DE69411383T2

DE69411383T2 - Hydraulischer bohrlochschlagschieber mit wartezeitreduzierung

Info

Publication number: DE69411383T2
Application number: DE69411383T
Authority: DE
Inventors: Robert W. Conroe Tx 77303 Evans
Original assignee: Dailey International Inc
Current assignee: Weatherford Lamb Inc
Priority date: 1993-04-29
Filing date: 1994-01-05
Publication date: 1999-04-01
Anticipated expiration: 2014-01-06
Also published as: NO954305D0; AU677631B2; NO308553B1; ATE167915T1; EP0695391A1; NZ261252A; WO1994025724A3; US5318139A; CA2161331A1; NO954305L; CA2161331C; EP0695391B1; ES2117991T3; JPH09503258A; BR9406671A; WO1994025724A2; DE69411383D1; AU5992394A

Description

Diese Erfindung betrifft im allgemeinen hydraulische Schlagschieber gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 4, sowie einen Kolben gemäß dem Obergriff des Anspruchs 7, zur Verwendung bei einer Bohrausrüstung, und insbesondere einen verbesserten Betätigungsmechanismus, bei dem die erforderliche Zeit zum Auslösen des Schlagschiebers am Anfangsabschnitt der Wartezeit-Überziehkraft-Kurve, an dem die Wartezeit normalerweise am größten ist, reduziert ist.
Bohrlochschlagschieber sind auf dem Gebiet der Bohrausrüstung seit langem bekannt. Ein Bohrlochschlagschieber ist ein Werkzeug, das eingesetzt wird, wenn entweder eine Bohr- oder eine Produktionsausrüstung zu einem solchen Grad steckengeblieben ist, daß sie nicht leicht aus dem Bohrloch gelöst werden kann. Der Bohrlochschlagschieber ist normalerweise in dem Bohrgestänge in dem Bereich des steckengebliebenenen Gegenstandes plaziert und ermöglicht einer Bedienperson, an der Oberfläche eine Reihe von Stoßschlägen auf das Bohrgestänge mittels einer Manipulation des Bohrgestänges auszugeben. Es wird erwartet, daß dieses Stoßschlagen auf das Bohrgestänge den steckengebliebenen Gegenstand löst und einen fortgesetzten Betrieb ermöglicht.
Bohrlochschlagschieber weisen ein Gleitgelenk auf, das eine relative axiale Bewegung zwischen einem inneren Dorn und einem äußeren Gehäuse ermöglicht, ohne eine rotatorische Bewegung zuzulassen. Der Dorn weist typischerweise einen daran ausgebildeten Hammer auf, während das Gehäuse einen Amboß einschließt, der dem Dornhammer angrenzend positioniert ist. Durch Zusammengleiten des Hammers und des Ambosses bei hoher Ge schwindigkeit übertragen sie somit einen sehr beträchtlichen Schlag auf das steckengebliebene Bohrgestänge, was oft ausreicht, um das Bohrgestänge freizurütteln. Eine hohe Geschwindigkeit wird durch Vorsehen einer mit Fluid gefüllten Kammer erreicht, die einer relativen Bewegung zwischen dem inneren Dorn und dem äußeren Gehäuse während einer vorgewählten Zeitdauer widersteht. Im Anschluß daran wird der Widerstand schnell und beträchtlich verringert, und der innere Dorn sowie das äußere Gehäuse sind frei, um sich sehr schnell relativ zueinander zu bewegen. Typischerweise wird die Fluidkammer durch eine Anfangsbewegung zwischen dem inneren Dorn und dem äußeren Gehäuse unter Druck gesetzt. Sobald der Druck der Kammer ausreichend hoch wird, würde die Bewegung aufhören, doch wegen einer Dosieröffnung, die Fluid mit einem relativ geringen Tempo abläßt, bis der Schlagschieber ausgelöst wird, wird der Druck schnell reduziert.
Zum Beispiel wurde das U.S.-Patent Nr. 5, 086,853 am 11. Februar 1992 für Robert W. Evans erteilt, entsprechend dem Oberbegriff der Ansprüche 1, 4 und 7 und beschreibt einen doppelt wirkenden Bohrlochschlagschieber, der eine Fluidkammer und einen Dosieröffnung enthält. Dieser Bohrlochschlagschieber weist weiterhin einen Dorn, ein Gehäuse, das ausziehbar um den Dorn positioniert ist, und einen ersten und zweiten Kolben auf, die axial zwischen dem Dorn und dem Gehäuse positioniert und in Längsrichtung voneinander beabstandet sind, welche die im wesentlichen dichte Kammer dazwischen ausbilden, wobei der erste Kolben mit wenigstens einem Durchlaß versehen ist. Der Durchlaß ermöglicht eine kleine Leckströmung hydraulischer Flüssigkeit hierdurch, so daß ein Entlüftungsvorgang in dem Bohrlochschlagschieber erfolgen kann. Der zweite Kolben ist dem ersten Kolben im wesentlichen gleich. Jedoch ist, da der erste Kolben ausgebildet ist, um eine ausreichende Leckströmung zu liefern, der zweite gegen eine nach außen gerichtete Strömung von der Kammer mittels eines herkömmlichen Einwege-Rückschlagventils abgedichtet.
U.S.-Patent Nr. 4,550,789 beschreibt ein hydraulisches Schlagschieberwerkzeug, das aufweist:
Ein äußeres zylindrisches Glied; ein inneres zylindrisches Glied, das darin in räumlicher Beziehung angeordnet ist und eine geschlossene Kammer dazwischen begrenzt, die ein Betriebsfluid enthält; Hülsenschiebermittel, welche die Kammer in eine obere Kammer und eine untere Kammer teilen, wobei die Mittel axial durch eines der Glieder angetrieben werden und mit dem anderen in gleitender, dichtender Berührung sind, wodurch eine relative axiale Bewegung des Gliedes das Volumen jeweils der oberen und unteren Kammer verändert; einen ersten Durchflußkanal in dem Hülsenschiebermittel für eine fluidische Verbindung zwischen der oberen und unteren Kammer; einen zweiten Durchflußkanal in dem Hülsenschiebermittel für eine Fluidverbindung zwischen der oberen und unteren Kammer, während der relativen axialen Bewegung, wobei der zweite Durchflußkanal ein normalerweise offenes Ventilmittel enthält, das auf eine vorbestimmte Fluidgeschwindigkeit hierdurch zum Schliessen des zweiten Durchflußkanals reagiert, und worin die gleitende, dichtende Berührung zwischen dem Hülsenschieber und den anderen Gliedern bei einer vorbestimmten axialen Postion des Hülsenschiebers