DE3249847C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Strömungssteuer­ vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bekannt ist eine solche Strömungssteuervorrichtung bzw. ein solches Ventil oder ein solcher Ausblaspreventer aus der US-PS 30 36 807. Bei dieser bekannten Vorrichtung haben eine äußere Kolbenstange, die sich vom äußeren Ende des Kolbens verschiebbar durch die Wand zwischen dem Zylinder und einer äußeren Kammer des Körpers der Steuervorrichtung erstreckt, und eine innere Kolbenstange eine durch beide Kolbenstangen hindurchgehende Öffnung und bieten dem Druck im wesentlichen gleichgroße Querschnittsflächen dar, so daß im wesentlichen Druckgleichgewicht besteht oder eine wesentliche Verringerung der Kraft erfolgt, die von dem Strömungsmittel in dem Durchflußweg ausgeübt wird und von dem Betätigungsdruckmittel überwunden werden muß, wenn das Verschlußglied im Schließsinne zu bewegen ist.

Bei der bekannten Vorrichtung kann das Strömungsmittel des Durchflußweges zum Kraftausgleich in die äußere Kammer gelangen und somit auch die Dichtungen erreichen, welche im Bereich der äußeren Kolbenstange und ggfs. einer Verriegelungsschraube angeordnet sind.

Im Falle der Stößel von Blow-out-Preventer werden solche Verriegelungsschrauben am Gehäuse derart angeordnet, daß sie in außer Eingriff mit dem Kolben oder sonstigen Betätigungsteilen geschraubt werden können.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, nicht nur für ein Druckgleichgewicht an den zur Betätigung des Verschlußstückes dienenden Kolbenstangen und ggfs. für geringen Widerstand bei der Einwärtsbewegung von Verriegelungsschrauben zu sorgen, sondern zu verhindern, daß das Strömungsmittel in dem Durchflußweg, insbesondere Bohrschlamm, in die Ausgleichskammer am äußeren Ende der äußeren Kolbenstange gelangen kann. Es sollen die Dichtungen geschützt werden, die diese Kammer strömungsmitteldicht halten.

Insbesondere bei einem Blow-out-Preventer der in Rede stehenden Art soll Bohrschlamm oder anderes Strömungsmittel des Durchflußweges von der Ausgleichskammer ferngehalten werden, um die Dichtungen, welche diese Kammer abdichten, zu schützen.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im Anspruch 1 allgemein für eine Strömungssteuervorrichtung gekennzeichnet, und die Ansprüche 2 und 3 kennzeichnen die Ausgestaltung der Strömungssteuervorrichtung als Ventil und als Blow-Out-Preventer.

Die Ansprüche 4, 5 und 6 kennzeichnen vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen. Der in der Öffnung der Kolbenstangen vorgesehene Stopfen sorgt zuverlässig für einen Schutz der die äußere Ausgleichs­ kammer abdichtenden Dichtungen vor dem Strömungsmittel, insbesondere Bohrschlamm im Durchflußweg und hält im Falle der Einspritzung von Schmiermittel in die Ausgleichskammer dieses Schmiermittel und das Strömungsmittel des Durchflußweges zuverlässig getrennt. Bei der Vorrichtung gemäß der er­ läuterten US-P 30 36 807 ist ein derartiger Schutz der Abdichtung der Ausgleichskammer vor der Einwirkung von Bohrschlamm o. dgl. nicht möglich, und auch die US-PS 19 96 809, welche Betätigungsspindeln zeigt, enthält keinerlei Vorschlag für einen zuverlässigen Schutz der Abdichtung einer Ausgleichskammer gegen das Hindurchtreten von Bohrschlamm durch eine hohle Kolbenstange.

Wenn bei einer Strömungssteuervorrichtung wie einem Ventil oder Ausblaspreventer mit den Merkmalen gemäß der vor­ liegenden Erfindung die äußere Kolbenstange oder auch eine Verriegelungsschraube mit bezug auf die Ausgleichskammer hinein- oder herausbewegt werden, kann der Stopfen in der Öffnung der Kolbenstange gleiten und hält insbesondere auch Bohrschlamm und Fett getrennt. Das von dem Stopfen bei seiner Bewegung zwischen der inneren und äußeren Stellung ver­ drängte Volumen ist im wesentlichen dem bei Bewegung der äußeren Kolbenstange oder einer Verriegelungsschraube in der Ausgleichskammer verdrängten Volumen gleich.

Bei der vorliegenden Erfindung ist somit nicht nur geringer Kraftaufwand für die Betätigungsbewegungen des Kolbens zum Öffnen und Schließen des Verschlußstückes oder Preventer­ stößels gewährleistet, sondern es ist auch für guten Schutz der Dichtungen der Ausgleichskammer für erhöhte Betriebszu­ verlässigkeit gesorgt.

