DE2446228A1

DE2446228A1 - Bohrloch-aufhaengungssystem

Info

Publication number: DE2446228A1
Application number: DE19742446228
Authority: DE
Inventors: Samuel William Putch
Original assignee: Houston Chemical Corp
Current assignee: Houston Chemical Corp
Priority date: 1973-09-27
Filing date: 1974-09-27
Publication date: 1975-04-03
Also published as: US3918747A; FR2245847B1; JPS5064101A; DE2446228C2; NO743454L; GB1482125A; AU7358474A; NL7412705A; NO144431C; BR7408053A; NO144431B; FR2245847A1; CA995581A; JPS5718039B2

Description

PATENTANWÄLTE

K. SIEBERT G. GRÄTT1NGER

^r,;pl.-lng. Dlpl.-lng., Dlpl.-Wirtsch.-lng.

313 Stainbe/g bei München Postfach 1649, Almeidaweg 12 Telefon (08151) 1 27 30 U. 41 15

den

Anwaltsakte

6199/1

SAMUEL WILLIAM PUTCH, 572 7 Portal, Houston, Texas 77035, USA

NORMAN ALLEtT NELSON, Apt. No. 169, 2422 West 18th Street, Houston, Texas 77008, USA

Bohrloch-Aufhänaungssystem

Die Erfindung betrifft ein Bohrloch-Aufhängungssystem gegenüber dem Bekannten größerer Zuverlässigkeit und Vielseitigkeit, indem es verbesserte Unterwasserverbindungseinrichtungen, Dichtungen, Verriegelungsanordnungen und Futterrohraufhänger vorsieht, die gleichzeitig die technische Ausrüstung vereinfachen.

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Ein Merkmal der Erfindung besteht in der Beseitigung der üblichen Gewindegänge an der Oberseite eines Futterrohraufhängers, die von Nachteil sind, da sie sehr oft von der Ferne her getroffen werden müssen und bei ihrer Beschädigung Verbindungsprobleme auftreten. Die Erfindung sieht eine Vorrichtung zur Verbindung und Wiederverbindung vor, bei welcher der Futterrohraufhänger ein nach oben gerichtetes als Vaterteil ausgebildetes Ende aufweist, welches an seiner Außenseite eine nicht zu schraubende Verbindungseinrichtung zur Verbindung mit einem darüber schiebbaren Bchrlochwerkzeug aufweist. Die Verbindung läßt sich durch eine geradlinig nach unten gerichtete Bewegung durchführen, durch die ein elastisch sich ausdehnender und zusammenziehender Verbindungsring zwischen dem Futterrohraufhänger und das Bohrlochwerkzeug gebracht werden kann. Durch eine Drehbewegung kann das Bohrlochwerkzeug wieder vom Futterrohraufhänger gelöst werden. Ein anderes Merkmal der Erfindung besteht in der Beseitigung von sich durch die Wand des Futterrohraufhängers erstreckenden Waschöffnunaen, wodurch mögliche Lecks eleminiert werden, der Vereinfachung der Ausrüstung und Erhöhung ihrer Vielseitigkeit durch das Vorsehen der Waschöffnungen in der Wand des abnehmbaren Bohrlochwerkzeugs. Die Wirksamkeit der Waschöffnungen läßt sich steigern, indem man sie nach unten gerichtet ausbildet.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht im Vorsehen eines Bohrlochwerkzeugs zur Verbindung mit einem Futterrohraufhänaer, welches entweder manuell betätigt werden kann, um durch eine geradlinige axiale Bewegung eine Verbindung und durch Drehen ein Lösen der Verbindung zu erreichen, oder aber welche mit einer doppelwirkenden Kolben-Zylinderanordnung ausgestattet sein kann, die eine lösbare hydrauliche Verbindung mit dem Futterrohraufhänger bildet.

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Ferner schafft die Erfindung eine mit dem Bohrlochwerkzeug verbundene elastische Dichtung, welche am Körper des Futterroh raufh ängers anareift, und eine mit dem Bohrlochwerkzeua verbundene Metalldichtung, die ebenfalls am Körper des Futterroh raufh ängers ,angreift, wobei diese Dichtungen bei Beschädigung leicht ausgewechselt werden können und trotzdem robust und hervorragend in ihren Eigenschaften sind. Eine Prüfleitung kam sich von der Bohrlochoberfläche zu einer Stelle zwischen der elastischen und der Metalldichtung erstrecken und zur Prüfung der Dichtung^ dienen.

Ferner schafft die Erfindung ein Bohrlochaufhängungssystem mit" einer verbesserten ringförmigen Abdichteinheit, indem eine um das nach oben weisende als Vaterteil ausgebildete Ende des Futterrohraufhängers verlaufende Quetschdichtung vorgesehen ist, die zwischen dem Aufhänger und einem außenliegenden rohrförmigen Teil dichtet, ohne daß zusätzliche Teile am System angebracht werden müßten. Ferner kann die Abdichteinheit mit dem Bohrlochwerkzeug verbunden werden und gleichzeitig mit der Verbindung des Bohrlochwerkzeugs mit dem Aufhänger um den Aufhänger herum angeordnet werden.

Ferner schafft die Erfindung eine Abdichteinheit zwischen Bohrlochaufhänger und dem weiter außen liegenden konzentrischen Rohrteü, welche eine Verriegelungseinrichtung zur Verbindung der Abdichteinheit mit dem Äußeren des Futterrohraufhängers und eine Dreheinrichtung zum Setzen und Lösen der Dichtanordnung umfaßt.

