DE565730C - Bohrlochgestaengeverbindung mit zwei Ringflaechenpaaren - Google Patents

Description

Die Erfindung^ betrifft eine Bohrlochgestängeverbindung.

Bei den bisher bekannten Bohrlochgestängeverbindungen stehen die ineinandergeschraubten Gestängeteile auf ihrer ganzen Länge miteinander in Berührung. Diese Bohrlochgestänge haben den Nachteil, daß sie infolge ihrer zu starren Kupplung bei größeren Biegungsbeanspruchungen brechen.

Bei der Bohrlochgestängeverbindung gemäß der Erfindung sind in bekannter Weise zu beiden Seiten des Kupplungsgewindes und in beträchtlichem Abstande \-on demselben Ringflächenpaare angeordnet, in denen sich die Stangenenden berühren, wobei erfindungsgemäß die zwischen den Ringflächenpaaren und dem Kupplungsgewinde liegenden Stangenteile zwischen sich und der Innenwand der Kupplungshülse einen Zwischenraum lassen.

Infolge dieses Zwischenraumes besitzt die

Gestängeverbindung eine

größere

Biegsamkeit. Durch diese Biegsamkeit, an der die Gestängeteile möglichst auf ihrer ganzen Länge teilnehmen sollen, wird erreicht, daß die bei den bekannten Bohrlochgestängen unter dem Einfluß der im Betriebe auftretenden großen Biegungsbeanspruchungen vorkommenden Brüche vermieden werden.

Vorzugsweise ist eines der beiden Ringflächenpaare konisch ausgebildet.

In der Zeichnung sind Beispiele von Ausführungen des Erfindungsgegenstandes dargestellt, und zwar zeigen:

Fig. ι eine Ansicht eines Teiles der Stange gemäß der Erfindung in der Stellung, in der sie sich während der Verwendung befindet und teilweise im Schnitt,

Fig. 2 eine ähnliche Ansicht einer anderen Ausführung des Erfindungsgegenstandes.

Die Stange gemäß der Erfindung gehört zu der Art, bei welcher die Verbindung durch einen Stift und eine Hülse gebildet wird. Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf diese Art von Stangen beschränkt, sondern kann beispielsweise auch für Stangen verwendet werden,' die in bekannter Weise an beiden Enden einen vollen Stift tragen, wobei die gegenüberliegenden Stifte zweier benachbarter Stangenabschnitte in geeigneter Weise miteinander verbunden werden.

Die Stange nach Fig. 1 besteht aus gleichartigen, unmittelbar gekuppelten Stangenabschnitten, von denen jeder einen Hauptstangenteil 10 von kreisförmigem Querschnitt besitzt, an seinem oberen Teil in einer Hülse 11 endet und an seinem unteren Teil in einem von dem Hauptstangenteil durch einen Flansch 12 getrennten Stift ausläuft.

Der obere Teil des Stiftes ist nicht konisch und besteht aus einem glatten Teil 9 von größerer Länge und zylindrischem Quer-

schnitt und einem das Außengewinde 13 tragenden Teil. Das Gewinde kann von beliebiger Art sein. Die untere Fläche des Flansches 12 ist konisch und verjüngt sich nach dem Stiftende der Stange zu und bildet eine Reibungsfläche 14, die von dem Gewinde durch den glatten zylindrischen Stangenteil 9 getrennt ist.

Der Stift erstreckt sich um ein längeres Stück nach unten, gerechnet von dem unteren Ende seines Gewindes. Er ist in diesem Teil glatt und berührt die Hülse nur an einer Stelle, die von dem Gewinde 13 in größerer Entfernung liegt. Der glatte Teil des Stiftes besteht vorzugsweise aus einem verhältnismäßig langen, allmählich zum Ende sich verjüngenden Teil 15, der die Hülse nicht berührt, und einem zylindrischen unteren Endteil 16, der die Hülse an seinem Umfange nur berührt. Diese Konstruktion bringt, abgesehen von den nachfolgend angeführten Vorteilen und Funktionen, eine Gröfienverminderung in radialer Richtung und an Gewicht und vermeidet gleichzeitig plötzliche Ouerschnittsänderungen und lange Profile in dem Stift und dem eingepaßten Teil der Hülse. Die Hülse 11 besitzt an ihrer Mündung eine nach innen sich verengende konische Reibungsfläche 17, an die sich unmittelbar eine glatte Bohrung 8 von solcher Länge und solchem Durchmesser anschließt, daß sie den Stiftteil 9, ohne diesen zu berühren, aufnehmen kann. Der Bohrungsteil unmittelbar unter der Bohrung 8 ist im Durchmesser etwas kleiner, zylindrisch und besitzt ein Innengewinde 18, das dem Stiftgewinde 13 entspricht. Das Gewinde 13 wird von dem Gewinde 18 vollständig aufgenommen. Der verbleibende Teil der Hülsenbohrung ist glatt und besteht aus einem nach unten sich verjüngenden Teil 19, vorzugsweise von gleicher Neigung wie der konische Teil 15 des Stangenstiftes, jedoch größer im Durchmesser, so daß er diesen Stiftteil nicht berührt, und aus ♦5 einem zylindrischen unteren Bohrungsteil 20 von gleichem Durchmesser wie der Stiftteil 16, in den dieser Teil 16 hineinragt. Die Hülsenbohrung endet in einem vorzugsweise vertieften oder konischen Boden 21, durch dessen Form die Konzentration von Bruchbeanspruchungen an dieser Stelle vermieden ist. Diese Bohrung hat eine solche Länge, daß das untere Ende des Stangenstiftes den Boden nicht berührt, wenn die Reibungsflächen 14 und 17 durch das Einschrauben des Stiftes in die Hülse fest gegeneinander gepreßt sind. Die Flächen 14 und 17 können genügend steil zur Stangenachse abgeschrägt sein, um wirksam das Maß des Einschraubens der Stange zu begrenzen, und bieten dennoch eine kräftige Reibungsverbindung miteinander, wenn die Kupplung hergestellt ist.

