DE3147399A1 - Druckmittelbetaetigungsvorrichtung, insbesondere hydraulische schlagvorrichtung - Google Patents

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Brown Oil Tools, Inc. Houston, Texas 77024, V.St.A

Druckmittelbetätigungsvorrichtung, insbesondere hydraulische

Schlagvorrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen an Bohrschlagvorrichtungen und betrifft insbesondere doppeltwirkende hydraulische Bohrschlagvorrichtungen und dgl.

Eine Fangarbeit bedeutet in der ölfeldterminologie, etwas aus dem Bohrloch zu entfernen, was dort nicht hingehört. Das, was entfernt wird, wird als "Fisch" bezeichnet und kann Teil eines Bohrstranges sein, der beim Bohren eines öl- oder Gasbohrloches steckengeblieben ist, oder es kann die Förderausrüstung sein, die aus einem bestehenden Bohrloch während Umrüstungs- oder Reparaturarbeiten entfernt wird. Die angewandte .Methode zum Herausholen eines Fisches besteht darin, diesen mit einer Vorrichtung zu ergreifen und durch Druck oder Zug eine axiale Belastung auf ihn auszuüben, bis er etwas nachgibt. Eine Schlagvorrichtung ist ein Werkzeug, das benutzt xiird, wenn entweder die Bohr- oder die Förderausrü-

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stung so festsitzt, daß ein gerader Druck oder Zug von der Oberfläche aus nicht ausreicht, um sie herauszuziehen.

Die Schlagvorrichtung wird normalerweise in dem Rohrstrang in dem Gebiet des festsitzenden Objekts angebracht und gestattet dem Bohrgestellbedienungspersonal an der Oberfläche, durch Manipulation des Bohrstranges einen Schlag auf den Fisch auszuüben. Schlagvorrichtungen enthalten eine Keünütverbindung, die eine relative Axialbewegung zwischen einem inneren Dorn oder Gehäuse und einem äußeren Gehäuse, nicht aber eine relative Drehbewegung gestattet. Der Dorn oder das innere Gehäuse hat eine Schlagfläche oder einen Hammer, die bzw. der eine gleiche Schlagfläche oder einen Amboß an dem Gehäuse berührt, wenn die Schlagvorrichtung die Grenze der Axialbewegung erreicht hat. Wenn diese Schlagflächen mit hoher Geschwindigkeit zusammengebracht werden, übertragen sie aufgrund der Masse des Rohres oberhalb der Schlagvorrichtung einen sehr beträchtlichen Schlag auf den Fisch.

Bei den bekannten Schlagvorrichtungen gibt es drei verschiedene Ausfuhrungsformen, nämlich hydraulische Schlagvorrichtungen, mechanische Schlagvorrichtungen und Stoßschlagvorrichtungen. Die Stoßschlagvorrichtung wird hauptsächlich benutzt, um einen nach unten gerichteten Schlag auszuüben. Die Stoßschlagvorrichtung hat üblicherweise eine Keilnutverbindung, die eine ausreichende Axialbewegung zuläßt, so daß das Rohr angehoben und fallengelassen werden kann, was bewirkt, daß die Schlagflächen innerhalb der Schlagvorrichtung zusammenkommen, um einen nach unten gerichteten Schlag auf den Fisch auszuüben. Mechanische und hydraulische Schlagvorrichtungen unterscheiden sich von der Stoßschlagvorrichtung dahingehend, daß sie eine Auslöse-oder Ausklinkvorrichtung enthalten, die die Relativbewegung der Schlagflächen verzögert, bis eine axiale Belastung, entweder eine Zug- oder

eine Druckbelastung, auf das Rohr ausgeübt worden ist. Zum Aufwärtsschlagen wird das Rohr durch eine axiale Zugkraft, die an der Oberfläche ausgeübt wird, gedehnt. Dieser Zugkraft wirkt die Auslösevorrichtung der Schlagvorrichtung lange genug entgegen, um dem Rohr zu gestatten, sich zu spannen und potentielle Energie zu speichern. Wenn die Schlagvorrichtung "auslöst",wird diese gespeicherte Energie in kinetische Energie umgewandelt, was bewirkt, daß sich die Schlagflächen der Schlagvorrichtung mit einer hohen Geschwindigkeit zusammenbewegen. Zum Abwärtsschlagen wird das Rohrgewicht an der Erdoberfläche "losgelassen", um das Rohr auf Druck zu beanspruchen. Dieser Druckkraft widersetzt sich die Auslösevorrichtung der Schlagvorrichtung, um dem Rohr zu gestatten, sich zusammenzudrücken und potentielle Energie zu speichern. Wenn die Schlagvorrichtung "auslöst", werden die potentielle Energie der Rohrζusammendrückung und des Rohrgewichts in kinetische Energie umgewandelt, was bewirkt, daß die Schlagflächen der Schlagvorrichtung mit einer hohen Geschwindigkeit zusammenkommen. Hydraulische und mechanische Schlagvorrichtungen sind viel wirksamer als Stoßschlagvorrichtungen, weil sie gestatten, für eine bestimmte Rohrbelastung einen viel größeren Schlag auf den Fisch auszuüben.

Die meisten Fangarbeiten erfordern, daß sowohl eine Aufwärtsais auch eine Abwärtsschlagvorrichtung in dem Fangstrang verfügbar sind. Beispielsweise kann beim Bohren eines öl- oder Gasbohrloches das Rohr steckenbleiben, und zwar weil das das Loch umgebende Material nachrutscht oder weil das Rohr durch Differenzdruck festgehalten wird, so daß es erwünscht ist, das Rohr nach oben zu schlagen. Oder aber das Rohr kann sich während des "Hievens" (d.h. beim Entfernen des Rohres aus dem Bohrloch) verkeilen, in welchem Fall es erwünscht ist, an der Stelle, an der das Rohr festsitzt, nach unten zu schlagen. Ein weiteres Beispiel ergibt sich,

wenn nach Teilen der Förderausrüstung, wie beispielsweise Stopfbüchsen oder Pumpen, gefischt wird. Normalerweise wird das Bohrrohr oder die Bohrstange oberhalb der festsitzenden Stelle abgeschnitten, und der Fangstrang wird an dem in der Bohrung verbliebenen Bohrrohr oder der in der Bohrung verbliebenen Bohrstange mittels einer Glocke oder eines Keilfängers befestigt. Eine Reihe von Abwärtsschlagen wird eingeleitet, um zu versuchen, den Fisch herauszuziehen. Wenn der Fisch nicht ohne weiteres aus dem Bohrloch herausgezogen werden kann, wird es notwendig, einen Abwärtsschlag auf die Glocke oder den Keilfänger auszuüben, um sie bzw. ihn von dem Bohrrohr oder der Bohrstange zu lösen.

Verschiedene Kombinationen von Schlagvorrichtungen werden benutzt, um diese Schlagwirkung in zwei Richtungen zu erzielen. Einemechanische oder hydraulische Schlagvorrichtung kann doppeltwirkend sein, so daß sie sowohl aufwärts als auch abwärts schlägt. Ein Aufwärtsschlagwerkzeug kann zusammen mit einem getrennten Abwärtsschlagwerkzeug betrieben werden. Ungeachtet dessen, ob die Schlagvorrichtung in demselben Werkzeug vereinigt ist oder in Form von zwei getrennten Werkzeugen ausgeführt ist, muß sie in jeder Richtung unabhängig von der anderen arbeiten können, um voll wirksam und wirkungsvoll sein zu können. Das heißt, das Werkzeug sollte in einer Richtung auslösen, wiederspannen und in derselben Richtung erneut auslösen, ohne unabsichtlich oder notwendigerweise in der entgegengesetzten Richtung auszulösen. Außerdem sollte das Wiederspannen der Auslösevorrichtung in einer Richtung nicht durch die Auslösevorrichtung in der entgegengesetzten Richtung verzögert werden.

Mechanische Schlagvorrichtungen sind im allgemeinen weniger vielseitig und zuverlässig als hydraulische Schlagvorrichtungen. Eine Auslegung einer mechanischen Auslösevorrichtung erfordert, daß die Auslösebelastung an der Erdoberfläche ge-

wählt und voreingestellt wird, damit bei einer bestimmten Belastung ausgelöst wird. Wenn die Auslösebelastung vergrössert oder verringert werden soll, ist es notwendig, das Gestängerohr aus dem Bohrloch herauszuziehen, was eine kostspielige und zeitraubende Prozedur ist. Eine weitere mechanische Auslösevorrichtung bekannter Konfiguration erfordert, daß von der Erdoberfläche aus ein Drehmoment über das Gestängerohr auf die Auslösevorrichtung ausgeübt wird und daß dieses Drehmoment aufrechterhalten wird, während die Schlagvorrichtung auslöst. Das kann für das Personal auf der Arbeitsbühne des Bohrturms gefährlich sein und macht das Steuern der Auslösebelastung bei abgewichenen Bohrungen schwierig. Eine weitere Schwäche von mechanischen Auslösevorrichtungen besteht darin, daß sie in der gespannten oder arretierten Position betrieben werden müssen. Die Auslösevorrichtung ist daher während des normalen Bohrbetriebes Spannungen ausgesetzt, wenn sie als ein Teil der Sohlenausrüstung betrieben wird» Mechanische Auslösevorrichtungen haben den weiteren Nachteil, daß die metallischen Teile sich relativ zu einander bewegen müssen, während sie unter hoher Druckbelastung stehen. Das hat einen schnellen Verschleiß und einen häufigen Ausfall der bewegten Teile zur Folge.

Hydraulische Auslösevorrichtungen sind erwünschter, weil sie die Möglichkeit einer variablen Schlagkraft bieten, die nur durch das Ausmaß der Axialbelastung, die an der Erdoberfläche ausgeübt wird, gesteuert wird. Außerdem unterliegen hydraulische Auslösevorrichtungen mechanischer Verformung und Verschleiß weniger als mechanische Auslösevorrichtungen und werden deshalb unter denselben Bedingungen längere Zeit arbeiten. Die bekannten hydraulischen Auslösevorrichtungen arbeiten jedoch nur in einer Richtung und machen es erforderlich, daß zwei Auslösevorrichtungen in Tandemanordnung betrieben werden, um die Funktion einer doppeltwirkenden Schlagvorrichtung zu erzielen. Das erfordert zwei gesonderte

Druckflüssigkeitskammern, zwei Ventilsysteme, zwei Dosiersysteme und einen ausreichenden axialen Hub* um jede Vorrichtung unabhängig von der anderen zu betätigen. Das Ergebnis ist ein langes und teueres Werkzeug mit langen Keilnutverzahnungen und Dichtflächen.

Die Patentliteratur, die Bohrschlagvorrichtungen zum Gegenstand hat, hat sich in den letzten dreißig Jahren stark ausgeweitet.

Die US-PS Re 23 354 beschreibt eine sehr alte Ausführungsform einer doppeltwirkenden hydraulischen Schlagvorrichtung. Bei dieser Schlagvorrichtung wird das Stoßdämpferprinzip angewandt, wobei sich ein Kolbenabschnitt durch einen Zylinder kleineren Durchmessers bewegt, so daß das Strömen von Druckflüssigkeit von einer Seite des Kolbens zur anderen gehemmt wird. Diese Bohrschlagvorrichtung hat den Nachteil, daß sie in einer Richtung vollständig betätigt werden muß, um zurückgestellt und in der entgegengesetzten Richtung betrieben werden zu können.

Die US-PS 3 349 858 beschreibt eine einfachwirkende (aufwärtsschlagende) hydraulische Bohrschlagvorrichtung, bei der der öldurchfluß durch den Kolben mit Hilfe eines Konstante durchflußreglerventxls gesteuert wird.

Die US-PS 3 735 827 beschreibt eine hydraulische Fangschlagvorrichtung, bei der eine kompressible Druckflüssigkeit erforderlich ist. Der Dorn wird bewegt, bis die Druckflüssigkeit bis zu einem ausgewählten Grad zusammengedrückt ist, wobei an diesem Punkt ein Steuerventil einen einstellbaren Auslöseanschlag berührt, der das Ventil öffnet und die unter Druck gesetzte Druckflüssigkeit über einen Bypass entleert, um eine schnelle Bewegung des Hammers relativ zu der Amboßflache zu gestatten.

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Die US-PS 3 797 591 beschreibt eine hydraulische Fangschlagvorrichtung ähnlich der aus der US-PS 3 735 827 bekannten, die aber eine andere einstellbare Auslösevorrichtung auf weist.

Die US-PS 3 851 717 beschreibt eine hydraulische Fangschlagvorrichtung mit einem Konstantdurchflußbypass für einen Auslösekolben, die so angeordnet ist, daß der Auslösekolben nach unten bewegt wird, bis das Hauptbypassventil geöffnet wird und die Vorrichtung auslöst.

Die US-PS 4 059 167 beschreibt eine Fangschlagvorrichtung ähnlich der aus der US-PS 3 851 717 bekannten, die eine Tandemkolbenanordnung zum Verringern des inneren Betriebsdrukkes aufweist.

Die US-PS 3 285 353 beschreibt eine Fangschlagvorrichtung mit teleskopisch zusammenschiebbaren Dornen, von denen der eine mit dem Bohrstrang und der andere mit dem Bohrfisch verbunden ist und die von einem äußeren Gehäuse umgeben sind. Ein Kolbenschieber ist vorgesehen, um den Druck nach einem ausgewählten Grad an Bewegung abzubauen und das Gehäuse zu bewegen, damit eine Haimtarfläühe auf eine Amboßfläche schlägt.

Schließlich beschreibt die US-PS 3 087 559 eine hydraulische Fangschlagvorrichtung, die mechanische Auslösefinger mit einer hydraulischen Verzögerung hat.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Bohrschlagvorrichtung mit folgenden Eigenschaften zu schaffen:

- sie soll bei Erdbohrarbeiten verwendbar sein, um ein festsitzendes Objekt ("Fisch") aus einem Bohrloch zu entfernen oder das Bohren durch harte Formationen zu unterstützen;

- es soll sich um eine hydraulisch gesteuerte und betätigte Bohrschlagvorrichtung handeln, die doppeltwirkend und in der Lage ist, Schlagkräfte in Aufwärts- oder in Abwärtsrichtung auszuüben;

- die Schlagvorrichtung soll aufwärts oder abwärts unabhängig von der vorangehenden Betätigungsrichtüng arbeiten;

- sie soll wiedergespannt und erneut in derselben Richtung oder in der entgegengesetzten Richtung/ je nach Bedarf, betätigt werden können; und

- es soll sich um eine doppeltwirkende hydraulische Schlagvorrichtung handeln, bei der eine einzelne Hydraulikkammer zum Aufwärts- oder Abwärtsschlagen benutzt werden kann.

Eine doppeltwirkende hydraulische Schlagvorrichtung nach der Erfindung, mit der die obige Aufgabe gelöst wird, hat eine einzige Hydraulikkammer zum Schlagen in Aufwärts- oder Abwärt sr ichtung. Die Hydraulikkammer hat einen gesonderten Druckkolben an jedem Ende und ist so angeordnet, daß jeder Kolben durch den Dorn relativ zu dem anderen Kolben in Abhängigkeit von der Richtung, in der das Schlagen erfolgen soll, bewegt werden kann. Ein Ventil ist in der Hydraulikammer etwa in der Mitte angeordnet und steuert das Freigeben von Druckflüssigkeit, um eine schnelle Bewegung des Dornsrelativ zu dem Gehäuse zu gestatten, damit ein Hammer veranlaßt wird, auf einen relativ stationären Amboß zu schlagen.