Es folgt die Beschreibung eines Ausführungsbeispieles der Erfindung anhand von Zeichnungen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine senkrechte Schnittansicht eines Bohrlochkopfes mit einem Paar senkrecht übereinander angeordneter Ausblaspreventer des Stößeltyps, wobei die Stößel des oberen Preventers um eine in den fluchtend aus­ gerichteten Bohrungen der Preventergehäuse befind­ liche Rohrleitung geschlossen sind und die Stößel des unteren Preventers zurückgezogen sind, um den Ringraum zwischen der Rohrleitung und den Bohrungen zu öffnen,

Fig. 2 eine vergrößerte senkrechte Schnittansicht der einen Seite des unteren Ausblaspreventers von Fig. 1, wobei der sich auf diese Seite befindende Stößel in die Öffnungsstellung bewegt ist und das Innere der Betätigungsstange zum Bewegen des Stößels von dem äußeren Ende des Stößeldurchgangs­ kanals mit Abstand getrennt ist,

Fig. 2A eine der Fig. 2 ähnliche Ansicht nach der Bewegung des Betätigungskolbens und der Stange nach innen, um dadurch den Stößel nach innen zu bewegen, so daß er an einer in der Gehäusebohrung befindlichen Rohrleitung anliegt, wobei eine derartige Einwärts­ bewegung dadurch begrenzt ist, daß Stifte auf der Kammer und dem Stößel innerhalb der zwischen ihnen befindlichen Aussparung in Berührung treten,

Fig. 2B eine senkrechte Schnittansicht eines Teils des Preventers, längs der Linie 2B-2B in Fig. 2A, die die Enden der miteinander in Eingriff stehenden Stifte zeigt,

Fig. 3A eine waagrechte Schnittansicht der einen Seite des Ausblaspreventes von Fig. 2 und Fig. 2A, wobei die Stößel in die Öffnungsstellung von Fig. 2 zurückgezogen sind,

Fig. 3B eine waagrechte Schnittansicht des äußeren Endes der einen Seite des Ausblaspreventergehäuses von Fig. 3A, wobei eine Verriegelungsschraube in eine äußere Lage in der äußeren Kammer des Gehäuses zurückgezogen ist,

Fig. 4 eine waagrechte Schnittansicht der einen Hälfte der einen Seite des Preventers, ähnlich der von Fig. 3A, wobei jedoch beide Stößel, wie in Fig. 2A gezeigt, in die Schließlage bewegt sind und die Verriegelungsschraube nach innen bewegt ist, um den rechten Stößel in der Schließlage zu ver­ riegeln.

Die in Fig. 1 dargestellten oberen und unteren, senkrecht übereinanderliegenden Preventer, sind in ihrer Gesamtheit mit 10 bezeichnet und weisen Gehäuse 11 mit senkrechten Durchgangsbohrungen auf, die axial miteinander fluchten wenn sich die Preventer in ihrer übereinandergesetzten Lage befinden und in dieser Lage, wie bei 13 gezeigt, mit­ einander verschraubt sind. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, erstreckt sich von dem Bohrloch und durch die fluchtenden Bohrungen des Preventers hindurch eine Rohrleitung 14, die normalerweise eine Bohrrohrleitung ist, durch die Bohrflüssigkeit umgewälzt und abwärts in das Bohrloch hineingeführt werden kann, um von dort dann in dem zwischen der Rohrleitung und den Bohrungen des Preventers vorhandenen Ringraum 15 wieder nach oben zurückgeführt zu werden.

Jeder Preventer weist außerdem ein Paar Stößel 16 auf, die in Kammern 17 sitzen, welche einander gegenüberliegende Seiten der Gehäusebohrungen 12 schneiden. Wie erläutert, lassen sich die Stößel in den Kammern zwischen Außen­ stellungen, in denen sie in ihre Kammern zurückgezogen sind, so daß die Bohrung offen ist, so daß im Falle des unteren Preventers ein Durchfluß durch den Ringraum möglich ist, und Innenstellungen bewegen, in denen sie mit der Rohrlei­ tung und untereinander in Berührung stehen, um den Ringraum zu verschließen, wie dies in Fig. 1 im Falle des oberen Preventers dargestellt ist. Es versteht sich, daß dann, wenn die Stößel des oberen Preventers geschlossen sind, der Druck der Bohrlochflüssigkeit unter ihnen und damit in den Kammern 17, in denen die Stößel 16 des unteren Preventers sitzen, ziemlich hoch sein kann.

Jeder Stößel wird mit Hilfe eines Kolbens 19 zwischen einer Öffnungs- und einer Schließstellung bewegt. Der Zylinder 18 ist in dem Gehäuse außerhalb jeder Stößel­ kammer ausgebildet und enthält einen hin- und herbeweg­ lichen Kolben 19 sowie eine Kolbenstange 20, die sich von dem Kolben wegerstreckt und die abgedichtet durch eine Packung oder Dichtung 21 a hindurchgeführt ist, die in einer Durchgangsöffnung einer Wand des Gehäuses getragen wird, welche die Stößelkammer von dem Zylinder trennt. Wie noch beschrieben werden wird, kann Hydraulikmittel von einer äußeren Quelle zugeführt oder aus dem Zylinder abgeführt werden, und zwar auf entgegengesetzten Seiten des Kolbens 19, um den Kolben dadurch hin- und herzubewegen und damit den Stößel in Richtung auf die Bohrung und von der Bohrung weg zu bewegen. Der Kraft, die das hydraulische Arbeits­ mittel zum Schließen des Stößels liefert, wirkt eine entgegengesetzt gerichtete Kraft entgegen, die von der Bohrlochflüssigkeit geliefert wird, welche über der Quer­ schnittsfläche der Stange wirkt, um den Stößel in die Öffnungsstellung zu drücken.

