DE3308441C1 - Ausgleichsvorrichtung fuer in einen Bohrstrang einfuegbare Tiefbohrwerkzeuge - Google Patents

Description

richtung aufnehmende Werkzeugteil bildet ein Verriegelungssystem für eine hydraulische Schlagschere, wie sie z.B. gemäß der DE-PS 26 19 472 ausgeführt sein kann. Ein Verriegelungssystem für eine solche Schlagschere soll im normalen Bohrbetrieb die teleskopartige Axialverschiebung eines Dornteils in einem Mufi'enteil verhindern, bei festsitzendem Bohrstrang aber durch Aufprägung einer axialen Überlast entriegelbar sein, um das hier nicht dargestellte Schlagsystem der hydraulischen Schlagschere zu aktivieren.

Das die Verriegelungsvorrichtung aufnehmende Außenrohr besteht aus einem Rohrteil t, das über ein Schraubgewinde 8 mit einem Rohrteil 2 verbunden ist. Die Verriegelungsvorrichtung ist im Inneren des Außenrohrs zwischen der Innenschulter 10 eines mit dem Rohrteil 1 verschraubten Widerlagerteils 19 und einer Innenschulter 18des Rohrteils2 festgelegt.

Die Verriegelungsvorrichtung umfaßt ein Dornteil 12 mit konisch auslaufenden Verdickungen 14 und eine zwischen den Innenschultern 10,18 des Außenrohrs angeordnete Hülse 16 mit ebenfalls konischen Innenprofilbereichen 15. In dem zwischen dem Dornteil 12 und der Hülse 16 gebildeten Ringraum befindet sich ein Kugelkäfig 11, der mit dem Widerlagerteil 19 verbunden ist oder hiermit auch ein integrales Teil bilden kann. Der Kugelkäfig 11 umfaßt drei mit Kugeln 13 besetzte Ebenen, in denen die Kugeln 13 axial festgelegt, radial aber verlagerbar sind.

In der in der Zeichnung dargestellten Position liegen die Kugeln 13 innen an den konischen Verdickungen 14 des Dornteils 12 und außen an den Innenprofilbereichen 15 der Hülsen 16 an, wodurch eine freie Längsverschiebung des Dornteils 12 in der Zeichnung nach links verhindert wird. Zwischen der Hülse 16 und der Innenschulter 18 ist ferner ein Tellerfederpaket 17 angeordnet, das eine nach links gerichtete Axialkraft auf die Hülse 16 ausübt.

Wenn zur Herbeiführung einer Entriegelung eine nach links gerichtete Axialkraft auf das Dornteil 12 ausgeübt wird, teilen sich die Reaktionskräfte über die konisch auslaufenden Verdickungen 14, die Kugeln 13 und die ebenfalls konischen Innenprofilbereiche 15 auch der Hülse 16 mit und üben eine nach rechts gerichtete Kontraktionskraft auf das Tellerfederpaket 17 aus. Überschreitet die Kraft, mit der das Dornteil 12 beaufschlagt wird, einen bestimmten Schwellwerk so weicht die Hülse 16 so weit in Richtung des Tellerfederpakets 17 aus, daß die Kugeln 13 nach außen treten können und dabei die Längsverschiebung des Dornteils 12 nach links freigeben.

Die zur Einstellung des Schwellwertes entsprechend den vorgegebenen Bohrbedingungen erforderliche Vorspannung des Tellerfederpakets 17 erfolgt durch Veränderung der Distanz zwischen den Innenschultern 10 und 18. Zur Verringerung der Distanz und damit Erhöhung der Federvorspannung werden die Rohrteile 1 und 2 weiter zusammengeschraubt, zur Erhöhung der Distanz und damit Verringerung der Federvorspannung entsprechend auseinandergeschraubt. Der Beibehaltung der gewünschten Distanz dient ein Distanzkörper 3, der zwischen den einander zugewandten Stirnflächen 5 und 6 der Rohrteile 1 eingesetzt wird und gegen den bei Anziehen und Kontern der Gewindeverbindung 8 die Stirnflächen 5 und 6 zur Anlage kommen. Für jeden gewünschten Einstellwert der Auslösekraft ist ein gesonderter Distanzkörper 3 entsprechender Dicke erforderlich, der zur eindeutigen Kennzeichnung mit einer Angabe über die entsprechende Auslösekraft versehen sein kann.

Der Distanzkörper 3 besteht vorzugsweise aus zwei Halbsegmenten, die zwischen den Rohrteilen 1 und 2 zu einem Ring zusammengefügt werden. Der Distanzkörper 3 läuft in einen Kragen 4 aus, der beim Zusammenschrauben der Rohrteile 1 und 2 in einen durch unterschiedliche Durchmesser der Rohrteile 1 und 2 gebildeten Ringspalt 7 zu liegen kommt und durch den ihn übergreifenden, die Stirnfläche 6 tragenden Bereich des Rohrteils 2 radial geführt und fixiert wird.

Die Eingriffslänge des Schraubengewindes 8 ist so bemessen, daß auch bei der innerhalb des Ausgleichsbereiches möglichen größten Distanz die feste Verbindung zwischen den Rohrteilen 1 und 2 herstellbar ist und daß ferner ein Einsetzen eines entsprechenden Distanzkörpers 3 samt Kragen 4 ohne vollständiges Auseinanderschrauben der Gewindeverbindung möglich ist. Der mit öl gefüllte Innenraum des Werkzeugs ist durch eine Dichtung 9 gegenüber dem Schraubgewinde 8 und damit auch dem Außenbereich abgedichtet, wobei die Dichtung einen Dichtungsbereich aufweist, dessen Länge der Länge des Ausgleichsbereichs und der Länge des Kragens im Dichtungskörper entspricht.
Die Ausgleichsvorrichtung gemäß der Erfindung ist auch bei anderen Bohrwerkzeugen einsetzbar, wie z. B. bei Stoßdämpfern zur Veränderung der Vorspannung des Federpakets zwecks Verschiebung der Resonanzfrequenz des Bohrstrangs, oder bei Meißeldirektantrieben zur Einstellung des Lagerspiels oder dessen Nachstellung bei Verschleiß.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (4)

1 2 scheiben Anwendung, die im vollständig aufgeschraub- Patentansprüche: ten Zustand der den Meißelschaft mit dem unteren Bohrgestänge verbindenden Gewindeverbindung auf

1. Ausgleichsvorrichtung für in einen Bohrstrang deren Gewindezapfen aufgeschoben und dann nach einfügbare Tiefbohrwerkzeuge mit einem querge- 5 dem Aufsetzen und Verschrauben des Meißelschaftes teilten Außenrohr, dessen Rohrteile durch ein zyliri- mit dem Bohrgestänge zwischen deren äußeren Stirnflädrisches Schraubgewinde miteinander fest verbind- chen verspannt werden. Die Beilagscheiben werden bei bar sind und einander zugewandte Stirnflächen als nachlassender Kalibererzeugung jeweils nach erneutem Anschlagfläehen aufweisen, die sich beim Zusam- völligen Auseinanderschrauben der Gewindeverbinmenschrauben der Rohrteile einander annähern und 10 dung nach und nach entfernt, damit mittels eines von beim Aufschrauben voneinander entfernen, d a - dem dadurch weiter in den Meißelschaft eindringenden durch gekennzeichnet, daß die Ausgleichs- Zapfen nachgeschobenen Teils die Schneidelemente ravorrichtung einen Distanzkörper (3) aus radial von dial nach außen gedrückt werden können.

außen zwischen die Stirnflächen (5,6) der Rohrteile Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine in (1,2) einsetzbaren und festlegbaren Segmenten um- 15 Aufbau.-Bedienung und Überprüfung besonders einfafaßt, die zwischen den Stirnflächen (5, 6) zu einem ehe Ausgleichsvorrichtung für in einen Bohrstrang einRing zusammenfügbar sind, und daß das Schraubge- fügbare Tiefbohrwerkzeuge gemäß dem Oberbegriff winde (8) eine Eingriffslänge aufweist, die um die des Patentanspruchs 1 zu schaffen, und diese Aufgabe axiale Länge des gesamten vorgegebenen Aus- wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentangleichsbereiches vergrößert ist. 20 spruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

2. Ausgleichsvorrichtung nach Anspruch 1, da- Die Einfachheit des Aufbaus der Ausgleiehsvorrichdurch gekennzeichnet, daß die Segmente des Di- tung ergibt sich durch die wenigen zusätzlichen Teile stanzkörpers (3) zu ihrer Festlegung zwischen den und die Miteinbeziehung der zur Verbindung der Rohr-Rohrteilen (1, 2) jeweils einen Kragen (4) umfassen, teile des. Außenrohrs erforderlichen Gewindeverbinder in einen zu einer Stirnfläche (5,6) benachbarten 25 dung. Die bei der Herstellung der Ausgleichsvorrich-Ringspalt (7) zwischen den Rohrteilen (1,2) einsetz- tung einzuhaltenden Fertigungstoleranzen können in bar ist. dem bei der Herstellung von Außenrohren und deren

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn- ""· Gewindeverbindungen üblichen Rahmen belassen werzeichnet, daß die Eingriffslänge des Schraubgewin- den, so daß eine kostengünstige Fertigung möglich ist. des (8) zusätzlich um die axiale Länge des Kragens 30 Darüber hinaus erweist sich die erfindungsgemäße Aus-(4) vergrößert ist. gleichsvorrichtung als sehr robust, da die gleichen

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn- Werkstoffe wie beim Außenrohr Verwendung finden, zeichnet, daß der zur Aufnahme des Distanzkörpers eine im Bereich der Verbindung der Rohrteile ausrei-(3) vorgesehene Bereich sowie der Bereich des chende Wandstärke belassen werden kann und das hohe Schraubgewindes (8) gegen den von den Rohrteilen 35 Kontermoment der verschraubten Rohrteile eine (1,2) umschlossenen Innenraum abgedichtet ist, und selbsttätige Verstellung der Ausgleichsvorrichtung verdaß die Dichtung (9) einen Dichtungsbereich auf,-,..... hindert.

weist, dessen Länge der Länge des vorgegebenen Die Einstellung der Ausgleichsvorrichtung erfolgt

Ausgleichsbereiches sowie der axialen Länge des durch teilweises Auseinanderschrauben der Rohrteile, Kragens (4) entspricht. 40 Einsetzen des passenden Distanzkörpers und anschlie

ßendes Zusammenschrauben. Die Einstellmaßnahme

ähnelt dabei dem üblichen Auseinander- und Zusammenschrauben der Bohrgestängeverbindungen und wird mit den an der Bohranlage vorhandenen Werkzeu-

Die Erfindung betrifft eine Ausgleichsvorrichtung für 45 gen durchgeführt. Die Einstellung kann sogar dann vorin einen Bohrstrang einfügbare Tiefbohrwerkzeuge genommen werden, wenn das Werkzeug im Verband nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. mit dem Bohrstrang im Bohrturm eingehängt ist.

Tiefbohrwerkzeuge mit im Inneren angeordneten, Durch die nur von außen vorzunehmenden Einstell-

nicht mit dem Außenrohr fest verbundenen Elementen maßnahmen ist eine eindeutige, reproduzierbare und erfordern eine die axiale Positionierung sichernde Fest- .50 überprüfbare Einstellung möglich, da die Distanz der legung der Elemente zwischen Innenschultern des Au- außenliegenden· Anschlagfläehen der Rohrteile gleichßenrohrs. Der Ausgleich von Fertigungstoleranzen, be- zeitig ein direktes Maß für die Distanz der Innenschultrieblichem Verschleiß oder die Vorgabe bestimmter tern bildet. Ferner machen die Einstellmaßnahmen ei-Federvorspannungen kann durch Distanzveränderung nen Eingriff in den Innenraum des Werkzeugs, der in der dieser Innenschultern herbeigeführt werden. 55 Regel mit Öl zur Schmierung und Druckkompensation

Bei einer bekannten Ausgleichsvorrichtung für in ei- gefüllt und nach außen hin abgedichtet ist, unnötig,
nen Bohrstrang einfügbare Tiefbohrwerkzeuge ist dazu Weitere Merkmale und vorteilhafte Weiterbildungen

eine Innenschulter des Außenrohrs starr ausgeführt und ergeben sich aus den Unteransprüchen. Ein Ausfüheine andere Innenschulter durch eine axial verschiebli- rungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung ehe, aber verdrehfeste Hülse gebildet, die in Gewinde--60- erläutert. Es zeigt

eingriff mit einer axial festgelegten, aber verdrehbaren F i g. 1 einen halbseitigen Längsschnitt eines oberen

Hülse steht. Die Betätigung der verdrehbaren Hülse Teils eines Werkzeugs mit der erfindungsgemäßen Auserfolgt über ein Getriebe durch eine öffnung im Außen- gleichsvorrichtung und

rohr. F i g. 2 einen halbseitigen Längsschnitt eines sich an

Bei einer ferner bekannten Ausgleichsvorrichtung b5 den oberen Teil anschließenden unteren Teils des Werk-(GB-PS 7 94 623) für einen am Ende eines Bohrstranges zeugs mit der erfindungsgemäßen Ausgleichsvorrichangebrachten Bohrmeißel finden für dessen Kaliberer- _;. tung. zeugung jeweils geschlossene Ringe bildende Beilag- ' . Das in F i g. 1 und 2 dargestellte, die Ausgleichsvor-