geöffnet wird, um eine relativ freie Strömung zwischen der oberen und unteren Kammer zu erlauben, wenn die Glieder in einer relativ axialen Richtung bewegt werden, und wobei die Strömungsgeschwindigkeit durch den zweiten Durchflußkanal von der Rate der relativen Bewegung der Glieder zu der vorbestimmten axialen Position abhängt, wodurch eine solche Rate der relativ axialen Bewegung den Zustand des normalerweise offenen Ventilmittels bestimmt. Ferner wird ein Strömungsbegrenzungsmittel in dem ersten Durchflußkanal beschrieben, das eine dosierte Strömung während der relativ axialen Bewegung ermöglicht. Dieses Strömungsdosierungsmittel ist ein temperaturausgleichendes Ventil, um eine im allgemeinen konstante dosierte Fluid-Fließgeschwindigkeit durch die beiden Durchflußkanäle von der oberen Kammer zu der unteren Kammer aufrecht zu erhalten.
Die Beziehung zwischen der aufgebrachten Kraft und der Zeit, um den Schlagschieber unter Bezugnahme auf die U.S Patente Nr. 5,086,853 und 4,550,789 auszulösen, ist beispielhaft in Fig. 1 dargestellt.
Dies bedeutet, daß, je größer die aufgebrachte Kraft ist, desto kleiner wird die Zeitdauer. Wenn jedoch nur eine sehr kleine Kraft aufgebracht werden kann, wird die Zeit unerwünscht lang. Dies kann in wenigstens zwei Situationen problematisch sein.
Zunächst ist es, wenn der Schlagschieber in ein Bohraggregat außerhalb des zu bohrenden Bohrloches montiert wird, üblich, daß der Schlagschieber in seine eingefahrene/ausgefahrene Ausrichtung unter Anwendung einer nur sehr kleinen aufgebrachten Kraft manipuliert wird. Diese kleine Kraft wird natürlich eine verlängerte Zeitdauer zum Einfahren/Ausfahren des Schlagschiebers benötigen. Zum Beispiel würden, falls die aufgebrachte Kraft nur etwa 4.536 kg (10,000 lbs) beträgt, mehr als fünf Minuten erforderlich sein, um die Aufgabe zu erfüllen.
Zweitens ist es, wenn das Bohrgestänge mit dem darin montierten Schlagschieber in das Bohrloch herabgesenkt wird, üblich, daß das Gewicht des Bohrgestänges unterhalb des Schlagschiebers eine ausreichende Kraft auf den Schlagschieber aufbringt, so daß der Schlagschieber zu dem Zeitpunkt, zu dem das Bohrstück den Grund des Bohrloches erreicht, vollständig ausgefahren ist. Um den Schlagschieber vor dem Bohren einzufahren, wird eine Kraft auf den Schlagschieber aufgebracht, indem wenigsten einem Abschnitt des Gewichts des Bohrgestänges ermöglicht wird, darauf aufzusitzen. Falls eine große Kraft ein wenig länger als die Auslösezeit des Schlagschiebers aufgebracht wird, wird der Schlagschieber heftig in Gang gesetzt werden, wodurch die Bohrspitze in den Grund des Bohrloches getrieben wird und wobei die Bohrspitze möglicherweise beschädigt wird. Auf der anderen Seite ist, falls nur eine kleine Kraft aufgebracht wird, um die Möglichkeit einer Beschädigung der Bohrspitze zu vermeiden, die zum Einfahren des Schlagschiebers erforderliche Zeit außergewöhnlich lang.
Die vorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, eines oder mehrere der oben genannten Probleme zu überwinden oder zu minimieren.
In einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Bohrlochschlagschieber mit Wartezeitreduzierung geschaffen. Der Schlagschieber weist einen Dorn auf, ein Gehäuse, das ausziehbar um den Dorn positioniert ist, und einen ersten und zweiten Kolben, die axial zwischen dem Dorn und dem Gehäuse positioniert und in Längsrichtung voneinander beabstandet sind, um eine im wesentlichen dichte Kammer dazwischen auszubilden. Der erste Kolben weist einen ersten und zweiten, im wesentlichen parallelen Durchflußkanal auf, der darin ausgebildet ist und sich dort hindurch in Längsrichtung erstreckt. Ein Ventil ist hydraulisch an den zweiten Durchflußkanal angeschlossen. Das Ventil ist zwischen ersten und zweiten Betriebsstellungen translatorisch bewegbar, wobei ein Fluid durch den zweiten Durchflußkanal in der ersten Betriebsstellung fließt und eine Fluidströmung durch den zweiten Durchflußkanal in der zweiten Betriebsstellung eingeschränkt ist. Ein Druckbegrenzungsventil ist für ein Vorspannen des Ventils zwischen seiner ersten und zweiten Betriebsstellung als Reaktion auf den einen vorbestimmten Wert übersteigenden Druck in der dichten Kammer vorgesehen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Kolben zur Verwendung beim Ausbilden einer Abdichtung in einer im wesentlichen dichten Kammer eines hydraulischen Werkzeuges geschaffen. Der Kolben weist einen erste und zweiten, im wesentlichen parallelen Durchflußkanal auf, die darin ausgebildet sind und sich in Längsrichtung dort hindurch erstrecken. Ein Ventil ist hydraulisch an den zweiten Durchflußkanal angeschlossen. Das Ventil ist zwischen einer ersten und zweiten Betriebsstellung translatorisch bewegbar, wobei ein Fluid durch den zweiten Durchflußkanal in der ersten Betriebsstellung fließt, und eine Fluidströmung durch den zweiten Durchflußkanal in der zweiten Betriebsstellung eingeschränkt ist. Ein Druckbegrenzungsventil ist zum Vorspannen des Ventils zwischen seiner ersten und zweiten Betriebsstellung als Reaktion auf den einen vorgewählten Wert übersteigenden Druck in der dichten Kammer vorgesehen.
Weitere Gegenstände und Vorteile der Erfindung werden bei Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung und unter Bezugnahme auf die Zeichnungen deutlich werden, in denen:
Fig. 1 eine graphische Darstellung der Wartezeit als Funktion der aufgebrachten Kraft in einem repräsentativen Bohrlochschlagschieber des Standes der Technik ist;
Fig. 2 eine graphische Darstellung der Wartezeit als Funktion der aufgebrachten Kraft in einem Bohrlochschlagschieber darstellt, der entsprechend der vorliegenden Erfindung konstruiert ist;