Beim Aufwärtsschlagen bewegt der Dorn den unteren Druckkolben nach oben, um die Druckf lüssigke it unter Druck zusetzen, während der obere Kolben mit dem Gehäuse stationär bleibt. Beim Abwärtsschlagen bewegt sich der obere Kolben mit dem Dorn, während der untere Kolben mit dem Gehäuse stationär bleibt. Die Bewegung des einen Kolbens zu dem anderen hin wird entweder durch eine langsame gesteuerte Leckage von Druckflüssigkeit aus der Kammer oder durch die Verwendung einer kompressiblen Druckflüssigkeit erreicht. Das Auslösen erfolgt, wenn sich der Dorn relativ zu dem Gehäuse in einer Richtung weit genug bewegt hat, um das Auslöseventil in der Hydraulikkammer zu öffnen. Das Auslöseventil

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ist in eine normalerweise geschlossene Stellung federvorgespannt und ist zwischen zwei Gruppen von Steuerarmen frei beweglich. Eine Gruppe von Steuerarmen erstreckt sich von dem oberen Druckkolben zu der unteren Hälfte des Auslöseventils , und die andere Gruppe von Steuerarmen erstreckt sich von dem unteren Kolben zu der oberen Hälfte des Auslöseventils. Wenn einer der Kolben relativ zu dem anderen bewegt wird, um die Druckflüssigkeit unter Druck zu setzen, wird die Bewegung durch den hydraulischen Druck in der Kammer gedrosselt, und die Druckflüssigkeit wird aus der Kammer langsam über einen Durchflußdosierdurchlaß dosiert abgegeben. Wenn ein kompressibles Druckmittel benutzt wird, ist der Druckmitteldosierdurchlaß nicht erforderlich und kann weggelassen werden. Wenn sich ein Kolben eine ausreichende Strekke relativ zu dem anderen bewegt hat, berührt, sein Steuerarm seine Hälfte des Auslöseventils unibewegtnach ausreichender weiterer Bewegung die Hälfte des Auslöseventils relativ zu der anderen, um zu bewirken, daß das Ventil öffnet und die Druckflüssigkeit schnell aus de: Kammer entweichen und eine schnelle Bewegung des Kolbens und des Dorns gestatten kann, was zur Folge hat, daß der an dem Dorn angebrachte Hammer schnell auf den an dem Gehäuse angebrachten stationären Amboß schlägt.

Die umgekehrte Bewegung des Dorn relativ zu dem Gehäuse bewirkt, daß die Vorrichtung in einer neutralen Position wieder gespannt wird, aus der heraus sie betätigt werden kann, um eine Schlagbewegung entweder in Aufwärts- oder in Abwärtsrichtung, je nach Bedarf, auszuführen. Die Vorrichtung hat außerdem Einrichtungen zum Steuern des Durchflusses durch die gesonderten Kolben derart, daß die Zeitverzögerung zum Auslösen in einer Richtung von der in der entgegengesetzten Richtung verschieden sein kann·

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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Auslösevent ilanordnung eliminiert, und die Hydraulikkammer ist in ihrem mittleren Teil vergrößert, so daß die Bewegung eines Kolbens relativ zu dem anderen als ein Stoßdämpfer wirkt, bei dem die Druckflüssigkeit freigegeben wird, wenn der Kolben den vergrößerten Teil der Kammer erreicht.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen

die Fig. 1a-1d aufeinanderfolgende Teile im Viertel-

längsschnitt über der Länge einer Ausführungsform einer doppeltwirkenden hydraulischen Bohrschlagvorrichtung nach der Erfindung in einer neutralen Stellung,

Fig. -2 eine Halbquerschnittansicht der Bohr-

schlagvorrichtung nach der Linie 2-2 von Fig. 1c,

Fig. 3 eine Halbquerschnittansicht der Bohr-

schlagvorrichtung nach der Linie 3-3 von Fig. 1a,

Fig. 4 eine vergrößerte Teilschnittansicht des

in Fig. 1b gezeigten Druckkolbens,

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht eines der

Betätigungsarme, die den Druckkolben und das Auslöseventil gemäß Fig. 1b und 1c miteinander verbinden,

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Fig. 6 eine vergrößerte Teilschnittansicht des

in Fig. 1c gezeigten Auslöseventils,

die Fig. 7a-10b die Vorrichtung in aufeinanderfolgenden

Stufen des Abwärtshubes zum Schlagen in Abwärtsrichtung,

die Fig. 7a und 7b ungefähr den in den Fig. 1b und 1c gezeigten Teil der Vorrichtung, wobei der Dorn in dem äußeren Gehäuse teilweise abwärts bewegt ist,

Fig. 8 ungefähr den in Fig. 1c gezeigten Teil

der Vorrichtung, wobei der Dorn bis zu einem Punkt unmittelbar vor dem öffnen des Auslöseventils bewegt ist,

die Fig. 9a und 9b die Vorrichtung im wesentlichen entsprechend Fig» 1b und 1c, aber unmittelbar nachdem das Auslöseventil geöffnet worden ist,

die Fig. 10a und 10b die Stellung der Vorrichtung, nachdem

das Auslöseventil geöffnet und der Dorn in die voll betätigte Stellung bewegt worden ist, in der der Hammer auf dessen Amboßteil schlägt,

die Fig, 11a-13b die Vorrichtung in verschiedenen Stufen

eines Aufwärtshubes zum Schlagen in Aufwärtsrichtung,

die Fig. 11a und 11b die Vorrichtung bei der Aufwärtsbewegmg

des Dorns unmittelbar vor dem Öffnen des Auslöseventils,

die Fig. 12a und 12b die weitere Aufwärtsbewegung des Dorns

unmittelbar über den Punkt hinweg, in welchem das Äuslöseventil öffnet,

die Fig. 13a und 13b die Vorrichtung, bei der das Auslöseventil voll geöffnet und der Dorn in seine maximale Aufwärtsstellung bewegt ist, in welcher der Hammer den Amboßteil derselben berührt, und

die Fig. 14a-14d aufeinanderfolgende Teile im Viertellängsschnitt über der Länge einer weiteren Ausführungsform einer doppeltwirkenden hydraulischen Bohrschlagvorrichtung nach der Erfindung, die keine Auslöseventile benötigt, in einer neutralen Stellung.

Die Fig. 1a-1d zeigen eine doppeltwirkende hydraulische Bohrschlagvorrichtung 1, die eine beträchtliche Länge aufweist, so daß es erforderlich wurde, sie in vier in Längsrichtung unterbrochenen ViertellängsSchnittansichten, nämlich in den Fig. 1a, 1b, 1c und 1d darzustellen. Jede dieser Längsschnittansichten erstreckt sich von der Mittellinie der Schlagvorrichtung bis zu deren Außenumfang. Die Bohrschlagvorrichtung hat einen inneren rohrförmigen Dorn 2, der teleskopisch verschiebbar in einem äußeren rohrförmigen Gehäuse 3 angeordnet ist. Der Dorn 2 und das Gehäuse 3 bestehen jeweils aus mehreren Abschnitten oder Teilen, die ausführlicher beschrieben werden müssen.

Der Dorn 2 besteht aus einem oberen rohrförmigen Teil 4, (Fig. Ta und 1b), der einen durchgehenden inneren Längsdurchlaß 5 hat. Das obere Ende des-oberen Teils 4 ist im Durchmesser vergrößert, wie an der Stelle 5a angegeben, und ist

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innen mit einem Gewinde 6 zur Verbindung mit einem Bohrstrang od.dgl. versehen. Das untere Ende des Dornteils 4 ist mit einer Senkbohrung versehen, die in einer inneren Schulter 7 endigt und mit einem Innengewinde 8 versehen ist (Fig. 1b). Ein Zwischenteil des Dorn 2 besteht aus einer rohrförmigen Büchse 9 (Fig. 1b und 1c), deren oberes Ende mit einem Außengewinde 10 zur Verbindung mit dem Innengewinde 8 des Teils 4 versehen ist, wobei der obere Endteil der Büchse an die Schulter 7 anstößt. Das untere Ende der Büchse 9 ist mit einem Außengewinde 11 undmit einer Innenbohrung oder einem inneren Durchlaß 12 versehen, der eine Fortsetzung des Durchlasses 5 in dem Dornteil 4 ist. Das untere Ende des Dorns 2 besteht aus einem rohrförmigen Teil 13 (Fig. 1c und Id), das mit einer Senkbohrung versehen ist, die in einer Schulter 14 endigt und mit einem Innengewinde 15 versehen ist. Der rohrförmige Teil 13 ist auf das untere Ende des rohrförmigen Teils 9 aufgeschraubt und stößt an die Schulter 14 an.

Der untere Endteil des rohrförmigen Teils 13 ist mit einem Außengewinde 16 versehen. Eine Büchse 17 mit einem Innengewinde 18 ist auf das untere Ende des rohrförmigen Teils 13 aufgeschraubt, um eine Feder abzustützen, die weiter unten beschrieben ist. Der rohrförmige Teil 13 ist mit einem inneren Längsdurchlaß 19 versehen, der eine Fortsetzung der Durchlässe 5 und 12 ist und über die zentrale öffnung 20 der Büchse 1-7 offen ist. Die drei Teile 4, 9 und 13 sind auf die dargestellte Weise zu dem einzelnen rohrförmigen Dorn 2 verschraubt, der innerhalb des rohrförmigen Gehäuses 3 in Längsrichtung bewegbar ist, wie im folgenden beschrieben.

Das rohrförmige Gehäuse 3 besteht, ähnlich wie der Dorn 2", aus Zusammenbaugründen aus mehreren Abschnitten. Das obere Ende des rohrförmigen Gehäuses 3 besteht aus einem rohrförmigen Teil 21 (Fig. 1a und 1b)", das eine glatte Innenbohrung 22 an

seinem oberen Ende hat, in welcher die Außenfläche des oberen rohrförmigen Dornteils 4 längsverschiebbar angeordnet ist. Der untere Endteil des rohrförmigen Gehäuseteils 21 hat einen Teil kleineren Durchmessers, der eine ringförmige Schulter 23 bildet und mit einem Außengewindeteil 24 versehen ist.

Das rohrförmige Gehäuse 3 ist mit einem rohrförmigen Zwischenteil 25 versehen (Fig. 1a und 1b), der an seinem oberen Ende ein Innengewinde 26 zur Verschraubung mit dem Außengewindeteil 24 des rohrförmigen Gehäuseteils 21 aufweist. Das obere Ende des rohrförmigen Zwischenteils 25 liegt an der Schulter 23 an, wenn die beiden Teile fest miteinander verschraubt sind. Der untere Endteil des rohrförmigen Teils 25 hat einen Teil kleineren Durchmessers, der eine Schulter 27 bildet und mit einem Außengewinde 28 versehen ist.

Der untere Teil des rohrförmigen Gehäuses 3 besteht aus einem rohrförmigen Teil 29 (Fig. 1b, 1c und Id), das an seinem oberen Ende mit einem Innengewinde 30 zur Verschraubung mit dem Gewindeteil 28 des Gehäusezwischentexls 25 versehen ist. Das obere Ende des unteren rohrförmigen Gehäuseteils 29 liegt an der Schulter 2? an, wenn die Schraubverbindung fest angezogen ist. Das untere Endteil des rohrförmigen Gehäuseteils 29 ist mit einem Innengewinde 31 versehen (Fig.

Am unteren Ende des rohrförmigen Gehäuses 2 ist ein rohrförmiges Verbindungs- oder übergangsteil· 32 vorgesehen, das an seinem oberen Ende mit einem Außengewinde 33 versehen ist und eine Schulter 34 hat, an der das untere Ende des rohrförmigen Gehäuseteils 29 anliegt, wenn die Schraubverbindung 31/33 fest angezogen ist. Das Ubergangsteil 32 hat einen inneren Längsdurchlaß 35, der eine Fortsetzung der Durchlässe in dem Dorn 2 ist. Das untere Ende des Übergangsteils 32

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hat einen kleineren Durchmesser, wie an der Stelle 36 dargestellt, und ist mit einer Außengewindefläche 37 zum Anschluß an den unteren Teil eines Bohrstranges oder zur Verbindung mit einem Fisch od.dgl., wenn die Vorrichtung als Fangschlagvorrichtung benutzt wird, versehen.

Der Dorn 2 und das Gehäuse 3 sind, wie bereits erwähnt, jeweils aus mehreren, aus Zusammenbaugründen miteinander verschraubten Abschnitten aufgebaut. Der Dorn 2 ist im Innern des Gehäuses 3 verschiebbar angeordnet. Die Vorrichtung wird mit einem geeigneten Druckmittel, z.B. einer Druckflüssigkeit, wie im folgenden beschrieben, gefüllt, weshalb es notwendig ist, Dichtungen zum Verhindern einer Leckage an verschiedenen Punkten der Vorrichtung und außerdem an Punkten, an denen der Dorn 2 und das Gehäuse 3 in Gleitberührung sind, vorzusehen.

Die Außenfläche des oberen Dornteils 4 hat, wie oben erwähnt, in der Bohrung 22 des oberen rohrförmigen Teils 21 des Gehäuses 3 einen Gleitsitz. Das rohrförmige Teil 21 ist mit einer inneren Ringnut 38 versehen, in der ein O-Ring 39 angeordnet ist, der diese Gleitverbindung gegen eine Leckage von Druckflüssigkeit abdichtet. Die Gewindeverbindung zwischen den rohrförmigen Gehäuseteilen 21 und 25 ist durch einen O-Ring 40 (Fig. 1b) gegen Leckage abgedichtet, der in einer äußeren Umfangsnut 41 in dem unteren Ende des rohrförmigen Gehäuseteils 21 angeordnet ist. Die Schraubverbindung zwischen den rohrförmigen Gehäuseteilen 25 und 29 ist ebenso gegen Flüssigkeitsleckage durch einen O-Ring 42 abgedichtet (Fig. 1b), der in einer Umfangsnut 43 in dem unteren Endteil des Gehäuseteils 25 angeordnet ist. Die Schraubverbindung zwischen dem unteren Ende des rohrförmigen Gehäuseteils 29 und dem übergangsteil 32 ist ebenso gegen Leckage von Flüssigkeit durch einen O-Ring 44 abgedichtet (Fig. 1d), der in einer Ringnut 45 in dem oberen Ende des Ubergangsteils 32

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angeordnet ist. Ähnliche Dichtungen sind vorgesehen, um eine Leckage an den Schraubverbindungen zwischen den verschiedenen Abschnitten des Dorns 2 zu verhindern. Die Schraubverbindung zwischen dem oberen rohrförmigen Teil 4 und dem rohrförmigen Zwischenteil 9 desDorns 2 ist gegen Leckage durch einen O-Ring 46 abgedichtet (Fig. 1b), der in einer inneren Ringnut 47 in dem unteren Endteil des oberen rohrförmigen Dornteils 4 angeordnet ist. Die Schraubverbindung zwischen dem rohrförmigen Zwischendornteil 9 und dem unteren rohrför*- migen Dornteil 13 ist auf gleiche Weise gegen Leckage durch einen O-Ring 48 abgedichtet (Fig. 1d), der in-einer inneren ümfangsnut 49 angeordnet ist.