Jedes Gehäuse 11 weist einen Hauptkörper 21 auf, in dem sich die Bohrung 12 des Gehäuses und das innere Ende der Kammer 17 befinden, in der jeder Stößel sitzt. Das Ge­ häuse ist ferner mit einem Paar Deckel 22 versehen, von denen jeder an der einen Seite des Hauptkörpers 21 ange­ lenkt ist, wie noch beschrieben werden wird. Der Zylinder 18 des Stößelbetätigungssystems ist am äußeren Ende des Hauptkörpers 21, außerhalb des äußeren Endes der Stößelkammer 17 ausgebildet, das mit dem inneren Ende des Zylinders 18 ausge­ richtet ist, wenn die Deckel ihre Schließstellungen ein­ nehmen.

Jeder Stößel weist einen metallenen Stößelkörper 25 in etwa ovalen Querschnitts auf, der eine Packung oder Dichtung aus gummiartigem Material trägt, die zur Abdichtung gegen den anderen Stößel und an einer Rohrleitung dient, welche in der Gehäusebohrung angeordnet ist, sowie zur Abdichtung in bezug auf die Kammer 17 im Preventergehäuse, so daß eine durchgehende Dichtung zum Verschließen der Bohrung vorhanden ist. Obgleich die dargestellten Stößel in ihren Stirnflächen mit halbrunden Aussparungen versehen sind, die mit einer ähnlichen Aussparung in dem anderen Stößel zusammenwirkt, um die Rohrleitung eng zu um­ schließen, können in anderen Fällen die Stößel dem Blind­ typ entsprechen, bei dem die Stirnflächen sich geradlinig quer erstrecken, um sich aneinander abzudichten, wenn die Bohrung leer ist. In jedem Fall weist die Packung einen vorderen Flächenteil 26 auf, der auf jeder Seite mit hinteren Verlängerungen versehen ist, welche in eine Aus­ sparung hineinpassen, die sich quer zur Vorderseite und den Seiten des Stößelkörpers 25 erstreckt, sowie einen oberen Teil 27, der von einer Aussparung über der Ober­ seite des Stößelkörprs aufgenommen wird, die sich von der einen Seite zur anderen der seitlichen Verlängerungen der vorderen Stirnseite der Packung erstreckt, um über der oberen Stirnseite und dem vorderen Ende der Oberseite des Stößels eine Fläche zu umschreiben.

Bei bestimmten im Handel erhältlichen Preventerstößeln ist aber auch festzustellen, daß jeder Stößelkörper 25 mit einer Nut G in seiner Unterseite versehen ist, die die Bohrung 12 des Gehäuses an seinem inneren Ende mit der Kammer 17 an dem äußeren Ende des Stößels verbindet. Auf diese Weise wirkt der Bohrlochflüssigkeitsdruck in der Bohrung des Preventergehäuses ständig auf das äußere Ende des Stößels in der Kammer ein, so daß, wie noch beschrieben werden wird, dann, wenn sich die Stößel in der Schließ­ stellung befinden, der Flüssigkeitsdruck zusätzlich zu der von der Arbeitsflüssigkeit erzeugten Kraft eine Kraft erzeugt, die die Stößel in dieser Stellung halten, d. h. dann, wenn die Stößel geschlossen sind, ist der Druck der Bohr­ lochflüssigkeit in der Bohrung des Preventers über den Stößeln, der auf die Fläche auf der inneren Oberseite und der oberen Frontseite einwirkt, welche von der durchgehenden Packung begrenzt ist, relativ niedrig im Vergleich zu dem Bohrlochdruck unterhalb der geschlossenen Stößel und damit in der Kammer 17 hinter den Stößeln.

Wie am besten aus Fig. 2 ersichtlich, sitzt der Dichtungsring 21, in dem die Kolbenstange 20 verschiebbar ist, in einer Nut in der Gehäusewand, die die Stößelkammer 17 von dem Zylinder 18 trennt. Wie ebenfalls aus Fig. 2 ersichtlich, kann in einem Gegenbohrungsteil des hinteren Endes der Stößelkammer eine zusätzliche Packung 28 angeordnet sein, die dort von einem Ring 29 an Ort und Stelle gehalten wird und dadurch eine zusätzliche Dichtung bildet, die die Kolben­ stange umgibt.

Bei der Erfindung wird nun in dem Stößelkörper 25 ein Durchgangs­ kanal 30 vorgesehen, dessen äußeres Ende mit dem oberen inneren Teil des Stößelkörpers 25 verbunden ist, der von der durchgehenden Packung umgeben ist, um dadurch die Stößelkammer 17 mit der Bohrung des Preventers über den geschlossenen Stößeln zu verbinden. Wie beispielsweise aus Fig. 2 und 3 hervorgeht, wird der Durch­ gangskanal 30 von einer zentralen Bohrung 30 A gebildet, die sich zum äußeren Ende des Stößels hin öffnet und mit der Kolbenstange 20 axial fluchtet, sowie von einem Paar sich nach oben zu und nach innen zu erstreckenden Abzweigen 30 B, die die Oberseite des Stößels in etwa in der Mitte zwischen seinem inneren Ende und der sich in Quer­ richtung erstreckenden oberen Packung 27 sowie auf ent­ gegengesetzten Seiten der Längsmittellinie des Stößel­ körpers durchdringen.