Fig. 3A-3C aufeinanderfolgende Abschnitte, in einem Viertel-Schnitt, eines doppelt wirkenden hydraulischen Bohrlochschlagschiebers in seiner neutralen Betriebsstellung darstellen; und
Fig. 4 eine Querschnitt-Seitenansicht eines ringförmigen Druckkolbens des doppelt wirkenden hydraulischen Bohrlochschlagschiebers der Fig. 3 darstellt.
Während die Erfindung verschiedenen Modifikationen und alternativen Formen zugänglich ist, sind spezifische Ausführungsformen derselben im Wege eines Beispiels in den Zeichnungen gezeigt und werden hier im Detail beschrieben werden. Es sollte jedoch klar sein, daß mit dieser Beschreibung nicht beabsichtigt ist, die Erfindung auf besondere, hierin offenbarte Formen zu begrenzen, sondern im Gegenteil soll die Erfindung alle Modifikationen, Äquivalente und Alternativen abdecken, die unter das Konzept und in den Schutzbereich der Erfindung fallen, wie er durch die beigefügten Ansprüche definiert ist.
Nunmehr wird Bezug nehmend auf die Zeichnungen und insbesondere einschließlich der Fig. 3A-3C, ein doppelt wirkender hydraulischer Mechanismus oder Schlagschieber 1 gezeigt, der von beträchtlicher Länge ist, was erfordert, daß er in drei in Längsrichtung geteilten dargestellten Viertel- Querschnittansichten gezeigt wird, siehe Fig. 3A, 3B und 3C. Jede dieser Ansichten ist im Längsschnitt gezeigt, der sich von der Mittellinie (dargestellt durch eine Strichlinie) des Schlagschiebers 1 zu dessen äußeren Umfang erstreckt. Der Bohrlochschlagschieber 1 weist im allgemeinen einen inneren, röhrenförmigen Dorn 2 auf, der innerhalb eines äußeren röhrenförmigen Gehäuses 3 ausziehbar gelagert ist. Der Dorn und das Gehäuse 3 bestehen jeweils aus einer Anzahl von röhrenförmigen Segmenten, die vorzugsweise mittels mit Gewinden versehener Verbindungsglieder zusammen verbunden sind.
Der Dorn 2 besteht aus einem oberen röhrenförmigen Abschnitt 4, der einen inneren, longitudinalen Kanal 5 aufweist, der sich hierdurch erstreckt. Das obere Ende des oberen röhrenförmigen Abschnittes 4 ist vergrößert, wie bei 5a angezeigt, und ist bei 6 mit einem Innengewinde für eine Verbindung an ein herkömmliches Bohrgestänge oder dergleichen (nicht gezeigt) versehen. Das untere Ende des oberen, röhrenförmigen Abschnittes 4 ist mit einer Stirnsenkung versehen, die an einer inneren Schulter 7 endet und die, wie bei 8 angezeigt, mit einem Innengewinde versehen ist. Ein Zwischenabschnitt des Dornes 2 besteht aus einem röhrenförmigen Abschnitt 9, dessen oberes Ende mit einem Gewinde, wie bei 10 angezeigt, für eine Verbindung innerhalb des mit einem Gewinde versehenen Abschnittes 8 des oberen, röhrenförmigen Abschnittes 4 mit dem oberen Endabschnitt, der gegen die Schulter 7 anliegt, versehen ist. Das untere Ende des röhrenförmigen Abschnittes 9 ist mit einem Außengewinde versehen, wie bei 11 angezeigt, und ist mit einer inneren Bohrung oder einem Kanal 12 versehen, der eine Fortsetzung des Kanals 5 in dem oberen röhrenförmigen Abschnitt 4 ist. Das untere Ende des Dornes 2 besteht aus einem röhrenförmigen Abschnitt 13, der mit einer Stirnsenkung versehen ist, die in einer Schulter 14 endet, und der mit einem Innengewinde versehen ist, wie bei 15 angezeigt. Der röhrenförmige Abschnitt 13 ist mittels Verschraubung an das untere Ende des röhrenförmigen Abschnittes 9 montiert, wobei das untere Ende desselben gegen die Schulter 14 anliegt.
Der untere Endabschnitt des röhrenförmigen Abschnittes 13 ist mit einem Gewinde versehen, wie bei 16 angezeigt. Ein Hülsenglied 17 mit einem Innengewinde 18 ist mittels Verschraubung an das untere Ende des röhrenförmigen Abschnittes 13 befestigt. Der röhrenförmige Abschnitt 13 ist mit einem inneren, longitudinalen Kanal 19 versehen, der eine Verlängerung der Durchgänge 5, 12 ist und sich durch eine zentrale Öffnung 20 des Hülsengliedes 17 öffnet. Die drei Abschnitte 4,9, 13 des Dornes 2 sind mittels Verschraubung in dem einteiligen röhrenförmigen Dorn 2 montiert, wie gezeigt, der innerhalb des röhrenförmigen Gehäuses 3 in Längsrichtung bewegbar ist.
Das röhrenförmige Gehäuse 3 ist zum Zwecke einer Montage in verschiedene Abschnitte ausgebildet, ein wenig ähnlich dem Dorn 2. Das obere Ende des röhrenförmigen Gehäuses 3 besteht aus einem röhrenförmigen Glied 21, das eine glatte innere Bohrung 22 aufweist, die mittels eines herkömmlichen Lagers 22a an seinem oberen Ende ausgebildet ist, bei dem die äußere Oberfläche des röhrenförmigen Abschnittes 4 des oberen Dornes für eine longitudinale, gleitende Bewegung positioniert ist. Der untere Endabschnitt des röhrenförmigen Gehäusegliedes 21 weist einen Abschnitt verringerten Durchmessers auf, der eine ringförmige Schulter 23 ausbildet und einen äußeren Gewindeabschnitt 24 aufweist.
Das röhrenförmige Gehäuse 3 ist mit einem röhrenförmigen Zwischenglied 25 versehen, das an seinem oberen Ende, wie bei 26 angezeigt, mit einem Innengewinde versehen ist für eine Verbindung des Gewindeabschnittes 24 des röhrenförmigen Gliedes 21 mittels Verschraubung. Das obere Ende des röhrenförmigen Zwischengliedes 25 liegt gegen die Schulter 23 an, wenn die Verbindung mittels Verschraubung fest angezogen ist. Der untere Endabschnitt des röhrenförmigen Gliedes 25 weist einen Abschnitt verringerten Durchmessers auf, der eine Schulter 27 ausbildet, und ist mit einem Außengewinde versehen, wie bei 28 angezeigt.