Kurz über dem Flansch 12 und kurz unterhalb des Hülsenbodens des Stangenabschnittes befindet sich je ein kantiger, Schlüssel aufnehmender Teil 22 bzw. 23. Die Hülse ist außen unterhalb des Gewindeteiles im Durchmesser allmählich verringert.

Die konische Reibungsfläche 14 erstreckt sich außerhalb des zylindrischen Umfanges des Flansches 12, so daß sie in den entsprechenden konischen Mündungsteil 17 der Hülse durch Einschrauben des Gewindes 13 in das Gewinde 18 gezogen werden kann, bis die beiden konischen Flächen dicht aneinander liegen. Die Keilwirkung dieser Teile veranlaßt auch, die Oberseite der Rippen des Gewindes 13 dicht gegen die Unterseite der Rippen des Gewindes 18 zu pressen. Die beiden benachbarten Stangenabschnitte werden daher gegen ungewolltes Lösen durch einen großen Reibungswiderstand gegen gegenseitige Verdrehung des Gewindes nach der vollständigen Kupplung gehalten. Die dichte Reibungspassung zwischen den Teilen ιό und 20 unterstützt diesen das Lösen verhindernden Reibungswiderstand.

Ein weiteres wichtiges Merkmal der Stangenkupplung gemäß der Erfindung besteht go darin, daß die dicht aufeinander passenden konischen Teile 14 und 17 und zylindrischen Teile 16 und 20 zu beiden Seiten der Schraubenverbindung 13 und 18 angeordnet sind, wobei jedes Paar dieser Verbindungsteile in fester Berührung um die Stangenachse und die Achse der aneinandergeschraubten Gewinde steht, und zwar an Punkten, die um eine beträchtliche Entfernung von den gegenüberliegenden Enden der Fläche der Schraubengewindeverbindung liegen, so daß Ouer- und Biegekräfte davon aufgenommen und auf die Hauptteile der Stangenabschnitte übertragen werden, wodurch sie weitgehend verteilt und von diesem Stangenteil aufgenommen werden, anstatt," wie bisher, größtenteils in den Gewindeteilen der Stangenabschnitte konzentriert zu sein.

Die zwei am häufigsten vorkommenden Anlässe von Störungen bei den bisher verwendeten Stangentypen, nämlich ungewolltes Lösen und Stiftbruch der Stange in den Gewindeteilen der Verbindung, werden durch den Erfindungsgegenstand vermieden. Durch Vorsehung eines Stützpunktes für das Stiftende der Stange in der Hülse oder einer dichten Anlage in der Hülse an einem Punkt, der verhältnismäßig weit von der Gewindeverbindung entfernt ist, und durch außer Berührunghalten des Stiftes mit der Hülse zwisehen diesen Punkten sowie durch eine teleskopartige Berührung zwischen der Hül-

senmündung und dem Stangenabschnitt, dessen Stift in die Hülse an dem oberen Ende des Stiftes entfernt von dem Stiftgewinde eingepaßt ist, ist ein seitliches Bewegen zwisehen den Gewinden vermieden, wodurch die Gewinde- und Stiftbrüche verhindert sind. Diese seitliche Bewegung der Stangenabschnitte, durch die Bruchbeanspruchungen an dem Stift und der Hülse unter Ouerschwingungen und Biegungskräften auftreten, ist auch zwischen den Teilen 14 und 17 verhindert. Dadurch werden ernste und lange Zeit bestehende Nachteile der bisher verwendeten Stangentypen beseitigt. Die Ausführung nach der Fig. 2 hat die gleichen Vorteile wie die eben beschriebene Ausführung und noch weitere Vorteile. Diese Stange besitzt ebenfalls gleichartige Stangenabschnitte, von denen jeder einen zylindrisehen Hauptteil 24. zwei Schlüssel aufnehmende Vielkantteile 25 und 26, eine Hülse 27 am oberen Ende und einen Stift am unteren Ende besitzt, der von dem Stangenhauptteil durch einen festen zylindrischen Flansch 28 getrennt ist.