Das innere Ende der Stange 20 in der Kammer 17 hat einen vergrößerten Kopf 31, der sich seitlich im wesentlichen über die ganze Breite der Stößelkammer erstreckt und "T"-Stücke 32 besitzt, die aus seinem inneren Ende auf jeder Seite der Stange herausragen, um in T-Schlitze 33 einzugreifen, die in der Rückseite des Stößelkörpers auf gegenüberliegenden Seiten des Durchgangskanals 30 ausgebildet sind. Im einzelnen erstrecken sich die Schlitze 33 von der Unterseite des Stößelkörpers nach oben und enden in etwa in der Mitte seiner oberen und unteren Seiten, so daß dann, wenn die Stößel zurückgezogen sind, wie in Fig. 3A dargestellt, der Stößel mit der Stange 20 dadurch verbunden werden kann, daß die T-Schlitze auf die "T"-Stücke abgesenkt werden, und von der Stange ent­ fernt werden kann, indem die T-Schlitze von den "T"-Stücken abgehoben werden. Im einzelnen ist darauf hinzuweisen, daß der Hals jedes "T"-Stücks 32 enger ist als der ver­ kleinerte Hals des T-Schlitzes 33, so daß jedes "T"-Stück und damit der Ventilkopf und die Kolbenstange in bezug auf den Stößel einen toten Gang oder ein totes Spiel be­ sitzen.

Von dem inneren Ende des Ventilkopfes wird in der Mitte der "T"-Stücke 32 in axialer Fluchtungslage mit der Stange 20 eine ringförmige Packung 34 getragen, die von der Stirn­ seite des Ventilkopfes 31 so absteht, daß sie mit einer Sitzoberfläche auf dem hinteren Ende des Stößelkörpers in Berührung bringbar ist, die die Öffnung der Bohrung 30 A des Durchgangskanals 30 zum hinteren Ende des Stößels umgibt, um diesen Durchgangskanal zu verschließen. Wenn also die Stange in bezug auf den Stößel nach vorne be­ wegt wird, dann kommt die Packung 34 aufgrund ihrer Leer­ laufverbindung oder Totgangverbindung zwischen der Stange und dem Stößel mit der Sitzoberfläche des Stößels in abdichtende Berührung, um dadurch den Durchgangskanal zu verschließen. Alternativ dazu wird, sobald die Stange in bezug auf den Stößel so weit nach außen bewegt wird, wie dies die Totgangverbindung zuläßt, die Packung 34 von der Sitzoberfläche abgehoben, so daß sich der Durch­ gangskanal 30 öffnet und damit die Stößelkammer auf der Außenseite des Stößels an die Bohrung des Gehäuses über den geschlossenen Stößeln angeschlossen wird. Wie aus der Zeichnung hervorgeht, wird die Packung 34 auf einem Haltering 35 getragen, der mit dem vorderen Ende des Ventilkopfes lösbar verbunden ist und um den Außendurch­ messer seines Gummikörpers einen Extrusionshemmring 36 aufweist.

Vom Kolben 19 erstreckt sich eine äußere Kolbenstange 37 nach außen und läuft abgedichtet durch eine Wand oder einen reduzierten Durchmesserteil des Gehäuses, der den Zylinder 18 von einer äußeren Kammer 38 innerhalb des Gehäuses trennt. Somit ist ein Dichtungsring 39 in einer Bohrung einer Mutter 40 vorhanden, die das äußere Ende des Zylinders 18 bildet, und ein rohrförmiger Körper 41 mit einem ge­ schlossenen Ende wird von der Mutter getragen und erstreckt sich so, daß die Kammer 38 entsteht. Die Packung 42 kann in einer Nut in dem inneren Ende des rohrförmigen Körpers 41 getragen werden, um eine zusätzliche Dichtung zu schaffen, die die Stange 37 umgibt. Wie bereits oben erwähnt wurde, wird die Bohrlochflüssigkeit, die auf das vordere Ende der Stange 20 einwirkt, der äußeren Kammer 38 zugeführt, so daß sie über dem hinteren Ende der Stange 37 wirkt und dadurch wenigstens einen Teil der Kraft ausgleicht, die sonst beim Öffnen der Stößel überwunden werden muß.

Im einzelnen ist ein Loch 43 vorhanden, das durch beide Stangen 20 und 37 sowie durch den Kolben 19 läuft, so daß das innere Ende der Stange20 innerhalb der Packung 34 mit dem äußeren Ende der Stange 37 verbunden wird. Vorzugsweise sind die oben beschriebenen Dichtungsringe, in denen die Stangen 20 und 37 verschiebbar sind, durch­ messergleich, so daß dann, wenn der Ventilkopf 31 in bezug auf den Stößel nach außen bewegt ist, wie dies aus Fig. 3A ersichtlich ist, Bohrlochflüssigkeit in der Bohrung des Preventers über den gleichen Flächen auf den entgegen­ gesetzten Enden der Stangen zur Einwirkung gelangt, um dadurch ein Druckgleichgewicht herzustellen und jegliche Kraft zu eliminieren, die bestrebt ist, die Stange nach innen oder außen zu bewegen. Dazu kommt, daß die Packung 34, die von dem Ventilkopf 31 getragen wird, im wesentlichen denselben Innendurchmesser hat wie die Dichtungen, durch die die Stangen 20 und 37 gleiten, so daß dann, wenn der Ventilkopf nach innen bewegt wird, so daß die Packung 34 mit der Dichtungsoberfläche auf dem äußeren Ende des Stößels in abdichtende Berührung tritt, wie dies aus Fig. 4 ersichtlich ist, die Stangen ebenfalls unter Druck­ gleichgewicht kommen, wenn die Stößel in die Schließstellung bewegt werden. Das heißt, der normalerweise höhere Bohrloch­ flüssigkeitsdruck in der Bohrung des Preventers unter den geschlossenen Stößeln wirkt auf die Fläche außerhalb der Packung 34, während der verhältnismäßig niedrige Druck innerhalb der Bohrung über den geschlossenen Stößeln auf die Fläche innerhalb der Packung 34 wirkt, so daß die Stange unabhängig davon, ob der Durchgangskanal offen oder geschlossen ist, unter Druckgleichgewicht steht.