Der untere Abschnitt des röhrenförmigen Gehäuses 3 besteht aus einem röhrenförmigen Glied 29, das an seinem oberen Ende mit einem Innengewinde, wie bei 30 angezeigt, für eine Verbindung mit dem Gewindeabschnitt 28 des röhrenförmigen Zwischengliedes 25 versehen ist. Das obere Ende des unteren röhrenförmigen Gliedes 29 liegt gegen die Schulter 27 an, wenn die Gewindeverbindung fest angezogen ist. Das untere Ende des röhrenförmigen Gliedes 29 ist mit einem Innengewinde versehen, wie bei 31 angezeigt.
Ein röhrenförmiges Glied 29a ist mittels Verschraubung an seinem oberen Ende an dem Gewindeabschnitt 31a des röhrenförmigen Gliedes 29 gegen die Schulter 27a anliegend verbunden. Das untere Ende des röhrenförmigen Gliedes 29a schließt einen Gewindeabschnitt 31a ein, der mit einem röhrenförmigen Verbindungsglied 32 in Eingriff bringbar ist. Das röhrenförmige Verbindungsglied 32 ist an seinem oberen Ende mit einem Außengewinde versehen, wie bei 33 angezeigt, und weist eine Schulter 34 auf, gegen die das untere Ende des röhrenförmigen Gliedes 29a anliegt, wenn die Gewindeverbindung 31a, 33 fest angezogen ist. Das röhrenförmige Verbindungsglied 32 weist einen inneren longitudinalen Kanal 35 auf, der eine Fortsetzung der Durchgänge 5, 12, 19 durch den Dorn 2 ist. Das untere Ende des röhrenförmigen Verbindungsliedes 32 hat einen verringerten Durchmesser und ist mit einer mit einem Außengewinde versehenen Oberfläche 32a zur Verbindung in den unteren Abschnitt eines Bohrgestänges oder für eine Verbindung an eine Lasche oder dergleichen (nicht gezeigt) versehen, wenn die Vorrichtung als Laschen-Schlagschieber verwendet wird.
Wie bereits erwähnt, sind der Dorn 2 und das Gehäuse 3 in Abschnitten zum Zweck des Zusammenbaus ausgebildet. Der Dorn 2 ist für eine gleitende Bewegung innerhalb des Gehäuses 3 angeordnet. Der Bohrlochschlagschieber 1 ist mit einem geeigneten Betriebsfluid, z.B. Hydraulikfluid, gefüllt und es ist daher notwendig, Dichtungen gegen eine Leckage von mit Gewinden versehenen Verbindungen vorzusehen, die an verschiedenen Abschnitten des Dornes 2 und des Gehäuses 3 ausgebildet sind, und von den Punkten der gleitenden Verbindung zwischen dem Dorn 2 und dem Gehäuse 3.
Wie zuvor erwähnt, weist die äußere Oberfläche des oberen Dornabschnittes 4 einen Gleitsitz in der Bohrung 22 des oberen röhrenförmigen Gliedes 21 des Gehäuses 3 auf. Das röhrenförmige Glied 21 ist mit wenigstens einer einzelnen inneren röhrenförmigen Aussparung 38 versehen, in der wenigstens eine Abdichtung 39 positioniert ist, welche die Gleitverbindung gegen Leckage des Hydraulikfluids abdichtet. Ebenso ist die Gewindeverbindung zwischen den röhrenförmigen Gehäusegliedern 21, 25 gegen Leckage mittels eines O-Rings 40 oder dergleichen abgedichtet, der in einer äußeren Umfangsnut 41 in dem unteren Ende des röhrenförmigen Gehäusegliedes 21 positioniert ist. Die Gewindeverbindung zwischen den röhrenförmigen Gehäusegliedern 25, 29 ist ähnlich gegen eine Fluidleckage mittels eines O-Ringes abgedichtet, der in einer Umfangsnut 43 in dem unteren Endabschnitt des röhrenförmigen Gehäusegliedes 25 positioniert ist. Ebenso ist die Gewindeverbindung zwischen den röhrenförmigen Gehäusegliedern 29, 29a gegen eine Fluidleckage mittels eines O-Ringes 42a abgedichtet, der in einer Umfangsnut 43a in dem unteren Endabschnitt des röhrenförmigen Gehäusegliedes 29a positioniert ist.
Schließlich ist die Gewindeverbindung zwischen dem unteren Ende des röhrenförmigen Gehäusegliedes 29 und dem röhrenförmigen Verbindungsglied 32 ähnlich gegen Leckage eines Fluids mittels O-Ring 46 abgedichtet, der in einer Umfangsnut 45 in dem oberen Ende des röhrenförmigen Verbindungsgliedes 32 positioniert ist. Ähnliche Abdichtungen sind vorgesehen, um eine Leckage durch die Gewindeverbindungen zu verhindern, die verschiedene Abschnitte des Dornes 2 verbinden.
Der Raum zwischen der inneren Bohrung der verschiedenen Komponenten des Gehäuses 3 und der äußeren Oberfläche des Dornes 2 bildet eine geschlossene Kammer und Durchgänge für die Strömung eines Hydraulikfluids (oder anderen geeigneten Betriebsfluids) durch den Bohrlochschlagschieber 1.
An dem oberen Ende des röhrenförmigen Gehäusegliedes 21 bildet der Raum zwischen einer inneren Bohrung 50 desselben und einer äußeren Oberfläche des röhrenförmigen Dornabschnittes 4 eine Kammer 52. Das obere Ende der Kammer 52 ist mit einer mit einem Gewinde versehenen Öffnung 53 versehen, in die ein mit einem Gewinde versehenes Stopfenglied 54 befestigt ist. Die mit einem Gewinde versehene Öffnung 53 dient für eine Einleiung eines Hydraulikfluids (oder eines anderen geeigneten Betriebsfluids).
Die äußere Oberfläche des röhrenförmigen Dornabschnittes 4 weist einen leicht verringerten Durchmesser an dem unteren Endabschnitt 55 desselben auf, und ist mit einer Anzahl von sich in Längsrichtung erstreckenden Nuten 56 versehen, die Rückstege dazwischen ausbilden. Der untere Endabschnitt des röhrenförmigen Gehäusegliedes 21 ist mit einer inneren Bohrung 57 versehen, die eine Anzahl von sich in Längsrichtung erstreckenden Nuten 59 darin aufweist und die in Umfangsrichtung beabstandet sind, um eine Anzahl von Rückenstegen dazwischen zu definieren, um mit den Rückenstegen und Nuten 56 in dem oberen röhrenförmigen Dornabschnitt 4 zusammenzuwirken. Die Nuten 56, 59 in dem röhrenförmigen Gehäuseglied 21 und in dem röhrenförmigen Dornabschnitt 4 sind von größerer Tiefe als die Höhe der gegenüberliegenden Rückenstege, die in diesen Nuten 56, 59 positioniert sind. Infolge dessen werden longitudinale Durchgänge entlang der jeweiligen Nuten 56, 59 in dem Dornabschnitt 4 und dem Gehäuseglied 21 geschaffen. Die durch den Abstand zwischen den Rückenstegen und Nuten 56, 59 ausgebildeten Durchgänge erlauben dem Hydraulikfluid, zwischen der Kammer 52 und den unteren Abschnitten des Bohrlochschlagschiebers 1 zu strömen, wie im folgenden beschrieben werden wird.