Ferner schafft die Erfindung eine verbesserte Verriegelungsbzw. Sperranordnung zur Verbindung zweier Rohrteile miteinander, welche einen elastisch sich zusammenziehenden und ausdehnenden Sperring umfaßt, der auf einem der beiden Rohrteile für ein Eingreifen in das zweite Rohrteil in axialer Richtung beweglich ist,

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wobei zwischen den Enden des Sperrings eine abscherbare Haltevorrichtung vorgesehen ist, die bei einer geradlinigen, nach unten gerichteten Bewegung des ersten Rohrstücks abgeschert wird, was dazu führt, daß der obere Teil des Sperrrings die beiden Rohrstücke lösbar miteinander verbindet. Die Haltevorrichtung sorgt auch dafür, daß der Sperring nicht verkantet und gleichmäßig betätigt und verriegelt wird.

Ferner schafft die Erfindung eine verbesserte Verriegelungseinrichtung zum gegenseitigen Verbinden von zwei Rohrstücken, welche einen elastisch sich ausdehnenden und zusammenziehenden Sperring umfaßt, der an seiner Oberseite und unter einer Verriegelungsschulter geneigte Flächen aufweist und der mit den beiden Rohrstücken in einer Weise zusammenwirkt, daß sich ein gewichtserapfindlicher Verriegelungsmechanismus ergibt, der die Gefahr eines Zusammenfallens und Abstürzens des Futterrohrs vermindert.

Die Vorteile der Erfindung treten vor; allem bei verwendung als Unterwasseraufhängungen hervor, wenn es darum geht, mit einem größeren Sicherheitsfaktor als bisher Futterrohre in der Nähe der Schlammlinie des Ozeans aufzuhängen. Die vorliegende Erfindung findet ihre Anwendung beim Bohren eines Bohrlochs, beim zeitweisen Auflassen des Bohrlochs, bei der Wiederaufnahme des Bohrlochs, bei der Verlängerung des Bohrlochs an die Oberfläche zur Fertigstellung oder bei der Fertigstellung des Bohrlochs unter Wasser.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzuater Ausführungsbeispiele in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung. Auf dieser ist

Figur 1 ein teilweise geschnittener Aufriß eines mit einc?m kannelierten Futterrohraufhänger verbundenen Landeelements, welcher einen inneren P.ohrstrano innerhalb -eines Abteufrohrs zeigt,

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Figur 2 ein Querschnitt längs Linie 2-2 aus Figur T,

Figur 3 ein teilweise ..geschnittener Teilaufriß, welcher die Waschöffnungen des Landeelements aus Figur 1 in geöffneter Stellung zeigt, wobei gleichzeitig das Landeelement mit dem Futterrohraufhänger verbunden ist,

Figur 4 eine teilweise geschnittene Aufrißansicht eines sich spreizenden Futterrohraufhängers während des Einfahrens durch ein Futterrohr in den kannelierten Futterrohraufhänger der Figur 1,

Figur 5

Figur 6 A

eine teilweise geschnittene Aufrißansicht des sich aufspreizenden Futterrohraufhängers der Figur 4 im kannelierten Futterrohraufhanger in einer Stellung, die eine weitere Abwärtsbewegung verhindert,

eine vergrößerte Teilansicht des sich ausspreizenden Futterrohraufhängers der Figur 5, welche den Verriegelungsmechanisirus des Aufhängers während des Einfahrens im Inneren eines Rohres zeigt,

Figur 6 B eine Ansicht ähnlich der Figur 6 A, welche den Verriegelungsmechanismus für den Aufhänger in verriegelter Stellung im kannelierten Futterrohraufhänger zeigt,

Figur 7 A

eine vergrößerte Ansicht einer anderen Ausführunqsform dieses Verrieqelunqsmechanismus wiederum im Zustand des Eingefahrenwerdens,

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Figur 7 B eine Ansicht ähnlich der Figur 7 A, welche den Verriegelungsmechanismus in im kannelierten Aufhänger verriegelter Stellung zeigt,

Figur 8 A eine vergrößerte Teilansicht eines sich aufspreizenden Futterrohraufhängers, die einen weiteren Verriegelungsmechanismus für den Aufhänaer während des Eingefahrenwerdens innerhalb eines Futterrohres zeigt,

Figur 8 B eine Ansicht ähnlich der Figur 8 A, welche den

Verriegelungsmechanismus in einem zweiten Futterrohraufhänger verriegelter Stellung zeigt,

Figur 9 A

eine vergrößerte Teilansicht eines sich aufspreizenden Futterrohraufhängers, welche eine weitere Ausfuhrungsform eines Verriegelungsmechanismus im Zustand des Eingefahrenwerdens in einem Futterrohr zeigt,

Figur 9 B eine Ansicht ähnlich der Figur 9 A, welche den

Verriegelungsmechanismu« der Figur 9 A in in einem zweiten Futterrohraufhänger verriegelter Stellung zeigt,

Figur 10 eine Aufrißansicht, im Schnitt, eines eich auf··

spreizenden Futterrohr·«fhKnofer», welcher in einen kannelierten Futterrohraufh^.nger eingesetzt ist, mit zwischen den beiden Aufhänoern eingesetzter Abdichteinheit,

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Figur 11

eine vergrößerte Schnittansicht der Abdichteinheit der Figur 10,

Figur 12

eine vergrößerte Aufrißansicht, im Schnitt
einer weiteren Ausftihrungsform der Abdichteinheit, wobei sie in auf dem Körper eines sich aufspreizenden Futterrohraufhängers verriegelter
Stellung gezeigt ist,

Figur 13

eine geschnittene Aufrißansicht eines Futterrohraufhängers mit der Abdichteinheit der Figur 12,
und einem ferngesteuerten, hydraulisch betätigten Bohr lochwerkzeug zur Verbindung, welches in auf
dem sich aufspreizenden Futterrohraufhänger verriegelter Stellung gezeigt ist,

Figur 14 eine Ansicht ähnlich der Figur 13, welche das

Bohrlochwerkzeug in gegenüber dem aufspreizendtn Futterröhraufhanger entriegelter Stellung zeigt,

