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DE1230383B - Bohrspuelungsdrosselventil - Google Patents

Bohrspuelungsdrosselventil

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Publication number
DE1230383B
DE1230383B DE1966B0086502 DEB0086502A DE1230383B DE 1230383 B DE1230383 B DE 1230383B DE 1966B0086502 DE1966B0086502 DE 1966B0086502 DE B0086502 A DEB0086502 A DE B0086502A DE 1230383 B DE1230383 B DE 1230383B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
valve
housing
impact
stop member
valve member
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE1966B0086502
Other languages
English (en)
Inventor
Phil H Griffin
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bass Brothers Enterprises Inc
Original Assignee
Bass Brothers Enterprises Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US453663A external-priority patent/US3342215A/en
Priority claimed from US524061A external-priority patent/US3342216A/en
Application filed by Bass Brothers Enterprises Inc filed Critical Bass Brothers Enterprises Inc
Publication of DE1230383B publication Critical patent/DE1230383B/de
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K7/00Diaphragm valves or cut-off apparatus, e.g. with a member deformed, but not moved bodily, to close the passage ; Pinch valves
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B21/00Methods or apparatus for flushing boreholes, e.g. by use of exhaust air from motor
    • E21B21/10Valve arrangements in drilling-fluid circulation systems
    • E21B21/106Valve arrangements outside the borehole, e.g. kelly valves
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B33/00Sealing or packing boreholes or wells
    • E21B33/02Surface sealing or packing
    • E21B33/03Well heads; Setting-up thereof
    • E21B33/06Blow-out preventers, i.e. apparatus closing around a drill pipe, e.g. annular blow-out preventers
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B34/00Valve arrangements for boreholes or wells
    • E21B34/06Valve arrangements for boreholes or wells in wells
    • E21B34/10Valve arrangements for boreholes or wells in wells operated by control fluid supplied from outside the borehole
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B21/00Common features of fluid actuator systems; Fluid-pressure actuator systems or details thereof, not covered by any other group of this subclass
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K7/00Diaphragm valves or cut-off apparatus, e.g. with a member deformed, but not moved bodily, to close the passage ; Pinch valves
    • F16K7/02Diaphragm valves or cut-off apparatus, e.g. with a member deformed, but not moved bodily, to close the passage ; Pinch valves with tubular diaphragm
    • F16K7/04Diaphragm valves or cut-off apparatus, e.g. with a member deformed, but not moved bodily, to close the passage ; Pinch valves with tubular diaphragm constrictable by external radial force
    • F16K7/07Diaphragm valves or cut-off apparatus, e.g. with a member deformed, but not moved bodily, to close the passage ; Pinch valves with tubular diaphragm constrictable by external radial force by means of fluid pressure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L55/00Devices or appurtenances for use in, or in connection with, pipes or pipe systems
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Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Int. Cl.:
E21b
Deutsche Kl.: 5 a - 21/00
Nummer: 1230 383
Aktenzeichen: B 86502 VI a/5 a
Anmeldetag: 2. April 1966
Auslegetag: 15. Dezember 1966
Die Erfindung betrifft ein Absperrorgan, das zum Drosseln des Bohrspülungsflusses aus einer Erdölbohrung verwendet werden kann, um einen Gegendruck gegen das Bohrloch zu erzeugen. Das Absperrorgan weist ein zylindrisches Ventilglied aus biegsamem Material auf, das mit einem axialen Durchgang für die Flüssigkeit versehen ist und das axial zusammengedrückt und radial nach innen verengt werden kann, derart, daß der Querschnitt des Flüssigkeitsdurchlasses verkleinert und dadurch die gewünschte Drosselwirkung erzielt wird.
