitsdifferenzdruck in beiden Richtungen, und zwar sowohl einem solchen in der Ventilanordnung A als auch einem solchen, der außerhalb der Ventilanordnung vorherrscht.

Durch die Aushöhlungsnuten 73 in den äußeren Teilen eines Paares von nebeneinanderliegenden Abdiehtungsringen kann jeder einzelne Ring einem hohen Differenzdruck nur in einer Richtung widerstehen. Der obere Abdichtungsring 34 des unteren Satzes von Abdiehtungsringen 34, 35 kann somit nur den Differenzdruck in der Abwärtsrichtung abfangen, jedoch nicht den nach oben wirkenden Differenzdruck. Gleichermaßen kann der untere Abdichtungsring 35 des unteren Satzes von Abdiehtungsringen 34, 35 nur den nach oben wirkenden Differenzdruck, aber nicht den nach unten wirkenden Differenzdruck abfangen. Sollte demzufolge etwas Flüssigkeit zwischen die Abdichtungsringe 34, 35 gelangen, so kann ein dadurch entstehender Flüssigkeitsdruck nur einen oder auch beide Ringe in Richtung ihrer Ausdehnungsnut 73 deformieren (F i g. 4), da durch diesen Flüssigkeitsdruck das elastomerische Material zu der Ausnehmungsnut hin und teilweise sogar in diese hineingeschoben werden kann, wobei der Dichtungskontakt zwischen dem Dichtungsteil 70 des Ab- dichtungsringes und seiner ihn umgebenden inneren Wandungsfläche 24 b unterbrochen wird und die eingedrungene Flüssigkeit unter dem Druck zwischen den Ringen an der Fläche 72 vorbei und in die Reliefnut entweichen kann. Ein solcher, plötzlich auftretender Flüssigkeitsdruck kann gewöhnlich entstehen, wenn das Hülsenventil 21 verschoben wird, beispielsweise während des Verschiebens des unteren Abdichtungsringsatzes 34, 35 in die untere Ventilstellung zum Schließen der Durchlässe 25. Bei den herkömmlichen Abdichtungsringanordnungen würde die zwischen die Ringe eingedrungene Flüssigkeit und der dadurch erzeugte Druck versuchen, die Abdichtungsringe mit erhöhtem Druck gegen die sie umgebende innere Wandungsfläche des Gehäuseteiles 10 zu pressen. Dies kann bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung aus den obenerwähnten Gründen nicht mehr geschehen, da der Flüssigkeitsdruck zwischen den Abdiehtungsringen den Dichtungsteil 70 eines jeden Abdichtungsringes nach seiner Ausnehmungsnut 73 hin deformieren würde und die eingedrungene Flüssigkeit an den Abdichtungsteilen 72 vorbei entweichen könnte (F i g. 4). Jeder einzelne Abdichtungsring wirkt also tatsächlich als Einweg- oder Rückschlagventil mit der Fähigkeit, den Druck nur in einer Richtung abzufangen.

Angenommen, die Ventilhülse 21 befindet sich in geschlossener Stellung und wird nach oben (in der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsform) in Durchlaßöffnungsstellung bewegt, so ist nur eine geringe Möglichkeit vorhanden, daß einer der beiden Abdichtungsringe 34 oder 35 aus ihren Ringnuten 36 bzw. 37 herausbewegt wird. Bei angenommenem äußerem Differenzdruck wird dieser Möglichkeit durch die Scherfestigkeit des zähen Abdichtungsmaterials und außerdem noch zusätzlich durch eine Haftwirkung, beispielsweise durch Vulkanisieren des Abdichtungsringes an dem Hülsenventil 21, entgegengewirkt. Wenn das Hülsenventil 21 nach oben in Durchlaßöffnungsstellung bewegt werden soll (Fig, 5)," so ist nur die Scherfestigkeit und das Anvulkanisieren des oberen Ringes 34 dazu erforderlich, dem Differenzdruck zu widerstehen, durch welchen der Abdichtungsring 34 beschädigt und aus seiner Ringnut 36 herausbewegt werden könnte. Der untere Abdichtungsring 35 kann dem Druckmedium gestatten, an ihm vorbeizustreichen, soweit sein oberer Dichtungsteil 70 nach seiner Ausnehmungsnut 73 hin verschoben wird und dadurch die Flüssigkeit an seinem Dichtungsteil 70 vorbei und in die Ausnehmungsnut entweichen kann, bis der Abdichtungsring sich innerhalb der Durchlaßvertiefung 40 befindet, in welcher das Ventil geöffnet ist, wobei durch Bewegen des Abdichtungsringes 35 nach oben über die Durchlässe 25 die volle Öffnungsposition erreicht werden kann, wie aus F i g. 7 ersichtlich.

