DE1064898B - Haltevorrichtung fuer einen in ein Tiefbohrloch eingehaengten Rohrstrang od. dgl. - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf eine Haltevorrichtung für einen in ein Tiefbohrloch eingehängten Rohrstrang und betrifft insbesondere Haltevorrichtungen am Verrohrungskopf für den Bohrrohrgestängestrang, ferner zum Festklemmen eines Packers an der Bohrlochverrohrung, aber auch für Fangwerkzeuge, insbesondere in Rohrfangstangen oder in Rohrfanghülsen.

Zum Halten eines Rohrstrangs im Verrohrungskopf ist es bereits bekannt, in den Außenumfang des Rohrs mit einer reibflächenartigen Innenfläche eingreifende Abfangkeile von ringscgmentartiger Form zu verwenden, deren kegelstumpf förmige glatte Außenflächen auf einer entsprechend kegeligen Abstützflächc des Verrohrung^kopfes aufliegen.

Bei der Aufhängung von Bohrloch rohren mittels Abfangkcilcn bisher bekannter Art treten aber Schwierigkeiten auf, wenn das aufgehängte Rohr ein großes Gewicht hat, wie dies in sehr tiefen Bohrlöchern der Fall ist, da hierbei das Rohr zusammengedrückt werden kann oder sich eine flaschenhalsartige Einschnürung bildet. Ähnliche Schwierigkeiten entstehen l)ei der Verwendung von Fangwerkzeugen, wenn große Kräfte erforderlich sind, um das zu fangende Rohr frei zu machen. Das umgekehrte Problem ergibt sich, wenn ein übermäßiger Axialdruck der im folgenden als Gleitschuhe bezeichneten Abfangkeile zu einem Zerbersten des Verrohrungskopfes bzw. der Verrohrung bzw. der Fanghülse führen kann.

Es ist berechnet worden, daß die Lösung für diese Probleme nicht in einer Vergrößerung des auf der Rückseite der Gleitschuhe vorhandenen Kegelwinkels gefunden werden kann, denn hierdurch wird die Länge der Gleitschuhe vermindert, so daß ein entsprechend erhöhter Flächendruck auf das an der Vorderseite der Gleitschuhe anliegende Rohr ausgeübt wird. Erwähnt sei hierzu, daß in Bohrlöchern die Radialabmessungen feststehen, so daß sich daher bei vergrößertem Kegelwinkel kürzere Gleitschuhe ergeben. Eine größere Länge der Gleitschuhe bei kleinerem Kegelwinkcl löst auch nicht die Probleme, weil sich die Radialkräfte bei Annäherung des Kegelwinkels an den Wert Null auf Unendlich erhöhen, so daß trotz der Vergrößerung der Berührungsfläche zwischen den Gleitschuhen und dem Rohr bei längeren Gleitschuhen die Flächendrucke auf der gleichen Größe bleiben oder sich sogar erhöhen. In einem Bohrloch, bei dem die Radialabmessungen feststehen, erfordert die erhöhte Länge außerdem einen kleineren Kegelwinkel auf den Gleitschuhen.

Eine mögliche Lösung dieses Problems ist die Verwendung von gestuften Gleitschuhen, um hierdurch den begrenzenden Faktor des Radialabstandcs in dem Bohrloch zu umgehen. Bei derartigen Gleitschuhen Haltevorrichtung

für einen in ein Tiefbohrloch

eingehängten Rohrstrang od. dgl.

Anmelder:

George Aaron Butler,
Houston, Tex. (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. K. Boehmert

und Dipl.-Ing. A. Boehmert, Patentanwälte,

Bremen 1, Feldstr. 24

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 14. Mai 1954

Charles Francis Johnson, Houston, Tex. (V. St. A.),
ist als Erfinder genannt worden

kann eine größere Länge ohne Verringerung des Kegelwinkels erhalten werden. Die auf diese Weise erfolgende Lösung des Problems ergibt jedoch Herstellungsschwierigkeiten, w^Teil die an den Rückseiten der Gleitschuhe befindlichen aufeinanderfolgenden Stufen ausgerichtet sein müssen, damit sich alle Stufen gleichzeitig auf die Stützfläche auflegen. Die erforderlichen engen Toleranzen bei der Herstellung machen die Herstellungskosten sehr hoch. Wenn infolge Herstellungsfehlern die Toleranzen nicht eingehalten werden, liegen nicht alle an den Rückseiten der Gleitschuhe befindlichen Kegelabschnittc gleichzeitig auf, und es entsteht ein Gleitschuh mit kurzer Auflagefläche, die das Rohr zusammendrückt oder zersprengt. Diese Lösung des Problems ist daher unzuverlässig.

Mit der Erfindung soll eine für Rohre bestimmte Haltevorrichtung geschaffen werden, bei der die erwähnten Schwierigkeiten hinsichtlich des Zusammendrückens oder Zersprengens bzw. Zerrcißens des Rohres vermieden werden, die ferner verläßlich und einfach zu betätigen ist und die auch preiswert und leicht hergestellt werden kann.