Zusätzlich schafft die Anordnung sich in Längsrichtung erstreckender Rückenstege und Nuten 56, 59 in dem röhrenförmigen Gehäuseglied 21 und auf dem röhrenförmigen Dornabschnitt 4 eine Führung für eine longitudinale Bewegung des Dornes 2 in dem Gehäuse 3, ohne eine Drehbewegung zwischen ihnen zu ermöglichen.
Der Abstand zwischen dem röhrenförmigen Gehäuseglied 25 und den Dornabschnitten 4, 9 ist derart, daß eine Hydraulikkammer 23 von beträchtlich vergrößerter Größe relativ zu der Hydraulikkammer 52 vorgesehen ist. Innerhalb dieser vergrößerten Kammer 63 sind die Schlagschiebervorrichtung und insbesondere der Hammer und Amboß angeordnet. Das untere Ende des röhrenförmigen Gehäusegliedes 21 schafft eine obere Amboßoberfläche 64, die verwendet wird, wenn der Bohrlochschlagschieber 1 in einer aufwärts gerichteten Richtung betätigt wird. Eine innere Oberfläche 65 des röhrenförmigen Gehäusegliedes 25 bildet eine Stirnsenkung, die eine innere Umfangsschulter an dem unteren Ende der Hydraulikkammer 63 erzeugt und als ein Amboß 66 wirkt, wenn der Bohrlochschlagschieber in einer nach unten gerichteten Richtung betätigt wird.
Der untere Endabschnitt 67 des röhrenförmigen Dornabschnittes 4 weist an seiner äußeren Oberfläche 55 ein Gewinde auf, wie bei 68 angezeigt. Ein hohler zylindrischer Hammer 69 mit Innengewinde 70 ist mittels Verschraubung an dem Gewindeabschnitt 68 des röhrenförmigen Dornabschnittes 4 befestigt und ist mit einem mit Gewinde versehenen Stopfen oder Gewindestift 71 versehen, der sich durch eine mit einem Gewinde versehenen Öffnung 72 in eine Aussparung 73 in dem röhrenförmigen Dornabschnitt 4 erstreckt. Der hohle zylindrische Hammer 69 ist daher mittels Verschraubung an dem unteren Endabschnitt des röhrenförmigen Dornabschnittes 4 befestigt und weiter mittels des Gewindestifts 71 gegen Drehung während des Betriebes gesichert. Ein oberer Endabschnitt 74 des Hammers 69 ist während einer nach oben gerichteten Betätigung mit der Amboßoberfläche 64 an dem Gehäuseglied 21 in Berührung bringbar. Eine untere Hammeroberfläche 75 des Hammergliedes 69 ist mit der Amboßoberfläche 66 während einer abwärts gerichteten Betätigung des Bohrlochschlagschiebers 1 in Berührung bringbar.
Der röhrenförmige Dornabschnitt 9 ist mit einer Anzahl von sich in Längsrichtung erstreckenden Nuten 76 versehen. Die Nuten 76 schaffen Durchflußöffnungen für die Strömung des Hydraulikfluids, wie im folgenden beschrieben werden wird. Ein Abstandsring 77 ist auf dem röhrenförmigen Dornabschnitt 9 gelagert und weist eine innere Oberfläche 78 auf, die von der äußeren Oberfläche des Dornabschnittes 9 beabstandet ist, um eine ringförmige Durchflußkanal 79 zu schaffen.
Der Abstandsring 77 ist mit Öffnungen 80 versehen, die von dem Kanal 79 in die Hydraulikkammer 63 öffnen. Das untere Ende des Kanals 79 überdeckt auch das obere Ende der Nuten oder die Durchgänge 76, um eine durchgehende Fluidverbindung zwischen der Hydraulikkammer 63 und den Nuten 76 zu schaffen. Das obere Ende des Abstandrings 77 liegt gegen das untere Ende des röhrenförmigen Dornabschnittes 4 an. Das untere Ende des Abstandrings 77 liegt seinerseits gegen das obere Ende eines ersten röhrenförmigen Abschnittes 82a an, der über die äußere Oberfläche des Dornabschnittes 9 paßt, in welche die Nuten 76 ausgebildet sind. Der erste röhrenförmigen Abschnitt 82a schließt daher die Nuten 76 ein und definiert ein System sich in Längsrichtung erstreckender Durchgänge. Das untere Ende eines zweiten röhrenförmigen Abschnittes 82b liegt gegen einen röhrenförmigen Abstandsring 83 an, der mit einer Vielzahl von Öffnungen 84 versehen ist, die in die Enden der Nuten oder Durchgänge 76 führen. Das untere Ende des ersten röhrenförmigen Abschnittes 82a und das untere Ende des zweiten röhrenförmigen Abschnittes 82b sind ebenso mit einer Anzahl von Schlitzen oder Öffnungen 85 versehen, die von einem Auslöseventil 95 gesteuert werden, was im folgenden detailliert beschrieben werden wird.
Eine innere Oberfläche 86 des Gehäusegliedes 29 und äußere Oberflächen 87a, 87b der röhrenförmigen Abschnitte 82a, 82b sind voneinander beabstandet, um eine Hydraulikkammer 88 zu definieren. Im allgemeinen widersteht die Hydraulikkammer 88 einer relativ longitudinalen Bewegung des Dornes 2 und des Gehäuses 3. Das bedeutet, eine relative Bewegung des Dornes 2 und des Gehäuses 3 verringert das Volumen der Kammer 33, was einen beträchtlichen Anstieg des inneren Druckes der Kammer 88 verursacht, wodurch eine Kraft erzeugt wird, um dieser relativen Bewegung Widerstand zu leisten. Dieser Widerstand gegenüber der relativen Bewegung erlaubt einen großen Aufbau statischer Energie. Somit wird durch schnelles Belüften der Kammer 88, um den Druck darin dramatisch zu verringern, die statische Energie in kinetische Energie umgewandelt, was den Hammer 69 veranlaßt, sich schnell zu bewegen und auf eine der Amboßoberflächen 64, 66 mit großer Kraft aufzuschlagen.
Entsprechend ist ein Mittel zum im wesentlichen Abdichten der Kammer 88 vorgesehen, um den Aufbau des Druckes darin zu ermöglichen. Die Oberflächen 86, 87a, 87b der Kammer 88 sind glatte, zylindrische Oberflächen, die eine freie Bewegung eines Paars von Druckkolben, die dort zwischengelagert sind und die Kammer 88 definieren, ermöglichen. An dem oberen Ende der hydraulischen Kammer 88 ist ein ringförmiger Druckkolben 89 vorgesehen, der zwischen den Oberflächen 86, 87a für eine gleitende Bewegung dort zwischen positioniert ist. Der Kolben 89 ist gegen eine Fluidleckage mittels O-Ringen 90, 91 abgedichtet, die in ringförmigen Nuten 92 bzw. 93 positioniert sind. Eine Bewegung des Kolbens 89 wird durch eine Verbindung mit dem Dorn 2 und insbesondere einer Schulter, die von einem Ende des Abstandsringes 77 ausgebildet ist, verursacht.