Figur 15 eine vergrößerte Aufrißansicht im Schnitt, welche die fernsteuerbare Hydraulik des Bohrlochwerkzeugs der Figuren 13 und 14 zeigt,

Figur 16 eine geschnittene Aufrißansicht, die eine von Ferne betätigbare mechanische Aufsteckverbindungsvorrichtung in mit dem Futterrohraufhänger verriegelter Stellung zeigt,

Figur 17 eine Ansicht ähnlich der Figur 16, die diese Verbindungsvorrichtung in vom sich aufspreizenden
Futterrohraufhänger gelöster Stellung z.eigt, und

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Figur 18 eine vergrößerte geschnittene Aufrißansicht,

welche die Verbindungsvorrichtung der Figuren 16 und 17 in auf dem oberen Ende des sich aufspreizenden Futterrohraufhangers verriegelter Stellung zeigt.

Bei einem Niederbringen einer Gas- und/oder Ölbohrung wird zunächst ein Abteufrohr 10 (siehe insbesondere Fig. 1) durch Bohren, Strahlen oder irgendwie sonst in Stellung gebracht und ein Stumpfschweißelement 12 an geeigneter Stelle im Abteufrohr angebracht. Bei Unterwasseranwendungsfällen würde sich das Abteufrohr 10 bis hinauf zum Bohrgestell erstrecken.

In das Abteufrohr 10 wird ein Bohreinsatz eingefahren und mit ihm auf die für den ersten Futterrohrstrang nötige Tiefe gebohrt. Nach dem Bohren dieses Loches wird dar Bohreinsatz- entfernt, und an einem kannelierten Futterrohraufhänger 16 hängend ein Futterrohr 14 durch ein Landeele ment 18 in das Abteufrohr 10 eingefahren. Dabei kommt eine außen am kannelierten Rohraufhänger 16 befindliche Schulter 20 zur Anlage an einem am Stumpfschweißelement befindlichen Sitz 22, wodurch das Futterrohr 14 hängend abgestützt wird. Danach wird feement innen durch das Futterrohr und am Boden desselben heraus hinauf in den Ringspalt 24 zwischen dem Futterrohr 14 und dem Abteufrohr 10 gepumpt. Der zurückkommende Zement geht durch die Kannelierungen 26 und weiter hinauf zum' Bohrgestell. Die eben beschriebene Anbringung eines Futterrohraufhängers entspricht der bekannten Art und Weise.

Futterrohraufhänger weisen jedoch häufig ein nach oben weisendes mit einem Gewinde versehenes Mutterteil auf, welches bei vielen Arbeitsvorgängen aus der Entfernung her gefaßt werden muß. Ist

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dieses Gewinde auf dem Aufhänger beschädigt, so entstehen Schwierigkeiten beim Verbinden des Aufhängers mit irgendwelchen anderen Teilen. Ein Merkmal der Erfindung ist daher, daß sie ein Bohrlochwerkzeug in Form eines Landeelements 18 vorsieht, welches ein nach unten weisendes Mutterteil aufweist, welches am als Väterteil ausgebildeten oberen Ende 2 8 des Futterroh raufh ängers 16 angreift und die Verbindung mit der Außenseite des Endes 28 herstellt. Die gewindefreie Verbindung kann eine ringförmige Eingriffsnut 30 am Außendurchmesser des oberen Endes28 des Futterrohraufhängers 16 umfassen. Das Einlandeelement 18 weist einen Betätigungsring 32 auf, der über ein Gewinde am Körper des .Landeelements 18 befestigt ist.. Im Landeelement befindet sich eine Ausnehmung 34, die zunächst, d.h.,vor Herstellung der Verbindung des Landeelements 18 mit dem oberen Ende 28 des Futterrohraufhängers 16, einen Ring aufnimmt, der sich elastisch ausdehnen und zusammenziehen kann. Es ist an ihr eine schräge Fläche 38 vorgesehen, welche sich bezüglich des Rings* 36 in axialer Richtung bewegen kann und dabei den Ring 36 nach innen in die ringförmige Eingriffsnut 30 drückt. Die. axiale Bewegung läßt sich durch Drehen des Landeelements 18 bezüglich des Betätigungsrings 32 erreichen. Damit es zu einer Relativbewegung zwischen dem Betätigungsring 32 und einem ihn umgebenden Umfassungsteil 19 des Landeelements kommen kann, s.ind Anschläge 40 außen am oberen Ende 28 des Aufhängers 16 vorgesehen, an welche das untere Ende des Betätigungsrings 32 anschlägt. Die Verbindung und Trennung von Landeelement 18 und Futterrohraufhänger 16 läßt sich also durch eine zwischen ihnen stattfindende Drehbewegung bewirken.

Ferner war es in der Vergangenheit allgemein üblich, im Futterrohraufhänger Waschöffnungen zum Auswaschen des Zements aus dem Ringraum oberhalb des Aufhängers 16 und des Abteufrohrs 10 aus-

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zuwaschen. Derartige Waschöffnungen schaffen jedoch mögliche Lecks.Nach der Erfindung sind Waschöijfnungen 42 im Landeelement 18 zwischen Dichtungen 44 vorgesehen. Um also sicherzustellen, daß das Landeelement 18 nicht in das Abteufrohr einzementiert wird, wird das Landeelement 18, wie am besten in Figur 3 zu sehen ist, um eine ausreichende Anzahl von Umdrehungen gedreht, wodurch die Waschöffnungen 42 durch das Innere des Landeelements 18 freigelegt werden. Nun kann Flüssigkeit durch das Innere des Landeelements 18 nach unten , durch die Waschöffnungen 42 hinaus und zurück hinauf den Ringraum zwischen dem Landeelement 18 und dem Abteuf rohr 10 gepumpt werden, wobei der Zement ausgewaschen wird. In Figur 3 ist zu sehen, daß das Landeelement 18 dabei gerade nur so weit zurückgesetzt wird, daß die Waschöffnungen 42 vom oberen Ende 28 des Futterrohraufhängers freikommen, aber nicht so weit, daß die schräge Fläche 38 über den Verriegelungsring 36 hinauskommt, weil sonst nämlich unbeabsichtigterweise die Verbindung zwischen dem Landeelement 18 und dem Futterrohraufhänger 16 gelöst würde. Es ist außerdem zu beachten, daß es von Vorteil ist, wenn die Waschöffnungen in Waschstellung nach unten gerichtet sind, weil so die Waschwirkung im Piiigraum 24 erhöht wird. Nach dem Waschvorgang wird das Landeelement 18 in seine Ausgangsstellung zurückgedreht, die am besten in Figur 1 zu sehen ist.

Nach dem Auswaschen nun, nachdem der Zement abgebunden hat, wird ein Bohreinsatz in das Futterrohr 14 eingefahren und ein weiteres Loch so tief gebohrt, daß es den nächsten nächst kleineren Rohrstrang aufnehmen kann. Nach Fertigstellung dieser Bohrung wird der Bohreinsatz entfernt und, wie am besten in den Figuren 4 und 5 zu sehen ist, ein Futterrohr 46 in das Innere des Futterrohrs 14 eingefahren, wobei jenes durch einen sich aufspreizenden

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Futterrohraufhänger 50 und ein Landeelement 51. gehalten wird. Der sich aufspreizende Futterrohraufhänger 50 enthält einen sich elastisch ausdehnenden und zusammenziehenden Sperrring 52. In Figur 4, die die Situation während des Einfahrens des Futterrohr 50 durch das Futterrohr 14 und den kannelierten Futterrohraufhanger 16 zeigt, befindet sich der Sperrring in einer zusammengezogenen Stellung. Im kannelierten Futterrohraufhänger ist eine Sperrnut 54 vorgesehen, in die, wie am besten in Figur 5 zu sehen ist, der Sperring 52 eingreift und so den sich aufspreizenden Futterrohraufhänger 50 innerhalb des kannelierten Futterrohraufhänaers 16 hält. Darüberhinaus kann der sich aufspreizende Futterrohraufhänger 50 auch an seiner Innenseite eine Sperrnut 56 aufweisen, so daß ein weiterer nächst kleinerer Futterrohrstrang mit einem weiteren sich aufspreizenden Futterrohraufhänger eingelandet werden kann.

Eines der Merkmale der Erfindung stent darin, daß sie eine Anzahl von Verbesserungen an einem elastischen Sperrincr schafft. Die Figuren 6A und 6 B zeigen eine vergrößerte Darstelluna des Sperrings 52 der Figuren 4 und 5. Der Futterrohraufhänger 50 weist eine ringförmige Aussparung 60 zur.Aufnahme des elastischen Sperrings 52 auf. Am oberen Ende der Aussparung 60 befindet sich eine sich radial nach außen erstreckende Anschlagschulter 62, und am unteren Ende der Aussparung ist eine weitere Anschlagschulter 64, die sich ebenfalls radial nach außen erstreckt, vorgesehen. Die Aussparung 60 nimmt den Sperrring 52 auf und macht es möglich, <3aß er sich, wie am besten in Figur 6 A zu sehen ist, während des Einfahrens des Futterrohraufhängers 50 durch das Futterrohr 14 nach innen in sie zusammenzieht. Per Sperrincr 52 weist oben einen Sperrabschnitt 6 und unten einen Schlüsselabschnitt 68 auf, wie am besten in Figur 6 B zu sehen, die mit der im Futterrohraufhänger 16 befindlichen Sperrnut 54 zusammenwirken.

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Die Sperrnut 54 weist oben eine Sperrabschnittaufnahme 71 und unten eine Schlüsselabschnittaufnahme 73 auf. Der Schlüsselabschnitt 68 verhindert, daß sich der Sperrabschnitt 66 des Sperrinas 52 nach außen axisdehnt und an irgendwelchen im Strang befindlichen Schultern anareift, bevor sich der Schlüsselabschnitt 68 in der Schlüsselabschnittaufnahme 73 befindet. Die Sperrabschnittaufnahme 71 umfaßt eine Sperrschulter 76 an ihrem unteren Ende, wobei diese schräg nach oben in Richtung auf den Futterrohraufhänger 50 verläuft. Die ringförmige Aussparung 60 weist an ihrem oberen Ende eine Sperrschulter 78 auf, welche zunächst schräg nach außen und oben in Pachtung auf den Futterrrohraufhanger 16 und dann nach oben zum äußeren Rand des Futterrohraufhängers 50 hin verläuft. Der Sperrabschnitt 66 des Sperrrings 52 weist zwei geneiate Flächen 70 und 72 auf, welche jeweils mit den geneigten Sperrschultern 78 und 76 zusammenwirken. Dabei wird, sobald der Sperrabschnitt 66 vor der Sperrabschnittaufnähme 71 der im Futterrohraufhänger 16 befindlichen Sperrnut 54 liegt, der Ring 52 nach außen aedrückt, die Sperrschulter 78 greift an der geneigten Fläche 70, die sich am Sperrabschnitt 66 des Sperrings 52 befindet, an, wodurch der Sperrabschnitt 66 nach außen gedrückt wird und so lanae in dieser äußeren Stellung gehalten wird, so lange am Futterrohraufhänger 50 ein Gewicht nach unten wirkt. Ferner wirkt die geneigte Fläche 72 mit der am Futterrohraufhanger 16 befindlichen Sperrschulter 76 zusammen, so daß auf diese Weise der Futterrohraufhänger 50 am Futterrohraufhanger 16 hängend abgestützt und gelaaert ist, wobei, so lange das Gewicht des Futterrohraufhängers 50 und des daran hängenden Pohrstranges auf den Sperrina wirkt, dieser nach außen und in seinen Sitz gedrückt und damit die Gefahr vermindert wird, daß die gesamte Anordnung zusammenfällt und der Rohrstrang abstürzt.