Der Zwischenraum zwischen der inneren Bohrung der verschiedenen Teile des Gehäuses 3 und der Außenfläche des Dorns 2 bildet eine geschlossene Kammer und Durchlässe für den Strom von Druckflüssigkeit (oder einem anderen geeigneten Druckmittel) durch diese Bohrschlagvorrichtung. Es sind verschiedene weitere Teile vorgesehen, die im folgenden noch näher beschrieben sind. An dem oberen Ende des rohrförmigen Gehäu-. seteils 21 bildet der Zwischenraum zwischen der Innenbohrung 50 desselben und der Außenfläche 51 des rohrförmigen Dornteils 4 eine Kammer 52. Das obere Ende der Kammer 52 ist mit einer mit Gewinde versehenen öffnung 53 versehen, in die ein Stopfen 54 eingeschraubt ist. Die Gewindeöffnung 53 dient zum Einleiten von Druckflüssigkeit (oder anderem geeignetem Druckmittel), was im folgenden noch näher beschrieben ist* Die Außenfläche des rohrförmigen Dornteils 4 hat an dem unteren Endteil 55 desselben einen etwas kleineren Durchmesser und ist mit mehreren Längsnuten 56 mit dazwischen angeordneten Keilstegen 56a versehen (Fig. 1a und 3). Der untere Endteil des rohrförmigen Gehäuseteils 21 ist mit einer Innenboh-^ rung 57 kleineren Durchmessers versehen, die eine obere Schulter 58 bildet und mehrere Längsnuten 59 hat, welche in gegenseitigem Umfangsabstand angeordnet sind, um mehrere

Keilstege 60 zu bilden, die in die Nuten 56 in dem oberen rohrförmigen Dornteil 4 passen (Fig. "la und 3) . Die Nuten 56 und 59 in dem rohrförmigen Gehäuseteil 21 und in dem rohrförmigen Dornteil 4 haben eine Tiefe, die größer ist als die Höhe der Keilstege 56a und 60, die in diesen Nuten angeordnet sind* Infolgedessen sind Durchlässe vorhanden, die sich in Längsrichtung der Nuten in dem Dornteil 4 und dem Gehäuseteil 21 erstrecken und mit 61 bzw. 62 bezeichnet sind (Fig. 1a und 3). Die Anordnung der sich in Längsrichtung erstreckenden Keilstege und Nuten in dem rohrförmigen Gehäuseteil 21 und an dem rohrförmigen Dornteil 4 ergibt eine Führung für die Längsbewegung des Dorns 2 in dem Gehäuse 3, ohne eine gegenseitige Drehbewegung derselben zu gestatten. Die Durchlässe 61 und 62 in dem Spalt zwischen den Keilstegen und Nuten sorgen für einen Strom von Druckflüssigkeit zwischen der Kammer 52 und den unteren Teilen der Vorrichtung, wie im folgenden noch näher beschrieben.

In Fig. 1b ist zu erkennen, daß der Spalt zwischen dem rohrförmigen Gehäuseteil 25 und den Dornteilen 4 und 9 so gewählt ist, daß eine Hydraulikkammer 63 vorhanden ist, die einen wesentlich größeren Durchmesser als die Hydraulikkammer 52 hat. Das untere Ende des rohrförmigen Gehäuseteils 21 bildet eine obere Amboßfläche 64, die benutzt wird, wenn die Vorrichtung in Aufwärtsrichtung schlägt. Die Innenfläche 65 des rohrförmigen Gehäuseteils 25 bildet eine Senkbohrung, die eine innere ümfangsschulter an dem unteren Ende der Hydraulikkammer 63 erzeugt, welche als ein Amboß 66 dient, wenn die Vorrichtung in Abwärtsrichtung schlägt.

Der untere Endteil 67 des rohrförmigen Gehäuseteils 4 ist an dessen Außenfläche 55 mit einem Gewinde 68 versehen. Ein hohlzylindrischer Hammer 69, der ein Innengewinde 70 hat, ist auf den Gewindeteil 68 des rohrförmigen Dornteils 4 aufgeschraubt und mit einem Gewindestopfen oder einer Feststell-

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schraube 71 versehen, die sich durch eine Gewindeöffnung hindurch in eine Aussparung 73 in dem rohrförmigen Dornteil 4 erstreckt. Der hohlzylindrische Hammer 69 ist deshalb durch Verschrauben an dem unteren Endteil des rohrförmigen Gewindeteils 4 befestigt und wird im Betrieb weiter durch die Feststellschraube 71 gegen Drehung festgehalten. Der obere Endteil 74 des Hammers 69 ist im Betrieb mit der Amboßfläche 64 an dem Gehäuseteil 21 in Berührung bringbar. Die untere Hammerfläche 75 des Hammers 69 ist mit der Amboßfläche 66 während des Abwärtsbetriebes der Vorrichtung in Berührung bringbar.

Der rohrförmige Dornteil 9 ist mit mehreren Längsnuten 76 versehen (Fig. 1b und 2). Die Nuten 76 bilden Durchlässe für den Durchfluß von Druckflüssigkeit, wie im folgenden noch näher beschrieben. Eine rohrförmige Büchse 77 ist auf dem rohrförmigen Dornteil 9 gelagert und hat eine Innenfläche mit Abstand von der Außenfläche des Dornteils 9, so daß ein ringförmiger Strömungsdurchlaß 79 vorhanden ist (Fig. 1b).

Die rohrförmige Büchse 77 ist mit Löchern 80 versehen, die von dem Durchlaß 79 in die Hydraulikkammer 63 führen. Sie ist außerdem mit Löchern 81 versehen, die von dem Durchlaß 79 in den unteren Endteil der Hydraulikkammer 63 führen. Das untere Ende des Durchlasses 79 überlappt außerdem das obere Ende der Nuten oder Durchlässe 76, um eine ständige Strömungsverbindung zwischen der Hydraulikkammer 63 und den Nuten 76 zu schaffen. Das obere Ende der rohrförmigen Büchse 77 liegt an dem unteren Ende des rohrförmigen Dornteils 4 an. Das untere Ende der rohrförmigen Büchse 77 wird durch das obere Ende einer rohrförmigen Büchse 82 abgestützt, die fest über die Außenfläche des Dornteils 9 paßt, in welcher die Nuten 76 gebildet sind. Die Büchse 82 umschließt deshalb die Nuten 76 und begrenzt ein System von Längsdurchlässen. Das untere Ende der Büchse 82 sitzt auf einem Distanzring 83 auf.

der mit mehreren Löchern 84 versehen ist, die zu den Enden der Nuten oder Durchlässe 76 hin offen sind. Die rohrförmige Büchse 82 ist außerdem mit mehreren Löchern oder Öffnungen 85 versehen, die durch ein Auslöseventil gesteuert werden, was im folgenden noch näher beschrieben ist. '

Die Innenfläche 86 des Gehäuseteils 29 und die Außenfläche 87 der rohrförmigen Büchse 82 weisen gegenseitigen Abstand auf, um eine Hydraulikkammer 88 zu begrenzen. Die Flächen 86 und 87sind glatte zylindrische Flächen, die eine freie Bewegung eines darin gelagerten Druckkolbens gestatten. An dem oberen Ende der Hydraulikkammer 88 ist ein ringförmiger. Druckkolben 89 vorgesehen (Fig. Ib und 4), der verschiebbar zwischen die Flächen 86 und 87 paßt. Der Kolben 89 ist gegen Druckflüssigkeitsleckage durch O-Ringe 90 und 91 abgedichtet, die in Nuten 92 bzw. 93 sitzen. Der Kolben 89 ist mit einem oder mehreren Durchlässen 94 versehen, die eine sehr geringe Leckströmung von Druckflüssigkeit durch den Kolben ermöglichen. Stattdessen kann die Leckströmung auch durch eine Grobpassung des Kolbens ermöglicht werden, oder die Notwendigkeit einer Leckströmung kann durch die Verwendung einer kompressiblen Druckflüssigkeit eliminiert werden. In Fig. 4 ist der Kolben 89 ausführlicher gezeigt, wobei aber der Schnitt in einer anderen Ebene geführt ist. In dieser Ansicht ist zu erkennen, daß die Umfangsnut, In die ein Steuerarmflansch 123 einfaßt, durch ein lösbares Ringteil 137 gebildet ist, welches durch Schrauben 138 festgehalten wird. Der Leckagedurchlaß 94 ist in dieser Ansicht nicht zu sehen, er ist aber schematisch durch die strichpunktierte Linie dargestellt.

Ungefähr auf der Mitte der Länge der Hydraulikkammer 88 ist ein Auslöseventil 95 (Fig. 1c und 6) zum Steuern des Freilassens von Druckflüssigkeit aus der Kammer 88 vorgesehen. Das Auslöseventil 95 besteht aus zwei getrennt bewegbaren

Verschlußteilen 96 und 97. Das Verschlußteil 96 ist ringförmig und paßt auf die Außenfläche 87 der rohrförmigen Büchse 82, auf der es verschiebbar ist. Das Verschlußteil 96 ist an seiner Innenfläche durch einen O-Ring 98 abgedichtet, der in einer Ringnut 99 sitzt. Das Verschlußteil 96 hat einen rohrförmigen Fortsatz 100 mit einer Senkbohrung 101. Die Außenfläche des rohrförmigen Fortsatzes 100 ist zwischen ümfangsflanschen 103 und 104 an einer Stelle 102 unterschnitten. Das Verschlußteil 97 hat den gleichen Aufbau, sitzt mit Glei^sitz auf der Außenfläche 87 der rohrförmigen Büchse 82 und ist gegen Druckflüssigkeitsleckage durch einen O-Ring 105 abgedichtet, der in einer Ringnut 106 angeordnet ist. Das Verschlußteil 97 hat ebenfalls einen rohrförmigen Fortsatz 107 mit einer Senkbohrung 101a und ist an einer Außenfläche an einer Stelle 108 zwischen Ümfangsflanschen 109 und 110 unterschnitten. Das Auslöseventil 95 ist ausführlicher in Fig. 6 gezeigt, wo zu erkennen ist, daß das Auslöseverschlußteil 96 mehrere Führungsfinger 139 hat, die die Bewegung des Verschlußteils 97 beim öffnen und Schließen führen, um eine Fehlausrichtung zu verhindern. Die Führungsfinger 139 sind in ausreichendem gegenseitigen Abstand angeordnet, um einen Durchfluß von Druckflüssigkeit zwischen sich zu gestatten, wenn das Auslöseventil 95 geöffnet ist.

Ein ringförmiger Druckkolben 111, der im wesentlichen denselben Aufbau wie der Druckkolben 89 hat, ist an dem unteren Ende der Hydraulikkammer 88 angeordnet (Fig. 1c). Der Kolben 111 hat zwischen den Flächen 86 und 87 einen Gleitsitz und ist gegen Druckflüssigkeitsleckage durch O-Ringe 112 und 113 abgedichtet, die in Nuten 114 bzw. 115 angeordnet sind. Der Kolben 111 ist mit einem Längsdurchlaß 116 versehen, der durch ein Kugelrückschlagventil 117 verschlossen ist.

Eine Schraubenfeder 118 ist zwischen dem oberen Kolben 89 und dem oberen Auslöseventilverschlußteil 96 angeordnet.

- rr -

SI

Eine Schraubenfeder 119 ist auf gleiche Weise zwischen dem unteren Kolben 11i1 und dem unteren Auslöseventilverschlußteil 97 angeordnet. Die Federn 118 und 119 drücken die Verschlußteile 96 und 97 in gegenseitige Anlage und die Hydraulxkkolben 89 und 111 gegen die entgegengesetzten Enden der Hydraulikkammer 88.

Die Vorrichtung ist gemäß der Darstellung in den Fig. 1b und Ic in einer neutralen Stellung, in der der obere Druckkolben 89 an dem Ende 120 des rohrförmigen Gehäuseteils 25 als der Grenze der Bewegung des Kolbens anliegt. Ebenso ist in dieser neutralen Stellung oder Nullstellung der untere Kolben 111 an der ümfangsschulter 121 an dem unteren Ende der Hydraulikkammer 88 angeordnet.

Ein Betätigungsteil oder Steuerarm 122 verbindet den oberen Druckkolben 89 mit dem unteren Auslöseventilverschlußteil 97. Der Steuerarm 122 ist als ein Segment eines Zylinders aufgebaut und stellt ungefähr ein Viertel eines Zylinders dar. Der Steuerarm 122 ist mit sich nach innen erstreckenden Flanschen 123 und 124 an seinen entgegengesetzten Enden versehen (Fig. 5). Der Flansch 123 paßt in die Umfangsflache des Kolbens 89, und der Steuerarm 122 erstreckt sich von da aus in Längsrichtung (Fig. Ib). Der Flansch 124 des Steuerarms 122 ist in Gleitberührung mit der unterschnittenen Fläche 108 des Verschlußteils 97 (Fig. 1c).

Ein gleiches Betätigungsteil oder ein gleicher Steuerarm 125_f der den gleichen Aufbau wieder Steuerarm 122 hat, weist einen Flansch 126 an einem Ende auf, der in die Umfangsflache des unteren Kolbens 111 paßt, und einen Flansch 127 an dem entgegengesetzten Ende, der in Gleitberührung mit der unterschnittenen Fläche 102 des Verschlußteils 96 ist (Fig. 1c),

- 22. -

Die Vorrichtung ist mit zwei Steuerarmen 122 versehen, die einander diametral gegenüberliegend angeordnet sind, und mit zwei Steuerarmen 125, die einander diametral gegenüberliegend zwischen den Steuerarmen 122 angeordnet sind. Infolge dieser Anordnung ist klar, daß der in den Fig. 1b und 1c gezeigte Schnitt nicht genau stimmt. Der Schnitt durch einen der Steuerarme 122 oder 125 muß in einer Ebene geführt werden, die gegen die andere um 90°.gedreht ist, um beide Steuerarme in derselben Ansicht zu zeigen.

Unter der Schulter 121, auf der der untere Druckkolben 111 ruht, befindet sich eine Druckflüssigkeitskammer 128 (Fig. 1c und 1d),die durch die Außenfläche 129 des Dornteils 13 und die Innenfläche 130 des Gehäuseteils 29 gebildet wird. Das untere Ende der Druckflüssigkeitskammer 128 ist durch einen ringförmigen Kolben 131 verschlossen, der verschiebbar in ihr angeordnet ist. Der Kolben 131 wird gegen Druckflüssigkeitsleckage durch O-Ringe 132 und 133 abgedichtet, die in Nuten 134 bzw. 135 angeordnet sind. Der Kolben 131 liegt an einer Feder 136, die auf dem Kappenteil 17 an dem unteren Dornteil 19 abgestützt ist, an und wird durchdiese Feder nach oben gedrückt.

BETRIEB

Die oben beschriebene Vorrichtung ist eine doppeltwirkende hydraulische Bohrschlagvorrichtung, die benutzt werden kann, um Stoß- oder. Schlagkräfte auf ein Bohrrohr oder ein in einem Bohrloch festsitzendes Objekt oder zu irgendeinem anderen Zweck, für den ein Schlagvorgang erforderlich ist, auszuüben. Die Bohrschlagvorrichtung kann entweder aufwärts oder abwärts betätigt werden, um Stoß- oder Schlagkräfte zum Herausziehen eines in einem Bohrloch festsitzenden Objekts auszuüben. Beim Betrieb einer Bohrschlagvorrichtung in Aufwärts—

- 3-d -

richtung wird das Bohrrohr durch eine an der Erdoberflä-: ehe ausgeübte axiale Zugkraft angespannt. Der Ausübung dieser Zugkraft widersetzt sich die Auslösevorrichtung der Schlagvorrichtung lange genug, damit sich das Bohrrohr spannen und potentielle Energie speichern kann. Wenn die Schlagvorrichtung eine Auslösestellung erreicht, wird die gespeicherte Energie in dem angespannten Bohrrohr in kinetische Energie umgewandelt, die bewirkt, daß sich die Schlagflächen, d.h. der Hammer und der Amboß der Schlagvorrichtung zusammenbewegen und mit hoher Geschwindigkeit aufeinander schlagen, so daß eine sehr hohe Schlagkraft ausgeübt wird.

Wenn die Schlagvorrichtung in Abwärtsrichtung betrieben ; wird, wird das Bohrrohrgewicht an der Erdoberfläche losgelassen, um das Rohr auf Zusammendrückung zu belasten. Dieser Zusammendrückkraft widersetzt sich die Auslösevorrichtung der Schlagvorrichtung und gestattet dem Rohr, sich zusammenzudrücken und potentielle Energie zu speichern. Wenn die'. Schlagvorrichtung die Auslösestellung erreicht, wird die potentielle Energie der Rohrzusammendrückung und des Rohrgewichts durch das plötzliche Freigeben des Rohres in kinetische Energie umgewandelt, was der Hammer- und der Amboßfläche der Schlagvorrichtung gestattet, mit sehr hoher Geschwindigkeit aufeinander zu treffen und so eine hohe Schlagkraft zu erzeugen. Die oben beschriebene Vorrichtung ist eine neue Bohrschlagvorrichtung, die entweder in Aufwärts- oder in Abwärtsrichtung arbeitet und hydraulisch ausgelöst wird. Das Arbeitsprinzip und der Bewegungsablauf der verschiedenen Teile werden im folgenden beschrieben, um die Erfindung besser verständlich zu machen.