Das biegsame Ventilglied ist an seinen Enden mit einem Paar Stoß- oder Anschlagorganen versehen, damit die axiale Kompression entsprechend geführt werden kann. Eines dieser Stoß- oder Anschlagorgane ist im Gehäuse des Absperrorgans fest angebracht, während das andere Stoß- oder Anschlagorgan verschiebbar angeordnet ist. Eines der wesentlichen Merkmale der Erfindung besteht in der Anordnung der Stoßorgane, die fest mit dem biegsamen Ventilglied verbunden sind, so daß sie durch den Flüssigkeitsdruck im Inneren des Absperrorgans nicht bewegt werden. Die vorliegende Erfindung schafft Verbesserungen in der Konstruktion des Absperrorgans, wobei auch das vorhin genannte Merkmal betreffend die feste Verbindung der Stoß- oder Anschlagorgane mit dem biegsamen Ventilglied eingeschlossen ist.
Beim erfindungsgemäßen Absperrorgan wird eine axiale Druckkraft auf das biegsame Ventilglied ausgeübt, wobei die Kraftübertragung durch Flüssigkeitsdruck oder in etwas abgewandelter Form durch mechanische Einwirkung erfolgt. Ferner ist vorgesehen, das Absperrorgan mit einem verschleißfesten Belag zu versehen, der angrenzend an das und stromabwärts vom biegsamen Ventilglied angeordnet ist, um wesentliche Bauteile des Absperrorgans gegen Abnutzung und Verschleiß durch die hindurchgehende Flüssigkeit zu schützen.
Im folgenden wird der Gegenstand der Erfindung an Hand der Zeichnungen, in denen Ausführungsbeispiele dargestellt sind, näher beschrieben. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
F i g. 1 ist ein Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Absperrorgan in seiner vollständig offenen Stellung;
F i g. 2 ist ein Teillängsschnitt durch das Absperrorgan in teilweise geschlossener Stellung;
F i g. 3 ist ein Längsschnitt durch eine abgeänderte Ausführungsform des Ventils in seiner offenen Stellung;
Bohrspülungsdrosselventil
Anmelder:
Bass Brothers Enterprises, Inc.,
Fort Worth, Tex. (V. St. A.)
Vertreter:
Dipl.-Chem. I. Schulze
und Dipl.-Ing. E. Gutscher, Patentanwälte,
Heidelberg, Gaisbergstr. 3
Als Erfinder benannt:
Phil. H. Griffin, Fort Worth, Tex. (V. St. A.)
Beanspruchte Priorität:
V. St. ν. Amerika vom 6. Mai 1965 (453 663),
vom 1. Februar 1966 (524 061)
F i g. 4 ist eine Ansicht in Richtung des Pfeiles 4-4 in Fig. 3;
F i g. 5 ist eine perspektivische Ansicht der Drosselanordnung, wie sie in den Ausführungsformen gemäß F i g. 3 und 4 verwendet wird, wobei das biegsame Ventilglied und die damit verbundenen Stoßorgane dargestellt sind;
Fig. 6A ist ein Teillängsschnitt, der das Einlaßendteil einer anderen Ausführungsform des Absperrorgans in seiner Drosselstellung zeigt;
Fig. 6B ist ein Teillängsschnitt, der das Auslaßendteil der Ventilausführung gemäß Fig. 6A zeigt;
F i g. 7 ist ein Teillängsschnitt, ähnlich der Ansicht in Fig. 6A, jedoch einer weiteren Ausführungsform;
F i g. 8 ist ein Teillängsschnitt, ähnlich dem in F i g. 7, einer anderen Ausführungsform.
Die F i g. 1 und 2 zeigen ein Bohrspülungsdrosselventil, das allgemein mit 10 bezeichnet ist. Dieses besteht aus einem zylindrischen Gehäuse 11, das an seinen Enden mit lösbaren Schraubverschlüssen 12 und 13 versehen ist. Der Verschluß 12, der an dem Ende des Gehäuses angeordnet ist, das als der Einlaß bezeichnet werden kann, ist einstückig mit einer röhrenförmigen Verlängerung 12' ausgebildet, die in das Gehäuse hineinragt und einen Einlaß 14 be-
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grenzt, der seinerseits mit einem Einlaßrohr 15 in gibt, aber mit dem Inneren dieses Rohres nicht in
Verbindung steht, das von der Bohrung (nicht dar- Verbindung steht. Die Kammer 33 ist so ausgebildet,
gestellt) direkt zum Ventil führt. daß sie durch einen Schlauch oder eine Leitung 34
Angrenzend an den Verschluß 12 ist ein festes von einer hydraulischen oder pneumatischen Quelle Stoß- oder Anschlagelement 16 in einer bestimmten 5 (nicht dargestellt) Flüssigkeit unter Druck aufnehmen
Stellung im Gehäuse befestigt, das durch einen kann, die vollkommen unabhängig ist von der Flüs-
zweckmäßigen Verbindungsring 17 in Lage gehalten sigkeit (Bohrspülung), die durch das Drosselventil
wird. Dieser Ring umfaßt ringförmige Ansätze oder geht.