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Weitere Ausführungsformen der Sperrinas sind in den Figuren 7 A, 7 B,' 8 A₁ 8 B, 9 A und 9 B dargestellt, wobei einander entsprechende Teile mit "a", ⁿb" und "c" an der gleichen Bezugszahl versehen sind. Die Fiauren 7 A und 7 B zeigen einen elastisch ausdehn- und zusammenziehbaren Sperring 52a, der von einer Aussparung 60a, die sich im Futterrohraufhänger 50 befindet, aufgenommen wird und sich in diese zurückziehen kann, wenn er durch ein Futterrohr 14 bewegt wird, und der sich ausdehnen kann, um in eine Sperrnut 54, die sich in einem Futterrohraufhänger 16 befindet, einzugreifen. Der Sperring 52a weist eine nuer verlaufende Öffnuna RO auf, die zunächst über einer am Futterrohraufhänger 50 befindlichen Halteschulter 82 sitzt, und zwar derart, daß zunächst die radiale und axiale Bewegung des ausdehn- und zusammenziehbaren Sperrings 52a auf der Schulter 82 begrenzt ist, während der Futterrohraufhänger 50.im Rohr nach unten bewegt wird. An der Halteschulter 82 ist über einen Scherbolzen 86 ein Ring 84 befestigt, der zunächst die lonaitudinale bzw. axiale Bewegung des Sperrings 52a relativ zur Aussparung 60 a begrenzt.Sobald der Sperring 52a auf die im Futterrohraufhänger 16 befindliche Sperrnut 54a ausgerichtet ist, greift eine auf dem Sperring 52a befindliche Sperrschulter 72a an einer auf dem Futterrohraufhänaeri 6 befindlichen Sperrschulter 76 a an. Eine weiter nach unten gerichtete Kraft schert den Scherbolzen 86 ab. Bei einer weiteren Bewegung nach unten berührt die am Futterroh rau fhäncrer 50 am oberen Ende der Aussparung 60a befindliche, geneigte Fläche 88 die oben am Rücken des Sperrinas 52a befindliche Schräge 90, greift an ihr an und drückt den oberen Abschnitt 6fa des Sperrings 52a in die Sperrnut 54a. Die'v/eitere Bewegung des Futterrohr aufhänge rs 50 nach unten bringt die Süerrschulter 92, die die geneigte Fläche 88 fortsetzt, gegen den Rücken 94 des Sperrings und hält auf diese Weise den oberen Abschnitt 6 6a in der ausgedehnten bzw. vorgeschobenen und damit verriegelten Ptelluncr.

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Im Gegensatz zu den früher verwendeten Sperringen, wie sie in US-PS 3 420 308 beschrieben sind, sind hier der Ring 84 und der Scherbolzen 86 zwischen den Enden des Sperrings 52 a angeordnet, was verhindert, daß der Sperrina 52 a kippen kann und im Verriegelungsmechanismus schlecht ausgerichtet ist.

In den Figuren 8 A und 8 B ist eine weitere Ausführungsform eines Sperrings gezeiat. Der Sperring 52 b ist mit einer querverlaufenden Öffnung 80 b versehen, welcheu'init einer auf dem Futterrohraufhänger 50 befindlichen Schulter 82 b so zusammenwirkt, daß eine Querbewegung des Sperrings 52 b in eine Aussparung 60 b hinein und aus dieser heraus möglich ist. Bei dieser Ausführungsform besteht die Abschervorrichtung aus einem Scherbolzen 100, welcher zunächst den Sperrabschnitt 66 b und den Schlüsselabschnitt 68 b des Sperrings miteinander verbindet. Wenn die auf dem Sperring, 52 a befindliche Sperrschulter 72 b die im Futterrohraufhänger 16 befindliche Sperrschulter 76 b trifft und an dieser angreift, führt eine v/eitere Bewegung des Futterroh rauf häncre rs 50 nach unten zu einem Abscheren des Scherbolzens 100, wodurch sich die Sperrschulter 92 b hinter den Rücken 94b des Sperrings 52 b schieben kann, so daß der Futterrohraufhänger 50 gegenüber dem Futterrohraufhänger 16 verriegelt ist und von diesem abgestützt wird.

Eine weitere Ausführungs form des Sperrings ist in den Figuren 9 A und 9 B gezeigt. Bei dieser Ausführungs form ist wiederum eine Aussparung 60 c im Futterrohraufhänger 50 vorgesehen, in welche sich ein Sperring 52 c zurückziehen kann bzw. aus welcher sich dieser hervorschiebt, um in eine im Futterrohraufhänger befindliche Sperrnut 54 c einzugreifen. Der Sperring 52 c weist eine querverlaufende Öffnung 80 c auf, durch die er sich in

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Querrichtung bezüglich einer auf dem Futterrohraufhänger 50 befindlichen Schulter 82 c in dieuund'aus der Aussparung 60 c bewegen kann. Bei dieser Ausführungsform weist die zwischen den Enden des Sperrings 52 c befindliche Abschervorrichtung eine Schwachstelle 102 auf, die unter dem Einfluß der Zugspannung bricht, die auftritt, wenn die Schulter 72 c an der auf dem äußeren Futterrohraufhanger 16 befindlichen Sperrschulter 76 c angreift, so daß sich dann die Sperrschulter 92 c hinter den Rücken 94 c des Sperrings 52 c schieben kann, wodurch der Futterrohraufhänger 50 in verriegelter Stellung am Futterrohraufhänger 16 abgehängt wird.