DIE NULLSTELLUNG

Wenn die Bohrschlagvorrichtung 1 zusammengebaut ist, wie oben beschrieben, wird sie mit einer Druckflüssigkeit über die Öffnung 53 in dem oberen rohrförmigen Gehäuseteil 21 gefüllt. Die benutzte Druckflüssigkeit ist vorzugsweise eine inkompressible Flüssigkeit, da bei der Vorrichtung das Vorbeilecken der Flüssigkeit an dem Druckkolben ausgenutzt wird. Mit gewissen Einstellungen in den Arbeitsspalten kann die Vorrichtung unter Verwendung der Bohrlochspülflüssigkeit betrieben werden. Es werden zwar inkompressible Druckmittel bevorzugt, es "ist jedoch möglich, eine kompressible Druckflüssigkeit oder ein Hochdruckgas zu verwenden, das würde aber ein längeres Werkzeug erfordern, um den zusätzlichen Hub zu ermöglichen, der erforderlich ist, um ein kompressibles Druckmittel unter Druck zu setzen.

Wenn die Druckflüssigkeit über die Öffnung 53 in die Bohrschlagvorrichtung 1 eingeleitet wird, fließt sie zu dem unteren Ende der Druckflüssigkeitskammer 128, die durch den Druckausgleichskolben 131 verschlossen ist. Die Druckflüssigkeit füllt den Raum in der Hydraulikkammer 128 und der Hydraulikkammer 88, die zwischen den Druckkolben 89 und 111 angeordnet ist. Die Druckflüssigkeit füllt außerdem die verschiedenen Durchlässe einschließlich der Durchlässe 76 und 79, die zu der Druckflüssigkeitskammer .63 führen. Diese Kammer wird mit Druckflüssigkeit bis in die Druckflüssigkeitskammer 52 aufgefüllt, in welcher sich die Druckflüssigkeit bis zu der Höhe der Füllöffnung 53 erstreckt. Die Vorrichtung kann etwas geneigt werden, damit Luftbläschen aus der Füllung entweichen, so daß die Vorrichtung bis zu der Öffnung 53 vollständig mit Druckflüssigkeit gefüllt ist. An diesem Punkt wird der Füllstopfen 54 eingeführt, und die Vorrichtung ist gebrauchsbereit. Der Druckausgleichskolben 131

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gestattet die Wärmeausdehnung der Druckflüssigkeit und gestattet außerdem dein hydrostatischen Druck der Flüssigkeit in dem Bohrloch, die die Schlagvorrichtung umgibt, die Druckflüssigkeit in der Schlagvorrichtung unter ausreichendem Druck zu halten, damit sie ihren Strömungsweg von einem Abschnitt der Vorrichtung zum anderen vollständig zurücklegt.

In der Ausführungsform der Erfindung, die in den Fig. 1a-1d gezeigt ist, befindet sich die Vorrichtung in einer Nullstellung, aus der heraus sie nach oben bewegt werden kann, um eine Aufwärtsschlagkraft zu erzeugen, oder nach unten, um eine Abwärtsschlagkraft zu erzeugen. In dieser Nullstellung ist der Hammer 69 ungefähr in der Mitte zwischen der oberen Amboßfläche 64 und der unteren Amboßflache 66 angeordnet. Die Druckkolben 89 und 111 sind bis an die maximale Grenze ihrer Bewegung auseinanderbewegt und werden durch die Kraft der Federn 118 und 119 an den Schultern 120 und 121 gehalten. In dieser Stellung dienen die Feder 118 und 119 außerdem dazu, die gesonderten Verschlußteile 96 und 97 des Auslöseventils 95 in der Schließstellung (Fig. 1c) zu halten. Die Verschlußteile 96 und 97 werden außerdem durch hydraulischen Druck geschlossen gehalten. In dieser Stellung sind die Betätigungsteile oder Steuerarme 122 und 125 in Zwischen- oder Nullstellungen bezüglich der Betätigung der Verschlußteile 96 und 97 des Auslöseventils. Die Vorrichtung wird zuerst am Beispiel einer Abwärtsschlagfunktion beschrieben.

ABWÄRTSSCHLAGEN

Die Vorrichtung wird in einen Bohrstrang eingefügt, wobei die obere Gewindeöffnung 6 mit einem Bohrrohr und das untere Gewinde 37 des Übergangsteils 32 mit einem "Fisch" oder anderen Objekt verbunden wird, an welchem ein Schlagvorgang ausgeführt werden soll. Zum Ausführen einer Abwärtsschlagfunktion wird das obere Bohrrohr losgelassen und auf

'3t

Druck belastet. Dadurch wird eine Druckkraft abwärts auf den Dorn 2 ausgeübt,.die versucht, den Dorn in bezug auf das Gehäuse 3 nach unten zu bewegen. Die Abwärtsbewegung ist in den Fig. 7a-10b nacheinander gezeigt. Die Abwärtsbewegung des Doms 2 geht am Beginn relativ frei vor sich und ist eine Gleitbewegung relativ zu dem Gehäuse 3 und den Druckkolben 89 und 111. Während dieser Bewegungsphase wird das untere Ende oder die Schulter 140 der Büchse 77 an dem Dornteil 9 mit der oberen Fläche des Druckkolbens 89 in Berührung gebracht. An diesem !Punkt wird die weitere Bewegung des Doms 2 bewirken, daß die Schulter den Druckkolben 89 in der Flüssigkeitsdruckkammer 88 nach unten bewegt. Die weitere Stufe in dieser Bewegung ist in Fig. 7a gezeigt, wo der Dorn 2 bewirkt hat, daß sich der Druckkolben 89 von der Schulter 120 wegbewegt hat, auf der er angeordnet ist, wenn sich die Vorrichtung in der in Fig. 1b gezeigten Nullstellung befindet.

Die Bewegung des Druckkolbens 89 durch die Schulter 140 an dem Dorn 2 bewirkt, daß das Betätigungsteil oder der Steuerarm 122 den Endflanschteil 124 bewegt, bis er den Endflansch 110 an dem Verschlußteil 97 des Auslöseventils berührt. Die weitere Bewegung des Druckkolbens 89 wird bewirken, daß das Verschlußteil 97 mit ihm bewegt und dieselbe Relativposition in bezug auf die Ventilöffnung 85 aufrechterhalten wird, wie es in Fig. 7b gezeigt ist. Wenn der Druckkolben 89 nach unten bewegt wird und der Steuerarm bewirkt, daß der Flansch 124 den Flansch 110 berührt und das Verschlußteil 97 nach unten bewegt, folgt das Verschlußteil 96 dem Verschlußteil 97 bei der Abwärtsbewegung unter dem Einfluß der Feder 118 und des erhöhten Druckes in der Kammer 88, der beide Verschlußteile fest zusammendrückt. Wenn das Verschlußteil 96 durch den Druck in der Kammer 88 und durch die Feder 118 nach unten bewegt wird, wird im Anschluß an die Bewegung des Verschlußteils 97 durch den

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Steuerarm 122 das Verschlußteil 96 relativ zu dem Steuerarm 125 bewegt, der von dem unteren Druckkolben 111 ausgeht. Der Endflansch 127 des Steuerarms 125 bleibt in einer stationären Position, und das Verschlußteil 96 bewegt sich an ihm vorbei, bis der Flansch 127 den Endflansch 103 des Verschlußteils 96 berührt (Fig. 8). An diesem Punkt wird jede weitere Bewegung des Druckkolbens 89 zu dem Kolben 111 hin die Relativbewegung der Steuerarme 125 und 122 bewirken, damit mit dem Trennen der Verschlußteile 96 und 97, die das Auslöseventil 95 bilden, begonnen wird.

Bis zu diesem Punkt ist die Relativbewegung des Druckkolbens 89, des Druckkolbens 111 und der Steuerarme 122 und 125 so beschrieben worden, als ob die Bewegung unbehindert wäre. Es sei jedoch angemerkt, daß die Flüssigkeitsdruckkammer 88, die durch die Druckkolben 89 und 111 und das Auslöseventil 95 eingeschlossen wird, eine vollständig geschlossene Kammer ist, bis auf die sehr kleine Durchgangsöffnung 94 in dem Kolben 89. Die Abwärtsbewegung des Kolbens 89 beginnt, die Druckflüssigkeit in der Kammer 88 unter Druck zu setzen,und der Flüssigkeitsdruck widersetzt sich der Bewegung des Kolbens. Wenn die auf den Dorn 2 ausgeübte Druckkraft durch das durch den Bohrstrang über der Bohrschlagvorrichtung ausgeübte Gewicht vergrößert wird, steigt der hydraulische Druck in der Flüssigkeitskammer 88 infolge der auf den Druckkolben 89 ausgeübten Belastung an» Das Rückschlagventil 117 in dem Druckkolben 111 verhindert das Abströmen von Druckflüssigkeit über diesen Kolben. Die geschlossenen Verschlußteile 96 und 97 des Auslöseventils 95 verhindern ebenfalls das Abströmen von Druckflüssigkeit aus der Kammer an dieser Stelle. Es sei angemerkt, daß die geschlossenen Verschlußteile 96 und 97 aufgrund des erhöhten Druckes in der Kammer 88, der auf die Ringfläche von dem Ventilverschlußpunkt 95a bis zu der Außenfläche 87 der Büchse 82 einwirkt, noch fester geschlossen gehalten werden. Der einzige Druckflüssigkeitsaus-

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trittspunkt der Kanuner 88 während dieser Phase des Betriebes besteht über den sehr kleinen Anzapfdurchlaß 94 in dem Kolben 89. Die Größe des Anzapfdurchlasses 94 ist so gewählt, daß die Druckflüssigkeit durch ihn mit einer sehr niedrigen Geschwindigkeit nur dann hindurchfließt, wenn sie einem relativ hohen Druck ausgesetzt ist.

Wenn die auf den Druckkolben 89 ausgeübte Kraft zunimmt, versucht der Kolben, sich entgegen der Druckflüssigkeit in der Kammer 88 nach unten zu bewegen, wobei sich ihm aber die Druckflüssigkeit in der Kammer widersetzt, so daß er sich nur bewegen kann, wenn die Druckflüssigkeit über die öffnung 94 abfließt. Die Flüssigkeit in der Kammer 88 wird deshalb unter einem sehr hohen Druck gehalten, und der Kolben 89 bewegt sich langsam nach unten, um den Druck in der Kammer 88 aufrechtzuerhalten, wenn Flüssigkeit aus der Kammer

88 über die öffnung 94 abfließt. Wenn sich der Druckkolben

89 bis zu dem Punkt nach unten bewegt hat, wo die Endflansche 124 und 127 der Steuerarme 122 und 125 die Berührung mit den Endflanschen 103 und 110 der Verschlußteile 96 und 97 erreicht haben, haben diese Teile die in Fig. 8 gezeigte Stellung,und die Druckflüssigkeit in der Kammer 88 ist noch unter einem sehr hohen Druck. Die in Fig. 8 gezeigte Stellung liegt unmittelbar vor der Öffnungsbewegung des Auslöseventils 95 vor. An diesem Punkt hat sich der Hammer 69 an dem Dorn 2 nur um einen Bruchteil der Strecke nach unten zu dem Amboß 66 bewegt. Der Dorn 2 steht jedoch an diesem Punkt unter einer sehr hohen Druckkraft, die durch das über ihm befindliche Bohrgestänge ausgeübt wird, und wird diese Kraft freisetzen, um den Hammer 69 mit einer hohen Geschwindigkeit und mit hohem Schlag immer dann auf den Amboß 66 zu bewegen, wenn der Widerstand gegen eine weitere Bewegung aufhört.

Die weitere Abwärtsbewegung des Druckkolbens 89 relativ zu dem Kolben 111 wird bewirken, daß die Endflansche 124 und

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127 der Steuerarme 122 und 125 die Verschlußteile 96 und |7 auseinander bewegen, um das Auslöseventil 95 zu öffnen. Die Position der Verschlußteile 96 und 97 sehr kurze Zeit nacfx dieser Öffnungsbewegung ist in Fig. 9b gezeigt. Wenn das iuslöseventil 95 geöffnet wird, selbst in dem in Fig. 9b gezeigten kleinen Ausmaß, wird der Druckflüssigkeit in der Druckflüssigkeitskammer 88 gestattet, über das geöffnete Auslöfeeventil 95 und über die öffnung 85 und die verschiedenen | Durchlässe zu den verschiedenen Flüssigkeitskammern abzu·- fließen, die nicht unter erhöhtem Druck stehen. Wenn das &uslöseventil 95 geöffnet wird, kann daher die Druckflüssigkeit in der Kammer 88 über die Durchlässe 76 und 79 in die Flüssigkeitskammer 63 fließen, die oberhalb des sich nach unt^n bewegenden Druckkolbens 89 angeordnet ist. Die DruckflüssiLgkeit kann sich außerdem frei aus der Kammer 88 über den f Durchlaß 76 nach unten in die Flüssigkeitskammer 128 ober§- halb des Druckausgleichskolbens 131 bewegen. Diese plötz-? liehe Freigabe von Druckflüssigkeit aus der Kammer 88 be-*' seitigt praktisch sämtlichen Widerstand gegen die Abwärtsbewegung des Druckkolbens 89. An diesem Punkt bewegt sich der Kolben 89 unter dem Einfluß der hohen potentiellen Energie, die durch den Druck und das Gewicht des Bohrstranges aufgebaut und auf den Dorn 2 der Bohrschlagvorrichtung übertragen worden ist, schnell abwärts. Die schnelle Abwärtsbewegung des Kolbens 89 gestattet dem Dorn 2, sich zusammen nii t ihm sehr schnell zu bewegen_j) und bewirkt, daß der Hammer ^9 die Hammerfläche 75 mit der Amboßfläche 66 mit einer sehjj hohen Schlagkraft in Berührung bringt. Diese Stellung, die.^;in den Fig. 10a und TOb gezeigt ist, stellt die maximale Abwärtsbewegung des Dorns 2 dar. ;

WIEDERSPANNEN NACH DEM ABWÄRTSSCHLAGEN j

Die Bohrschlagvorrichtung wird für den weiteren Betrieb entweder in Abwärts- oder in Aufwärtsrichtung wieder gespannt,

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indem der Dorn 2 aus der in den Fig. 10a und TOb gezeigten Stellung in die in den Fig. 1a-1d gezeigte Stellung bewegt wird. Wenn der Dorn 2 nach oben bewegt wird, bewegt sich der Kolben 89 mit ihm unter dem Einfluß der Federn 118 und 119 aufwärts. Es sei angemerkt, daß bei dieser Aufwärtsbewegung die Feder 118 an dem Verschlußteil 96 anliegt, das an dem Flansch 127 des Steuerarms 125 abgestützt wird, der in dieser Phase des Betriebes in einer festen Stellung gehalten wird. Ebenso liegt die Feder 119 an dem unteren Druckkolben 111 an und drückt gegen das untere Ende des Verschlußteils 97 und den Flansch 125 des Steuerarms 122, wodurch der Kolben 89 ebenfalls nach oben gedrückt wird. Wenn der Kolben 89 durch das Zurückziehen des Dorns 2 aufwärts bewegt wird, behalten der Dornteil 9, das untere Auslöseventilverschlußteil 97, der Steuerarm 122 und der Kolben 89 dieselbe Relativstellung und bewegen sich relativ zu dem Gehäuse 3 aufwärts. Diese Aufwärtsbewegung besteht auch relativ zu dem unteren Druckkolben 111, dem Steuerarm 125 und dem oberen Verschlußteil 96. Wenn sich diese Aufwärtsbewegung des Dorns 2 fortsetzt, nähert sich das Verschlußteil 96 dem Verschlußteil 97 und erreicht schließlich die Fig. 8 entsprechende Stellung. Während dieser Aufwärtsbewegung wird das Volumen der Kammer 63 durch die Bewegung des Kolbens 89 verkleinert, die bewirkt., daß Druckflüssigkeit aus dieser Kammer über die verschiedenen Verbindungsdurchlässe in die Druckflüssigkeitskammer 88 zwischen dem oberen Druckkoiben 89 und dem unteren Druckkolben 111 fließt. Zu der Zeit, zu der die Vorrichtung in die in Fig. 8 gezeigte Stellung zurückgekehrt ist, hat sich die Kammer 88 mit Druckflüssigkeit gefüllt. An diesem Punkt wird die Kammer 88 gegen den Eintritt von Druckflüssigkeit über das Auslöseventil 95 geschlossen, wobei aber zusätzliche Druckflüssigkeit über das Rückschlagventil 117 und über den Anzapfdurchlaß 94 eintreten kann.

34 -

Die weitere Aufwärtsbewegung des Dorns 2 und des Kolbens 89 bringt die Vorrichtung in die in den Fig. 7a und 7b gezeigte Stellung. In dieser Stellung sind die Verschlußteile 97 und 96 des Auslöseventils 95 eng zusammen und der Flansch 127 hat sich von dem Flansch 103 weg- und zu dem Flansch 104 an dem Verschlußteil 96 hinbewegt. Die weitere Aufwärtsbewegung des Dorns 2 und des oberen Druckkolbens 89 führt dazu, daß sich der Steuerarm 122 mit seinem Betätigungsflansch 124 nach oben von dem Flansch 110 an dem Verschlußteil 97 wegbewegt, bis er die in Fig. 1c gezeigte Stellung erreicht. Während dieser Aufwärtsbewegung erreicht der obere Druckkolben 89 den Berührungspunkt an der Schulter 120 an dem oberen Gehäuseteil 25= Bei der weiteren Aufwärtsbewegung des Dorns 2 wird die in Fig. 1b gezeigte Stellung erreicht, in welcher der obere Druckkolben 89 an der Schulter 120 ruht und sich die Schulter 140 an dem Dorn 2 von dem Kolben 89 wegbewegt hat. Das ist die Nullstellung oder neutrale Stellung der Vorrichtung, die oben am Beginn des Abwärtshubes für eine Abwärtsschlagbewegung beschrieben worden ist. An diesem Punkt ist die Vorrichtung für den weiteren Gebrauch wieder gespannt und kann, bei Bedarf, wieder abwärts geschlagen werden oder kann aufwärts geschlagen werden, wenn diese Art von Schlagbewegung erforderlich ist.

AUFWÄRTSSCHLAGEN

Wenn die Bohrschlagvorrichtung aus der in den Fig. 1a-1d ge-. zeigten Nullstellung in Aufwärtsrichtung betätigt vjird, ist die Arbeitsweise im wesentlichen dieselbe wie bei dem Abwärtsschlagbetrieb, es sind aber andere Teile am Erreichen des Ergebnisses beteiligt, wie es in den Fig. 11a-13b gezeigt ist. Wenn die Vorrichtung für ein Aufwärtsschlagen benutzt werden soll, wird der Bohrstrang, an dem das obere Ende 5a des Dorns 2 befestigt ist, in Aufwärtsrichtung angespannt und unter den gewünschten Grad von Zugspannung gesetzt.

VV

Wenn der Bohrstrang in Aufwärtsrichtung angespannt wird, belastet er den Dorn 2 auf Zug und bewegt ihn bis zu der Grenze, die durch die Auslösevorrichtung gestattet wird. Die Aufwärtsbewegung des Dorns 2 aus der in den Fig. 1a-1d gezeigten Nullstellung bringt zuerst die Schulter 141 des Ringteils 83 mit dem unteren Ende des unteren Druckkolbens 111 in Berührung. Diese anfängliche Aufwärtsbewegung durch den Dorn 2 führt noch nicht zum Beginn der Betätigung des Auslöseventils 95 und auch nicht zum Ausüben irgendwelchen Druckes auf die Druckflüssigkeit in der Vorrichtung.

Wenn sich der Dorn 2 weiter aufwärts bewegt, berührt die Schulter 141 das untere Ende des unteren Druckkolbens 111 und nimmt denselben mit nach oben. Die Aufwärtsbewegung des Kolbens 111 bewirkt außerdem, daß sich dessen Steuerarme 125 relativ zu dem oberen Kolben 89 und dessen Steuerarmen 122 bewegen. Die weitere Aufwärtsbewegung des Druckkolbens 111 durch die Bewegung des Dorns 2 bewirkt, daß sich ein Widerstand gegen die Bewegung aufbaut, und zwar aufgrund der Druckflüssigkeit, die die Kammer 88 füllt. Wenn sich der Druckkolben 111 nach obenbewegt, wird auf die Druckflüssigkeit in der Kammer 88 Druck ausgeübt und es wird schnell ein sehr hoher hydraulischer Druck erzielt. Die Druckflüssigkeit kann nicht über das Rückschlagventil 117 oder das Auslöseventil 95 abfließen, weil beide in dieser Phase des Betriebes geschlossen sind. Die Druckflüssigkeit in der Kammer 88 kann nur sehr langsam über den Durchlaß 94 in dem oberen Kolben 89 abfließen. Das gestattet die Aufwärtsbewegung des Kolbens 111 mit einer Geschwindigkeit, die durch die Druckflüssigkeitsmenge bestimmt wird, welche aus der Kammer 88 über den Durchlaß 94 abfließt. Während dieser Aufwärtsbewegung wird die Druckflüssigkeit in der Kammer 88 unter einem sehr hohen Druck gehalten, der den Druck darstellt, welcher durch die von dem Bohrstrang her auf den Dorn 2 ausgeübte Zugspannung erzeugt wird.

Wenn sich der Dorn 2 weiter nach oben bewegt, bewegen sich der untere Druckkolben 111 und seine Steuerarme 125 relatfLv zu dem Gehäuse 29 und relativ zu dem oberen Kolben 89 sowlie dem oberen Verschlußteil 96 aufwärts. Nach zusätzlicher wjeiterer Aufwärtsbewegung hat die Vorrichtung die in den Fig). 11a und 11b gezeigte Stellung erreicht, in der der Flansch 127 an dem Steuerarm 125 den oberen Flansch 103 an dem obdjren Verschlußteil 96 des Auslöseventils 95 berührt. Die weitere Aufwärtsbewegung des unteren Kolbens 111 und der Steueraifme 125 bewirkt, daß das obere Verschlußteil 96 nach oben be-f wegt wird und daß sich das untere Verschlußteil 97 zusammen

s mit ihm bewegt, bis der Flansch 124 an dem Steuerarm 122«den unteren Flansch 110 an dem Verschlußteil 97 berührt. Die!soeben beschriebene Stellung ist eine in den Zeichnungen nicht dargestellte Zwischenstellung unmittelbar vor dem Erreichen der in den Fig. 12a und 12b gezeigten Stellung. J

In dieser Stellung steht die Druckflüssigkeit in der Kammer 88 unter einem sehr hohen Druck und widersetzt sich der Bewegung des Kolbens 111, was den Widerstand gegen die Bewegung des Dorns 2 ergibt, der das Aufbauen einer beträchtilichen Zugspannung in dem Dorn und in dem Bohrstrang gesta-ttet. Wenn der Dorn 2 weiter aufwärts bewegt wird, bewirkt die Bextfegung des Steuerarms 125 und des Flansches 127 durch den Druckkolben 111, daß sich das obere Verschlußteil 96 von dem Verschlußteil 97 wegbewegt, um das Auslöseventil 95 jzu öffnen. Die Stellung, die sehr kurz nach dem öffnen des Auslöseventils 95 erreicht wird, ist in den Fig. 12a und 12b gezeigt. In dieser Stellung ist das Auslöseventil 95 offen, und Druckflüssigkeit kann frei über die Ventilöffnung 85 ur.d die verschiedenen Durchlässe, die mit dieser in Verbindung stehen, zu den anderen Druckflüssigkeitskammern 128, 63jund 52 fließen. Wenn das Auslöseventil 95 geöffnet wird, wird die Druckflüssigkeit in der Kammer 88 freigegeben, so d^ß sis zu den anderen Druckflüssigkeitskammern fließen kann| und

der Druck in der Kammer 88 fällt im wesentlichen auf den hydrostatischen Druck in dem Bohrloch ab. Dieser Druckabfall beseitigt den Widerstand gegen die Aufwärtsbewegung durch den Druckkolben 111 und gestattet diesem Kolben und dem Dorn 2,sich auf der verbleibenden Länge des Schlaghubes schnell zu bewegen.

Diese letzte schnelle Bewegung ist die Bewegung zwischen den in den Fig. 12a und 12b gezeigten Stellungen und der in den Fig. 13a und 13b gezeigten Stellung. Es handelt sich dabei um eine Bewegung, bei der das Auslöseventil weit geöffnet wird, wie es in Fig. 13b gezeigt ist, und der Dorn 2 hat sich aufwärts bis zu dem Punkt bewegt, wo die obere Fläche 74 des Hammers 69 die Amboßschulter 64 mit einem starken Schlag berührt hat. Diese letzte schnelle Bewegung setzt die Zugenergie in dem Dorn 2 und dem Bohrstrang in Form von kinetischer Energie frei, die den Hammer 69 mit einer sehr hohen Geschwindigkeit auf die Amboßschulter 64 schlagen läßt. An dem Punkt der Berührung des Hammers 69 mit der Amboßschulter 64 hat die Vorrichtung den Punkt maximaler Aufwärtsbewegung erreicht. Die Bewegung des Dorns 2 wird daher in Aufwärtsrichtung durch die Berührung des Hammers 69 mit der Amboßschulter 64 und in Abwärtsrichtung durch die Berührung des Hammers 69 mit der Amboßfläche 66 begrenzt, wie oben beschrieben.

WIEDERSPANNEN NACH DEM AUFWÄRTSSCHLAGEN

Nach dem Erreichen der oberen Grenze der Bewegung, die in den Fig. 13a und 13b gezeigt ist, wird die Vorrichtung für den weiteren Gebrauch wieder gespannt, indem der Dorn 2 zurück in die in den Fig. 1a-1d gezeigte Null- oder neutrale Stellung bewegt wird. Wenn sich der Dorn 2 abwärts bewegt, bewegt sich der Hammer 69 von der Amboßfläche 64 weg» Der Druckkolben 111 und dessen Steuerarme 125 bewegen sich zu-

-VS-

sammen mit dem Dorn 2 abwärts, und das untere Verschlußte-il 97 bleibt an dem Steuerarm 122 relativ stationär, während! sich das obere Verschlußteil 96 zusammen, mit dem Dorn 2 abwärts bewegt. Die Druckflüssigkeitskammer 88 wird mit Druckflüssigkeit gefüllt, die während dieser Abwärtsbewegung dfes Druckkolbens 111 über die öffnung 85 und das offene Ventijl 95 fließt. I

Wenn sich der Dorn 2 weiter nach unten bewegt, erreichen jdie Verschlußteile 96 und 97 die in Fig. 12b gezeigte Stellung, und nach einem kleinen Ausmaß an weiterer Bewegung schließen diese Verschluß teile aneinander, und die Druckf lüssigkeitjskammer ist dann im wesentlichen verschlossen. Wenn sich 4er Dorn 2 und der untere Druckkolben 111 weiterhin nach untön bewegen, kann Druckflüssigkeit, die unter dem Kolben 111iverdrängt wird, über das Rückschlagventil 117 oder über den|Anzapfdurchlaß in dem oberen Kolben 89 in die Kammer 88 eintreten. Nach etwas weiterer Bewegung erreicht die Vorrichtung wieder die in den Fig. 11a und 11b gezeigte Stellung, und schließlich kommt der Kolben 111 an der Schulter 121:in Anlage. Der Dorn 2 bev/egt sich eine kurze Strecke weiter:, bis sich die Schulter 141 von dem unteren Ende des Kolbens 111 wegbewegt hat. An diesem Punkt ist die Vorrichtung wieder in der in den Fig. 1a-1d gezeigten Nullstellung. In dieser Stellung ist die Vorrichtung wieder gespannt und für^; eine weitere Schlagbewegung entweder in Aufwärts- oder in Abwärtsrichtung, je nach Bedarf, bereit. ■

WEITERE AUSFÜHRUNGSFORM

Die Fig. 14a-14d zeigen eine doppeltwirkende hydraulische Bohrschlagvorrichtung 201, die eine beträchtliche Länge aufweist, was erforderlich gemacht hat, sie in vier in Längsrichtung unterbrochenen Viertellängsschnittansichten, nämlich Fig. 14a, 14b, 14c und 14d,darzustellen. Jede dieser

Längsschnittansichten erstreckt sich von der Mittellinie der Schlagvorrichtung zu deren äußerem Umfang. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der vorher beschriebenen dahingehend, daß eine doppelte Dämpfungsvorrichtung das zweiteilige Auslöseventil zum Erzeugen des Auslösevorganges ersetzt.

Die Bohrschlagvorrichtung 201 hat einen inneren rohrförmigen Dorn 202, der in einem äußeren rohrförmigen Gehäuse 203 teleskopisch verschiebbar ist. Der Dorn 202 und das Gehäuse 203 bestehen jeweils aus mehreren Abschnitten oder Teilen, die ausführlicher beschrieben werden müssen.

Der Dorn 202 besteht aus einem oberen rohrförmigen Teil 204 (Fig. 14a und 14b), durch den ein innerer Längsdurchlaß 205 hindurchführt. Das obere Ende des oberen Teils 204 hat einen größeren Durchmesser, wie an der Stelle 205a dargestellt, und ist mit einem Innengewinde 206 zur Verbindung mit einem Bohrstrang versehen. Das untere Ende des Dornteils 204 ist mit einer Senkbohrung versehen, die in einer inneren Schulter 207 endigt und mit einem Innengewinde 208 versehen ist. Ein Zwischenteil des Dorns 202 besteht aus einer rohrförmigen Büchse 209 (Fig. 14b und 14c), deren oberes Ende mit einem Gewinde 210 zur Verbindung mit dem Innengewinde 208 des Teils 204 versehen ist, wobei der obere Endteil an der Schulter 207 anliegt. Das untere Ende der Büchse 209 ist mit einem Außengewinde 211 und mit einer Innenbohrung oder einem Innendurchlaß 212 versehen, der eine Fortsetzung des Durchlasses 205 in dem Dornteil 204 ist. Das untere Ende des Dorns 202 besteht aus einem rohrförmigen Teil 213 (Fig. 14d), das mit einer Senkbohrung versehen ist, die in einer Schulter 214 endigt und mit einem Innengewinde 215 versehen ist. Das rohrförmige Teil 213 ist auf das untere Ende des rohrförmigen Teils 209 aufgeschraubt, so daß das untere Ende desselben an der Schulter 214 anliegt.

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Der untere Endteil des rohrförmigen Teils 213 ist mit einem Außengewinde 216 versehen. Eine Büchse 217 mit einem Innengewinde 218 ist auf das untere Ende des rohrförmigen Teils 213 aufgeschraubt, um eine Feder abzustützen, die im folgenden beschrieben ist. Das rohrförmige Teil 213 ist mit einem inneren Längsdurchlaß 219 versehen, der eine Fortsetzung der Durchlässe 205 und 212 ist und über die zentrale öffnung 220 der Büchse 217 offen ist. Die drei Teile 204, 209 und 213 sind, wie dargestellt, miteinander zu einem einzigen Dorn 202 verschraubt, der innerhalb des rohrförmigen Gehäuses 203 in Längsrichtung bewegbar ist, wie im folgenden beschrieben.

Das rohrförmige Gehäuse 203 ist aus Zusammenbaugründen aus mehreren Abschnitten aufgebaut, ähnlich wie der Dorn 202. Das obere Ende des rohrförmigen Gehäuses 203 besteht aus einem rohrförmigen Teil 221 (Fig. 14a und 14b), das eine glatte Innenbohrung 222 an seinem oberen Ende hat, in welcher die Außenfläche des oberen rohrförmigen Dornteils 204 längsverschiebbar angeordnet ist. Der untere Endteil des rohrförmigen Gehäuseteils 221 hat einen Teil kleineren Durchmessers, der eine ringförmige Schulter 223 bildet und ein Außengewinde 224 hat.

Das rohrförmige Gehäuse 203 ist mit einem rohrförmigen Zwischenteil 225 versehen (Fig. 14a und 14b), der an seinem oberen Ende mit einem Innengewinde 226 versehen ist. Der untere Endteil des rohrförmigen Teils 225 hat einen Teil kleineren Durchmessers, der eine Schulter 227 bildet, und ein Außengewinde 228.

Der untere Teil des rohrförmigen Gehäuses 203 besteht aus einem rohrförmigen Teil 229 (Fig. 14b, 14c und 14d), das mit einem Innengewinde 230 an seinem oberen Ende zum Verschrauben mit dem Gewindeteil 228 des rohrförmigen Gehäusezwischen-

so

teils 225 versehen ist. Das obere Ende des unteren rohrförmigen Gehäuseteils 229 liegt an der Schulter 227 an, wenn die Schraubverbindung fest angezogen ist. Das untere Ende des rohrförmigen Gehäuseteils 229 ist mit einem Innengewinde

231 versehen (Fig. 14d).

An dem unteren Ende des rohrförmigen Gehäuses 202 ist ein rohrförmiges Verbindungs- oder Übergangsteil· 232 vorgesehen, das an seinem oberen Ende mit einem Außengewinde 233 versehen ist und eine Schuiter 234 hat, auf der das untere Ende des rohrförmigen Gehäuseteils 229 aufsitzt, wenn die Gewindeverbindung 231, 233 fest angezogen ist. Das übergangsteil

232 hat einen inneren Längsdurchlaß 235, der eine Fortsetzung der Durchlässe in dem Dorn 202 ist. Das untere Ende des Ubergangsteils 232 hat einen kleineren Durchmesser, wie an der Stelle 236 dargestellt, und ist mit einer Außengewindefläche 237 zum Einschrauben in den unteren Teil eines Bohrstranges oder zur Verbindung mit einem Fisch, wenn die Vorrichtung als eine Fangschlagvorrichtung benutzt wird, versehen.

Der Dorn 202 und das Gehäuse 203 sind jeweils, wie bereits erwähnt, aus Zusammenbaugründen aus mehreren durch Verschrauben miteinander verbundenen Abschnitten gebildet. Der Dorn 202 ist in dem Gehäuse 203 verschiebbar angeordnet. Die Vorrichtung wird mit Druckflüssigkeit gefüllt, wie im folgenden beschrieben, weshalb es notwendig ist, Dichtungen vorzusehen, die eine Leckage an mehreren Zusammenbaupunkten und außerdem an der Stelle der Gleitberührung zwischen dem Dorn 202 und dem Gehäuse 203 verhindern.

Die Außenfläche des oberen Dornteils 204 hat, wie bereits erwähnt, in der Bohrung 222 des oberen rohrfömigen Teils des Gehäuses 203 einen Gleitsitz. Das rohrförmige Teil 221 ist mit einer inneren Ringnut 238 versehen, in der ein O-Ring

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239 angeordnet ist, der diese Gleitverbindung gegen eine Druckflüssigkeitsleckage abdichtet» Die Schraubverbindung zwischen den rohrförmigen Gehäuseteilen 221 und 225 ist ge- . gen Druckflüssigkeitsleckage durch einen O-Ring 240 abgedichtet (Fig. 14b),der in einer äußeren Umfangsnut 241 in dem unteren Ende des rohrförmigen Gehäuseteils 221 angeordnet ist. Die Schraubverbindung zwischen den rohrförmigen Gehäuseteilen 225 und 229 ist auf gleiche Weise gegen Druckflüssigkeitsieckage durch einen O-Ring 242 abgedichtet (Fig. 14b), der in einer Umfangsnut 243 in dem unteren Endteil des Gehäuseteils 225 angeordnet ist.

Die Schraubverbindung zwischen dem.unteren Ende des rohrförmigen Gehäuseteils 229 und dem Übergangsteil 232 ist auf gleiche Weise gegen Druckflüssigkeitsieckage durch einen O-Ring 244 abgedichtet (Fig. 14d), der in einer Ringnut 245 in dem oberen Ende des Ubergangsteils 232 angeordnet ist. Gleiche Dichtungen sind zum Verhindern einer Flüssigkeitsleckage an den Schraubverbindungen zwischen den verschiedenen Abschnitten des Dorns 202 vorgesehen. Die Schraubverbindung zwischen dem oberen rohrförmigen Teil 204 und dem rohrförmigen Zwischenteil 209 des Dorns 202 ist gegen Leckage durch einen O-Ring 246 abgedichtet (Fig. 14b), der in einer Ringnut 247 in dem unteren Endteil des oberen rohrförmigen Dornteils 204 angeordnet ist. Die Schraubverbindung zwischen dem rohrförmigen Zwischendornteil 209 und dem unteren rohrförmigen Dornteil 213 ist auf gleiche Weise gegen Leckage durch einen O-Ring 248 abgedichtet (Fig. 14d), der in einer inneren Umfangsnut 24 9 angeordnet ist.

Der Zwischenraum zwischen der Innenbohrung der verschiedenen Teile des Gehäuses 203 und der Außenfläche des Dorns 202 bildet eine geschlossene Kammer und Durchlässe für den Durchfluß von Druckflüssigkeit durch diese Bohrschlagvorrichtung. Verschiedene zusätzliche Teile sind vorgesehen, wie im fol-

st

genden beschrieben. An dem oberen Ende des rohrförmigen Gehäuseteils 221 bildet der Zwischenraum zwischen der Innenbohrung 250 desselben und der Außenfläche 251 des rohrförmigen Dornteils 204 eine Kammer 252. Das obere Ende der Kammer 252 ist mit einer Gewindeöffnung 253 versehen, in der ein mit Gewinde versehener Stopfen 254 befestigt ist. Die Gewindeöffnung 253 dient zum Einleiten von Druckflüssigkeit, wie im folgenden beschrieben.

Die Außenfläche des rohrförmigen Dornteils 204 hat an dessen unterem Teil 255 einen etwas kleineren Durchmesser und ist mit mehreren sich in Längsrichtung erstreckenden Nuten 256 mit dazwischen angeordneten Keilstegen 256a versehen, wie es in Fig. 14a gezeigt ist. Der untere Endteil des rohrförmigen Gehäuseteils 221 ist mit einer Innenbohrung 257 kleineren Durchmessers versehen, die eine obere Schulter 258 bildet und mehrere sich in Längsrichtung erstreckende Nuten 259 aufweist, welche in gegenseitigem ümfangsabstand angeordnet sind, um mehrere Keilstege 260 zu bilden, die in die Nuten 256 in dem oberen rohrförmigen Dornteil 204 passen, wie es in Fig. 14a zu erkennen ist.

Die Nuten 256 und 259 in dem rohrförmigen Gehäuseteil 221 und in dem rohrförmigen Dornteil 204 haben eine Tiefe, die größer ist als die Höhe der Keilstege 256a und 260, die zwischen diesen Nuten angeordnet sind. Als Ergebnis dessen sind Durchlässe vorhanden, die sich in Längsrichtung der Nuten in dem Dornteil 204 und dem Gehäuseteil 221 erstrecken, wie es an den Stellen 261 und 262 in Fig. 14a dargestellt ist. Die Anordnung der sich in Längsrichtung erstreckenden Keilstege und Nuten in dem rohrförmigen Gehäuseteil 221 und an dem rohrförmigen Dornteil 204 bildet eine Führung für die Längsbewegung des Doms 202 in dem Gehäuse 203, ohne eine Drehbewegung zwischen denselben zu gestatten. Die Durchlässe 261 und 262 in dem Spalt zwischen den Keilstegen und Nuten gestatten

den Durchfluß von Druckflüssigkeit zwischen der Kammer 252 und den unteren Teilen der Vorrichtung, wie im folgenden beschrieben.

In Fig. 14b ist zu erkennen, daß der Spalt zwischen dem rohrförmigen Gehäuseteil 225 und den Dornteilen 204 und 209 so ist, daß eine Hydraulikkammer 263 vorhanden ist, die wesentlich größer ist als die Hydraulikkammer 252. Das untere Ende des rohrförmigen Gehäuseteils 221 bildet eine obere Amboßfläche 264, die benutzt wird, wenn die Vorrichtung im Aufwärtsschlagbetrieb arbeitet. Die Innenfläche 265 des rohrförmigen Gehäuseteils 225 stellt eine Senkbohrung dar, die eine innere Ümfangsschulter an dem unteren Ende der Hydraulikkammer 263 ergibt, welche als ein Amboß 266 dient, wenn die Vorrichtung im Abwärtsschlagbetrieb arbeitet.

Der untere Endteil 267 des rohrförmigen Dornteils 204 ist an seiner Außenfläche 255 mit einem Gewinde 268 versehen. Ein hohlzylindrischer Hammer 269 mit einem Innengewinde 270 ist auf den Gewindeteil 268 des rohrförmigen Dornteils 204 aufgeschraubt und mit einem Gewindestopfen oder einer Feststellschraube 271 versehen, die sich durch eine Gewindeöffnung 272 hindurch in eine Aussparung 273 in dem rohrförmigen Dornteil 204 erstreckt. Der hohlzylindrische Hammer 269 ist deshalb durch Verschrauben an dem unteren Endteil des rohrförmigen Dornteils 204 befestigt und wird weiter durch die Feststellschraube 271 gegen eine Drehung während des Betriebes festgehalten. Der obere Endteil 274 des Hammers 269 ist während des Aufwärtsbetriebes mit der Amboßfläche 264 an dem Gehäuseteil 221 in Berührung bringbar. Die untere Hammerfläche 275 des Hammers 269 ist mit der Amboßfläche 266 während des Abwärtsbetriebes der Vorrichtung in Berührung bringbar.

Der rohrförmige Dornteil 209 ist mit mehreren sich in Längsrichtung erstreckenden Nuten 276 versehen (Fig. 14b). Die

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Nuten 276 bilden Durchlässe für den Durchfluß von Druckflüssigkeit, wie im folgenden beschrieben. Eine rohrförmige Büchse 277 ist auf dem rohrförmigen Dornteil 209 gelagert und hat eine Innenfläche 278 mit Abstand von der Außenfläche des Dornteils 20 9, um einen ringförmigen Strömungsdurchlaß 279 zu schaffen (Fig. 14b).

Die Büchse 277 ist mit Löchern 280 versehen, die von dem Durchlaß 279 in die Hydraulikkammer 263 führen. Sie ist außerdem mit Löchern 281 versehen, die von dem Durchlaß 279 in den unteren Endteil der Hydraulikkammer 263 führen. Das untere Ende des Durchlasses 279 überlappt außerdem das obere Ende der Nuten oder Durchlässe 276, um eine ständige Strömungsverbindung zwischen der Hydraulikkammer 263 und den Nuten 276 zu schaffen. Das obere Ende des rohrförmigen Teils 277 liegt an dem unteren Ende des rohrförmigen Dornteils 204 an. Das untere Ende des rohrförmigen Teils 277 sitzt seinerseits auf dem oberen Ende einer rohrförmigen Büchse 282 auf, die eng über die Außenfläche des Dornteils 209 paßt, in welcher die Nuten 276 gebildet sind. Die Büchse 282 umschließt deshalb die Nuten 276 und begrenzt ein System von sich in Längsrichtung erstreckenden Durchlässen. Das untere Ende der Büchse 282 sitzt auf einem ringförmigen Distanzring 283 auf, der mit mehreren Löchern 284 versehen ist, die zu den Enden der Nuten oder Durchlässe 276 hin offen sind.

Die Innenflächen 286 und 291 des Gehäuseteils 229 und die Außenfläche 287 der rohrförmigen Büchse 282 weisen gegenseitigen Abstand auf, um eine Hydraulikkammer 288 zu bilden. Die Fläche 287 ist eine glatte zylindrische Fläche, die eine freie Bewegung eines Druckkolbens gestattet, der im folgenden beschrieben ist. Am oberen Ende der Hydraulikkammer 288 ist ein ringförmiger Druckkolben 289 vorgesehen (Fig. 14b), der verschiebbar auf der Fläche 287 sitzt. Der Kolben 289 ist gegen Druckflüssigkeitsleckage durch einen O-Ring 290 abge-

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«Γ -

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dichtet, der in einer Nut 292 angeordnet ist. Der Kolben hat eine Grobpassung in der Bohrung 291 in dem Gehäuseteil 229/ was eine sehr geringe Leckage von Druckflüssigkeit um den Kolben herum ergibt. Die Bewegung des Kolbens 289 in der Bohrung 291 ist im wesentlichen ein Dämpfungsvorgang wie bei einem Stoßdämpfer. Die Stirnfläche des Kolbens 289, die am Anfang auf der Schulter 320 aufsitzt, ist mit einer Ringnut 322 versehen, in der ein Gummidichtring 323 angeordnet ist, der gegen eine Leckage von Drucklüssigkeit um den Kolben herum abdichtet, während dieser aufsitzt. Der Kolben 289 hat einen Längsdurchlaß 294 mit einem Rückschlagventil 317 darin, das den Durchfluß von Druckflüssigkeit während des Wiederspannens der Bohrschlagvorrichtung gestattet.

In dem Mittelteil der Hydraulikkammer 288 ist die Bohrung des Gehäuseteils vergrößert, wie an der Stelle 286 dargestellt. An dem unteren Ende der Hydraulikkammer 288 unterhalb der vergrößerten Bohrung 286 (Fig. 14c) ist ein ringförmiger Druckkolben 311 vorgesehen, der im wesentlichen dem Kolben 289 gleicht. Der Kolben 311 hat einen Gleitsitz auf der Fläche 287 und ist gegen Druckflüssigkeitsleckage durch einen O-Ring 312 abgedichtet, welcher in einer Nut 314 angeordnet ist. Die Stirnfläche des Kolbens 311, die am Anfang auf der Schulter 321 aufsitzt, ist mit einer Ringnut 316 versehen, in der ein Gummidichtring 325 angeordnet ist, welcher gegen Druckflüssigkeitsleckage um den Kolben herum abdichtet, während dieser aufsitzt.

Eine Schraubenfeder 318 ist zwischen dem oberen Kolben 289 und dem unteren Kolben 311 angeordnet. Die Feder 318 drückt die Hydraulikkolben 289 und 311 zu den entgegengesetzten Enden der Hydraulikkammer 288 gegen die Endschultem320 und 321. In der in den Fig. 14b und 14c gezeigten Stellung ist die Vorrichtung in einer Null- oder neutralen Stellung, in

der der obere üydraulikkolben 289 und der untere Hydraulikkolben 311 die gezeigte Stellung haben.

Unter der Schulter 321, auf der der untere Druckkolben 311 ruht, ist eine Druckflüssigkeitskammer 328 (Fig. 14c und 14d) durch die Außenfläche 329 des Dornteils 213 und die Innenfläche 330 des Gehäuseteils 229 gebildet. Das untere Ende der Druckflüssigkeitskammer 328 ist durch einen ringförmigen Kolben 331 verschlossen, der verschiebbar in ihr angeordnet ist. Der Kolben 331 ist gegen Druckflüssigkeitsleckage durch O-Ringe 332 und 333 abgedichtet, die in Nuten 334 bzw. 335 angeordnet sind. Der Kolben 331 berührt eine Feder 336, die ihn nach oben drückt und auf einem Kappenteil 217 an dem unteren Dornteil 219 abgestützt ist.

BETRIEB

Die oben beschriebene Vorrichtung ist eine doppeltwirkende hydraulische Bohrschlagvorrichtung, die benutzt werden kann, um Stoß- oder Schlagkräfte auf ein Bohrrohr oder auf ein in einem Bohrloch festsitzendes Objekt auszuüben. Die Bohrschlagvorrichtung kann entweder aufwärts oder abwärts betätigt werden, um Stoß- oder Schlagkräfte zum Lösen eines festsitzenden Objekts in einem Bohrloch auszuüben. Im Betrieb einer Bohrschlagvorrichtung in der Aufwärtsrichtung wird das Bohrrohr durch eine axiale Zugkraft, die an der Erdoberfläche ausgeübt wird, angespannt. Dem Ausüben dieser Zugkraft widersetzt sich die Auslösevorrichtung der Schlagvorrichtung lange genug, damit das Rohr sich spannen und potentielle Energie speichern kann. Wenn die Schlagvorrichtung eine Auslösestellung erreicht, wird die in dem angespannten Rohr gespeicherte Energie in kinetische Energie umgewandelt, was zur Folge hat, daß sich die Schlagflächen der Schlagvorrichtung zusammenbewegen und mit hoher Geschwindigkeit aufeinander schlagen und so eine sehr hohe Schlagkraft ausüben.

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Wenn die Schlagvorrichtung in Abwärtsrichtung betrieben wird, wird das Rohrgewicht an der Erdoberfläche losgelassen, um das Rohr auf Druck zu beanspruchen. Dieser Druckkraft widersetzt sich die Auslösevorrichtung der Schlagvorrichtung, damit sich das Rohr zusammendrücken und potentielle Energie speichern kann. Wenn die Schlagvorrichtung die .Auslösestellung erreicht, wird die potentielle Energie des Rohrdruckes und des Rohrgewichtes durch das plötzliche Freigeben des Rohres in kinetische Energie umgewandelt, was den Schlagflächen der Schlagvorrichtung gestattet, in Abwärtsrichtung mit einer sehr hohen Geschwindigkeit zusammenzukommen und so eine hohe Schlagkraft zu erzeugen. Die oben beschriebene Vorrichtung ist eine neue Bohrschlagvorriehtung, die entweder in Aufwärts- oder in Abwärtsrichtung arbeitet und hydraulisch ausgelöst wird. Diese Vorrichtung unterscheidet sich von der zuerst beschriebenen Ausführungsform dahingehend, daß die Auslöseventile eliminiert sind und daß deren Funktion durch eine doppelte Dämpfungsvorrichtung erfüllt wird. Die Arbeitsweise und der Bewegungsablauf der verschiedenen Teile werden im folgenden beschrieben, um die Erfindung besser verständlich zu machen.

DIE NULLSTELLUNG

Wenn die Bohrschlagvorriehtung 201 auf oben beschriebene Weise zusammengebaut ist, wird sie mit einer Druckflüssigkeit über die öffnung 253 in dem oberen rohrförmigen Gehäuseteil 221 gefüllt. Die benutzte Druckflüssigkeit ist vorzugsweise eine inkompressible Flüssigkeit, da die Vorrichtung unter Ausnutzung des Vorbeileckens von Druckflüssigkeit an dem Druckkolben arbeitet. Es ist selbstverständlich möglich, eine kompressible Druckflüssigkeit zu verwenden, das würde aber eine sorgfältige Auslegung der Spalte der verschiedenen Arbeitsteile erfordern. Wenn die Druckflüssigkeit in die Bohrschlagvorriehtung 201 über die öffnung 253 eingeleitet

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wird, fließt sie zu dem unteren Ende der Druckflüssigkeitskammer 328, die durch den Druckausgleichskolben 331 verschlossen ist. Die Druckflüssigkeit füllt den Raum in der Hydraulikkammer 288 aus, der sich zwischen den Druckkolben 289 und 311 befindet. Die Druckflüssigkeit füllt außerdem die verschiedenen Durchlässe einschließlich der Durchlässe 276 und 279, die zu der Druckflüssigkeitskammer 263 führen. Diese Kammer wird mit Druckflüssigkeit bis in die Druckflüssigkeitskammer 252 hinein gefüllt, in welcher sich die Druckflüssigkeit bis zu der Höhe der Füllöffnung 253 erstreckt. Die Vorrichtung kann etwas geneigt werden, um in der Füllung vorhandene Luftbläschen entweichen zu lassen, so daß sie bis zu der öffnung 253 vollständig mit Druckflüssigkeit gefüllt ist. An diesem Punkt wird der Füllstopfen 254 eingeschraubt und die Vorrichtung ist gebrauchsbereit. Der Druckausgleichskolben 331 gestattet die Wärmeausdehnung der Druckflüssigkeit und außerdem dem hydrostatischen Flüssigkeitsdruck, der die Schlagvorrichtung umgibt, die Druckflüssigkeit unter ausreichendem Druck zu halten, um sie zu veranlassen, ihren Strömungsweg von einem Abschnitt der Vorrichtung zum nächsten vollständig zurückzulegen.

In der in den Fig. 14a, 14b, 14c und 14d gezeigten Ausführungsform der Erfindung ist die Vorrichtung in einer Nullstellung dargestellt, aus der sie aufwärts bewegt werden kann, um eine Aufwärtsschlagkraft zu erzeugen, oder abwärts, um eine Abwärtsschlagkraft zu erzeugen. In dieser Nullstellung ist der Hammer 269 etwa in der Mitte zwischen der oberen Amboßflache 264 und der unteren Amboßfläche 266 angeordnet. Die Druckkolben 289 und 311 sind bis zu der maximalen Grenze ihrer Bewegung auseinanderbewegt und werden durch die Kraft der Feder 318 an den Schultern 320 und 321 gehalten. Die Vorrichtung wird zuerst in bezug auf eine Abwärtsschlagfunktion beschrieben.

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ABWÄRTSSCÜLAGEN

Die Vorrichtung wird in einem Bohrstrang mit der oberen Gewindeöffnung 206 verbunden, die mit einem Bohrrohr verbunden ist,und der untere Gewindeanschluß 237 an dem Ubergangsteil 232 wird entweder mit einem unteren Bohrrohr oder mit einem "Fisch" verbunden, der aus einem Bohrloch herausgeholt werden soll. Für eine Abwärtsschlagfunktion wird das obere Bohrrohr losgelassen und unter Druck gesetzt. Dadurch wird eine Druckkraft abwärts auf den Dorn 202 ausgeübt und versucht, den Dorn 202 in bezug auf das Gehäuse 203 nach unten zu bewegen. Die Abwärtsbewegung des Dorns 202 geht am Beginn relativ frei vor sich, und die Bewegung des Dorns ist eine Verschiebebewegung relativ zu dem Gehäuse 203 und relativ zu den Druckkolben 289 und 311. Während der ersten Phase dieser Bewegung wird das untere Ende oder die Schulter 340 der Büchse 277 an dem Dornteil 209 mit der oberen Fläche des Druckkolbens 289 in Berührung gebracht. An diesem Punkt wird die weitere Bewegung des Dorns 202 bewirken, daß die Schulter 340 den Druckkolben 289 in der Flüssigkeitsdruckkammer

288 relativ zu dem Kolben 311 abwärts bewegt.

Wenn die Druckkraft, die auf den Dorn 202 ausgeübt wird, durch den auf den Bohrstrang oberhalb der Bohrschlagvorrichtung ausgeübten Druck vergrößert wird, nimmt der hydraulische Druck in der Flüssigkeitskammer 288 infolge der auf den Druckkolben 289 ausgeübten Belastung zu. Der Bewegung des Druckkolbens 289 durch die Schulter 340 an dem Dorn 202 widersetzt sich die Druckflüssigkeit in der Kammer 288. Da die Druckflüssigkeit im wesentlichen inkompressibel ist, gibt es einen schnellen Anstieg des Druckes in der Kammer 288. Die Druckflüssigkeit ist zwischen den Kolben 289 und 311 eingeschlossen und kann nur über den Spalt um den Kolben

289 herum aus der Kammer 288 abfließen. Die Druckflüssigkeit wird durch die Dichtringe 312 und 325 am Vorbeifließen an dem Kolben 311 gehindert.

SO

Wenn die auf den Druckkolben 289 ausgeübte Kraft zunimmt, bewegt sich der Kolben langsam abwärts gegen die Druckflüssigkeit in der Kammer 288, wobei ihm aber die Druckflüssigkeit in der Kammer Widerstand entgegensetzt und sich der Kolben nur bewegen kann, wenn die Druckflüssigkeit um den Kolben 289 herum abfließt. Das ist im wesentlichen ein Dämpfungsvorgang wie bei einem Stoßdämpfer. Wenn der Druckkolben 289 sich abwärts bis zu dem Punkt bewegt hat, wo der hintere Rand des Kolbens die Schulter zwischen der Gehausebohrung 291 und der erweiterten Bohrung 286 passiert, wird die Öffnung um den Kolben 289 herum plötzlich vergrößert, und die Druckflüssigkeit kann frei und praktisch unbehindert an dem Kolben vorbeifließen. An diesem Punkt hat sich der Hammer 269 an dem Dorn 202 nur einen Bruchteil der Strecke abwärts zu dem Amboß 266 bewegt. Der Dorn 202 ist bis zu diesem Punkt unter einer sehr hohen Druckkraft gewesen, die durch den Bohrstrang über ihm ausgeübt wird, und kann diese Kraft freisetzen, um den Hammer 269 mit einer hohen Geschwindigkeit und mit einem hohen Schlag auf den Amboß 266 immer dann zu bewegen, wenn der Widerstand gegen die weitere Bewegung beseitigt wird. Das plötzliche Abfließen der Druckflüssigkeit aus der Kammer 288 beseitigt praktisch jeden Widerstand gegen die Abwärtsbewegung des Druckkolbens 289. Der Kolben 289 bewegt sich dann unter dem Einfluß der hohen potentiellen Energie, die durch den Druck des Bohrstranges aufgebaut und auf den Dorn 202 der Bohrschlagvorrichtung ausgeübt worden ist, schnell abwärts. Die schnelle Abwärtsbewegung des Kolbens 289 gestattet dem Dorn 202, sich zusammen mit ihm sehr schnell zu bewegen, und bewirkt, daß der Hammer 269 die Hammerflache 275 mit der Amboßfläche 266 mit einer sehr hohen Schlagkraft in Berührung bringt.

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WIEDERSPANNEN NACH DEM ABWÄRTSSCHLAGEN

Die Bohrschlagvorrichtung wird für eine weitere Betätigung entweder in Aufwärts- oder in Abwärtsrichtung wieder gespannt, indem der Dorn 202 aus der Stellung, in der der Hammer 269 den Amboß 266 berührt hat, aufwärts in die in den Fig. 14a, 14b, 14c und 14d gezeigte Stellung bewegt wird. Wenn der Dorn 202 nach oben bewegt wird, bewegt sich der Kolben 289 unter dem Einfluß der Feder 318 mit ihm nach oben. Wenn der Kolben 289 durch das Zurückziehen des Dorns 202 nach oben bewegt wird, behalten der Dornteil 209 und der Kolben 289 dieselbe Relativposition und bewegen sich relativ zu dem Gehäuse 203 aufwärts. Diese Aufwärtsbewegung erfolgt außerdem relativ zu dem unteren Druckkolben 311. Wenn sich diese Aufwärtsbewegung des Dorns 202 fortsetzt, erreicht der Kolben 289 die Schulter zwischen der erweiterten Bohrung und der kleineren Bohrung 291, die den für den Durchfluß von Druckflüssigkeit zurück in die Kammer 288 verfügbaren Raum verkleinert.' Die Druckflüssigkeit tritt außerdem in die Kammer 288 über das Rückschlagventil 317 ein, welches der Kammer 288 gestattet, sich vollständig zu füllen. Bei der weiteren Aufwärtsbewegung des Dorns 202 erreicht dieser die in Fig. 14b gezeigte Stellung, wo der obere Druckkolben 289 an der Schulter 320 ruht und sich die Schulter 340 an dem Dorn 202 von dem Kolben 289 wegbewegt hat. Das ist die Nullstellung der Vorrichtung, die oben am Beginn des Abwärtshubes für eine Abwärtsschlagbewegung beschrieben worden ist. An diesem Punkt ist die Vorrichtung für die weitere Verwendung wieder gespannt worden und kann, bei Bedarf, wieder abwärts schlagen oder aber aufwärts schlagen, wenn diese Art von Schlagbewegung erforderlich ist.

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AUFWÄRTSSCHLAGEN

Wenn die Bohrschlagvorrichtung in Aufwärtsrichtung aus der in den Fig. 14a-14d gezeigten Nullstellung heraus betätigt wird, ist die Arbeitsweise im wesentlichen dieselbe wie im Abwärtsschlagbetrieb, wobei aber andere Teile am Erzielen dieses Ergebnisses beteiligt sind. Wenn die Vorrichtung zum Aufwärtsschlagen benutzt werden soll, wird der Bohrstrang, an dem das obere Ende 205a des Dorns 202 befestigt ist, nach oben angespannt und in dem gewünschten Ausmaß unter Zugspannung gesetzt. Wenn der Bohrstrang nach oben gespannt wird, beansprucht er den Dorn 202 auf Zug und bewegt ihn bis zu der durch die Auslösevorrichtung erlaubten Grenze.

Die Aufwärtsbewegung des Dorns 202 aus der in den Fig. 14a-14d gezeigten Nullstellung heraus bringt zuerst die Schulter 341 des Ringes 283 in Anlage an dem unteren Ende des unteren Druckkolbens 311. Diese anfängliche Aufwärtsbewegung durch den Dorn 202 führt aber noch nicht zum Beginn der Ausübung irgendeines Druckes auf die Druckflüssigkeit in der Vorrichtung. Wenn sich der Dorn 202 weiter nach oben bewegt, berührt die Schulter 341 das untere Ende des unteren Druckkolbens 311 und bewegt diesen Kolben mit sich aufwärts. Die weitere Bewegung des Druckkolbens 311 nach oben durch die Aufwärtsbewegung des Dorns 202 führt zu dem Widerstand gegen die Bewegung aufgrund der Druckflüssigkeit, die die Kammer 288 füllt. Wenn sich der Druckkolben 311 nach oben bewegt, wird Druck auf die Flüssigkeit in der Kammer 288 ausgeübt, und es wird schnell ein sehr hoher hydraulischer Druck erzielt. Die Druckflüssigkeit kann über das Rückschlagventil 317 oder an den Dichtringen 323 und 290 an dem Kolben 289 vorbei nicht abfließen. Die Flüssigkeit in der Kammer 288 kann sehr langsam um den Kolben 311 herum herauslecken. Das gestattet eine Aufwärtsbewegung des Kolbens 311 mit einer Geschwindigkeit, die durch die Flüssigkeitsmenge bestimmt wird,

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die aus der Kammer 288 an dem Kolben vorbei abfließt. Während dieser Aufwärtsbewegung wird die Druckflüssigkeit in der Kammer 288 unter einem sehr hohen Druck gehalten, der den Druck darstellt, welcher durch die auf den Dorn 20 2 von dem Bohrstrang her ausgeübte Zugspannung erzeugt wird.

Wenn sich der Dorn 202 weiter aufwärts bewegt, bewegt sich der Druckkolben 311 relativ zu dem Gehäuseteil 229 und relativ zu dem oberen Kolben 289 aufwärts. Nach zusätzlicher weiterer Aufwärtsbewegung erreicht die Vorrichtung die Stellung, in der der Kolben 311 an der Schulter zwischen der kleineren Bohrung 291 und der erweiterten Bohrung 286 ist. In dieser Stellung steht die Druckflüssigkeit in der Kammer 288 unter einem sehr hohen Druck und widersetzt sich der Bewegung des Kolbens 311, was den Widerstand gegen die Bewegung des Dorns 202 ergibt und das Aufbauen einer beträchtlichen Zugspannung in dem Dorn und in dem Bohrstrang gestattet. Wenn sich der Dorn 202 weiter aufwärts bewegt, bewegt sich der Kolben 311 an der Schulter vorbei in die erweiterte Bohrung 286. Der Raum um den Kolben 311 ist dann offen und Druckflüssigkeit kann frei und praktisch unbehindert um den Kolben herum fließen. Die Druckflüssigkeit in der Kammer 288 wird freigegeben, um in die anderen Druckflüssigkeitskammern zu fließen, und der Druck in der Kammer 288 fällt im wesentlichen auf den hydrostatischen Druck in dem Bohrloch ab. Dieser Druckabfall beseitigt den Widerstand gegen die Aufwärtsbewegung durch den Druckkolben 311 und gestattet diesem Kolben und dem Dorn 202, sich für die verbleibende Länge des Schlaghubes schnell zu bewegen.