Vorsprünge 18,19, die am Element 16 bzw. an der Es ist klar, daß hydraulische oder pneumatische Verlängerung 12' des Verschlusses 12 vorgesehen 10 Flüssigkeit, die unter Druck durch die Leitung 34 in sind. Das Stoßelement 16 weist einen Mitteldurch- die Druckkammer 33 geführt wird, zwischen der verlaß oder Durchströmungskanal 20 auf, der mit dem hältnismäßig feststehenden Trennwand 25 und dem Einlaß 14 in der Verlängerung 12' des Verschlusses verschiebbaren Kolben 23 tätig wird und bewirkt,
12 sowie mit einem axialen Durchgang 21 in einem daß der Kolben einen axialen Druck oder Stoß auf Ventilglied 22 ausgerichtet ist, wie im folgenden i5 das biegsame Ventilglied 22 ausübt und letzteres näher beschrieben ist. nach innen radial verformt, so daß der Querschnitt
Das Ventilglied 22 ist zylindrisch ausgebildet und des Durchganges 21 verengt wird. Eventuelles besteht aus einem entsprechenden biegsamen Mate- Durchsickern oder Auslaufen der hydraulischen oder rial, wie Gummi, Neopren od. dgl. Sein Außen- pneumatischen Flüssigkeit in die Kammer 33 durch durchmesser entspricht dem Innendurchmesser des 20 das Rohr 28 wird durch die Dichtungsmittel 31, 32 Gehäuses 11, in dem das Glied 22 angeordnet ist, verhindert, so daß diese Flüssigkeit nicht mit der derart, daß eines seiner Enden an das Stoßelement durch das Ventil strömenden Flüssigkeit in der 16 anstößt. Das andere Ende des Ventilgliedes 22 Kammer 26 vermischt wird. Zur gleichen Zeit wird steht mit einem zweiten Stoß- oder Anschlagelement die gleitende, durch das Verschieben des Kolbens 23 in Berührung, das die Form eines Kolbens 23 auf- 25 bewirkte Bewegung des Rohres 28 durch die Trennweist und gleitbar im Gehäuse U gelagert ist. Dieser wand 25 erleichtert, da die Verbindung zwischen dem Kolben ist mit einem Mitteldurchlaß 24 versehen, der Inneren des Rohres 28 und der Ausgangskammer 26 mit dem Durchgang 21 im Ventilglied 22 ausgerichtet aufrechterhalten wird.
ist. Das Ventilglied 22 ist in der Weise biegsam, daß Es wird besonders darauf hingewiesen, daß das es unter der Einwirkung eines Axialdruckes durch 30 Stoßelement 16 und der Kolben 23 mit den Enden den Kolben 23 in Richtung des Stoßelementes 16 des biegsamen Ventilgliedes 22, beispielsweise durch axial zusammengepreßt und radial nach innen ge- Vulkanisierung, fest verbunden ist. Da das Stoßdrückt oder verformt wird, derart, daß der Quer- element 16 und der hiermit verbundene benachbarte schnitt des Durchganges 21 verengt wird, wie im Endabschnitt des Gliedes 22 durch die Mittel 12,12' wesentlichen in F i g. 2 dargestellt ist. Wenn die 35 und 17 in einer festgelegten Stellung gehalten weraxiale Druckkraft unterbrochen wird, nimmt das den, werden sie durch Druck im Inneren des Ventils Ventilglied 22 auf Grund seiner Elastizität seine An- nicht bewegt, und zwar weder durch den hydraufangsform an, und der Durchgang 21 ist vollständig lischen oder pneumatischen Druck in der Kammer offen, wie in F i g. 1 gezeigt ist. 33 noch durch den Strömungsdruck vom Bohrloch.