Er fin dungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß zur Regelung einer Gleitbewegung zwischen der Ahstützfläche und der dieser gegenüber liegen den Seitenflächen der Gleitschuhe Reibmittel vorgesehen sind, die den Gleit wider Standskoeffizienten zwischen diesen

909 627'69

3 4

Flächen schnell erhöhen, wenn der zwischen diesen trennt sind, die sich auf einer auf der Innenseite de$

Flächen vorhandene Normaldruck auf einen vor- Verrohrungskopfes 30 befindlichen gleichen Schultet

bestimmten Wert steigt. 43 abstützen kann. Das untere Ende der Kegelhulse

Andere Ziele und Vorteile der Erfindung ergeben 41 weist an seiner Außenseite eine Kegelfläche 44 auf, sich aus der Beschreibung von bevorzugten Ausfüh- 5 die die Kegelhülse beim Senken in den Verrohrungsrungen an Hand der Zeichnungen. In den Zeichnungen kopf 30 fuhrt.
zeigt Die Kegelhülse 41 besteht vorzugsweise aus Halb-

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Ansicht eines teilen, die an der einen Seite mittels eines aus Feder-Verrohrungskopfes mit der erfindungsgemäßen Bohr- stahl bestehenden Doppelscharniers 45 (Fig. 8) verrohraufhängung, io bunden sind, dessen Zapfen 46 in Ausnehmung cinge-

Fig. 2 A und 2B vergrößerte Schnitte von Teilen schweißt sind, die sich in der Kegelhülse 41 oberhalb

der in Fig. 1 dargestellten Bohrrohraufhängung mit und unterhalb einer Ringnut 47 befinden. Die Ringnut,

den Gleitschuhen in verriegelter bzw. entriegelter läßt sich leicht so breit herstellen, daß die Zapfen und

Stellung, das Scharnier eingesetzt werden können. An der dem

Fig. 3 und 4 Schnitte in noch größerem Maßstabe 15 Gelenk gegenüberliegenden Seite ist ein Riegel 48 aus

von Teilen der Rohraufhängung in verriegelter bzw. Federstahl drehbar gelagert und wird mit den Zapfen

entriegelter Stellung, 49. die in ähnlicher Weise wie die Zapfen 46 aufge-

Fig. 5 und 6 waagerechte Schnitte nach den stellt sind, durch Schnappwirkung befestigt. Ein in

Linien 5-5 und 6-6 der Fig. 1, die eine Hälfte der Kegelhülse nahe dem Riegel 48

Fig. 7 die Ansicht eines Rohraufhängers der in 20 eingesetzter Dübel 49' kann in eine in der anderen

Fig. 1 dargestellten Art, Hälfte der Kegelhülse befindliche Bohrung 50' ein-

Fig. 8 eine Draufsicht auf den in Fig. 7 dargestell- treten, um die beiden Halbteile der Kegelhülse aus-

ten Rohraufhänger mit einer Gruppe darin befindlicher zurichten.

Gleitschuhe, An dem oberen Ende der Kegelhülse 41 (Fig. 1, 5, 7)

Fig. 9 eine Vorderansicht eines in dem Rohrauf- 25 ist eine Abdichtvorrichtung befestigt, die eine Abhänger der Fig 1 dargestellten Gleitschuhes einer dichtung zwischen der Rohrstange 32 und dem VerGruppe von Gleitschuhen, rohrungskopf 30 sichert. Diese Vorrichtung besteht

Fig. 10 eine Rückansicht des in Fig. 9 dargestellten aus einem Tragring 50, einem Druckring 51 und einem

Gleitschuhes, dazwischenliegenden Dichtungsring 52 aus kautschuk-

Fig. IJ einen vergrößerten Teilscbnkt durch den 30 ahnlichem Dichtungsmaterial. Die drei Ringe der Ab-

Gleitschuh und den Aufhänger einer abgeänderten dicht vor richtung werden mittels mehrerer Schrauben

Ausführung, 53 gegenseitig verbunden, die die Ringe durchsetzen

Fig. 12 eine noch weitere Vergrößerung eines Teils und in die Oberfläche der Kegelhülse 41 eingeschraubt

der in Fig. 11 dargestellten Einzelheit, sind. Die Ringe können auf den Schrauben frei nach

Fig. 13 eine der Fig. 11 ähnliche Ansicht einer wei- 35 oben und unten gleiten. Der Tragring 50 hat um sci-

teren Abänderung, neu unteren Außenumfang eine Schrägflache 54, die

Fig. 14 eine Vergrößerung eines Teils der Fig. 13, sich auf eine im Verrohrungskopf 30 befindliche

Fig. 15 eine der Fig. 14 entsprechende Ansicht einer Kegelschulter 55 aufsetzt. Der Druckring 51 hat um

Abänderung, seine obere Außenfläche ebenfalls eine Kegelfläche 56,

Fig. 16 eine der Fig. 14 entsprechende Ansicht einer 40 an der die Riegelschrauben 57 anliegen,

weiteren Abänderung, Die Ringe 50 und 51 (Fig. 5 und 7) bestehen vor-

Fig. 17 eine den Fig. 11 und 13 entsprechende An- zugsweise aus zwei Teilen, während der Ring 52 nahe

sieht einer anderen Abänderung, der einen Stoßstelle der beiden halben Ringe 50 und

Fig. 18 eine Vergrößerung eines Teils der Fig. 17, 51 aufgeschnitten ist. Der nahe der anderen Stoßstclle

Fig. 19 eine der Fig. 18 entsprechende Ansicht einer 45 der beiden halben Ringe 50 und 51 vorhandene Teil

weiteren Abänderung, des Ringes 52 dient als Gelenk. Da der Ring ziemlich

Fig. 20 eine der Fig. 18 entsprechende Ansicht einer steif ist und seine Kreisringform beibehalten will, ist

anderen Abänderung, für den Teil der Abdichtvorrichtung, der sich zur Auf -

Fig. 21 einen senkrechten Teilschnitt eines Verroh- nähme des Rohres 32 öffnet, kein Riegel erforderlich,

rungskopfes abgeänderter Ausführung, 50 Der Innenteil der Kegelhülse 41 (Fig. 1) hat eine

Fig. 22 ein Einzelteil des in Fig. 21 dargestellten Ausnehmung mit einer Kegelfläche 60, in der sich

Verrohrungskopfes, mehrere Gleitschuhe 61 (Fig. 1, 9 und 10) befinden.