Das Landeelement 51 kann durch eine Drehbewegung von dem sich aufspreizenden Futterrohraufhänger 50 abgenommen werden ( siehe Figur 5). Das Landeelement ist an dem sich aufspreizenden Futterrohraufhänger 50 in einer ähnlichen Weise befestigt, wie das Landeelement 1 ε an dem kannelierten Futterrohraufhänger 16 befestigt ist, was im einzelnen im Zusammenhang mit Figur 1 beschrieben ist. Wie in Figur 10 zu selien, kann nach dem Entfernen des Landeelements 51 eine Abdichteinheit, die in ihrer Gesamtheit mit 110 bezeichnet ist, auf den sich aufspreizenden Futterrohraufhänger 50 durch Drehen mit Hilfe eines geeigneten Werkzeugs (nicht gezeigt) aufgebracht werden. Prinzipiell gesprochen, ist die Verbindungsanordnung zur Verbindung des nach unten weisenden, als Mutterteil ausgebildeten Abschnitts der Abdichteinheit 110 mit dem oberen, als Vaterteil ausgebildeten Ende 28 des Futterrohraufhängers ähnlich derjenigen aus Figur 1 ausgebildet. Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß eine Quetschdichtung zwischen dem oberen Ende 28 des Futterrohraufhänaers und dem kannelierten Futterrohraufhenger 16 verwendet werden kann. Dies geschieht, indem, wie am besten in den Figuren 10 und 11 zu sehen ist, eine nach oben qerichtete Schulter 114 auf

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dem Futterrohraufhänger 50 und eine in ihrer Gesamtheit mit 116 bezeichnete Quetschdichtuna, die mit der Abdichtanordnung 110 verbunden ist, vorgesehen wird. Die Quetschdichtung 116 umfaßt einen Körper 118, welcher über einen Ring 120 an der Abdichteinheit 110 befestigt ist, wobei an den» Körper mit Schrauben 124 ein Haltering 122 befestigt ist, der auf die Schulter 114 zu liegen kommt, und umfaßt ferner die eigentliche Dichtung 126, die sich zwischen Haltering 122 und Körper 118 befindet. Wie oben dargelegt, wird die Abdichteinheit 110 axial über das obere Ende 2 8 des Futterrohraufhängers 50 eingesetzt, wobei eine rechts gerichtete Drehung der Abdichteinheit 110 dazu führt, daß der Verriegelungsring 36b in die Fingriffsnut 30b gedruckt wird, wenn die schräae Fläche 38b im Zuge der Drehbewegung hinter den Verrieoelunasring 36b gelangt. Sobald der Verriegelungsring 36b in derFingriffsnut 30b eingerastet ist, führt eine weitere Drehbewegung der Abdichteinheit 110 dazu, daß sich ihr rohrförmiges Umfassungsteil 19b gegen die Abdichteinheit 110 bewegt und dabei die Dichtung 126 zwischen dem Futterrohraufhänger 50 und dem Futterrohraufhänger 16 zusammendrückt und so eine Ringabdichtung schafft. Falls gevünscht, kann eine Quetschdichtung zwischen den Futterroh rau fh an aer 50 und Futterrohraufhänger 16 auch eingesetzt werden, ohne auf eine Abdichteinheit 110 zurückzugreifen, welche in der eben beschriebenen Weise eine Verbindung zwischen ihr und dem Futterrohraufhänger 50 schafft. Wie am besten in Ficmr 12 zu sehen, umfaßt die abgewandelte Abdichteinheit 110a einen Körper 121, welcher einen Anschlußrand 119 aufweist, an dem ein geeignetes Werkzeug (nicht oezeigt) angebracht werden kann, mit welchem sich der Körper 121 drehen läßt, um so die Ouetschdichtung 116a anzubrinaen oder zu lösen. Per Futterrohraufhänaer umfaßt eine Verriegelunnsnut 12P zur Befestigung der Abdichteinhoit. 110a am Futtorrohraufhänaer 50. Die £bdichteinheit 110a umfaßt einen Betätigungsring 130, der in den Körper 121 eingeschraubt ist, und eine Dichtung 126a. Der Körner 12"» weist eine schräae Tische 133 auf, mit v/elcher ein Verrieaeüungp-

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BAD ORIGINAL

ring 132 nach innen in die Verriegelungsnut 128 gedrückt werden kann, und eine Ausnehmung 134, die zunächst den Verriegelungsring 132 in seiner ausgedehnten Stellung aufnimmt. Eine nach unten gerichtete Bewegung der Abdichtanordnung 110 a bringt den Betätigungsring 130 in Eingriff mit entsprechenden Vorsprüngen am Futterrohraufhänger 50 und bringt ferner den Verriegelungsring 132 in die Nähe des Verriegelungsnut 128. Eine Drehbewegung des Körpers 121 bewegt die schräge Fläche hinter den Verriegelungsring 132, wodurch er in der Verriegelungsnut 128 und damit die Quetschdichtung 116 a am Futterrohrhänger 50 befestigt wird. Eine weitere Drehbewegung des Körpers 121 a drückt dann die Dichtung 126 a zwischen den Futterrohraufhänger 50 und den Futterrohraufhänger 16 zusammen, wodurch sich die gewünschte Ringabdichtung ergibt.

Die Verwendung der kompakten Abdichteinheit erhöht die Anpassungsfähigkeit und Vielseitigkeit der Verwendung, indem eine Vielzahl von Verbindungen zum oberen Ende 28 des Futterrohr au fh ängers 50 hergestellt werden kann. Wie am besten in den Figuren 13, 14 und 15 zu sehen, kann eine ferngesteuerte, hydraulische Verbindungsvorrichtung, in ihrer Gesamtheit mit 136 bezeichnet, vorgesehen werden. Die Verbindungsvorrichtung umfaßt einen Körper 138, der einen Verriegelungsring 140 zur Verbindung mit der Eingriffsnut 30 am oberen Ende 28 des Futterroh raufhängers 50 trägt, er umfaßt ferner eine hydraulische Kolben-Zylinderanordnung, mit einem Zylinder 142 und einem darin beweglichen Kolben 144, welcher eine Betätigungsmuffe 146 aufweist, die bezüglich des elastischen Verriegelungsrings 140 beweglich ist und diesen in die bzw. aus der Eingriffsnut 30 bewegt. An beiden Enden des Hydraulikzylinders 142 sind Flüssiakeitskanäle 148 bzw. 150 vorgesehen, die beide zur Bohrlochoberfläche führen, wobei über Kanal 148 Druckmittel zur Beweguna

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der Betätigungsmuffe 146 in die geschlossene Stellung und über Kanal 150 Druckmittel zur Bewegung der Betätigungsmuffe 146 in die zurückgezogene Stellung.zugeführt wird. Die hydraulische Verbindungsvorrichtung 136 kann gegenüber dem oberen Ende 2 8 des Futterrohraufhängers 50 durch eine elastische Dichtung 152 und eine Metalldichtung 154 abgedichtet sein. Ferner kann eine Druckmittelleitung 156 vorgesehen sein, die von der Bohrlochoberfläche zu einer Stelle zwischen den Dichtungen 152 und 154 führt und zur Prüfung und/oder überwachung der Dichtungen dient. Die Dichtungen 152 und 154 lassen sich im Falle von Beschädigung leicht auswechseln, da sie an der abnehmbaren, hydraulischen Befestigungsvorrichtung 136 befestigt sind. Die Figur 13 zeigt die Befestigung der hydraulischen Verbindungsvorrichtung am oberen Ende 28 des Futterrohr aufhänge rs 50 durch Einbringen von Druckmittel durch den Kanal 148. Figur 14 zeigt das Lösen der hydraulischen Verbindungsvorrichtung vom Futterrohraufhänger 50 durch Einbringen durch Druckmittel durch den Kanal 150 und Zurückziehen der Eetätigungsmuffe 146.

Die Anpassungsfähigkeit und vielseitige Verwendungsfähigkeit des Systems zeigt sich auch bei einer anderen Art von Verbindungsvorrichtung zur Verbindung mit dem oberen Ende 2 8 des Futterrohr auf hänge rs 50, bei der es sich um eine manuelle Aufsteckvorrichtung handelt, die auf den Figuren 16, 17 und 18 dargestellt und in ihrer Gesamtheit mit 160 bezeichnet ist. Die Verbindung mit dem Aufhänger 50 geschieht bei dieser Vorrichtung durch eine geradlinige nach unten gerichtete Bewegung, während das Lösen durch eine Drehbewegung geschieht. Die Aufsteckverbindunosvorrichtung 160 umfaßt einen Körper 162 ein mit einem Gewinde versehenen Betätigungsglied 164, welches gegebenenfalls über einen Scherbolzen 166 am Körper 162 befestigt

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sein und einen Zapfen 167 aufweisen kann, welcher eine Drehbewegung verhindert, sobald er in einer oben auf der AbdichtanOrdnung 110 a befindlichen Nut 168 verkeilt. Ferner ist ein Verriegelungsring 172 vorgesehen, der sich zunächst in einer Ausnehmung 174, die von abgeschrägten Flächen 176 begrenzt ist, befindet. Der elastische Verriegelungsring 172 wird zunächst in der Ausnehmung 174 gehalten, bis sich der Körper 172 über das obere Ende 28 des Futterrohraufhängers schiebt und der Ring 172 in die Nähe der in den Futterrohraufhänger 50 befindlichen Verriegelungsnut 30 gelangt und in diese eingreift. Eine nach oben gerichtete Bewegung des Körpers bewegt die Muffenoberfläche 178 hinter dem Verriegelungsring und verbindet so sicher die Aufsteckverbindungsvorrichtung mit dem Futterrohraufhänger 50. Für den Lösevorgang wird das Gewicht am Körper 162 weggenommen, so daß der Bolzen 167 in die auf der Abdichtanordnung 110 a befindlichen Nut 168 eingreift. Eine Drehung des Körpers 162 nach rechts bewirkt ein Abscheren des Bolzen 166, wodurch sich der Körper 162 nach oben bewegen kann, wobei sich die Muffenoberfläche 178 nach oben hinter dem elastischen Verriegelungsring 172 weg- und dieser in eine zweite Ausnehmung 170 hineinbewegt. Die Verbindungsvorrichtuna 160 befindet sich dann in der Figur 17 gezeiaten Stellung und kann im Zuge einer Längsbewegung vom Futterrohraufhänger 50 wegbewegt werden.

Patentansprüche:

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Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung zur Verbindung eines Futterrohraufhängers mit einem Rohr, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung einen mit dem Futterrohraufhänger (16) einstückig ausgebildeten rohrförmigen Körper aufweist, daß ein mit dem Rohr verbundenes, den rohrförmigen Körper übergreifendes überoreifteil vorgesehen ist, welchem ein elastisch zusammenzieh- und ausdehnbarer Verriegelungsring (36) axial verschieb lieh gehalten ist, daß an der Außenseite des rohrförmigen Körpers eine Eingriffsnut (30) zur Aufnahme des Verriegelungsrings ausgebildet ist, und daß eine Ein richtung zum wahlweisen Festlegen des Verriegelungsrings in oder Freigeben aus der Fingriffsnut vorgesehen ist, wobei bei festgelegtem Eingriffsring rohrföririgerKörper und Übergreifteil axial gegeneinander unverschieblich sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung eine an der Innenseite des Ubergreifteils ausgebildete Abschrägung (38) zur Verriegelung und Freigabe des Verriegelungsrings (36) bezüglich der Eingriffsnut in Abhängigkeit von der Stellung des Übergreifteils bezüglich des rohrförmigen Körpers aufweist, daß das Übergreifteil unterhalb der Abschrägung mit einem Innengewinde versehen ist, daß zwischen dem Übergreif teil und rohrförmigen-' Körper ein mit dem Innengewinde zusammenwirkender Gewindering angeordnet ist, und daß der Gewindering gegen axiale Drehung festlegbar ist, derart, daß dann durch eine Drehbewegung des Übergreifteils dasselbe eine axiale, den Verriegelungsring bezüglich der Eingriffsnut freigebende oder festlegende Bewegung ausführt.