Im Abstand vom Kolben 23 und vom Verschluß 40 So muß die gesamte Kompression des Ventilgliedes
13 an der Ausgangsseite des Gehäuses ist eine Trenn- 22 durch den hydraulischen oder pneumatischen wand 25 befestigt. Sie kann am Gehäuse 11 beispiels- Flüssigkeitsdruck in der Kammer 33 bewirkt werden, weise angeschweißt sein. und das Ventil ist ein solches, das im allgemeinen
Diese Trennwand 25 ist mit einem einstückig mit als ein »nicht öffnendes Ventil« (»fail open valve«)
ihr ausgebildeten mittigen Anguß 25' versehen, der 45 bezeichnet wird.
in eine Kammer 26 hineinragt, die als Flüssigkeits- Es ist ferner vorgesehen, das Ventilglied 22 zuauslaßkammer bezeichnet werden kann und sich im nächst viel langer auszubilden als erforderlich, damit Gehäuse zwischen der Trennwand 25 und dem Aus- die überschüssige Länge als »Reserve« dient, die zum gangsendverschluß 13 befindet. Der Verschluß 13 ist Ersetzen der durch Erosion oder Abnutzung vermit einem Schlammauslaßrohr 27 ausgerüstet, durch 50 lorenen Teile verwendet werden kann. Auf diese den der Schlamm zum Schlammloch, Sumpf oder Weise kann das Absperrorgan über eine viel größere Tank der Bohrung (nicht dargestellt) zurückgeführt Zeitspanne verwendet werden als dann, wenn die wird. Das Rohr oder die Leitung 27 steht selbstver- Anfangslänge des Ventilgliedes 22 genau die beständlich mit der Kammer 26 in Verbindung. nötigte Länge aufweist.
Ein Flüssigkeitsdurchlaßrohr 28 ist im Durchströ- 55 Die Kombination der obengenannten »Reserve«-
mungskanal 24 des Kolbens 23 befestigt, derart, daß Länge des Ventilgliedes 22 und die Verbindung der
es mit letzterem gleitet. Das Rohr 28 erstreckt sich Elemente 16 und 23 mit diesem bewirkt eine unge-
verschiebbar durch eine mittig in der Trennwand 25 wohnliche Gestaltung in der Einschnürung des
angeordnete Bohrung 29 und durch eine Gegenboh- Durchganges 21, wenn die hydraulische oder pneu-
rung 30 in dem Anguß 25' der Trennwand, derart, 60 matische Flüssigkeit unter Druck in die Kammer 33
daß das äußere Ende des Rohres 28 in die Auslaß- eingelassen wird. Eine solche Einschnürung erfolgt
kammer 26 ragt und mit dieser kommuniziert. In der an zwei längs im Abstand befindlichen Stellen 21'
Gegenbohrung 30 sind zweckmäßige Stopfbüchsen- des Durchganges 21, mit einem verbreiterten Bereich
packungen 31 und eine Dichtungsschraube 32 vor- 21" zwischen den beiden Einschnürungen, wie im
gesehen, um das Auslaufen von Flüssigkeit um das 65 wesentlichen in F i g. 2 dargestellt ist.
Rohr 28 zu verhindern. Ein Teil des Gehäuses 11 Es wird ferner darauf hingewiesen, daß das Dros-
zwischen dem Kolben 23 und der Trennwand 25 um- selventil axial angeordnet ist, so daß ein geradliniger
schließt eine Druckkammer 33, die das Rohr 28 um- Durchfluß der Bohrspülung von einem zum anderen
Ende des Ventils erfolgt, wodurch Verschleiß und Abnutzung vermieden wird, Erscheinungen, die bei den üblichen Ventilen, bei denen der Strom abgelenkt ist, auftreten.
Die abgeänderte Ausführungsform des Drosselventils gemäß den F i g. 3 bis 5, das hier allgemein mit 40 bezeichnet ist, besteht aus einem zylindrischen Gehäuse 41, an dessen einem Ende ein mit einem Spülungseinlaß 43 versehener Flansch 42 befestigt ist. Das Flanschteil 42 weist ferner ein mit Außengewinde versehenes Zwischenstück 44 auf, das in das Gehäuse 41 hineinragt. Die Drosselanordnung 45 befindet sich im Gehäuse 41 und besteht aus einem zylindrischen Ventilglied 46 aus biegsamem Material, dessen Enden beispielsweise durch Vulkanisieren od. dgl. mit einem Paar Stoßgliedern 47,48 fest verbunden sind. Das Stoß- oder Anschlagglied 47 kann als das feststehende Element bezeichnet werden und weist bei 49 ein Innengewinde auf, in das das Zwischenstück 44 eingreift und so das Stoß- oder Anschlagglied 47 in einer festen Lage im Gehäuse 41 hält. Das Stoß- oder Anschlagglied 48 ist im Gehäuse verschiebbar angeordnet und mit einem Innengewinde 50 versehen. Beide Stoß- oder Anschlagglieder 47, 48 sind mit Durchlässen 51 versehen, die mit dem axialen Flüssigkeitskanal 52 im Ventilglied 46 ausgerichtet sind. Wenn nun das Stoßglied 48 in Richtung des Gliedes 47 verschoben wird, wird das Ventilglied 46 axial zusammengepreßt und radial nach innen verformt, derart, daß der Querschnitt des Flüssigkeitsdurchlasses 52 verengt wird.
In das Innengewinde 50 des verschiebbaren Stoßgliedes greift ein mit Gewinde versehenes Zwischenstück 53' eines Kolbens 53 ein, der seinerseits im Gehäuse 41 gleitet und mit einem entsprechenden Dichtungsring 54 versehen ist. Der Kolben 53 weist einen Mitteldurchlaß 55 auf, der mit dem Durchgang 51 des Stoßgliedes 48 ausgerichtet ist. Der Kolben 53 ist mit einem Innengewinde versehen, wie bei 56 gezeigt ist, in das das Außengewinde des Flüssigkeitszuführungsrohres 57 paßt. Das Rohr 57 ragt nach außen vom Gehäuse 41 durch eine Nabe oder einen Gewindering 58, der ein Innengewinde hat und drehbar in einer Öffnung in der Endwand 41' des Gehäuses 41 angeordnet ist. An der Innenseite der Endwand 41' ist der Gewindering 58 mit einem Flansch 58' versehen, und außerhalb der Endwand 41' ist ein zweckmäßiges Handrad 59 an dem Gewindering befestigt. Das Rohr 57 wird gegen die Drehung durch weiter unten beschriebene Mittel gehalten. Die Drehung des Handrades 59 zusammen mit dem Gewindering 58 bewirkt eine axiale Bewegung des Rohres 57 in bezug auf das Gehäuse 41. So wird dann, wenn das Rad 59 in einer Richtung gedreht wird, um das Rohr 57 in das Gehäuse zu bewegen, das verschiebbare Stoßglied 48 das Ventilglied 46 zusammendrücken, so daß die gewünschte Drosselung bewirkt wird. Umgekehrt wird bei entgegengesetzter Drehung des Rades 59 das Ventil geöffnet. Auf diese Weise wird das Absperrorgan 40 durch mechanisch betätigte Mittel gesteuert, im Gegensatz zu dem mit Flüssigkeit betätigten Absperrorgan 10. Gegebenenfalls kann der Kolben 53 weggelassen werden. In diesem Fall kann das Rohr 57 direkt in das Gewinde 50 des Stoßgliedes 48 — also nicht in das Gewinde 56 des Kolbens — eingeschraubt werden. Das Gehäuse 41 ist mit einem abgesetzten Arm 60 versehen, der das Handrad 59 frei läßt und eine Verlängerung 61 des Gehäuses trägt, die koaxial zum Gehäuse 41 liegt. Die Verlängerung 61 ist am Arm 60, beispielsweise durch Bolzen oder Schrauben 62, befestigt. Das Flüssigkeitszuführungsrohr 57 erstreckt sich in die Verlängerung 61 des Gehäuses, um Flüssigkeit aus dem Ventil auszulassen, z. B. bei 63. In dieser Verlängerung 61 ist um das Rohr ein geeigneter Dichtungsring 61' angeordnet. Die Gehäuseverlängerung 61 ist an ihrer Innenseite mit einem Paar Längsrillen 64 versehen, in die gleitend vorspringende Lappen 65 am Endflansch 66 des Rohres 57 eingreifen. Auf diese Weise wird verhindert, daß sich beim Drehen des Handrades 59 das Rohr zusammen mit dem Gewindering 58 dreht.
Bei der beschriebenen Arbeitsweise geht die Flüssigkeit durch das Ventil 40 vom Einlaß 43 zum Auslaß 63. Falls erwünscht, kann jedoch die Richtung der Strömung umgekehrt werden, da die zwangläufig wirkende mechanische Anordnung 57, 58, 59 fähig ist, eine gewünschte Drosselgröße zu halten, und zwar unabhängig von der Richtung des Flüssigkeitsstromes.
Eine andere Ausführungsform des Absperrorgans ist in den Fig. 6A und 6B dargestellt und allgemein mit 70 bezeichnet. Diese Ausbildung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, daß sie dem Ventil eine längere Lebensdauer verleiht, und zwar besonders deshalb, weil sie gegen Abnutzung und Verschleiß, Erscheinungen, die durch den Flüssigkeitsdurchgang hervorgerufen werden, Schutz gewähren. Das Ventil 70 besteht aus einem röhrenförmigen Gehäuse 71, das an einem Ende mit einem Verschluß 72 versehen ist. Durch diesen Verschluß geht ein Einlaß 73 für die Flüssigkeit. Um zwischen dem Verschluß und dem Gehäuse ein Durchsickern der Flüssigkeit zu verhindern, ist eine zweckmäßige Dichtung 74 im Verschluß vorgesehen. Der andere Endabschnitt des Gehäuses 71, an dem ein Flansch 75 angeordnet ist, ist verengt, wie bei 76 dargestellt ist. Durch den Flansch 75 und durch den Verschluß 72 gehen, entlang der Außenseite des Gehäuses 71, entsprechende Verbindungsbolzen oder -stäbe 77 hindurch und dienen dazu, den Verschluß in Lage zu halten.
Die Drosselanordnung, die allgemein mit 78 bezeichnet ist, besteht aus einem zylindrischen Ventilglied 79 aus biegsamem elastischem Material, das mit einem axialen Durchlaß 80 für Flüssigkeit versehen ist. Das Ventilglied in Fig. 6A ist in Drosselstellung gezeigt, so daß der Durchgang 80 verengt erscheint. Ein Endteil des biegsamen Ventilgliedes 79 ist kraftschlüssig mit einem feststehenden Stoß- oder Anschlagglied 81 verbunden, das seinerseits an einem mit Gewinde versehenen Zwischenstück 82 befestigt ist. Dieses Zwischenstück ist fest mit dem Verschluß 72 verbunden. Das Stoß- oder Anschlagglied 81 ist mit einem Mitteldurchlaß 83 versehen, der mit dem Durchgang 80 ausgerichtet ist.
Der andere Endabschnitt des Ventilgliedes 79 ist kraftschlüssig mit einer röhrenförmigen Hülle oder Manschette 84 verbunden, die ein Bestandteil eines verschiebbaren Stoßgliedes oder Kolbens 85 und mit diesem verschraubt ist. Die Hülle oder Manschette 84 dient dazu, das Ventilglied 79 zu drücken, um die Strömung weiter oben zu drosseln als in den Ventilausführungen 10 und 40. Es wurde gefunden, daß der Druckunterschied über der Drossel bewirkt, daß das biegsame Material des Ventilgliedes gegen die
Seite oder das Ende des niederen Druckes »fließt«, wo die Stauung gebildet wird. Es wurde ferner festgestellt, daß dann, wenn der Flüssigkeitsausstoß aus der Drossel nicht genau koaxial zu dem Ventilgehäuse erfolgt, an allen Teilen des Ventils abwärts von der Stauung bis zu einem gewissen Grad Abnutzung auftritt. Wenn jedoch das Ventilglied 79 durch die Hülle 84 weiter nach oben gelagert wird und ein röhrenförmiger Belag 86 aus verschleißfestem Material innerhalb der Hülle unmittelbar der Stauung angeordnet wird, sind der Kolben 85 und das mit diesem verbundene Flüssigkeitszuführungsrohr 87 gegen Abnutzung geschützt. Weiteren Schutz erhält das Rohr 87 durch einen dünnen verschleißfesten Belag 88, mit dem dieses Rohr versehen ist. Die Beläge 86 und 88 bestehen aus einem geeigneten Material, das gegen Verschleiß und Abnutzung sehr widerstandsfähig ist, beispielsweise einem keramischen Stoff. Die Verwendung von zwei Belägen dient dazu, den Strahlaustritt aus der Drossel zu kontrollieren, um die Teile gegen Zerstörung durch Abnutzung zu schützen.
Da die dem Ventilglied 79 eigene Elastizität dazu führt, daß dieses nach der Drosselung in seine ursprüngliche offene Stellung zurückkehrt, ist in das Gehäuse 71 eine Metallhülse 89 eingesetzt, um die Reibung zwischen dem Gehäuse und einem Teil 79' des biegsamen Ventilgliedes, der die Hülle 84 umgibt, zu verringern. Die Hülse 89 gleitet frei im Gehäuse 71, und zwar mit der Axialbewegung der Drosselanordnung, und dient dazu, unangebrachte Reibung in dem Teil des Gehäuses auszuschalten, in dem die Kompression des Ventilgliedes unnötig ist.
Der Abschnitt des Gehäuses 71 zwischen dem Kolben 85 und dem Gehäuseteil 76 bildet eine Druckkammer 90, in die entsprechende Flüssigkeit unter Druck durch einen Kanal 91 eingeführt wird, um gegen den Kolben zu wirken, wenn das Ventil gedrosselt werden soll. Am Kolben 85 sind zweckmäßige Dichtungsmittel, wie C-Klappen 92, 93, vorgesehen, um das Durchsickern von Flüssigkeit aus der Kammer 90 um den Kolben zu verhindern und ebenso das Eindringen von Bohrlochfiüssigkeit um den Kolben zu vermeiden, wenn der Bohrlochdruck den Flüssigkeitsdruck in der Kammer 90 übersteigt. Das Flüssigkeitszuführungsrohr 87 geht gleitend durch Dichtungsmittel 94, die im Gehäuseabschnitt 76 angeordnet sind, und ragt in eine Gehäuseverlängerung 95, die mit dem Gehäuseabschnitt 76, beispielsweise durch eine Schraubverbindung 96, verbunden ist.
Die Verlängerung 95 ist mit einem Paar diametral entgegengesetzt angeordneten lösbaren Kapselverschlußkappen 97 versehen, um das Entfernen des Belages 86 zu erleichtern, ohne daß es erforderlich wäre, einen Schlüssel an das Rohr 87 anzusetzen. Dies wird durch Lösen der Verbindungsbolzen 77 und Verschieben des Belages und des Rohres 87 nach vorn erreicht, die beide so weit vorbewegt werden, bis die im Endteil des Rohres 87 vorhandenen diametral entgegengesetzten Löcher 98 mit den Öffnungen 99 ausgerichtet sind, in denen die Verschlußkappen 97 eingesetzt sind. Bei gelösten Verschlußkappen 97 wird ein entsprechender Stab oder eine Stange 100 durch die Öffnungen 99, 98 eingeführt, um das Rohr 87 gegen Drehung in bezug auf die Verlängerung 95 des Gehäuses festzulegen, wonach der Belag leicht abgeschraubt werden kann.
In den F i g. 7 und 8 sind etwas abgeänderte Ausführungsformen der in Fig. 6A gezeigten Vorrichtung dargestellt. Es ist hier insbesondere die Beziehung des Belages 86 zu dem genannten Kolben 85 veranschaulicht. In Fig. 7 — verglichen mit Fig. 6A — ist der Kolben85a mit einer einstückig ausgebildeten, röhrenförmigen Verlängerung 89 a versehen, die die Rolle der genannten Hülse 89 übernimmt. In diesem Fall ist die Abdichtschale 92 a am vorderen Ende der Kolbenverlängerung 89 a angrenzend an das Ventilglied 79 angeordnet. Der Abschnitt 79' des Ventilgliedes 79 ragt noch in den Raum zwischen der Hülle oder Manschette 84 und der Kolbenverlängerung 89 a. Da jedoch die Verlängerung 89 a ein Teil des Kolbens 85 a ist, befindet sich der Belag 86 innerhalb der Kolbeneinheit, im Gegensatz zu der Anordnung gemäß Fig. 6A, bei der dieser Belag zwischen dem Kolben und dem Ventilglied angeordnet ist.
In der weiteren Modifikation gemäß F i g. 8 — verglichen mit F i g. 7 — ist der Kolben 85 b mit einer verhältnismäßig dicken, röhrenförmigen Verlängerung 89 b versehen, und die Hülle 84 b ist erheblich verkürzt, so daß der größte Teil des Belages 86 innerhalb der Kolbenverlängerung 89 b liegt.
Der Abschnitt 79" des Ventilgliedes 79 ist entsprechend verkürzt, und die Abdichtschale 92 & ist am vorderen Ende der Kolbenverlängerung 89 b vorgesehen, und zwar in ganz ähnlicher Weise wie in der Ausführungsform gemäß F i g. 7. Auch hier ist der Belag 86 eher innerhalb der Kolbeneinheit angeordnet als zwischen dem Kolben und dem Ventilglied 79, wie dies in Fig. 6A der Fall ist.

Claims (7)

Patentansprüche:
1. Bohrspülungsdrosselventil, gekennzeichnet durch ein längliches Gehäuse (11, 41,71), an dessen einem Ende in einer festgelegten Stellung ein festes Stoß- oder Anschlagglied (16,47, 81) angebracht ist, im Gehäuse ferner ein zylindrisches Ventilglied (22, 46, 79) aus einem biegsamen Material eingesetzt ist, dessen eines Ende fest mit dem festen Stoß- oder Anschlagglied (16,47,81) verbunden ist, und daß ein verschiebbares Stoß- oder Anschlagglied (23, 48, 85) mit dem anderen Ende des Ventilgliedes (22, 46, 79) fest verbunden ist.
2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das verschiebbare Stoß- oder Anschlagglied hydraulisch verschoben wird.
3. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das verschiebbare Stoß- oder Anschlagglied mechanisch verschoben wird.
4. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des Gehäuses (11) angrenzend an das verschiebbare Stoß- oder Anschlagglied (23) eine Flüssigkeitskammer (33) bildet, die getrennt und unabhängig vom Flüssigkeitsdurchlaß (21) im Ventilglied (22) ist, und daß eine Leitung (34) zur Zuführung von Flüssigkeit unter Druck in diese Kammer vorgesehen ist.
5. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein röhrenförmiger Belag (86) aus verschleißfestem Material axial an das biegsame Ventilglied (79) anstößt.
6. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Flüssigkeitsdurchlaßrohr (87)
axial im Gehäuse (71) angeordnet und an einem Ende mit dem verschiebbaren Stoß- oder Anschlagglied (85, 85 a, 85 b) verbunden ist, und zum Schutz des Rohres gegen Abnutzung durch die durchströmende Flüssigkeit zwischen dem stromab liegenden Ende des biegsamen Ventil-
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gliedes (79) und dem verschiebbaren Stoß- oder Anschlagglied (85, 85 a, 85 ft) ein röhrenförmiger Belag (88) vorgesehen ist.
7. Ventil nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Belag (86, 88) aus einem keramischen Material besteht.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
DE1966B0086502 1965-05-06 1966-04-02 Bohrspuelungsdrosselventil Pending DE1230383B (de)

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