Fig. 23 einen vergrößerten Schnitt eines Teiles der Jeder Gleitschuh 61 weist eine Gewindebohrung 62 auf,

in Fig. 21 dargestellten Vorrichtung, die mit einer Bohrung von mehreren in der Kegel-

Fig. 24 einen senkrechten Schnitt einer erfindungs- 55 hülse 41 befindlichen Bohrungen 63 ausgerichtet wer-

gemäß ausgeführten Rohrfanghülse, den kann, so daß sich eine Schraube (nicht dargestellt)

Fig. 25 einen senkrechten Schnitt einer erfindungs- durch die Bohrung 63 in die Bohrung 62 einschrau-

gemäß ausgeführten Rohrfangstange und ben läßt, um den Gleitschuh in der Kegelhülse zu-

Fig. 26 einen senkrechten Schnitt durch einen er- rückzuhalten und ihn in der angehobenen Stellung,

findungsgemäß ausgeführten Dauerverschluß. 60 d.h. der in Fig. 2A dargestellten zurückgezogenen

Der Verrohrungskopf 30 (Fig. 1) ist am oberen Stellung, zu sichern. Diese Schrauben werden heraus-Ende der Bohrlochverrohrung 31 befestigt. Im Innern geschraubt, nachdem das Gleitschuhgehäuse um da^ trägt der Verrohrungskopf 30, 33 dicht das obere Rohr herumgelegt ist und ehe das Rohr in das GeEnde eines in das Bohrloch eingehängten Rohr- häuse 30 eingesenkt wird. Die Gleitschuhe werden in stranges 32. 65 lotrechter Ausrichtung durch einen an die eine Seite

Die Abdichtung zwischen Verrohrungskopf 30 und jedes Glcitschuhes angeschweißten Zapfen 64 gehalten,

Rohr 32 enthält ein Gleit schuhgehause 40, das aus der in eine in dem benachbarten Gleitschuh vorhan-

einer hohlen Kegelhülse 41 von ungefähr kreisförmi- dene Nut 65 eingreift.

gern Querschnitt mit oberen und unteren Zylinder- Die Innenfläche oder Stirnseite jedes Gleitschuhes

abschnitten besteht, die von einer Kegelschulter 42 ge- 70 weist mehrere Zähne 66 auf, die vorzugsweise nach

5 6

oben gerichtet sind und als abgeändertes Sägen- Zähnen 101 versehen, die in das Rohr 102 wie bei der gewinde geschnitten sind. Jede Gruppe von Gleit- Ausführung nach den Fig. 1 und 4 eingreifen. Die schuhen wird der Einfachheit halber aus einer ein- Außenseite oder Rückseite des Kegelhülsenteils 103 stückigen Hülse geformt, in deren Innenseite ein jedes Aufhängers weist eine steil abgeschrägte Sitz-Sägengewinde eingeschnitten wird, ehe eine Unter- 5 fläche 104 wie bei der zuerst beschriebenen Ausfühteilung der Hülse zur Herstellung der Gleitschuhe in rung auf. Da diese Teile bei jeder Ausführung die vier Segmente erfolgt. gleiche Form haben, sind sie in den verschiedenen

Auf der Außenfläche oder Rückseite jedes Gleit- Figuren mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, schuhes sind mehrere Zähne 67 vorhanden. Diese Die Rückseiten der Gleitschuhe und/oder die Vorder-Zähnc 67 sind vorzugsweise nach unten gerichtet und io Seiten der Kegelhülsen sind in der nachstehend besind als abgeändertes Sägengewinde mit flachen schriebenen Weise abgeändert.

Spitzen 68 ausgebildet (Fig. 3). Diese Zähne werden Bei der Ausführung nach den Fig. 11 und 12 ist die

der Einfachheit halber ebenfalls dadurch geformt, daß Rückseite 105 jedes Gleitschuhes eine Kegelfläche mit

ein Schraubengewinde auf der Außenseite einer Hülse einem kleineren Kegelwinkel als die Sitzfläche 104,

geschnitten wird, deren Unterteilung in Segmente 15 wie dies auch in den Fig. 1 und 4 der Fall ist, jedoch

dann zwecks Herstellung einer Gruppe von Gleit- ist die Oberfläche nicht gezahnt, sondern ist glatt. Die

schuhen erfolgt. Die Zähne 67 sind zwar nach unten Rückseite 105 hat eine Härte und Festigkeit, die

gerichtet, sind jedoch sogenannte Kntlastungszähnc, nahezu gleich der Härte und Festigkeit der Stirn-

da die Winkel zwischen den Zahnflanken 69 auf der fläche 106 der Kegelhülse ist. Vorzugsweise ist die

unteren Seite der Zähne und dem Zahnfuß stumpfe 20 Härte der beiden Flächen gleich und ist kleiner als

Winkel sind. Die zusammengefaßten Flächen der die Härte der Zähne 101. Dies wird dadurch erzielt,

Zahnspitzen 67 sind größer als die zusammengefaßten daß nur die Vorderseite oder die gezahnte Fläche

Flächen der Zahnspitzen 66. jedes Gleitschuhcs warm behandelt wird.