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3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der rohrförmige Körper eine nach oben weisende Schulter aufweist und daB am unteren Ende der Vorrichtung eine Abdichteinheit (110, 110a) vorgesehen ist, welche auf der Schulter aufliegt und zwischen der Vorrichtung und einem diese umgebenden Rohr dichtet.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das übergreifteil eine KoIben-Zylinderanordnung umfaßt, wobei der Kolben (144) den Verriegelungsring (140) in die Eingriffsnut (30) hineindrückend oder aus ihr freigebend ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie zu beiden Seiten in den Zylinder (142) einmündende Druckmittelkanäle (148, 150) aufweist.

6. Vorrichtuna nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Finrichtuna eine im Übergreifteil ausgebildete Ausnehmung zur Aufnahme des Verriegelungsrings (172) aufweist, und daß der in der Ausnehmung geführte Verri egelungsrincr nach Einlaufen in die Finariffsnut (30) durch nachfolgendes Hochziehen des übergreifteils in dieser verriegelbar ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Futterrohraufhänger zur Anbringung an einem weiteren Rohr an seiner diesem Rohr zuaekehrten Seite eine ringförmige Aussparung mit einer radialen Anschlagschulter an jedem der beiden Ränder der Aussparuna, einen elastisch sich ausdehnenden und zurückziehenden in der Aussparuna angeordneten und in axialer Richtung zwischen den Anschlagschultern verschiebbaren Sperring, eine Verriegelungsvorrichtung zur Verriegelung

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des Rings in der vorgeschobenen Stellung aufweist und eine Sperrnut in dem weiteren Pohr zur Aufnahme des vorgeschobenen und verriegelten Sperrings vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Enden des Sperrings (52a, 52b, 52c) eine die axiale Beweguna des Sperrings freigebende durch eine Abwärtsbewegung des FutterrohraufhSngers abscherbare Abscherhaltevorrichtung vorgesehen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Futterrohraufhänger zur Anbringung an einem weiteren Rohr an seiner diesem Rohr zuoekehrten Seite eine ringförmige Aussparung mit einer radialen Anschlagschulter an jedem der beiden Ränder der Aussparung, einen elastisch sich ausdehnenden und zurückziehenden in der Aussparung angeordneten und in axialer Richtung zwischen den Anschlagschulter verschiebbaren Sperring, eine Verriegelungsvorrichtung zur Verriegelung des Rings in der vorgeschobenen Stellung aufweist, und eine Sperrnut in dem weiteren Rohr zur Aufnahme des vorgeschobenen und verriegelten Sperrings vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrnut (54) an ihrem unteren Ende eine in Richtung auf den Futterrohraufhänger (50) schräg nach oben verlaufende Sperrschulter (76) und die ringförmige Aussparung (60) an ihrem oberen Ende eine zum weiteren Rohr (14) und zur Außenseite des Futterrohraufhängerkörpers verlaufende Sperrschulter (78) aufweist, und daß der Sperring (52) an seinem oberen Ende eine mit der am oberen Ende der Aussparung (60) befindlichen Sperrschulter (78) zusammenwirkende geneigte Fläche (70) und eine weitere geneicrte Fläche (72)

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zum Zusammenwirken mit der Sperrschulter (76) der Sperrnut (54) aufweist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperring (52b) aus einem oberen und unteren Teil besteht, und daß die Abscherhaltevorrichtung einen den oberen und den unteren Teil verbindenden Abscherbolzen (100) enthält.

10. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die-Abscherhaltevorrichtung durch einen dünnwandigen Abschnitt im Sperring (52c) gegeben ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abscherhaltevorrichtung einen in den Päicken des Sperrings (52a, 52b) hineinragenden Vorsprung aufweist, und daß sich der abscherbare Teil am Ende des Vorsprungs befindet.

12. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Futterrohraufhänger \( 16) und dem übergreifteil eine Dichtung (42, 44) vorgesehen ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Abdichteinheit und dem übergreifteil eine drehbare Verbindung besteht.

14. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das übergreifteil eine Mitnehmerschräge zur Mitnahme des Verriecrelungsrings (140, 172) aufweist, und daß eine eine reine Längsbewegung durchführende Vorrichtung zur Bewegung der Mitnehmerschrage vorgesehen ist.

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15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Bewegung der Mitnehmerschräge eine mit ihr verbundene Kolbbenzylinderanordnung (142, 144, 146) ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Bewegung der Mitnehmerschräge eine den Verriegelungsring (172) in der unverriegelten Stellung aufnehmende Ausnehmung (174) oberhalb der Mitnehmerschräge aufweist, daß die Mitnehmerschräae schäg nach unten und innen zum Futterrohraufhänger (50) verläuft, derart daß ein nach oben Ziehen der Mitnehmerschrage durch nach oben Ziehen des Übergreifteils den in die Finoriffsnut (30) eingefahrenen Verriegelungsring in dieser verrieaelt.

26.September 1974/947

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