Wie aus Fig. 3B ersichtlich, ist auf dem äußeren geschlossenen Ende des rohrförmigen Körpers 41 des Gehäuses eine Verriegelungs­ schraube 44 gelagert, die sich innerhalb der äußeren Kammer 38 zwischen der inneren Position von Fig. 3B und der inneren Position von Fig. 4, in der sie die Stößel in der Schließ­ stellung verriegelt, bewegen kann. Wie oben bereits er­ wähnt wurde, ist darauf hinzuweisen, daß insofern der Druck in der Kammer 38, in die die Verriegelungsschraube hinein­ bewegt wird, demjenigen der Bohrflüssigkeit in der Bohrung des Preventers über den geschlossenen Stößeln entspricht, ein verhältnismäßig kleiner Widerstand der Einwärtsbewegung der Verriegelungsschraube entgegengesetzt wird.

Was nun den Gesamtbetrieb des Preventers anbelangt, so wird, angenommen, daß die Stößel aus der Öffnungsstellung in die Schließstellung bewegt werden sollen, Hydraulikmittel im Zylinder 18 hinter dem Kolben 19 zugeführt und aus dem Zylinder vor dem Kolben abgeführt, um dadurch die Betätigungs­ stange 20 zu veranlassen, sich nach innen zu bewegen. Wie gerade beschrieben wurde, ist die Kraft, die dann zur Bewegung der Stange erforderlich ist, wenn die Stange unter Druckgleichgewicht steht, nur die, welche zur Überwindung des Gewichtes und des Reibungswiderstandes des Stößels benötigt wird, so daß die erforderliche Betriebsflüssigkeit auf eine Mindestmenge beschränkt wird. In jedem Fall bewegt sich die Stange aufgrund der Totgangverbindung, die durch die T-Stücke und T-Schlitze auf dem Ventilkopf und dem Stößel geschaffen wird, zunächst nach vorne, um die von dem Ventilkopf 31 getragene Packung 34 mit der Sitzober­ fläche auf dem hinteren Ende des Stößels, die die Durch­ gangskanalbohrung 30 A umgibt, in Berührung zu bringen und dadurch die Flüssigkeitsverbindung des Durchgangs­ kanals 30 mit der Kammer 17 zu schließen. Wenn die Stange weiter einwärts bewegt wird, bewegt sich der Stößel solange nach innen, bis die Aussparung 26 auf seiner vorderen Stirnseite um die im Bohrloch befindliche Rohrleitung greift. Wenn der gegenüberliegende Stößel bereits in die Schließstellung bewegt worden ist, die durch die oben­ genannten Anschläge bestimmt wird, stehen die Stirnflächen der Packungen auf gegenüberliegenden Seiten der Aussparungen beide Stößel miteinander in dichtender Berührung, um die Preventerbohrung zu schließen. Somit ragen, wie oben beschrieben, die vorderen Stößelpackungen aus der Stirn­ seite des metallenen Stößelkörpers nicht nur deshalb heraus, um um die Rohrleitung herum abzudichten und sich gegen­ seitig abzudichten, sondern auch deshalb, damit die Seiten­ packungen und die Kopfpackungen der Stößel mit den Stößel­ kammern in Dichtungsberührung treten. Wenn sich die Stößel in der Schließstellung befinden und der Stößeldurchgangs­ kanal 30 von den Dichtungsringen 34 auf den Ventilköpfen verschlossen wird, wirkt der verhältnismäßig hohe Bohr­ lochflüssigkeitsdruck unterhalb der geschlossenen Stößel auf eine erhebliche Fläche der hinteren Enden der Stößel ein, um dadurch eine Kraft zu erzeugen, die die Schließ­ kraft der Betätigungsflüssigkeit ergänzt, um die Stößel geschlossen zu halten.