Der Stangenstift hat einen zylindrischen, mit Außengewinde 29 versehenen und von dem Flansch 28 durch einen glatten zylindrischen Teil 30 von gewisser Länge und kleinerem Durchmesser als der Flansch getrennten Teil. Unterhalb des Gewindeteiles besitzt der Stift eine glatte Verlängerung von bestimmter Länge, bestehend aus einem zylindrischen Teil 31 und einem dem Ende zu sich verjüngenden Teil 32.

Die Hülsenbohrung weist einen mittleren, mit Gewinde 33 versehenen Teil auf, dessen Gewinde dem des Stiftes entspricht, wobei das Stiftgewinde in der gekuppelten Stellung der Stangenabschnitte von dem Hülsengewinde vollkommen aufgenommen wird. Oberhalb und unterhalb des Gewindes 33 besitzt die Hülsenbohrung zylindrische glatte Teile 34 und 35 mit solchen Durchmessern, daß sie die Stiftteile 30 und 31 entsprechend, ohne sie zu berühren, aufnehmen können. Unterhalb des Bohrungsteiles 35 ist die Hülsenbohrung, nach unten sich verjüngend, zu dem Bohrungsteil 36 ausgebildet, dessen Steigung die gleiche ist wie die des Stiftteiles 32 und eine solche Länge besitzt, daß das untere Ende dieses Stiftteiles nicht auf dem Boden $7 aufsitzt, wenn die Stangenabschnitte vollständig gekuppelt sind.

Der Stiftteil 32 kann also ohne weiteres fest in den Teil 36 durch Zusammenschrauben der Gewinde 29 und 33 eingedrückt werden. Die aufeinandergepreßten konischen Flächen dieser Teile drücken die Oberseite der Rippe des Gewindes 29 dicht gegen die Unterseite der Rippe des Gewindes 33, wodurch die Stangenabschnitte gegen ungewolltes Lösen sicher festgehalten werden.

Der Innendurchmesser des Stangenteiles 34 hat dieselbe Größe wie der Außendurchmesser des Flansches 28. Die Hülse ist so lang, daß der Flansch 28 in dem oberen Bohrungsteil 34 der Hülse sich befindet, wenn die Teile gekuppelt sind. Die Berührungsflächen 28 und 34 sowie 32 und 36 verhindern das Brechen der Stange und verlegen die Biegebeanspruchungen in die Hauptstangenteile der Stangenabschnitte, wie im Falle der Flaschen 14 und 17 sowie 16 und 20 der Ausführung nach Fig. 1. Es ist daher ersichtlich, daß bei der Ausführung nach Fig. 2 ebenfalls beide Berührungsstellen an den gegenüberliegenden Seiten der Schraubenverbindung im beträchtlichen Abstande vom Gewinde sich befinden und der Stift und die Hülse sich zwischen den drei genannten Berührungspunkten nicht berühren. Dieses Konstruktionsmerkmal der neuen Stange ist von großem Vorteil, da es die Gewinde und den Stift vor den Querschwingungen und Biegebeanspruchungen, denen die Stange im Betriebe ausgesetzt ist, wirksam schützt.

Bei der Konstruktion nach Fig. 2 wird der Stangenstift beim Anziehen der Stangenabschnitte nicht unter Zugspannung, wie bei der Ausbildung nach Fig. 1, gebracht. Dies ist von Vorteil, da die ganze Stärke des Stiftes auf diese Weise dazu verwendet wird, der Belastung zu widerstehen, der er durch das Gewicht der darunter befindlichen Stangenabschnitte ausgesetzt ist. Dies ist sehr wichtig, da der Sicherheitsfaktor bei Pumpenstangen mit Bezug auf die Fähigkeit, die Belastung der sehr langen und schweren Stangen bei Verwendung für tiefe Bohrlöcher aufzunehmen, notwendigerweise sehr klein ist.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   ι . Bohrlochgestängeverbindung mit zwei in beträchtlichem Abstande von dem Kupplungsgewinde und zu beiden Seiten desselben befindlichen Ringflächenpaaren, in denen sich die Stangenenden berühren, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den Ringflächenpaaren und dem Kupp-. lungsgewinde liegenden Stangenteile zwischen sich und der Innenwand der Kupplungshülse einen Zwischenraum lassen.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eines der beiden Ringflächenpaare konisch ausgebildet ist.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen