DE1299582B

DE1299582B - Nicht umlaufender Verschleissschuetzer fuer Bohrrohre

Info

Publication number: DE1299582B
Application number: DEB92525A
Authority: DE
Inventors: Kuus Felix
Original assignee: Byron Jackson Inc
Current assignee: Byron Jackson Inc
Priority date: 1966-05-25
Filing date: 1967-05-13
Publication date: 1969-07-24
Also published as: GB1157044A; NL6707285A; AT270535B; US3410613A

Description

Beim Bohren von öl- oder Gasbohrlöchern oder anderen entsprechenden Bohrlöchern ist es üblich, an den Bohrstangen oder Bohrrohren gummiartige

Buchsen anzuordnen, die mit der Bohrstange um- io liebig verstellbar ist.
laufen und Bohrstangenschoner oder Verschleiß- Aufgabe der Erfindung ist es, einen Verschleißschützer bilden, die die Reibwirkung zwischen der schützer der eingangs genannten Art zu schaffen, der Bohrstange und den tiefer gelegenen Teilen des Bohr- den vorstehenden Anforderungen im vollen Umfang lochs herabsetzen. Unterhalb der Verrohrung sind genügt und die Nachteile bekannter Verschleißschütdiese Schoner nicht geeignet, da sie die unbefestigte 15 zer überwindet. Der Verschleißschützer soll überdies Wand während ihres Umlaufes nach kurzer Zeit zer- derart ausgebildet sein, daß er auf einen üblichen stören. Klemmring einer Bohrstange aufsetzbar ist, so daß

Für Pumpenstangen ist jedoch ein solcher Ver- sich besondere, als Träger des Verschleißschützers schleißschützer bekannt. Er ist aus zwei fest mit der ausgebildete Hülsen erübrigen. Der Klemmring dient Pumpenstange verbundenen Holzhälften gebildet, »0 als einziges Element zur Festsetzung des Verschleißläuft mit der Pumpenstange um und ist in Achs- Schützers und läßt sich an jeder gewünschten Stelle richtung der Pumpenstange nicht verstellbar. des Bohrgestänges anbringen.

Es ist jedoch wünschenswert, auch die unteren ^Die Aufgabe wird bei einem Verschleißschützer

Teile des Bohrgestänges, das in dem Teil des Bohr- der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dalochs ohne Verrohrung umläuft, mit einem Ver- *5 durch gelöst, daß der rohrförmige Körper eine innere schleißschützer zu versehen, der jedoch gegenüber Ringnut zur Aufnahme eines Klemmringes aufweist, der umlaufenden Bohrstange feststehen muß, so daß Die radial verlaufenden Flanken der Ringnut dienen einmal der Verschleiß der Bohrstangen dadurch ver- ^dazu> ^eme axiale Verschiebung des Verschleißschütmindert wird, weil das Gestänge von der Bohrloch- zers gegenüber dem Klemmring und damit dem wand ferngehalten wird, und zum anderen das Ge- 30 Bohrgestänge zu verhindern,
stange auch bei Seitenkräften und Schwingungen Zur Verstärkung der Ringnutflanken sind die Me-

innerhalb des Bohrlochs zentriert bleibt. talleinsätze vorzugsweise so ausgebildet, daß sie die

Derartige Verschleißschützer sollten dauerhaft ver- Ringnut seitlich umschließen. Vorteilhaft ist der sich schleißfest und so ausgebildet sein, daß sie mit ein- ^v°n ^den Metalleinsätzen nach innen erstreckende fachen Mitteln auf das Bohrgestänge aufgebracht und 35 Teil des elastischen Körpers als Lager für das Bohrauf diesem in Achsrichtung in jede gewünschte Stel- gestänge und den Klemmring ausgebildet,
lung, und zwar jeweils dorthin, wo der größte Ver- Als Metalleinsätze dienen vorteilhaft aus zwei

schleiß entsteht, verschoben werden können. In ihrer Hälften bestehende, rohrförmige Körper, wobei beide eingestellten Lage sollten die Verschleißschützer auf Rohrhälften über nach außen gerichtete, axial verdem Gestänge in deren Längsrichtung unverschieb- 40 laufende Flansche verbunden sind. Die Metalleinbar gehalten sein. Überdies sollten derartige Ver- sätze sind ganz in dem elastischen Körper eingebettet

und mit diesem verbunden.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist der rohrförmige Körper in serner Innen-45 wand axial verlaufende Vertiefungen auf, die dem Verlauf der Flanken und des Grundes der Ringnut folgen und als Strömungskanäle für die Bohrflüssigkeit dienen.

Der erfindungsgemäße Verschleißschützer oder

Achsrichtung des Bohrgestänges frei verschieblich ist 5° Gestängeschoner ist unempfindlich gegen starke seit- und keine axiale, leicht verstellbare Arretierung auf- liehe Belastungen und Stöße, die auf ihn während weist. Ein weiterer bekannter Verschleißschützer ist des Betriebes einwirken. Darüber hinaus ist der Abwiederum in Achsrichtung des Bohrgestänges fest- rieb zwischen dem Verschleißschützer und der in ihm gesetzt; die Festsetzung erfolgt jedoch innerhalb umlaufenden Bohrstange auf ein Minimum herabeiner Nut der Bohrstange, die einmal zu einer Schwä- 55 gesetzt, da durch die vorgesehenen Kanäle die Bohrchung des Gestängequerschnitts führt und zum ande- flüssigkeit durch ihn hindurchströmen und damit zu ren keine Verstellbarkeit des Verschleißschützers in allen sich gegeneinander verschiebenden Oberflächen Längsrichtung des Gestänges jeweils dorthin, wo der gelangen kann.

größte Verschleiß zu erwarten ist, zuläßt. Die Erfindung wird an Hand des in der Zeichnung

In diesem Zusammenhang ist eine Vorrichtung 60 dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert, zum Führen eines Bohrgestänges bekanntgeworden, Es zeigt
die aus einem ungeteilten, ringförmigen Körper besteht, der mit besonderen Mitteln innerhalb des Bohrlochs gehalten ist und lediglich die Aufgabe der
Bohrstangenzentrierung hat. Der ungeteilte, ringför- 65
mige Körper läßt sich nur unter großem Aufwand
vom Stangenende her auf die Bohrstange aufsetzen,
ist in Längsrichtung relativ zur Bohrstange frei ver

schleißschützer so aufgebaut sein, daß bei ihrem Aufsetzen auf das und Verschieben auf dem Gestänge keine metallischen Einzelteile verlorengehen und in das Bohrloch hinabfallen können.

Es sind mehrere Arten von Verschleißschützern bekannt, die jedoch den vorstehenden Anforderungen nur unzureichend genügen. So ist ein Verschleißschützer der eingangs genannten Art bekannt, der in

Fig. 1 eine Vorderansicht eines nicht umlaufenden Gestängeschoners, der auf ein Bohrgestänge aufgesetzt ist, das sich in einem Bohrloch befindet,

Fig.2 den Schoner teilweise in einer Vorderansicht und im Schnitt längs der Linie Π-Π in F i g. 3 mit zum Teil entferntem Gestänge, F i g. 3 einen Querschnitt des Schoners längs der

Das Rippenteil 2" mit dem Flansch 7 ist mit einer Ausnehmung 11 versehen, in die der Schraubenkopf 10' einsetzbar ist. Der Schraubenkopf ist vorzugsweise mit einem Innensechskant versehen und ist mit 5 Hilfe eines den Querschnitt der Ausnehmung 11 verringernden Wandungsteiles 11' in der öffnung 11 festgelegt. Dabei weist das Wandungsteil 11' eine Schulter 11" auf, die gegen den Schraubenkopf auf dessen Oberseite drückt. Auch beim Teilen des Ge-

nehmung 11' muß jedoch so groß bemessen sein, daß durch sie hindurch ein Schraubenschlüssel in den Schraubenkopf 10' eingeführt werden kann.

Wenn die Schonerhälften aufeinandergesetzt sind, dann ragen die Schraubenbolzen der einzelnen Schrauben 10 durch die einander gegenüberliegenden Bohrungen 8 und 9 der Flanschhälften in den Rippenteilen 2' und 2" hindurch. In der Rippe 2' beLinie III-III in F i g. 2, wobei ein Teil des Klemmringes entfernt ist,

F i g. 4 einen Querschnitt des Schoners längs der
Linie IV-IV in F i g. 2, wobei ein Teil des Schoners
entfernt ist, um die Ringnut freizulegen, die zur Aufnahme des Klemmringes vorgesehen ist.

In den F i g. 1 und 2 ist ein nicht umlaufender, teilbarer Verschleißschützer oder Gestängeschoner gemäß der Erfindung mit P bezeichnet. Der Gestängeschoner P ist auf ein Bohrgestänge 5 aufgesetzt, wo- io stängeschoners sind die Schrauben damit unverlierbei er einen Klemmring umschließt. Die Bohrstange bar im Gummi des Schoners eingebettet. Die Ausbefindet sich in einem Bohrloch W, das nicht armiert
ist. Das Bohrgestänge 5 läuft während des Bohrvorganges um und veranlaßt den nicht dargestellten
Bohrmeißel, sich in die Erdformationen einzubohren. 15
Dabei strömt Bohrspülung durch das Bohrgestänge
zum Bohrmeißel und danach über den Ringraum
zwischen dem Gestänge 5 und der Bohrlochwand W
zur Erdoberfläche zurück. Der Gestängeschoner nach

der Erfindung dient dazu, das Bohrgestänge im Bohr- ao finden sich vor den Bohrungen 8 Muttern 12, die im loch zu führen; er verhindert das Scheuern des Ge- Gummi der Rippe 2' eingebettet und mit dem Gummi stänges an der Bohrlochwand und ist so gebaut, daß vorzugsweise verbunden sind. Dabei besteht aber vordie Bohrspülung ungehindert zur Erdoberfläche zu- zugsweise keine unmittelbare Verbindung mit dem rückfließen kann. Flansch 6, so daß sich die Muttern gegenüber diesem

Der Gestängeschoner P besteht aus einem rohr- «5 bewegen können. Die Bohrungen in den Flanschen 6 förmigen Körper 1 mit einer Anzahl sich in seiner und 7 sind größer als die Schraubenbolzen, so daß Längsrichtung erstreckender radialer Ansätze, die in sich die Schrauben darin bewegen können. Form von Rippen 2 auf der Außenwand des rohr- In den Rippenteilen 2' sind weiterhin nach außen

förmigen Körpers 1 verteilt sind. Der Körper 1 ist offene Bohrungen 13 vorgesehen, die den Einschluß drehbar auf die Bohrstangen aufgesetzt, so daß diese 30 von Luft, Schmutz oder Flüssigkeiten in der Mutter innerhalb des feststehenden Schoners umlaufen verhindern. Wenn nämlich die Bolzen in die Muttern können. eingeschraubt werden, wird in den Muttern befind-

Der Klemmring C gestattet Verstellungen des Scho- liehe Flüssigkeit durch die Bohrungen 13 herausners P auf dem Bohrgestänge S in deren Längsrich- gepreßt. Dadurch kann sich kein Druck aufbauen, tung. Er besteht aus zwei gelenkig miteinander ver- 35 der in der Lage wäre, die Verbindung zwischen den bundenen Hälften C" und C", die um die Stange Muttern und den Rippenteilen 2' zu lösen, herumlegbar sind und mittels Schrauben C 3 an der
vorgesehenen Sicherungsstelle verbunden werden
können.

Aus F i g. 3 und 4 ist ersichtlich, daß der Scho- 40 Aufsetzen des Schoners auf die Bohrstangen der ner P in Längsrichtung teilbar ist, damit er auf die Klemmring C aufgenommen wird. Zur Bildung der Bohrstangen aufgesetzt werden kann. Hierzu besteht
der Schoner aus zwei ähnlichen Hälften, die längs in
Längsrichtung verlaufender Schnittflächen zum Körper 1 zusammenfügbar sind. Jede Hälfte weist dabei 45 ersichtlich ist, teilen sich die Flanken dabei in zwei einen Metalleinsatz 4 auf, der in entsprechende Teile voneinander getrennte Teilflanken. Der Teil 16 ist im des rohrförmigen, aus elastischem Werkstoff, z. B. Bereich der Ringnut von Gummi umgeben, um Ring-Gummi, bestehenden Körpers 1 eingebettet ist. Die nutflanken 17 aus Gummi zu bilden, die dazu dienen, Einsätze 4 sind mit dem Gummikörper verbunden den Gestängeschoner auf dem Klemmring C festzu- und haben eine Anzahl von öffnungen 5, die die 50 halten und axiale Bewegungen des Gestängeschoners mechanische Verbindung zwischen dem Metall und relativ zum Bohrgestänge S zu verhindern. Darüber dem Gummi festigen. Ein aus Gummi bestehen- hinaus ist die Ringnut 15 so tief, daß ein Spalt zwides Lager befindet sich innerhalb der Einsätze und sehen dem Klemmring C und dem Körper 1 in ist in der Lage, die Bohrstangen zu führen. radialer Richtung verbleibt. Dadurch entsteht bei

Die äußeren Enden der sich in Längsrichtung des 55 Umlaufbewegungen der Bohrstange mit dem Klemm-Schoners erstreckenden Einsätze 4 sind mit nach ring innerhalb des Gestängeschoners kein Reibungsaußen gerichteten Flanschen 6 und 7 versehen, die widerstand. Vorzugsweise strömt ein Teil der Bohrin die Hälften 2' und 2" vorzugsweise einer Rippe 2 spülung durch einen Spalt zwischen dem Schoner eingebettet sind, wobei sie in dieser Rippe in Gummi und dem Gestänge, so daß die Bohrspülung gleicheingebettete Lagerstellen bei 6' und T bilden, an 60 zeitig als Schmiermittel dient und der Abrieb verdenen die Flansche 6 und 7 nach dem Aufbringen ringert wird. Zu diesem Zweck sind die Schonerteile des Schoners auf die Bohrstange aneinander anlie- mit längsverlaufenden, hervorstehenden Vertiefungen gen. oder Strömungskanälen 18 versehen, die mit radialen

In dem in F i g. 2 und 4 im einzelnen dargestellten Vertiefungen oder Kanälen 19 der Flanken 17 in Flansch 6 sind Bohrungen 8 vorgesehen, die entspre- 65 Verbindung stehen. Diese Vertiefungen 19 führen zu chenden Bohrungen 9 in dem Flansch 7 gegenüber- dem Raum, der sich zwischen dem Außenumfang des liegen; diese Bohrungen 8 und 9 sind über Schrau- Klemmringes C und der Basis der Ringnut 15 ausben 10 verbunden. bildet, so daß durch die Vertiefungen Bohrspülung

Beide Teile der Schonerhälften sind bei 15 mit einer Ausnehmung versehen, die beim Zusammensetzen der Hälften eine Ringnut bildet, in der beim

Ringnut 15 sind die Metalleinsätze 4 mit einem Teil 16 versehen, der sich um die Ringnut herum erstreckt und an den Flanschen 6 und 7 endet. Wie aus F i g. 2

strömen kann. Wenn sich das Bohrgestänge S in dem Schoner P dreht, dann wird die Spülung aus den längsverlaufenden Vertiefungen 18 ringsherum verteilt, so daß die als Schmiermittel dienende Bohrspülung zwischen alle sich relativ zueinander bewegenden Oberflächen gelangt.

Es ist ersichtlich, daß der Gestängeschoner gemäß der Erfindung nicht umlaufend und axial teilbar ist, was durch einfachen Aufbau erreicht wird. Der aus zwei gleichen Hälften bestehende Schoner ist einfach aufzubringen, benötigt nur einen Klemmring auf dem Bohrgestänge und eine Anzahl von Befestigungsschrauben. Der Schoner ist darüber hinaus verschleißfest, stets ausreichend geschmiert und so aufgebaut, daß er starken Stoßbelastungen und Schwingungen standhalten kann und betriebssicher ist, da er keine Teile hat, die sich innerhalb des Bohrlochs von ihm selbsttätig lösen können.

Neben Gummi können auch Kunststoffe oder ähnliche Materialien für den Verschleißschützer ver- so wendet werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Nicht umlaufender Verschleißschützer für as Bohrrohre in Form eines axial teilbaren, rohrförmigen Körpers aus elastischem Werkstoff, der verstärkende Einsätze aus Metall aufweist und dessen Innendurchmesser größer als der Außendurchmesser des Bohrgestänges ist, dadurch gekennzeichnet, daß der rohrförmige Körper (1) eine innere Ringnut (15) zur Aufnahme eines Klemmringes (C) aufweist.

2. Verschleißschützer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metalleinsätze (4) die Ringnut (15) zur Verstärkung der Ringnutflanken (17) seitlich umschließen.

3. Verschleißschützer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der von den Metalleinsätzen (4) sich nach innen erstreckende Teil des elastischen Körpers (1) als Lager für das Bohrgestänge (S) und den Klemmring (C) ausgebildet ist.

4. Verschleißschützer nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Metalleinsätze aus zwei Hälften bestehende rohrförmige Körper (4) dienen und daß die Rohrhälften über nach außen gerichtete, axial verlauf ende Flansche (6,7) verbunden sind.

5. Verschleißschützer nach den Ansprüchen 1, 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Metalleinsätze (4) ganz in dem elastischen Körper (1) eingebettet und mit diesem verbunden sind.

6. Verschleißschützer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der rohrförmige Körper (1) in seiner Innenwand axial verlaufende Vertiefungen (18) aufweist, die dem Verlauf der Flanken und der Basis der Ringnut (15) folgen und als Strömungskanäle für die Bohrspülung dienen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen