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Bohrlochkopf Die Erfindung bezieht sich auf einen Bohrlochkopf für
Unterwasserbohrungen mit einem Hänger zum Aufhängen des inneren Bohrstranges, der
durch Schraubwirkung im Bohrlochkopf abgedichtet wird.
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Bei einem bekannten Bohrlochkopf dieser Art ist der zum Abdichten
zwischen dem äußeren Rohrstrang und dem inneren Rohrstrang dienende Dichtring auf
eine obere Ringfläche des zwischen den beiden Rohrsträngen befindlichen Hängers
aufgelegt und trägt über sich einen Druckring. Dieser Druckring kann dadurch an
den Dichtring angepreßt werden, daß man einen mit einem Handrad versehenen Gewindering,
dessen unteres Ende mit der Oberfläche des Druckringes zusammenwirkt, in ein am
Bohrlochkopf angebrachtes Innengewinde einschraubt. Diese Anordnung hat den Nachteil,
daß sie von Hand zusammengefügt und verschraubt werden muß und für Unterwasserbohrungen
somit praktisch nicht brauchbar ist.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Bohrlochkopf
mit einem Abdichtsatz auszurüsten, der mittels eines aus der Ferne betätigbaren
Einbauwerkzeuges nicht nur mit dem Hänger verbunden, sondern auch in die Abdichtlage
überführt werden kann. Dazu soll lediglich eine fortgesetzte Drehung des Einbauwerkzeuges
erforderlich sein.
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Um das zu erreichen, wird ein Bohrlochkopf der eingangs genannten
Art erfindungsgemäß so gestaltet, daß die an sich bekannten Öffnungen im Hänger
durch einen Abdichtsatz verschlossen werden, der mittels eines Einbauwerkzeuges
als Ganzes auf den Hänger aufschraubbar ist und dabei durch Relativbewegung eines
Ringes auf dem Abdichtsatz den Dichtring ausdehnt.
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Es ist auch bereits bekannt, die Abdichtsätze für die Hänger von Bohrlochköpfen
mit einem zusätzlichen Sperrglied gegen Aufwärtsbewegung zu sichern. Bisher hat
man sich dazu beispielsweise von der Seite in den Bohrlochkopf eingeschraubter Stifte
bedient.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird die Anordnung
so getroffen, daß der Abdichtsatz in an sich bekannter Weise durch ein zusätzliches
Sperrglied gegen Aufwärtsbewegung gesichert ist, welches ebenfalls durch Relativbewegung
des Ringes vermittels eines Keilringes in die Sperrlage überführbar ist.
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Bei der Erfindung kann man also durch fortgesetzte Drehung des Einbauwerkzeuges
in ein und derselben Richtung den auch als Niederhaltesatz wirkenden Abdichtsatz
mit dem Hänger verbinden und in die Abdicht- und Sperrlage überführen. Dieser Arbeitsgang
kann ohne Schwierigkeiten von derWasseroberfläche an einem unter der Wasseroberfläche
befindlichen Bohrlochkopf ausgeführt werden.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand von Zeichnungen
beschrieben: In den Zeichnungen werden zur Bezeichnung gleicher Teile durchweg gleiche
Bezugsnummern benutzt.
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F i g. 1 ist eine zum Teil im Aufriß, zum Teil im Schnitt dargestellte
Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Bohrlochkopfes mit einem Hänger zum Aufhängen
eines inneren Rohrstranges; dazu gehört ein Abdicht- und Niederhaltesatz, der zum
Absenken mit Hilfe eines Einbauwerkzeugs in die abdichtende und niederhaltende Lage
gebracht werden kann; F i g. 2 ist ein Querschnitt durch den Hänger längs der gebrochenen
Linie 2-2 der F i g. 1; F i g. 3 ist ein vergrößerter Querschnitt einer Rippe, die
die inneren und äußeren Ringkörper des Hängers verbindet, und zwar längs der gebrochenen
Linie 3-3 der F i g. 2; F i g. 4 ist eine perspektivische Ansicht des Sperrgliedes,
das von dem in F i g. 1 gezeigten Satz getragen wird; F i g. 5 ist ein vergrößerter
senkrechter Schnitt eines Teils des Hängers und des Abdicht- und Niederhaltesatzes
der F i g. 1, jedoch während der Montage; F i g. 6 ist ein der F i g. 5 ähnlicher
senkrechter Schnitt, bei dem jedoch der Abdicht- und Niederhaltesatz mit dem Hänger
vollständig verschraubt ist.
F i g. 1 zeigt einen Bohrlochkopf mit
einem Verrohrungskopf 10, der mit dem oberen Ende eines äußeren Futterrohrs
11 verbunden ist und einen durchgehendenInnendurchmessers 12 hat. Dieser bildet
eine Fortsetzung des Innendurchmessers des Futterrohrs. In dem Verrohrungskopf befindet
sich zwischen dessen Ober- und Unterende eine nach unten und innen kegelige Klemmhöhlung
13 zum Einsetzen des Hängers 14; von diesem hängt ein innerer Futterrohrstrang 15
gleichachsig mit dem äußeren Futterrohr 11 herab und bildet mit seinem Innendurchmesser
eine Fortsetzung der durch den Hänger gehenden Innendurchmesser 19. Das obere, geflanschte
Ende des Verrohrungskopfes 10 wird durch eine Klemmschelle 16 mit einem unteren
geflanschten Ende eines Eruptionskreuzes oder einer anderen Bohrlochkopfausrüstung
17 verbunden; durch diese geht ein Innendurchmesser 18, der eine Fortsetzung des
Innendurchmessers 12 durch den Verrohrungskopf bildet. Wie an sich bekannt ist,
wird der innere Futterrohrstrang 15 in das äußere Futterrohr 11 bis zum Absetzen
des Hängers hinabgesenkt und an seinem unteren Ende innerhalb des Bohrlochs mit
Hilfe von Zement verankert.
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Der Hänger 14 enthält im einzelnen einen inneren Ringkörper 21, der
durch Rippen 22 mit einem äußeren Ringkörper 23 so verbunden ist, daß öffnungen
24 (s. F i g. 2) entstehen; diese verbinden den Ringraum zwischen den Futterrohren
11 und 15 mit dem Inneren des Bohrlochkopfs über dem Hänger. Am unteren Ende des
inneren Körpers 21 befindet sich Innengewinde 21 a zum Anschluß an das Futterrohr
15; das leichtgängige Gewinde 20 befindet sich an der äußeren Oberfläche eines nach
oben ragenden Teils des inneren Körpers. Der äußere Körper 23 hat eine ringförmige
Einsitzfläche 23 a, die sich ununterbrochen herumzieht, um eine im vollen Kreis
tragende Fläche auf der Klemmhöhlung 13 zu bilden. Das obere Ende dieses Außenkörpers
hat ebenfalls eine Oberfläche 25, die eine im vollen Kreis tragende Fläche gewährleistet
und einen Abstand unter dem oberen Ende des inneren Körpers 21 hat, um den Abdicht-
und Niederhaltesatz 26 zwischen dem inneren Körper und der Rohrweite 12 des Verrohrungskopfs
so zu tragen, wie es weiter unten genauer beschrieben wird. Das den inneren Rohrstrang
15 tragende untere Ende des Hängers 14 ist mit 27 bezeichnet.
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Wenn der Flüssigkeitsumlauf durch den abgesetzten Hänger vollendet
ist, wird der Abdicht- und Niederhaltesatz 26 auf das obere Ende des Hängers mit
Hilfe eines Einbauwerkzeugs 28 abgesenkt. Wenn der Satz an dem Hänger vollständig
festgemacht ist, dichtet er zwischen dem Hänger und dem Inneren des Verrohrungskopfs,
um die Öffnungen durch den Hänger zu schließen, und hält diesen Hänger nach unten
auf der Klemmhöhlung 13, um der infolge von unten entstehendem Bohrlochüberdruck
nach oben gerichteten Kraft zu widerstehen. Das Einbringwerkzeug 28 wird dann von
dem Satz gelöst, um es nach oben durch zu entfernen.
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Wie man am besten in den F i g. 5 und 6 sieht, enthält der Satz 26
eine Hülse 29 mit leichtgängigem Gewinde 29a an seinem unteren Innenende für die
Verbindung mit dem leichtgängigen Gewinde 20 am inneren Hängerkörper 21.
Wie zuvor erwähnt wurde, werden sowohl ein Ring 30 aus federndem Abdichtmaterial
als auch ein Sperrglied 33 auf der Hülse unterhalb eines am oberen, äußeren Hülsenende
befindlichen Flanschs 29 b getragen. Im einzelnen sitzt der Dichtring über einem
Ring 31, der von einem Schnappring 32 getragen wird; dieser ist abnehmbar um die
Hülse 29 herumgelegt; das Sperrglied 33 wird über einem Keilring 34 getragen, der
seinerseits am oberen Ende des Dichtrings 30 aufliegt.
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Das Sperrglied 33 enthält Abfangkeile in Form eines Rings 33 a mit
Zähnen 33 c an seiner äußeren Oberfläche und eine kegelig geformte innere Fläche
33 b, um nach unten und außen über eine kegelige Außenfläche am Keilring 34 in einen
festbeißenden Eingriff mit der Rohrweite 12 des Verrohrungskopfs zu rutschen. Wie
man in F i g. 4 sieht, ist der Ring von jedem Ende her bei 33 d längs geschlitzt,
um ihm Ausdehnung und Zusammenziehung zu gestatten, wenn er senkrecht über die äußere
Keilringoberfiäche wandert. In dem normalerweise zusammengezogenen Zustand des Abfangkeilrings
(F i g. 5) haben seine Zähne 33 c einen Abstand von der Innenwand 12 des Verrohrungskopfs
und fluchten im wesentlichen axial mit den Außendurchmessern des Keilrings
34; des Dichtrings 30 und des Rings 31, so daß der gesamte Satz frei innerhalb
des Verrohrungskopfs bewegt werden kann.
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Das Einbauwerkzeug 28 hat irgendeine herkömmliche Bauweise, etwa wie
sie in den Zeichnungen dargestellt ist, bei der der Satz 26 mit dem Werkzeug für
gemeinsame senkrechte Bewegung mit Hilfe einer Reihe von Federdruckkugeln 35 verbunden
ist, die am unteren Ende des Werkzeugs getragen werden, um unter eine nach innen
ragende Schulter 29 c der Hülse 29 zu schnappen. Die Drehung des Einbauwerkzeugs
wird auf die Hülse mit Hilfe von einem einzelnen oder mehreren radial herausstehenden
Stiften 36 übertragen, die in Schlitze 37 am oberen Innenende der Hülse 29 hineinpassen.
Es ist also offensichtlich, daß der Satz mit dem Einbauwerkzeug 28 sowohl für senkrechte
als auch für drehende gemeinschaftliche Bewegung lediglich durch Eindrücken des
unteren Werkzeugendes in das obere Hülsenende verbunden wird. Wenn dann der Satz
26 an dem Hänger gemäß F i g. 6 vollständig festgemacht ist, dann kann das Einbauwerkzeug
durch bloße Aufwärtsbewegung relativ dazu entfernt werden. Natürlich können zum
Absenken, Anheben, Festmachen und Losschrauben des Satzes mit Bezug auf den Hänger
auch andere geeignete Mittel vorgesehen sein.
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Wie man aus den F i g. 5 und 6 versteht, setzt sich der Ring 31, wenn
die Hülse 29 zu Beginn in das Gewinde 20 am inneren Körper 21 eingreift,
unter dem Abdichtglied 30 auf die zusammenhängende Ringfläche 25 am äußeren Körper,
so daß damit der Dichtring 30 abgesetzt wird. Das fortgesetzte Festziehen des Gewindes
veranlaßt dann die Hülse 29 und ihren Flansch 29b, sich mit Bezug auf den aufgesetzten
Dichtring zusammen mit dem darüber getragenen Abfangkeilen 33 nach unten zu bewegen.
Da dieser Flansch auf das obere Ende des Rings 33 drückt, zwängt er diesen nach
unten auf der kegeligen Oberfläche des Keilrings 34 und somit den Keilring selbst
nach unten gegen den aufgesetzten Dichtring 30. Dies verursacht, wie man in F i
g. 6 sieht, eine Verformung des Dichtrings nach außen in abdichtende Anlage zwischen
dem äußeren Umfang der Hülse 29 und der Innenwand 12 des Verrohrungskopfs; hierdurch
wiederum entsteht eine festere Auflage
gegen Abwärtsbewegung des
Keilrings 34, so daß die Abfangkeile 33 nach unten und außen über die kegelige Oberfläche
des Keilrings in festbeißenden Eingriff mit dem Verrohrungskopf rutschen. Wie die
F i g. 1, 5 und 6 zeigen, befindet sich ein O-Ring 38 oder ein anderes geeignetes
Abdichtmittel rings um den inneren Umfang der Hülse 29, um sich abdichtend zwischen
diese Hülse und dem äußeren Umfang des inneren Körpers 21 zu legen, wenn der Abdichtsatz
26 mit dem Hänger vollständig festgemacht wird.