Im unbelasteten Zustand (Fig. 2A) liegt die Ober- Die Stirnfläche 106 der Kegelhülse ist in senkrechseite der Kegelhülsc 41 an dem Tragring 50 an, und 25 ter Richtung kleiner als die Rückseite jedes Gleitder Abstand zwischen der Schrägfläche 54 und der schuhes. Hierdurch soll die Flächenberührung zwischen Schulter 42 ist kleiner als der Abstand zwischen den der Kegelhülse und den Rückseiten der Gleitschuhe Schultern 55 und 43. Beim Einsetzen des Gleitschuh- verringert werden, um zwischen diesen Teilen einen gehäuses 40 in den Verrohrungskopf 30 legt sich der hohen Flächendruck zu erzeugen. Die Berührungs-Aufhänger zuerst auf die Schulter 55. Beim Senken 30 fläche ist jedoch größer als die Berührungsfläche der des Rohres 32 und beim Abwärtsziehen der Gleit- Zähne 101 mit dem Rohr 102.

schuhe 61 in die Kegelhülse 41 (Fig. 2B) setzt sich Beim Betrieb dringen beim Anlegen einer Belastung

die Kegelhülsc 41 auf die Schulter 43 auf, und die die auf den Stirnseiten der Gleitschuhe 100 befind-

Schrauben 53 ziehen den Druckring 51 nach unten, um liehen Zähne 101 zuerst in das Rohr 102 ein, während

den Dichtungsring 52 radial gegen das Gehäuse 30 35 die Rückseiten 105 der Gleitschuhe 100 sich an der

und das Rohr 32 zu drücken und eine Abdichtung Kegelhülsc; 103 nach unten und radial nach innen be-

zwischen diesen Teilen herbeizuführen. wegen. Wenn der Flächendruck an den Berührungs-

Tn den Fig. 3 und 4 ist die Wirkung der auf den flächen von Gleitschuhen und Kegelhülse die Streck-Hinterflächen der Gleitschuhe 61 befindlichen Zähne grenzen des Metalls der Gleitschuhe und der Kegel- 67 gezeigt. Zuerst gleiten die abgeflachten Zahn- 40 hülse überschreitet, erfolgt ein Verklemmen oder Anspitzen 68 (Fig. 3) der Zähne in der Kegelhülse 41 fressen unter Bildung von mehreren Wulststellen zwinach unten, wenn eine Belastung von den das Rohr 32 sehen den Gleitschuhen und der Kugelhülse, wie erfassenden Zähnen 66 der Gleitschuhe 61 zur Ein- Fig. 12 zeigt. Hierdurch wird eine weitere Abwärtswirkung gebracht wird. Bei steigendem Druck über- bewegung der Gleitschuhe und infolgedessen auch eine steigt der Druck an der Berührungsfläche zwischen 45 weitere Einwärtsbewegung der Gleitschuhe verhindcn Zahnspitzen 68 und der Kegelhülse 41 die Streck- dert. Bei richtiger Wahl der Materialien und der Begrenze des Materials der Kegelhülse 41, und die Zähne rührungsflächengröße zwischen den Gleitschuhen und 67 graben sich in der in Fig. 4 dargestellten Weise der Kegelhülse bei einem bestimmten Rohr können ein. Der Eingriff der Zähne 67 in die Kegelhülse 41 die Gleitschuhe so ausgeführt werden, daß ihre Einbegrenzt die weitere Abwärtsbewegung der Gleit- 50 wärtsbewegung unterbrochen wird, ehe eine flaschenschuhe 61 und verhindert dadurch eine zu große halsartige Verengung des Rohres entsteht oder das Radialbewegung oder Einwartsbewegung dieser Gleit- Rohr zusammengedrückt wird.

schuhe, so daß das Rohr 32 nicht zusammengedrückt Bei der in den Fig. 13 und 14 dargestellten Ausfüh-

wird. rung haben die Gleitschuhe die gleiche Form wie bei

Die Gleitschuhe 61 sind zur Härtung und Festigung 55 der Ausführung nach Fig. 11, jedoch ist die senkrechte

für gewöhnlich in üblicher Weise warm behandelt, Länge der Stirnseite 107 der Kegelhülse 103 nicht

damit die Zähne 66 in das Rohr 32 eingreifen können. verkleinert, sondern hat die gleiche Länge wie bei der

Das Härten der Hinterzähne 67, die gleichzeitig warm Ausführung nach den Fig. 1 und 4. Kornteilchen 108

behandelt werden, erfordert daher keinen besonderen (Fig. 14) eines Stoffes, der härter als die Kegelhülse

Arbeitsaufwand. Da die Zähne 67 härter und kräftiger 60 oder die Rückseiten der Gleitschuhe ist, beispiels-

sind als die Kegelhülse 41, ist die Streckgrenze der weise Wolframkarbidteilchen eines mittleren Durch-

Kcgelhülse niedriger als die Streckgrenze der Zähne 67. messcrs von 0,194 mm, werden zwischen die Gleit-

Beim Erhöhen der Belastung gibt daher die Kegel- schuhe und die Kegelhülse gelegt. Diese Teilchen wer-

hülse 41, nach, während die Zähne 67 noch unterhalb den in einem zweckdienlichen Träger, beispielsweise

ihrer Streckgrenze liegen und in die Kegelhülse 41 65 Anstrichfarbe, Fett oder einer anderen klebrigen vis-

eindringen. kosen Flüssigkeit, eingebracht und beispielsweise mit-

Tn den Fig. 11 bis 20 sind verschiedenartige Aus- tels einer Bürste vor dem Zusammenbau auf eine führungen von Gleitschuhen und Kegelhülse dar- Fläche oder auf beide Berührungsflächen zwischen gesteilt. Tn jedem Falle ist die Stirnfläche jedes Gleit- den Gleitschuhen und der Kegelhülse gestrichen. Vorschuhes 100 mit vorzugsweise nach oben gerichteten 70 zugsweise folgt dieser Aufstrich unmittelbar vor dem

7 8

Einsetzen des Gleitschuhgehäuses in den Verrohrungs- Metalle die gleiche Härte oder im wesentlichen die

kopf nach Fertigstellung des Bohrloches, damit die gleiche Härte und Festigkeit und haben eine geringere

Sicherheit besteht, daß kein Material vor der Verwen- Härte und Festigkeit als die an den Stirnseiten der

dung verlorengeht. Die Menge des verwendeten Korn- Gleitschuhe befindlichen Zähne.

materials soll so groß sein, daß die Berührungsfläche 5 In den Fig. 21 bis 23 ist eine weitere Ausfuhrung der Teilchen mit den Gleitschuhen oder mit der Kegel- der Erfindung gezeigt, in der das Rohr 130 von Gleithülse größer ist als die Berührungsfläche der an der schuhen 131 getragen wird, deren Rückseiten 132 un-Stirnseitc der Gleitschuhe befindlichen Zähne mit dem mittelbar in einer Kegelbohrung 133 des Gehäuses 134 Rohr. eingesetzt sind. Zwischen dem Tragring 136 und dem Im Betrieb greifen beim Anlegen einer Last, wie io Druckring 137 befindet sich oberhalb der Gleitschuhe Fig. 14 zeigt, die auf den Stirnseiten der Gleitschuhe die übliche Abdichtung zwischen dem Rohr und dem 100 befindlichen Zähne 101 in das Rohr 102 ein, und Rohrgehause.

es erfolgt eine Abwärts- und Einwärtsbewegung der Die Kegelbohrung 133 (Fig. 22) hat mehrere in Gleitschuhe, so daß die Zahne tiefer in das Rohr ein- regelmäßigem Abstand stehende haubenartige Vordringen. Wenn dann der Flächendruck an der Kegel- 15 Sprünge 140, die dadurch hergestellt werden können, hülse und an den Rückseiten 105 der Gleitschuhe 100 daß in die Kegelbohrung zusätzlich Material von die Streckgrenze überschreitet, geben die angrenzen- einem Schweißstab mittels Lichtbogenschweißung aufden Flächen der Gleitschuhe und der Kegelhülse nach, geschweißt wird. Dieses aufgeschweißte Material ist so daß die Kornteilchen in die Gleitschuhe und in die harter als die Kegelbohrung und die Rückseiten der Kegelhülse eindringen, diese Teile miteinander ver- 20 Gleitschuhe.

riegeln und eine weitere Abwärtsbewegung der Gleit- Die Arbeitsweise der in den Fig. 21 bis 23 dargeschuhe verhüten. Wie bei den anderen Ausführungen, stellten Ausfuhrung ist der Arbeitsweise der bereits unterbricht die Abwärtsbewegung auch die radial nach beschriebenen Ausfuhrungen ahnlich. Die vorzugsinneii gerichtete Bewegung, so daß keine weitere Er- weise nach oben weisenden Zahne 141 der Stirnseiten höhung des Radialdruckes auf das von den Gleit- 25 der Gleitschuhe erfassen das Rohr beim Senken, woschuhen gehaltene Rohr erfolgt und infolgedessen das bei sich die Gleitschuhe nach unten und nach innen Zusammendrücken des Rohres verhütet wird. auf der Kegelbohrung" 133 bewegen. Wenn der In den Fig. 15 und 16 sind zwei den Fig. 13 und 14 Flachendruck zwischen den Vorsprungen 140 und den ähnliche weitere Abänderungen gezeigt. Bei der Aus- Rückseiten der Gleitschuhe die Streckgrenze der führung nach Fig. 15 sind die Kornteilchen 109 fur 3° Gleitschuhe überschreitet, dringen die Vorsprünge dauernd an der Ruckseite von Gleitschuhen 100 be- 140 in die Gleitschuhe ein und verhüten dadurch eine festigt, und zwar beispielsweise durch Feuerverlöten weitere Abwärtsbewegung der Gleitschuhe, so daß inder Teilchen unmittelbar in das Grundmetall oder in folgedessen auch die Einwärtsbewegung der Gleiteine Weichlotdecke. Die Kornteilchen können aber schuhe verhütet wird. Es werden also keine überauch fur dauernd an der Innenfläche der Kegelhulse 35 mäßigen Drücke auf das Rohr ausgeübt, die gebefestigt werden. An Stelle von rauhen Teilchen gcbenenfalls das Rohr zusammendrücken oder verlassen sich glatte Teilchen, beispielsweise Kugeln 110 engen konnten.

(Fig. 16), verwenden, die mit regelmäßigen Abs tan- Bei dieser Ausfuhrung werden die Gleitschuhe nur den in Bohrungen 111 der Ruckseiten der Gleitschuhe an ihren Stirnseiten gehartet, so daß die Ruckseiten eingesetzt und gestaffelt angeordnet sind. Die glatten 4<> der Gleitschuhe so weich bleiben, daß das Schweiß-Teilchen können ebenfalls in ähnlicher Weise an der metall in die Gleitschuhe eindringen kann. Sollen je-Kegelhulse gesichert werden. Diese Ausführungen ar- doch die Gleitschuhe durchweg gehartet und warm bebeiten im wesentlichen in der gleichen Weise wie die handelt werden, so können die Vorsprünge statt an bereits beschriebenen Formen. tier Vorderseite der Kegelbohrung an den Rückseiten Bei den in den Fig. 17 bis 20 dargestellten Ausfuh- +5 der Gleitschuhe angebracht werden. Die Anordnung rungen sind die Stirnseite der Kegelhulse und die kommt dann der in den Fig. 1 und 4 dargestellten AnRückseiten der Gleitschuhe nicht glatt. Diese Flächen Ordnung sehr nahe, bis auf das Fehlen eines Gleithaben bei der Ausführung nach den Fig. 17 und 18 schuhgehäuses. Das Gleitschuhgehäuse kann bei den Zahne mit sehr breiten schwach geneigten Zahnflanken. verschiedenen beschriebenen Ausführungen der Erfin-Beim Anlegen der Belastung an die Gleitschuhe 5° dung verwendet oder weggelassen werden. Die Hauptschlupfen diese Zähne aneinander vorbei, bis schließ- kennzeichen der verschiedenen Ausführungen sind in lieh die Breite der inemanderliegenden Zahnspitzen so der Art der Berührungsflächen der Rückseiten der groß ist, daß die Last gehalten wird. Die Zähne der Gleitschuhe und der Flache der Kegelhulse zu sehen, Gleitschuhe hängen dann auf den Zahnen der Kegel- ganz gleich, ob die Kegelhulse nun ein Bestandteil hülse und verhüten eine weitere Abwärtsbewegung der 55 des Verrohrungskopfes ist oder in einem besonderen Gleitschuhe. Hierdurch wird auch eine weitere Radial- Gleitschuhgehäuse liegt. Bestimmte erfindungsgemäße bewegung oder Eimvartshewegung der Gleitschuhe Ausführungen der Berührungsflächen von Gleit-■ verhindert. schuhen sind l>esser zur Verwendung mit einer Kegel-Die Fig. 19 und 20 zeigen andere Zahnformen, die hülse geeignet, während andere Ausführungen besser an Stelle der in den Fig. 17 und 18 dargestellten For- ⁶° ohne Kegelhulse verwendet werden. Jede dieser Austnen verwendet werden können. Bei der Ausführung führungen ist in der bevorzugten Kombination darnach F\g. 19 haben die Zahne konvexe Flanken und gestellt.

abgerundete Zahnspitzen. Bei der Ausführung nach Bei allen bisher beschriebenen Ausführungen wird

Fig. 20 haben die Zähne konkave Flanken und scharfe der Reibungskoeffizient oder das Verhältnis der zum

Zahnspitzen. Die Arbeitsweise der in den Fig. 19 und 65 Hervorrufen einer Gleitbewegung der Gleitschuhe auf

20 dargestellten Ausführungen ist ähnlich der Arbeits- der Kegelhülse erforderlichen Kraft zu der zwischen

weist der Ausfuhrung nach den Fig. 17 und 18. Vor- diesen Teilen vorhandenen Normalkraft, d. h. der

zugsweise haben die für die Ruckseiten der Gleit- Kraft, die senkrecht zu den Berührungsflächen der

schuhe und für die Stirnseite der Kegelhülse in den Teile gerichtet ist, so geregelt, daß das Verhältnis sich

Ausfuhrungen nach den Fig. 17 bis 20 verwendeten 70 schnell auf Unendlich erhöht, wenn die Normalkraft

Claims (14)

1. 9 10

   einen vorbestimmten kritischen Wert erreicht. Auf zum Fangen verwendeten Rohrfanghülse. Diese Werk-

   diese Weise wird die Gleitbewegung der Gleitschuhe zetige sind an sich bekannt, mit Ausnahme der Be-

   der Kegelhülse gegenüber begrenzt, wodurch auch die rührungsflächen der Gleitschuhe und der Kegelhülse

   radiale Einwärtsbewegung der Gleitschuhe begrenzt 151, die nach einem der beschriebenen Verfahren a

   und ein Zusammendrücken des von den Gleitschuhen 5 bis d so ausgebildet werden, daß sie veränderliche

   gehaltenen Rohres verhütet wird. Stets soll jedoch »Reibungskoeffizienten« ergeben, um das Zusammen-

   die kritische Belastung der Gleitschuhe die Belastung drücken des Rohres 152 zu verhüten. Die Gleitschuhe

   übersteigen, die notwendig ist, damit die Gleitschuhe 150 weisen abgeflachte Zahnspitzen 153, wie bei der

   das Rohr fest erfassen. in Fig. 1 dargestellten Ausführung, auf.

   Die hier verwendeten Verfahren zur Regelung des io Die Erfindung verhütet aber nicht nur das Zusam-

   »Reibungskoeffizienten« können in folgenden Grup- mendrücken des Rohres, sondern verhütet auch ein

   pen zusammengefaßt werden: Zersprengen des Rohres, wenn die in Fig. 25 darge-

   a) Einpressen oder Eindringen einer aufgerauhten stellte Rohrfangstange verwendet wird. Die Fanghärteren Fläche in eine weichere glatte Fläche stange ist bekannt, mit Ausnahme der Berührungs-(Fig. 1 und 4, 15, 16, 21 bis 23). 15 flächen an den Gleitschuhen 160 und dem Spreizkörper

   b) Verklemmen von glatten Flächen gegebenenfalls 161, der einen »Reibungskoeffizienten« erzeugt, der gleicher Härte (Fig. 11 und 12). sich schnell erhöht, ehe der Druck einen so hohen

   c) Verriegeln zweier Oberflächen geringerer Härte Wert erreicht, daß das Rohr 162 zerreißen könnte, mittels Materialteilchen größerer Härte (Fig. 13 Zur Regelung der Reibung kann eines der Verfahren a bis 16). 20 bis d oder ein ähnliches Verfahren vei wendet werden.

   d) Aufhängen einer ersten Fläche, die mehrere Kegel- Auf den Rückseiten oder Innenseiten der Gleitschuhe flächen von größerem Kegelwinkel, als der durch- sind flacht¹ Zahnspitzcn 163 vorhanden, während sich schnittliche Kegehvinkel ist, hat, an einer zweiten auf den Vorderseiten oder den Außenseiten der Gleit-Fläche, die mehrere ähnliche Kegelfiächen auf- schuhe die üblichen aufwärts gerichteten Zähne 164 weist (Fig. 17 bis 20). 25 befinden. Bei der unter Druck radial nach innen oder