Wenn das Hülsenventil 21 nun nach unten in Durchlaßschließstellung mit einem äußeren Differenzdruck bewegt wird, bewegt sich der Abdichtungsring 35 zunächst in die innere zylindrische Wandungsfläche 24 & unterhalb der Durchlässe 25, und der Flüssigkeitsdifferenzdruck kann somit an ihm vorbei entweichen angesichts der Fähigkeit des oberen Dichtungsteiles 70, sich nach unten nach der Ausnehmungsnut 73 zu verformen, wie schon oben beschrieben wurde. Sobald sich der obere Abdichtungsring 34 des unteren Satzes 34, 35 nach unten bewegt und mit seinem zylindrischen Dichtungsteil 24 b in Berührung kommt, schließt sich das Ventil A sofort.

Angenommen, die Ventilhülse 21 befindet sich in ihrer Durchlaßschließstellung und wird mit innerem Differenzdruck nach oben bewegt, so bleibt der obere Abdichtungsring 34 des unteren Satzes 34, 35 unwirksam, wobei jedoch der untere Abdichtungsring 35 so lange in enger Kontaktberührung mit der inneren zylindrischen Wandungsfläche 24 b bleibt, bis er diese Fläche nach oben verläßt. Gleichermaßen wird durch eine Abwärtsbewegung des Hülsenventils 21 in Durchlaßschließstellung gegen einen inneren Differenzdruck das Schließen der Durchlässe 25 bewirkt, sobald der obere Dichtungsteil 70 des unteren

Abdichtungsringes 35 mit seiner ihn umgebenden inneren Wandungsfläche 24 b des Gehäuseteiles 18 in Berührung kommt.

Das obere Paar von Abdichtungen 30, 31 kann den Differenzdruck ebenfalls in beiden Richtungen abfangen, wobei jedoch jeder einzelne Abdichtungsring den Differenzdruck in nur einer Richtung abfängt oder abdichtet. Demzufolge kann jeglicher Flüssigkeitsdifferenzdruck, der zwischen den Abdichtungsringen 30, 31 durch Eindringen von Flüssigkeit entstehen kann, an einem oder beiden Abdichtungsringen vorbei zu ihren entsprechenden Ausnehmungsnuten 73 entweichen. Wenn der Differenzdruck von einem der beiden Abdichtungsringe abgefangen und abgedichtet wird, bleibt jeweils der andere Abdichtungsring unwirksam, und jede unter Druck stehende eingedrungene Flüssigkeit kann an dem letzteren vorbei und in Richtung der Ausnehmungsnut und in diese hinein entweichen.

Die Ausnehmungsnuten 73 gestatten es nicht nur, das eingedrungene Druckmedium entweichen zu lassen und dadurch eine zwischen einem Paar von nebeneinanderliegenden Abdichtungsringen entstehende Druckmediumstauung zu verhindern, sondern sie gewähren auch gleichzeitig einen Platz für eine eventuelle Ausnehmung der Abdichtungsringe infolge Wärme- oder Druckeinwirkung. Wenn ein Abdichtungsring dazu neigt, sich auszudehnen, so kann dies in die Ausnehmungsnut 73 hinein erfolgen (Fig. 3), und dadurch wird der Anpreßdruck des elastomerischen Materials und seine sich daraus ergebende Anlage an die entsprechende innere Wandungsfläche 24 a oder 24 b nicht wesentlich vergrößert.