Wie bereits beschrieben, sind Anschläge vorhanden, um die Einwärtsbewegung dieses Stößels zu begrenzen, die aus Stiften 61 (Fig. 2B) bestehen, welche in in den unteren Seiten der Stößel vorhandene Löcher eingepreßt sind, so daß ihre unteren Enden in der Nut im Boden des Stößels zu liegen kommen. Ferner werden die obigen Anschläge durch Stifte 62 gebildet, welche in in dem Preventergehäuse vorhandene Löcher eingepreßt sind, so daß ihre oberen Enden sich innerhalb der Stifte 61 in die Nut hineinerstrecken. Wie insbesondere aus Fig. 2A hervorgeht, sind eine nach innen gerichtete Oberfläche auf dem unteren Ende des Stiftes 61 und eine nach außen gerichtete Oberfläche des oberen Endes des Stiftes 62 so angeordnet, daß sie in Eingriff kommen und dadurch eine weitere Einwärtsbewegung des rechten Stößels verhindern, wenn die Innenflächen des metallenen Körpers des Stößels in einer senkrechten Ebene liegen, die durch die Achse der Preventerbohrung läuft. Obgleich die Rohrleitung aufgrund der Tatsache, daß sich dieser Stößel nach innen bewegt, bevor der linke Stößel bewegt wird, die Rohrleitung etwas aus ihrer Mittellage heraus­ bewegt wird, ist das Ausmaß dieser Verschiebung aus der Mittellage nicht größer als die Strecke, um die die vordere Stößelpackung übersteht, und wird in jedem Fall kleiner, sobald die vorderen Stößelpackungen verschleißen. Wie bereits oben beschrieben, wird aufgrund der Tatsache, daß die miteinander in Eingriff tretenden Enden der Anschlag­ stifte in der Nut im Boden des Stößels verschoben sind, in dem Stößel kein zusätzlicher Raum benötigt. Wie dar­ gestellt, sind die Löcher, die die Stifte aufnehmen, schräg angeordnet, um das Einbohren der Bohrung zur Aufnahme des Stiftes 62 von der Außenseite des Hauptkörpers des Preventer­ gehäuses aus zu erleichtern.

Wenn die Stößel geöffnet werden sollen, wird Betätigungs­ flüssigkeit den Zylindern 18 auf den Innenseiten der Kolben zugeführt, und von den Außenseiten der Kolben abgeführt, um dadurch die Stangen zurückzuziehen. Während der an­ fänglichen Auswärtsbewegung der Stangen wird die Packung 34 von der Sitzoberfläche auf dem hinteren Ende des Stößels abgehoben, so daß der Durchgangskanal 30 im Stößel geöffnet wird, wodurch unter hohem Druck stehende Bohrflüssigkeit in der Stößelkammer hinter dem Stößel zur Bohrung des Preventergehäuses, über die geschlossenen Stößel gelangen kann. Wie oben beschrieben, ist die Querschnittsfläche jedes Durchgangskanals 30 erheblich größer als die Quer­ schnittsfläche der Nut G im Boden jedes Stößels, deren inneres Ende mit der Stößelkammer verbunden ist, so daß die unter hohem Druck stehende Bohrflüssigkeit schnell aus der Kammer am hinteren Ende jedes Stößels entweicht, wodurch über dem Stößel ein Druckgefälle erzeugt wird, das den Stößel während des anfänglichen Zurückziehens der Betätigungsstange in die Öffnungsstellung drückt. Die Stößel setzen natürlich ihre Rückzugbewegung fort, wenn sich der Kolben 19 in seine äußerste Stellung in der Kammer 18 bewegt, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist.

Wie in den Fig. 3A und 4 dargestellt, wird auf dem inneren Ende der Verriegelungsschraube eine Packung 51 getragen, die für eine gleitende Abdichtung in der äußeren Kammer 38 sorgt, so daß Druckverlust in der Kammer vermieden wird, wenn die Schraube in die Kammer hinein oder aus ihr heraus bewegt wird. Wie aus Fig. 3B ersichtlich, besitzt der rohrförmige Körper 41 eine äußere Verlängerung, um das Gewinde 52 der Verriegelungsschraube in deren äußerster Stellung zu schützen. Die Längsstellung der Verriegelungs­ schraube läßt sich leicht durch ein Fenster 53 feststellen, das in der äußeren Verlängerung des rohrförmigen Körpers ausgebildet ist.

Wie im obigen beschrieben, wird von der Verriegelungsschraube ein Paßstück F getragen, das das Einspritzen von Fett in die äußere Kammer 38 und in wenigstens einen Teil der durch die Stangen und den Kolben laufenden Bohrung 43 zu er­ möglichen, um dadurch Bohrschlamm daran zu hindern, in die Kammer 38 einzudringen. Wie üblich wird ein Kugelrückschlag­ ventil 54 durch Federdruck in eine geschlossene Lage am inneren Ende einer Bohrung 55 gepreßt, die sich von dem Paßstück aus entlang der Verriegelungsschraube nach innen erstreckt. Ein Stopfen 56 aus Plastikmaterial oder einem anderen geeigneten Material ist in der Bohrung 43 zwischen einer inneren Grenzstellung, die durch einen Sprengring 57 in der Bohrung 43 in der Nähe ihres inneren Endes be­ stimmt wird, und einer äußeren Grenzstellung abdichtend verschiebbar, die durch einen Sprengring 58 festgelegt wird, welcher sich in der Bohrung in der Nähe ihres äußeren Endes befindet.