Es sollte klar sein, daß, falls die Kammer 88 perfekt gegen den Verlust von Hydraulikfluid abgedichtet wäre, nur eine kleine oder gar keine Bewegung zwischen dem Dorn 3 und dem Gehäuse 3 auch während des Unter- Drucksetzens der Kammer 88 auftreten würde. Eine geringe Bewegung jedoch wird als Mittel, um den Lüftungsprozeß einzuleiten, bevorzugt. Dem entsprechend ist der Kolben 89 mit wenigstens einem Kanal 94 versehen, um eine kleine Leckströmung des Hydraulikfluids hierdurch zu ermöglichen. Alternativ kann eine Leckströmung mittels einer Spielpassung des Kolbens 89 innerhalb der Kammer 88 geschaffen werden. In jedem Fall verursacht die Leckströmung eine langsame, bedächtige Bewegung des Dornes 2 in dem Gehäuse 3. Diese Bewegung wird, wie unten voll und ganz erklärt wird, verwendet, um das Auslöseventil 95 zu betätigen und die Kammer 88 schnell zu lüften. Weiter sind in der bevorzugten Ausführungsform des Kolbens 89 zusätzliche Durchgänge und Merkmale vorgesehen, um die gewünschte, oben diskutierte Wartezeitreduzierung zu berücksichtigen. Diese zusätzlichen Durchgänge und Merkmale werden diskutiert und genauer in Fig. 2 und 4 gezeigt sowie unten beschrieben.
Das untere Ende der Kammer 88 ist mittels eines ringförmigen Druckkolbens 111 ähnlich abgedichtet, der im wesentlichen gleich dem Kolben 89 ist. Allerdings ist, da der Kolben 89 ausgestaltet ist, um eine ausreichende Leckströmung zu schaffen, der Kolben 111 gegen eine nach außen gerichtete Strömung von der Kammer 88 mittels eines herkömmlichen Einwege-Rückschlagventils 112 abgedichtet. Auch ist der Kolben 111 nach oben mittels Eingriff mit dem ringförmigen Abstandsring 83 während der Bewegung des Domes 2 nach oben und aus dem Gehäuse 3 heraus bewegbar.
Das Auslöseventil 95 ist in etwa dem Mittelpunkt der Kammer 88 positioniert und wird mittels eines Paares von Zylinderfedern 118, 119 angedrückt, um in dieser zentralen Stellung zu verharren. Die Zylinderfedern 118, 119 sind innerhalb der Kammer 88 positioniert und erstrecken sich jeweils zwischen den Druckkolben 89, 111 und das Auslöseventil. Somit wirken die Federn 118, 119 zusätzlich zum Zentrieren des Auslöseventils 95 und auch zum Andrücken der Kolben 89, 111 gegen die Enden der Kammer 88 und zum Andrücken des Auslöseventils 95 in seine geschlossene Stellung.
Das Auslöseventil 95 wird aus einem Paar von getrennt bewegbaren Ventilgliedern 96, 97 ausgebildet, die, wenn geschlossen, die Kammer 88 von dem hydraulischen Kanal 76 trennen. Das Ventilglied 96 hat eine ringförmige Ausgestaltung, die mit der äußeren Oberfläche 87a des ersten röhrenförmigen Abschnittes 82a gleitend in Kontakt ist. Das Ventilglied 97 ist von im wesentlich ähnlicher Ausgestaltung und ist gleichermaßen mit der äußeren Oberfläche 87b des zweiten röhrenförmigen Abschnittes 82b gleitend in Kontakt. Um eine Leckage zwischen den gleitenden Oberflächen der Ventilglieder 96, 97 und den röhrenförmigen Abschnitten 82a, 82b zu verhindern, ist ein Paar O-Ringe 98, 99 innerhalb ringförmiger Nuten 100, 101 der Ventilglieder 96 bzw. 97 positioniert.
Jedes der Ventilglieder 96, 97 weist einen Flansch 102, 103 auf, der daran ausgebildet ist und sich radial nach außen gegen die innere Oberfläche 86 des röhrenförmigen Gliedes 29 erstreckt. Vorzugsweise sind die Flansche 102, 103 mit der inneren Oberfläche 86 in gleitender Anordnung in Kontakt, aber nicht durch sie abgedichtet. Statt dessen nehmen die Flansche 102, 103 nur einen kleinen Umfangsabschnitt der Kammer 88 ein und bilden daher longitudinale Nuten, welche die Strömung des Hydraulikfluids dadurch ermöglicht. Vorzugsweise ist eine Anzahl von Flanschen 102, 103 in beabstandeter Beziehung um den Umfang der Kammer 88 angeordnet.
Die Flansche 102, 103 sind vorgesehen, um mit einem Flansch 104 in Konakt zu kommen und mit ihm zusammenzuwirken, der sich radial nach innen von dem röhrenförmigen Glied 29 erstreckt. Vorzugsweise erstreckt sich der Flansch 104 um im wesentlichen die gesamte Peripherie des röhrenförmigen Gliedes 29 derart, daß der Flansch 104 mit den Flanschen 102, 103 in Kontakt kommt, unabhängig von deren Umfangsposition, und ein Vorbeigleiten der Ventilglieder 96, 97 verhindert. Dies bedeutet, daß der äußere Durchmesser der Flansche 102, 103 wesentlich größer ist als der innere Durchmesser des Flansches 104. Somit wird eine longitudinale Bewegung des Auslöseventils 95 einen Kontakt eines der Flansche 102, 103 mit dem Flansch 104 verursachen, wodurch die Ventilglieder 96, 97 gezwungen werden, sich voneinander zu trennen und die Kammer 88 mit dem Durchlaß 76 hydraulisch zu verbinden.
Es soll jedoch daran erinnert werden, daß das Auslöseventil 95 für eine gleitende Bewegung auf dem röhrenförmigen Abschnitt 82 ausgestaltet ist. Somit erzeugt eine Bewegung des Dornes 2 keine korrespondierende Bewegung des Auslöseventils 95. Statt dessen ist ein Flansch 105, der an einem inneren Betätigungsmechanismus 106 ausgebildet ist, der an dem Dornabschnitt 9 angebracht ist, um sich mit dem röhrenförmigen Abschnitt 82 zu bewegen und um mit Betätigungsoberflächen 107, 108 in Kontakt zu kommen, die an den inneren Oberflächen der Ventilglieder 96, 97 angeordnet sind. Eine Kontaktnahme des Flansches 105 mit den Betätigungsoberflächen 107, 108 veranlaßt das Auslöseventil, sich in Längsrichtung mit dem Dorn 2 zu bewegen.