Es ist zu beachten, daß in der Schließstellung des Hülsenventils 21 der obere Abdichtungsring 34 des unteren Satzes 34, 35 sich dicht neben dem unteren Ende der Vertiefung 40 befindet, in welche die seitlichen Durchlässe 25 einmünden (F i g. 2), wodurch die Fläche verkleinert wird, in welcher sich feste Bestandteile ansammeln können, welche das Hülsenventil blockieren oder festklemmen können. In Anbetracht der verhältnismäßig kurzen Länge eines solchen festen Bestandteiles können diese durch Aufwärtsbewegungen des Hülsenventils 21 leicht abgeschert oder abgeschieden werden, ohne daß sie die Bewegung des Hülsenventils 21 in seiner Durchlaßöffnungsposition wesentlich einschränken oder gar verhindern können.

Demzufolge wird bei der erfindungsgemäßen Ventilanordnung ein Verkleben oder Festklemmen des verschiebbaren Hülsenventils 21 wirksam verhindert oder zumindest ganz erheblich auf ein Minimum herabgemindert. Eine Beschädigung der Abdichtungsringe kann nicht erfolgen, so daß ein Leckwerden des Ventils verhindert wird. Das Hülsenventil kann unter hohem Differenzdruck von einer geschlossenen Stellung in eine geöffnete Stellung verschoben werden, so daß der Innen- und der Außendruck der Ventilanordnung ausgeglichen werden kann. Das Verschieben kann wiederholt erfolgen, ohne daß die einzelnen zueinander bewegten Teile aneinanderhaften oder hängenbleiben oder die Abdichtungseinrichtungen beschädigt werden. Dadurch, daß keine Flüssigkeit zwischen einem Paar von Abdichtungsringen eindringen und einen Flüssigkeitsdruck erzeugen kann, durch den ein Hängenbleiben oder Festklemmen des Hülsenventils entstehen könnte, werden diese Störungen verhindert. Ebenso kann eine Deformation oder Ausdehnung der Abdichtungsringe kein Hängenbleiben des Hülsenventils an dem umgebenden Gehäuseteil 10 verursachen, weil sich die Abdichtungsringe in die Ausnehmungsnuten 73 ausdehnen können, ohne daß ihr Anpreßdruck wesentlich erhöht wird, wodurch wiederum ein Hängenbleiben an der umgebenden inneren Wandungsfläche entstehen würde. Das Hülsenventil 21 hat eine verhältnismäßig kurze Gesamtlänge und durch seine Konstruktion in Verbindung mit seinem Schneppermechanismus kann ein Schiebewerkzeug sich gegen das obere Ende 57 des Hülsenventils 21 legen, um es nach unten in Schließlage zu schieben und sich gegen sein unteres Ende 56 legen, um es nach oben in die Öffnungslage zu bewegen.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Schiebemuffenventil zur Bohrlochkomplettierung mit elastischen Abdichtungseinrichtungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtungseinrichtung aus einem Paar elastischer, in mit Abstand voneinander angeordneten Umfangsnuten (36, 37) gelagerter Abdichtungsringe (34, 35) besteht, die je einen von einander zugekehrten Teilen (70) mit zylindrischer, mit der Dichtungsfläche (24) in Berührung stehender äußerer Umfangsfläche (72) und je einen an den Teil (70) nach entgegengesetzten Seiten anschließenden, mit Umfangsnut (73) versehenen Teil (71) aufweisen.

2. Schiebemuffenventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtungseinrichtung noch ein zweites Paar von Abdichtungsringen (30, 31) in Umfangsnuten (32, 33) im Abstand von dem ersten Paar von Abdichtungsringen (34, 35) umfaßt.

3. Schiebemuffenventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Ende der Ventilhülse (21) mehrere, über deren Umfang verteilte achsparallele Arme (50) an deren freien Enden angebrachten äußeren Vorsprüngen (51) vorgesehen sind, die mit im umgebenden Gehäuseteil (18) angeordneten Schneppervertiefungen (52, 53) zusammenwirken, um die Ventilhülse (21) an den Stellen der Schneppervertiefungen (52, 53) lösbar zu arretieren.

4. Schiebemuffenventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den achsparallelen Armen (50) von der Ventilhülse (21) ausgehende achsparallele Längsstreifen (54) vorgesehen sind, die in einem, im axialen Abstand von den äußeren Vorsprüngen (51) und den Armen (50) geschlossenen Ring (55) enden.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1161225.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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