   Das Verfahren d unterscheidet sich von den Ver- außen erfolgenden Bewegung der Gleitschuhe hat stets fahren a, b und c darin, daß bei dem Verfahren d die die senkrechte Fläche die üblichen Zähne, während an Berührungsflächen der Gleitschuhe und der Kegel- der Schrägfläche der veränderliche Reibungskoeffizient hülse nachgeben müssen, damit eine Gleitbewegung erzeugt wird. Die die Last erfassende senkrechte Fläche erfolgen kann, wobei die Gleitbewegung aufhört, wenn 30 wird mit der Vorderseite und die an der Kegelhülsc das Nachgeben aufhört, während bei den anderen Ver- oder dem Spreizkörper oder einem anderen Träger anfahren zu Beginn des Gleitens kein Nachgeben vor- liegende Schrägfläche wird mit Rückseite bezeichnet, handeii ist und die Gleitl>ewegung kurz nach Beginn Fig. 26 zeigt eine Ausführung eines Dauerdes Nachgebens aufhört. Im Verfahren d sind die Verschlusses, die den üblichen Aufbau hat, mit Aus-Flächen, die die Gleitbewegungen der Gleitschuhe auf 35 nähme der Berührungsflächen zwischen den Niederder Kegelhülse stillsetzen, maschinell vorgeformte haite-Gleitschuhen 170 und dem oberen Spreizkörper Flächen, während bei den Verfahren a, b und c die 171 sowie zwischen den unteren Stützgleitschuhen 172 Stillsetzflächen mindestens zum Teil durch Xachgeben und dem unteren Spreizkörper 173, die mit nach den des Metalls gebildet werden. Daher ist in den Verfah- Verfahren a bis d oder ähnlichen Verfahren hergeren a, b und c die Berührungsfläche zwischen den 40 stellten Einrichtungen zur Reibungsregelung versehen Gleitschuhen der Kegelhülse für gewöhnlich größer sind, so daß ein Zersprengen des Rohres 175 verhütet als die Berührungsfläche zwischen dem Rohr und den wird, wenn beim Ziehen am Rohr 177 ein Ausdehnen Gleitschuhen, so daß das Rohr vor der Kegelhülse des Verschlußeinsatzes 176 erfolgt. Die Gleitschuhe nachgibt. Wenn die Berührungsflächen zwischen haben, wie bei der Ausführung nach Fig. 1, abge-Kegelhülse und Gleitschuhen natürlich härter sind als 45 flachte Rückenzähne 178, 179.

   das Rohr, können sie eine geringere Berührungsfläche Einfache, herausnehmbare Packer zur Förderung

   haben und dennoch später nachgeben. Beim Verfah- und zum Zementieren und für andere Anwendungen

   ren d gibt jedoch die Berührungsfläche zwischen der können nach der Erfindung in ähnlicher Weise herge-

   Kegelhülse und den Gleitschuhen gleichzeitig mit dem stellt werden, wie dies in Fig. 26 für die nicht heraus-

   Rohr nach, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß 50 nehmbare Dauerverschlußdichtung dargestellt ist.

   die Berührungsfläche zunimmt, wenn sich die Gleit- Es sind zwar bevorzugte Ausführungen der Erfin-

   schuhe in der Kegelhülse nach unten bewegen, bis dung dargestellt und beschrieben, doch können viele

   schließlich die Belastung unter die Streckgrenze fällt. Änderungen vorgenommen werden, ohne den in den

   Die bisher beschriebenen Ausführungen zeigen die Ansprüchen angegebenen Bereich der Erfindung zu Anordnung der Erfindung beim Aufhängen eines 55 verlassen.
   Rohres in einem Verrohrungskopf. Die Erfindung findet jedoch auch eine breitere Verwendung und ist Patentansprüche·
   immer verwendbar, wenn ein Rohr von Keilen erfaßt

   und der Druck auf das Rohr begrenzt werden soll. Die 1. Haltevorrichtung für einen in ein Tiefbohr-

   Erfmdung kann daher zum Aufhängen eines Rohr- 60 loch eingehängten Rohrstrang od. dgl., die mit

   gestänges und auch eines Bohrrohres verwendet wer- Gleitschuhen (Abfangkeilen) versehen ist, welche

   den. Wenn auch die Griffeinwirkung der Rückseiten an den einen Seitenflächen mit Greifvorrichtungen

   der Gleitschuhe auf die Kegelhülse die Erfindung dort für das Rohr od. dgl. versehen sind und deren an-

   von geringerer Verwendbarkeit macht, wo keine dere Seitenflächen einer im wesentlichen parallel

   Daueraufhängung erfolgt, beispielsweise bei einem in 65 zu ihnen verlaufenden Abstützfläche der Halte-

   einem Drehtisch gelagerten Bohrrohr, können doch vorrichtung gegenüberliegen, dadurch gekenn-

   einzelne Fälle auftreten, in denen die Erfindung ver- zeichnet, daß zur Regelung einer Gleitbewegung

   wendet werden kann, wenn keine Daueraufhängungen zwischen der Abstützfläche (44; 107; 133) und der

   beabsichtigt sind. dieser gegenüberliegenden Seitenflächen der Gleit-

   Fig. 24 zeigt beispielsweise die Erfindung bei einer 70 schuhe (61; 100; 131) Reibmittel (67, 108, 109,

   11 12

   110, 140, 153, 179) -vorgesehen sind, die den 15. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, da-Gleitwiderstandskoeffizienten zwischen diesen Fla- durch gekennzeichnet, daß der Halter für die chen schnell erhöhen, wenn der zwischen diesen Gleitschuhe die Kegelhülse (41) eines Gleitschuh-Flächen vorhandene Normaldruck auf einen vor- gehäuses (40) ist, deren Innenkegel dem Kegel bestimmten Wert steigt. 5 einer Gruppe von Gleitschuhen (61) entspricht;
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- daß der Außenkegelwinkel der Kegelhülse (41) kennzeichnet, daß die Abstützfläche an einem in kleiner ist als der Kegelwinkel eines Kegelsitzes dem Verrohrungskopf (30) vorgesehenen Gleit- des Verrohrungskopfes (33) und daß jeder Gleitschuhgehäuse (41, 103) angeordnet ist, dessen schuh (61) an der Rückseite abwärts gerichtete ab-Gleitbewegung durch Anschlagflächen (43; 104) io geflachte Zähne (67) und in an sich bekannter begrenzt wird. Weise an der Stirnseite aufwärts gerichtete scharfe
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, da- gehärtete Zähne (66) hat (Fig. 1).