Wenn sich die Stößel in ihrer Öffnungsstellung befinden und die Verriegelungsschrauben zurückgezogen sind, wie dies in den Fig. 3A und 3B dargestellt ist, kann Fett durch das Paßstück F in die Kammer 38 und die Bohrung 43 eingespritzt werden, um dadurch den Stopfen 56 in seine innere Grenzstellung zu bewegen, in der er den Sprengring 57 berührt, wie dies beispielsweise in Fig. 2 dargestellt ist. Wenn die Stößel in die Schließstellung bewegt werden, bewirkt das Zurückziehen der äußeren Stange 37 aus der Kammer 38, daß der Stopfen in der Bohrung nach außen in seine äußere Begrenzungsstellung gleitet. Somit ist, wie oben erwähnt, das von dem Stopfen verdrängte Volumen im wesentlichen gleich demjenigen, das von der äußeren Stange in die äußere Kammer verdrängt wird.

Wenn die Stößel geschlossen sind, läßt sich jede Verriegelungs­ schraube 44 nach innen in die Verriegelungsstellung be­ wegen, die in Fig. 4 gezeigt ist. Insbesondere ist dabei, wie ebenfalls bereits ausgeführt, das Volumen, das die Verriegelungsschraube in der äußeren Kammer 38 verdrängt, im wesentlichen gleich dem von dem Stopfen verdrängten Volumen, wenn dieser sich zwischen seinen inneren und äußeren Stellungen bewegt, so daß der Stopfen in seine innere Stellung gepreßt wird.

In der Bohrung 63 sind Schlitze 59 ausgebildet, um den Stopfen 56 zu umgehen, und zwar sowohl in seiner inneren als auch in seiner äußeren Stellung. Somit kann Fett frei an dem Stopfen vorbeilaufen, wenn der Stopfen zunächst in seine innere Grenzstellung gebracht wird, indem Fett durch das Paßstück F eingespritzt wird. Außerdem sind Schlitze 60 in der Bohrung 43 in der Nähe ihres äußeren Endes vorgesehen, so daß dann, wenn sich der Stopfen 56 in seine äußere Grenzstellung bewegt, das Strömungs­ mittel auf seiner Innenseite an ihm vorbeilaufen und irgendwelche Hohlräume in der Kammer 38 ausfüllen kann. Jegliche Bohrflüssigkeit, die in die Bohrung 43 und die Kammer 38 während der Vorwärtsbewegung und der Rückwärts­ bewegung der Verriegelungsschraube hineingezogen wird, wird natürlich beim nachfolgenden Einspritzen von Fett in die Kammer 38 und die Bohrung 43 verdrängt, bevor danach der Stößel geschlossen wird und die Verriegelungs­ schraube in die Verriegelungsstellung bewegt wird.

Das Gehäuse 11 besteht, wie oben ausgeführt, aus einem Hauptkörper 21 (mit einem unteren Teil 45), in dem die Bohrung 12 und das innere Ende der Stößelkammer 17 an einer Schnittstelle mit der Bohrung ausgebildet sind, sowie Deckeln 22 (Fig. 1, näher gezeigt bei 46 in Fig. 2), die mit der einen Seite des Hauptkörpers gelenkig verbunden sind, um zwischen den in der Zeichnung dargestellten Schließ­ stellungen und den Öffnungsstellungen verschwenkt werden zu können, wobei letztere um etwa 90° zu einer der dar­ gestellten Seiten hin gedreht liegen. Vor der Verschwenkung der Deckel in ihre Öffnungsstellungen werden die Stößel, wie aus den Fig. 2 und 3A hervorgeht, so zurückgezogen, daß ihre inneren Enden an den offenen Enden der Kammern im Preventerkörper vorbeigehen. Wenn jedoch die Deckel offen sind, werden die Stößel aus ihren zurückgezogenen, äußeren Stellungen in ihre inneren Stellungen, welche ihren Schließstellungen entsprechen, wenn die Deckel geschlossen sind, bewegt. Somit gehen die äußeren Enden der Stößel an den offenen Enden der Deckelkammern vorbei, wenn diese von den T-Stücken des Ventilkopfes abgehoben werden, um ersetzt oder repariert zu werden. In der geschlossenen Stellung sind die Deckel über den offenen Seiten des Hauptkörpers mit Hilfe von Schrauben 47 lösbar befestigt, die sich in ausgesparten Teilen des Deckels erstrecken, um in in dem Hauptkörper 45 des Gehäuses oberhalb und unterhalb der inneren Enden der in ihm ausgebildeten Stößelkammern befindliche Gewindelöcher einzutreten, in denen sie eingeschraubt sind.

Um das Auswechseln des Stößels ohne äußere Flüssigkeits­ anschlüsse auf dem Preventergehäuse zu erleichtern, wird die Flüssigkeits- oder Strömungsmittelverbindung zwischen dem Zylinder des Betätigungssystems und der äußeren Hydraulikmittelquelle in allen Stellungen des Deckels in bezug auf den Körper 45 aufrecht erhalten. Im einzelnen sind die Deckel 46 einschließlich der Stößelkammer, des Betätigungssystems für den Stößel und die Leitungen, durch die Hydraulikmittel dem Betätigungsystem zugeführt und von ihm weggeführt wird, miteinander identisch, so daß eines anstelle des anderen eingebaut werden kann. Das heißt also, jeder Deckel kann sowohl auf der linken als auch auf der rechten Seite des Hauptkörpers des Gehäuses installiert werden, wie in der Zeichnung gezeigt, wobei die Seite, an die er angeschlossen wird, sich nur danach richtet, welche Seite jedes Deckels über seiner anderen Seite liegt. Das heißt, wenn die Deckel umgekehrt würden, dann würde die Oberseite des Deckels zur Unterseite werden, wenn der Deckel auf der einen Seite des Hauptkörpers zur anderen bewegt wird.