Zum Zwecke des Verständnisses der vorliegenden Erfindung genügt es, diese longitudinale Bewegung des Dornes 2 auszuführen und infolgedessen gelangt der Betätigungsmechanismus 106 in Kontakt zwischen dem Flansch 105 und einer der Betätigungsoberflächen 107, 108, um das Auslöseventil 95 zu dem gewünschten Zeitpunkt zu öffnen. Ein besseres Verständnis der Konstruktion des Auslöseventils 95 kann durch Bezugnahme auf U.S. 5,086,853 erfahren werden, deren Offenbarung hierin unter Bezugnahme eingefügt wird.
Nunmehr Bezug nehmend auf Fig. 4 ist eine detaillierte Querschnittansicht des Druckkolbens 89 dargestellt. Der Kanal 94, der von der Hochdruckseite zu der Niederdruckseite des Kolbens 89 durchgeht, ist zur Schaffung einer Strömung dorthindurch vorgesehen, die eine charakteristische Kurve für die Überziehkraft als Funktion der Wartezeit ähnlich der der Fig. 1 erzeugen wird. Es ist jedoch zusätzlich zu dem Kanal 94 ein weiterer, paralleler Durchflußkanal 200 durch den Kolben 89 vorgesehen. Dieser zweite Durchflußkanal 200 schließt ein Ventil 202 für eine konstante Durchflußrate ein, das auf der Hochdruckseite des Kolben 89 positioniert und mittels eines Wechselventils 204 mit der Niederdruckseite des Kolbens 89 verbunden ist. Vorzugsweise ist das Ventil für eine konstante Durchflußrate von herkömmlicher Konstruktion, so wie sie von The Lee Company erhältlich ist, die sich in Westbrook, Connecticut befindet. Gleichfalls ist auch das Wechselventil von herkömmlicher Konstruktion, wie das, das von The Lee Company in Westbrook, Connecticut erhältlich ist. Die Bemessung der Kanäle 94, 200 ist derart, daß eine Strömung durch den Kanal 200 beträchtlich größer ist, als eine Strömung durch den Kanal 94. Somit wird, wenn beide Kanäle 94 200 offen sind, ein Betrieb des Schlagschiebers 1 am stärksten durch eine Strömung durch den Kanal 200 anstatt einer Strömung durch den viel kleineren Kanal 94 beeinflußt werden.
Das Ventil 202 für eine konstante Durchflußrate arbeitet auf herkömmliche Weise, um einem vorgewählten Volumen des Fluids zu ermöglichen, hierdurch unabhängig von dem Druck des Fluids auf der Hochdruckseite des Kolbens 89 zu strömen. Somit wird die Überziehkraft-Überzeit-Kennlinie, die in Fig. 1 gezeigt ist, nicht gelten, wenn die vorherrschende Strömung die durch das Ventil 202 für eine konstante Durchflußrate ist. Statt dessen wird, da die Strömungsgeschwindigkeit unabhängig von dem Druck ist, die Kurve im wesentlichen flach, was eine Bewegung des Kolbens 89 zu einem festen, konstanten Betrag unabhängig vom Druck erlaubt.
Ein Druckbegrenzungsventil 206 ist dem Kolben 89 der Hochdruckseite desselben benachbart positioniert. Das Druckbegrenzungsventil 206 ist von herkömmlicher Konstruktion, wie eine solche, die von The Lee Company in Westbrook, Connecticut erhältlich ist. Das Druckbegrenzungsventil 206 ist mit dem Wechselventil 204 verbunden und betätigt dieses, so daß Druck auf der Hochdruckseite des Kolbens 89 oberhalb eines vorgewählten Wertes das Druckbegrenzungsventil 206 betätigt, was das Wechselventil 204 veranlaßt, zu schliessen und die Strömung durch den Durchflußkanal 200 im wesentlichen zu sperren. Es sollte somit hervorgehoben werden, daß, wenn der Druck auf der Hochdruckseite des Kolbens 89 ausreichend hoch ist, der Durchflußkanal 200 nicht länger wirksam ist, so daß eine weitere Leckage des Fluids von der Kammer 88 im wesentlichen nur durch den Kanal 94 auftritt. Das bedeutet, daß die Betriebskennlinien des Schlagschiebers 1 für Drücke oberhalb dieses vorgewählten Druckes zu dem in Fig. 1 dargestellten Graph wiederkehrt.
Zum Beispiel zeigt Fig. 2 einen Graph der Überziehkraft als Funktion der Wartezeit für einen Bohrlochschlagschieber, der mit einer Kolbenanordnung 89, ähnlich der der Fig. 4 ausgebildet ist. Der vorgewählte Druck, bei dem das Druckbegrenzungsventil 206 betätigt wird, ist auf etwa 34.020 kg (75.000 lbs.) gewählt. Daher steuert der Durchflußkanal 200 die Strömung durch den Kolben 89 für jede beliebige Überziehkraft unterhalb 34.020 kg (75.000 lbs.) mit einem konstanten Betrag und erzeugt eine flache Kurve in diesem Bereich. Dies bedeutet, daß die Betätigungszeit auf den Schlagschieber 1 eine Konstante von ungefähr 75 Sekunden für jede Überziehkraft kleiner als etwa 34.020 kg (75.000 lbs.) ist. Oberhalb 34.020 kg (75.000 lbs.) Druck ist der Durchflußkanal 200 im wesentlichen durch das Wechselventil 204 in Reaktion auf die Bewegung des Druckbegrenzungsventils 206 blockiert. Somit wird eine Strömung durch den Kolben 89 durch den Durchflußkanal 94 allein beherrscht, und die Strömung ist nicht konstant, sondern hängt mit dem Druck zusammen. Damit ist der Graph der Überziehkraft als Funktion der Zeit oberhalb 34.020 kg (75.000 lbs.) im wesentlichen wieder dem der Fig. 1 ähnlich.
Es soll daher klar sein, daß der Schlagschieber 1 zwischen seinen eingefahrenen und ausgefahrenen Stellungen mit relativ kleinen Betriebsdrücken in relativ kurzen Zeitperioden bedient werden kann.
Obwohl eine bestimmte detaillierte Ausführungsform der Vorrichtung hierin beschrieben worden ist, soll klar sein, daß die Erfindung nicht auf die Details der bevorzugten Ausführung beschränkt ist, und daß viele Änderungen der Konstruktion, Konfiguration und Abmessungen möglich sind, ohne von Konzept und Umfang der Erfindung abzuweichen. Zum Beispiel ist es daran gedacht, daß der Kolben 89 so konstruiert werden kann, daß er einen einzigen Durchflußkanal 200 aufweist, in welchem das Wechselventil 206 zwischen einer vollständig und einer teilweise geöffneten Position betrieben werden kann, um so zwei im wesentlichen verschiedene Strömungscharakteristiken zu schaffen und den Bedarf nach einer zweiten Öffnung zu beseitigen.