   durch gekennzeichnet, daß die Berührungsfläche 16. Haltevorrichtung nach Anspruch 1 bis 14

   der Rohrgreifvorrichtung (66; 101) größer ist als mit einem dem Halter entsprechenden oberen

   die Eingriffsflächen für die Reibmittel (67; 108; 15 Spreizkörper, mit einer Gruppe von Gleitschuhen

   109; 110; 140). und mit einem Packerkörper, der zwischen dem
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, da- oberen Spreizkörper und einem unteren Spreizdurch gekennzeichnet, daß die Reibmittel an auf körper sowie zwischen den oberen Gleitschuhen dem Gleitschuh (100) und auf dem Gleitschuh- und einer Gruppe von unteren Stützgleitschuhen gehäuse (103) befindlichen glatten Eingriffsflächen 20 angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die (105, 107) angreifen, die sich nicht völlig über die Gleitschuhe an ihren gegenüberliegenden Seitengesamte Kegelfläche des Glcitschuhes (100) er- flächen mit entgegengesetzt gerichteter Verzahstrecken. nung versehen sind.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch 17. Haltevorrichtung nach Anspruch 1 bis 14 gekennzeichnet, daß die Reibmittel aus Korn- 25 für Fangwerkzeuge, gekennzeichnet durch eine teilchen (108, 109) bestehen, deren Material härter Fanghülse mit einer an sich bekannten, dem HaI-als die Eingriffsflächen (105, 107) ist. zwischen ter entsprechenden Kegelhülse (151) und mit einer denen sich diese Kornteilchen befinden. Gruppe von Fangschuhen (150), die an ihren ge-
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch ge- genüberliegenden Seitenflächen mit entgegengesetzt kennzeichnet, daß die Eingriffsflächen (105, 107) 30 gerichteter Verzahnung verschen sind (Fig. 24). glatt sind und daß die Kornteilchen (108) sich an- 18. Haltevorrichtung nach Anspruch 1 bis 14 fänglich frei über diese Oberflächen bewegen für Fangwerkzeuge mit einer Fangstange und mit können. einem dem Halter entsprechenden Spreizkörper,
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch ge- der mit einer Gruppe von den Spreizkörper umkennzeichnet, daß die Kornteilchen (109) in eine 35 gebenden Gleitschuhen zusammenarbeitet, dadurch der Oberflächen (105) eingebettet sind, während gekennzeichnet, daß die Gleitschuhe an ihren gedie Gegenfläche (107) glatt ist. genüberliegenden Seitenflächen mit entgegengesetzt
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gerichteter Verzahnung versehen sind (Fig. 25). gekennzeichnet, daß die Reibmittel auf der einen 19. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Eingriffsfiäche angeordnete Vorsprünge (67; 109; 40 vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich- 140) sind und die andere Eingriffsflache eine glatte net, daß das Gleitschuhgehäuse (40) mit einem Fläche ist, wobei die Vorsprünge (67; 109; 140) oberhalb diesem befindlichen, zwischen einem härter als die glatte Fläche sind. Tragring (50) und einem Druckring (51) ange-
9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch ge- ordneten Dichtungsring (52) mittels einer diese kennzeichnet, daß die Vorsprünge (67) mit der 45 drei Ringe durchdringenden Riegelschraube (53) Oberfläche, auf der sie sich befinden, fest verbun- verbunden ist, wobei in unbelastetem Zustand der den sind. Aufhängevorrichtung nur der Tragring (50) auf
10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- dem ihm zugehörenden Auflager (55) aufliegt, hinkennzeichnet, daß die Reibmittel Kugeln (110) gegen das Gleitschuhgehäuse (40) sein Auflager sind, die in der einen Eingriffsfläche (105) drehbar 50 (43) nicht erreicht, während bei Belastung das gelagert sind. Gleitschuhgehäuse von der eingehängten Last bis
11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, ge- zum Anschlag auf das Auflager (43) mitgeschleppt kennzeichnet durch mindestens zwei Gleitschuhe wird, so daß in diesem Zustand der vom abgesun-(71), von denen jeder flache Zahnspitzen (68) hat, ltenen Gleitschuh mittels der Riegelschraube gleichdie auf den kegelförmigen Rückseiten der Gleit- 55 falls mitgeschleppte Druckring den Dichtungsring schuhe angeordnet sind axia! zusammendrückt und ihn so radial zwischen
12. 12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch ge- Verrohrungskopf und Rohrstrang verklemmt,
    kennzeichnet, daß die gegenüberliegenden Seiten 20. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch geder Gleitschuhe (61) scharfe Zähne (66, 67) auf- gekennzeichnet, daß das Gleitschuhgehäuse (40) weisen. 60 mit einem Tragring (50) verbunden ist, der sich
13. 13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch ge- auf einer Anschlagfläche (55) des Verrohrungskennzeichnet, daß die scharfen Zähne (67) zum kopfes (30) abstützt, die einen größeren Durchschmalen Ende jedes Gleitschuhes gerichtet sind. messer hat als die Anschlagfläche (43) für das
14. 14. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- Gleitschuhgehause.
    kennzeichnet, daß die kegelförmige Stützfläche 65

    (133) des Verrohrungskopfes (134) mehrere über In Betracht gezogene Druckschriften:

    die gesamte Oberfläche der Ausbohrung verteilte, USA.-Patentschriften Nr. 2 261 564, 2 348 611,
    harte Vorsprünge (140) aufweist (Fig. 21). 2 481 732, 2 675 877.

    Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

    © 909 627/69 9.59