Die Außenflächen der Seiten des Hauptkörpers des Preventer­ gehäuses, durch die sich die inneren Enden der Stößelkammern 17 hindurcherstrecken, sowie die Flächen der inneren Enden der Deckel, die die äußeren Enden der Stößelkammern umgeben, sind im wesentlichen flach und treten miteinander in Flächenberührung, sobald die Deckel in die Schließstellung geschwenkt werden. Wie aus der Zeichnung hervorgeht, trägt jeder Deckel eine Dichtung 70 an der Stirnfläche, die die Stößelkammer schneidet, um dadurch eine flüssigkeitsdichte Abdichtung mit der benachbarten Fläche des Preventerkörpers in der geschlossenen Stellung zu schaffen. Jeder Deckel ist mit dem Hauptkörper des Gehäuses durch einen Gelenkzapfen 71 gelenkig verbunden, der sich durch mit einander fluchtender Bohrungen in Ösen 72 erstreckt, die von der einen Seite jedes Deckels abstehen, um in einem Aussparungsteil in der benachbarten Seite des Hauptkörpers des Preventers zwischen den Flanschen 73 angeordnet werden zu können.

In den oberen und unteren Teilen des Hauptkörpers 45 ist ein Paar Flüssigkeitsleitungen 75 ausgebildet, das hier keiner näheren Beschreibung bedarf und der Beaufschlagung der beiden Seiten des Kolbens 19 mit Druckmittel dient.

Claims (6)

1. Strömungssteuervorrichtung mit einem Körper mit einem Durchlaßweg, einem im Körper zwischen einer ersten und einer zweiten Stellung hin- und herbeweglichen Verschlußglied, in denen es den Durchflußweg mehr oder weniger begrenzt, einem Antrieb zur Hin- und Herbewegung des Verschlußgliedes zwischen der ersten und zweiten Stellung mit einem Zylinder, einem im Zylinder hin- und herbeweglichen Kolben und einer sich abgedichtet in den Körper erstreckenden Kolbenstange, deren inneres Ende mit dem Verschlußglied verbunden ist, um es in seine erste Stellung zu bewegen, wenn die Kolbenstange nach innen bewegt wird, und es in seine zweite Stellung zu be­ wegen, wenn die Kolbenstange nach außen bewegt wird, einer weiteren Kolbenstange am Kolben, die sich abdichtet in eine Kammer außerhalb des Zylinders erstreckt und einer Öffnung, die sich durch den Kolben und beide Kolbenstangen erstreckt, um den Durchflußweg mit der äußeren Kammer zu verbinden, gekennzeichnet durch einen Einsatz (F) zum Einleiten von Schmiermittel in die äußere Kammer und einen in der Öffnung (43) zwischen inneren und äußeren Stellungen gleitbeweglich gelagerten Stopfen (56), um Strömungsmittel im Durchflußweg von dem Schmiermittel in der äußeren Kammer (38) zu trennen, wobei das von dem Stopfen bei der Bewegung zwischen seinen inneren und äußeren Stellungen verdrängte Volumen wenigstens etwa gleich dem von der weiteren Kolben­ stange bei der Bewegung in der äußeren Kammer verdrängten Volumen ist.

2. Strömungssteuervorrichtung nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß die Vor­ richtung ein Ventil mit einem Gehäuse (11) mit einer Durchgangsbohrung (12) ist, wobei in dem Gehäuse (11) ein Verschlußkörper (16) zwischen die Durchgangs­ bohrung öffnender und die Durchgangsbohrung schließen­ der Stellung hin- und herverlegbar ist.

3. Strömungssteuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung ein Ausblaspreventer ist, bestehend aus einem Gehäuse (11) mit einer Bohrung (12) und die Bohrung schneidenden Kammern (17), in den Kammern zwischen Bohrungsöffnungs- und -schließstellungen hin- und herbeweg­ lichen Stößeln (16), einer Einrichtung (G), die die Gehäusebohrung unter den geschlossenen Stößeln mit den dahinterliegenden Kammern verbindet, so daß das Strömungsmittel in der Bohrung auf die geschlossenen Stößel drückt, und einem Antrieb zur Hin- und Herbewegung der Stößel zwischen den Öffnungs- und Schließstellungen, die einen Zylinder (18) in dem Gehäuse (11) außerhalb jeder Stößelkammer (17) aufweist.

4. Strömungssteuervorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch Anschläge (57, 58) in der Öffnung (43) zur Verhinderung der Bewegung des Stopfens (56) über seine inneren und äußeren Stellungen hinaus.

5. Strömungssteuervorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (43) (bei 59) geschlitzt ist, um Schmiermittel am Stopfen (56) vorbeigelangen zu lassen, wenn sich der Stopfen in seinen inneren und äußeren Stellungen bewegt.

6. Strömungssteuervorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Einrichtung, die es Schmiermittel oder Strömungsmittel ermöglicht, am Stopfen vorbeizugelangen, wenn sich dieser in seiner inneren oder äußeren Stellung befindet.