Claims

1. Ein Bohrloch-Schlagschieber (1) mit Wartezeitreduzierung, aufweisend: einen Dorn (2);

ein Gehäuse (3), das ausziehbar um den Dorn (2) positioniert ist;

ein erster und zweiter Kolben (89, 111), die axial zwischen dem Dorn (2) und dem Gehäuse (3) positioniert und in Längsrichtung voneinander beabstandet sind, die eine im wesentlichen dichte Kammer (88) dazwischen bilden, wobei der erste Kolben (89) einen ersten Durchflußkanal (94) aufweist, der darin ausgebildet ist und sich in Längsrichtung hierdurch erstreckt;

dadurch gekennzeichnet, daß

ein zweiter Durchflußkanal (200) im wesentlichen parallel zu dem ersten Durchflußkanal (94) in dem ersten Kolben (89) ausgebildet ist und sich in Längsrichtung hierdurch erstreckt, wobei der erste Kolben (89) weiter aufweist:

ein Ventil (204), das hydraulisch an den zweiten Durchflußkanal (200) angeschlossen ist, wobei das Ventil (204) translatorisch zwischen einer ersten und einer zweiten Betriebsstellung bewegbar ist, worin ein Fluid durch den zweiten Durchflußkanal (200) in der ersten Betriebsstellung strömt und eine Fluidströmung durch den zweiten Durchflußkanal (200) in der zweiten Betriebsstellung eingeschränkt ist; und

ein Druckbegrenzungsventil (206), das hydraulisch an die im wesentlichen dichte Kammer (88) angeschlossen ist, und das zwischen einer ersten und einer zweiten Betriebsstellung als Reaktion auf den über einen vorgewählten Wert ansteigenden Druck hinaus beweglich ist, wobei das Druckbegrenzungsventil (206) an das Ventil (204) gekoppelt ist, worin eine Bewegung des Druckbegrenzungsventils (206) zwischen seiner ersten und zweiten Betriebsstellung das Ventil (204) zwischen seiner ersten und zweiten Betriebsstellung vorspannt.

2. Ein Bohrloch-Schlagschieber (1) mit Wartezeitreduzierung wie in Anspruch 1 dargelegt, der ein Konstant-Strömungsventil (202) einschließt, das hydraulisch an die zweite Durchflußkanal (200) angeschlossen ist.

3. Ein Bohrloch-Schlagschieber (1) mit Wartezeitreduzierung wie in Anspruch 1 dargelegt, worin das Ventil (204) ein Wechselventil ist.

4. Ein Bohrloch-Schlagschieber (1) mit Wartezeitreduzierung, aufweisend: einen Dorn (2);

ein Gehäuse (3), das ausziehbar um dem Dorn (2) positioniert ist;

einen ersten und zweiten Kolben (89, 111), die axial zwischen dem Dorn (2) und dem Gehäuse (3) positioniert und in Längsrichtung voneinander beabstandet sind, die eine im wesentlichen dichte Kammer (88) dazwischen bilden, wobei der erste Kolben (89) einen ersten Durchflußkanal (94) aufweist, der darin ausgebildet ist und sich in Längsrichtung hierdurch erstreckt;

dadurch gekennzeichnet, daß

Mittel zum Vorspannen des Ventils (204) zwischen seiner ersten und zweiten Betriebsstellung als Reaktion auf den in der dichten Kammer (88) über einen vorgewählten Wert hinaus ansteigenden Druck.

5. Ein Bohrloch-Schlagschieber (1) mit Wartezeitreduzierung wie in Anspruch 4 dargelegt, der ein Konstant-Strömungsventil (202) einschließt, das hydraulisch an den zweiten Durchflußkanal (200) angeschlossen ist.

6. Ein Bohrloch-Schlagschieber (1) mit Wartezeitreduzierung wie in Anspruch 4 dargelegt, worin das Ventil (204) ein Wechselventil ist.

7. Ein Kolben (89) für eine Verwendung zum Bilden einer Abdichtung in einer im wesentlichen dichten Kammer (88) eines hydraulischen Werkzeuges (1), aufweisend:

den Kolben (89), der einen ersten Durchflußkanal (94) aufweist, der darin ausgebildet ist und sich hierdurch in Längsrichtung erstreckt;

dadurch gekennzeichnet, daß

der Kolben (89) einen zweiten Durchflußkanal (200) aufweist, der im wesentlichen parallel zu dem ersten Durchflußkanal (94) verläuft und sich in Längsrichtung hierdurch erstreckt, wobei der Kolben (89) weiter aufweist:

ein erstes Ventil (204), das hydraulisch an den zweiten Durchflußkanal (200) angeschlossen ist, wobei das Ventil (204) translatorisch zwischen einer ersten und einer zweiten Betriebsstellung bewegbar ist, worin ein Fluid durch den zweiten Durchflußkanal (200) in der ersten Betriebsstellung strömt und eine Fluidströmung durch die zweite Durchlaßöffnung (200) in der zweiten Betriebsstellung eingeschränkt ist;

ein zweites Konstantdurchflußventil (202), das hydraulisch an den zweiten Durchflußkanal (200) angeschlossen ist; und

ein Mittel zum Vorspannen eines ersten Ventils (204) zwischen seiner ersten und zweiten Betriebsstellung als Reaktion auf den in der dichten Kammer (88) über einen vorgewählten Wert hinaus ansteigenden Druck.

8. Ein Kolben (89) wie in Anspruch 1 dargelegt, worin das Mittel ein Druckbegrenzungsventil (206) einschließt, das hydraulisch an die im wesentlichen dichte Kammer (88) gekoppelt ist, und das zwischen einer ersten und einer zweiten Betriebsstellung als Reaktion auf den über einen vorgewählten Wert ansteigenden Druck hinaus in der im wesentlichen dichten Kammer (88) beweglich ist, wobei das Druckbegrenzungsventil (206) an das Ventil (204) gekoppelt ist, worin eine Bewegung des Druckbegrenzungsventils (206) zwischen seiner ersten und zweiten Betriebsstellung das Ventil (204) zwischen seiner ersten und zweiten Betriebsstellung vorspannt.