Bei dieser Bewegung bewegt sich der Dorn 202 aufwärts bis zu dem Punkt, wo die obere Fläche 274 des Hammers 269 die Amboßschulter 264 mit einem Hammerschlag berührt. Diese letzte schnelle Bewegung setzt die Zugenergie in dem Dorn 202 und dem Bohrstrang in Form von kinetischer Energie frei, durch

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die der Hammer 269 mit einer sehr hohen Geschwindigkeit gegen die Amboßschulter 264 geschlagen wird. An dem Punkt der Berührung des Hammers 269 mit der Schulter 264 hat die Vorrichtung den Punkt maximaler Aufwärtsbewegung erreicht. Die Bewegung des Dorns 202 wird in Aufwärtsrichtung durch die Berührung des Hammers 269 mit der Amboßfläche 264 und in Abwärtsrichtung durch die Berührung des Hammers 269 mit der Amboßfläche 266 begrenzt, wie oben beschrieben.

WIEDERSPANNEN NACH DEM AUFWÄRTSSCHLAGEN

Nach dem Erreichen der oberen Grenze der Bewegung, wie vorstehend beschrieben, wird die Vorrichtung,zur weiteren Betätigung entweder in Aufwärts- oder in Abwärtsrichtung,wieder gespannt, indem der Dorn 202 aus der Stellung, in der der Hammer 269 den Amboß 264 berührt hat, in die Nullstellung von Fig. 14a-14d bewegt wird. Wenn sich der Dorn 202 nach unten bewegt, bewegt sich der Hammer 269 von der Amboßfläche 264 weg. Der Druckkolben 311 bewegt sich zusammen mit dem Dorn 202 relativ zu dem unteren Druckkolben abwärts. Die Druckflüssigkeitskammer 288 wird während dieser Abwärtsbewegung mit Druckflüssigkeit gefüllt, wobei diese zuerst um den Druckkolben 311 und dann durch das Rückschlagventil 317 strömt. Nach etwas weiterer Bewegung, erreicht die Vorrichtung wieder die in Fig. 14a und 14b gezeigte Stellung, und schließlich kommt der untere Kolben 311 an der Schulter 321 in Anlage. Der Dorn 202 bewegt sich eine kurze Strecke weiter, bis die Schulter 341 sich von dem unteren Ende des Kolbens 311 wegbewegt hat. An diesem Punkt ist die Vorrichtung wieder in der in den Fig. 14a-14d gezeigten Nullstellung. In dieser Stellung ist die Vorrichtung wieder gespannt und für eine weitere Schlagbewegung entweder in Aufwärts-oder in Abwärtsrichtung, je nach Bedarf, bereit.

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Die Erfindung ist vorstehend zwar mit Bezug auf zwei bevorzugte Ausführungsformen vollständig beschrieben worden, es ist jedoch klar, daß die Erfindung anders ausgeführt werden kann als es in der Beschreibung speziell angegeben ist. Beispielsweise ermöglicht die Verwendung eines kompressiblen Druckmittels in der Vorrichtung, in beiden Ausführungsformen ohne den Anzapfdurchlaß in dem Druckkolben zu arbeiten. Außerdem kann in der bevorzugten Ausführungsform das Vorbeiströmen des Druckmittels an den Druckkolben variiert werden, um eine Zeitverzögerung zum Auslösen in einer Richtung zu schaffen, die sich von der in der entgegengesetzten Richtung unterscheidet. Das läßt sich leicht erreichen, indem in den Druckkolben jeweils unabhängig voneinander betätigte Steuerventile benutzt werden, die so eingestellt werden können, daß sich jede gewählte Zeitverzögerung ergibt.

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Claims (1)

1. Brown Oil Tools, Inc. Houston, Texas 77024, V.St.A.

   Ansprüche :

   1. Druckmittelbetätigungsvorrichtung, gekennzeichnet durch: ein inneres und ein äußeres rohrförmiges Teil (2, 3), die teleskopisch verschiebbar für eine begrenzte Längsbewegung relativ zueinander angeordnet sind;

   einen ersten und einen zweiten Kolben (89, 111), die zwischen dem inneren und dem äußeren rohrförmigen Teil in gegenseitigem Längsabstand zur Längsbewegung zwischen denselben angeordnet sind,

   wobei die in gegenseitigem Längsabstand angeordneten Kolben gemeinsam mit den rohrförmigen Teilen eine ringförmige Kammer (88) zwischen sich begrenzen,

   wobei die Kammer (88) mit einem Druckmittel füllbar ist, das sich der Relativbewegung der Kolben (89, 111) widersetzt; eine Einrichtung (140) zum Bewegen des ersten Kolbens zu dem zweiten Kolben auf eine Relativbewegung zwischen den rohrförmigen Teilen in einer Richtung hin;

   eine Einrichtung (141) zum Bewegen des zweiten Kolbens zu dem ersten Kolben auf eine Relativbewegung zwischen den rohrförmigen Teilen in der entgegengesetzten Richtung hin; eine Einrichtung (94), die eine Relativbewegung zwischen den Kolben (89, 111) gestattet, wenn die Kammer (88) mit Druckmittel gefüllt ist; und

   . .. ....... .. -3Ί47399

   eine Einrichtung (95), die auf eine erste vor be stimmte Relativbewegung eines der Kolben zu dem anderen hin und auf eine gleiche Relativbewegung eines der rohrförmigen Teile relativ zu dem anderen hin wirksam wird, um ein schnelles Abströmen von Druckmittel aus der Kammer zu gestatten und dadurch den Widerstand gegen eine weitere Relativbewegung der Kolben (89, 111) und die Bewegung der rohrförmigen Teile (2, 3) mit diesen wesentlich zu reduzieren.

   2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das innere und das äußere rohrförmige Teil ein innerer rohrförmiger Dorn (2) bzw. ein äußeres rohrförmiges Gehäuse (3) sind.

   3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

   daß das innere rohrförmige Teil (2) mehrere gleichabständige, sich in Längsrichtung erstreckende Keilstege (56a) und Nuten (56) an seiner äußeren Fläche aufweist, daß das äußere rohrförmige Teil (3) mehrere gleichabständige, sich in Längsrichtung erstreckende Keilstege (60) und Nuten (59) in seiner inneren Fläche aufweist, daß die Keilstege an jedem rohrförmigen Teil eine derartige Größe und Form haben, daß sie mit den Nuten an dem anderen rohrförmigen Teil zusammenpassen und, daß die Keilstege und Nuten eine Längsbewegung der rohrförmigen Teile gestatten und eine Relativdrehbewegung zwischen denselben verhindern.

   4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die rohrförmigen Teile (2, 3) erste zusammenwirkende Hammer- und Amboßeinrichtungen (64, 74) aufweisen, die mit einer Schlagkraft in einer Richtung nach einer zweiten vorbestimmten Relativbewegung der rohrförmigen Teile in einer Richtung in Berührung bringbar sind ,

   und zweite zusammenwirkende Hanuner- und Amboßexnrichtungen (66, 75), die mit einer Schlagkraft in der entgegengesetzten Richtung nach einer zweiten vorbestimmten Relativbewegung der rohrförmigen Teile in der entgegengesetzten Richtung in Berührung bringbar sind.

   5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die das Abströmen von Druckmittel gestattende Einrichtung eine Ventxlexnrichtung -(95) aufweist, die bei der ersten vorbestimmten Relativbewegung der rohrförmigen Teile (2, 3) das Druckmittel aus der Kammer (88) freigibt.

   6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eines der rohrförmigen Teile (2, 3) eine Ventilöffnung (85) aufweist, die zwischen dem ersten und dem zweiten Kolben (89, 111) angeordnet ist> und

   daß die Ventxlexnrichtung (95) so angeordnet ist, daß sie die Ventilöffnung steuert, um das Druckmittel aus dem Zwischenraum zwischen den Kolben freizugeben»

   7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die die Relativbewegung der Kolben gestattende Einrichtung (94) ein relativ unbedeutendes Abströmen von Druckmittel aus der Kammer (88) bei der Relativbewegung der Kolben (89, 111) bewirkt.

   8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet ,

   daß die Ventxlexnrichtung (95) ein zweiteiliges Verschlußteil (96i 97) und eine elastische Einrichtung (118, 119) aufweist, die mit ihm zusammenwirkt und die Verschlußteile desselben in Schließberührung drängt.

   9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,

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   daß der erste und der zweite Kolben (89, 111) zwei ringförmige Kolben sind, die jeweils das innere rohrförmige Teil (2) umschließen und in das äußere rohrförmige Teil (3) passen, und

   daß jeder Kolben relativ zu dem anderen und relativ zu jedem der rohrförmigen Teile bewegbar ist.

   10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtung (95) ein zweiteiliges Verschlußteil (96, 97) Und eine mit diesem zusammenwirkende Federeinrichtung (118,. 119) aufweist, die die Teile desselben in gegenseitige Schließberührung drängt.

   11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Leckströmung gestattende Einrichtung eine Drosselöffnung (94) in wenigstens einem der Kolben (89, 111) aufweist.

   12. Vorrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch

   eine erste und eine zweite Ventilbetätigungseinrichtung (122, 125), die mit dem einen bzw, dem anderen Verschlußteil· (96, 97) zur gesonderten und unabhängigen Betätigung derselben bei der ersten vorbestimmten Relativbewegung der rohrförmigen Teile (2, 3) zusammenwirken können.

   13. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtung (95) wenigstens einen der Kolben (89, 111) aufweist.

   14. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet

   daß die Ventileinrichtung (95)beide Kolben (89, 111) aufweist.

   15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet,

   daß die Einrichtung (140, 141) zum Bewegen des ersten und des zweiten Kolbens (89, 111) eine Anschlageinrichtung an einem der rohrförmigen Teile (2, 3) aufweist, die mit ihm in Berührung bringbar ist.

   16. Doppeltwirkende hydraulische Schlagvorrichtung zum Einfügen in einen rohrförmigen Erdbohrstrang, gekennzeichnet durch:

   ein äußeres und ein inneres rohrförmiges Teil (2, 3), die für eine begrenzte Längsbewegung des einen relativ zu dem anderen teleskopisch angeordnet sind; eine Einrichtung, die die rohrförmigen Teile und Dichtungseinrichtungen (90, 91, 112, 113,130, 131, 132) aufweist, welche mit diesen zusammenwirken, um" eine Druckflüssigkeit aufnehmende äußere Kammer (128) zwischen denselben zu begrenzen?

   einen ersten und einen zweiten Kolben (89, 111), die in gegenseitigem Abstand für eine Längsbewegung in der äußeren Kammer (128) und in gegenseitigem Abstand angeordnet sind, um innerhalb der äußeren Kammer eine innere Kammer (88) zu begrenzen?

   eine Einrichtung (140) zum Bewegen des ersten Kolbens (89) zu dem zweiten Kolben (111) auf die Relativbewegung der rohrförmigen Teile in einer Richtung hin; eine Einrichtung (141 ) zum Bewegen des zweiten Kolbens (111) zu dem ersten Kolben auf eine Relativbewegung der rohrförmigen Teile in der entgegengesetzten Richtung hin; wobei die äußere und die innere Kammer (88, 128) mit einer Druckflüssigkeit füllbar sind, die sich einer Relativbewegung zwischen den Kolben widersetzt; eine Einrichtung (94), die eine Relativbewegung zwischen den Kolben gestattet, wenn die Kammern mit Druckflüssigkeit gefüllt sind;

   wenigstens einen Durchlaß (85) mit einer Öffnung an einer Stelle zwischen den Kolben für das Abfließen von Druckflüs-

   sigkeit aus der inneren Kammer (88) in die äußere Kammer (128);

   eine Ventileinrichtung (95) in der inneren Kammer (88) , die die öffnung (85) des Durchlasses verschließt; und Ventilbetätigungseinrichtungen (122, 125), die bei einer vorbestimmten Relativbewegung der rohrförmigen Teile (2, 3) in der einen oder anderen Richtung betätigbar sind, um die Ventileinrichtung (95) zu öffnen und das Abfließen von Druckflüssigkeit aus der inneren Kammer in die äußere Kammer zu gestatten, damit der Widerstand gegen die Relativbewegung der rohrförmigen Teile wesentlich verringert wird.

   17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das innere rohrförmige Teil (2) mehrere gleichabständige, sich in Längsrichtung erstreckende Keilstege (56a) und Nuten (56) an seiner äußeren Fläche aufweist, daß das äußere rohrförmige Teil (3) mehrere gleichabständige, sich in Längsrichtung erstreckende Keilstege (60) und Nuten (59) in seiner Innenfläche aufweist; daß die Keilstege an jedem rohrförmigen Teil eine derartige Größe und Form haben, daß sie mit den Nuten an dem anderen rohrförmigen Teil zusammenpassen; und daß die Keilstege und Nuten eine Längsbewegung der rohrförmigen Teile gestatten und eine Relativdrehbewegung zwischen denselben verhindern.

   18. Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, gekennzeichnet durch einen Durchlaß (76), der sich von einem Endteil zu dem anderen Endteil der äußeren Kammer (128) um die innere Kammer (88) erstreckt, um das Fließen der Druckflüssigkeit zwischen denselben zu gestatten.

   19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet,

   daß die rohrförmigen Teile ein inneres rohrförmiges Teil (2)

   und ein äußeres rohrförmiges Gehäuseteil (3) sind und erste zusammenwirkende Hammer- und Amboßeinrichtungen (64, 74), die mit einer Schlagkraft in einer Richtung nach einer zweiten vorbestimmten Relativbewegung des Doms und des Gehäuseteils in einer Richtung in Berührung bringbar sind, und zweite zusammenwirkende Hammer- und Amboßeinrichtungen (66, 75) aufweisen, die mit einer Schlagkraft in der entgegengesetzten Richtung nach einer zweiten vorbestimmten Relativbewegung des Dorns (2) und des Gehäuseteils (3) in der entgegengesetzten Richtung in Berührung bringbar sind.

   2Oo Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (94) , die eine Relativbewegung der Kolben (89, 111) gestattet, ein relativ unbedeutendes Abfließen von Druckflüssigkeit aus der inneren Kammer (88) in die äußere Kammer (128) bei der Relativbewegung eines der Kolben (89, 111) zu dem anderen Kolben bewirkt . " ■"

   21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet,

   daß der erste und der zweite Kolben (89, 111) zwei ringförmige Kolben sind, die jeweils das innere rohrförmlge Teil (2) umschließen und in das äußere rohrförmige Teil (3) passen, und

   daß jeder Kolben relativ zu dem anderen und relativ zu jedem der rohrförmigen Teile'bewegbar ist.

   22 ο Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtung (95) ein zweiteiliges Verschlußteil (96, 97) und eine Federeinrichtung (118, 119) aufweist, die mit diesem zusammenwirkt und die Teile desselben in gegenseitige Schließberührung drückt.

   23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Leckströftiung gestattende Einrichtung einen Durchlaß (94) in wenigstens einem der Kolben (89, 111) aufweist.

   24. Vorrichtung nach Anspruch 22 oder 23, gekennzeichnet durch eine erste und eine zweite Ventilbetätigungseinrichtung (122, 125) , die eine Einrichtung aufweisen, welche einen Kolben mit einem der Verschlußteile (96, 97) und den anderen Kolben mit dem anderen Verschlußteil zur gesonderten und unabhängigen Betätigung durch dieselben verbindet.

   25. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die rohrförmigen Teile (2, 3) erste zusammenwirkende Hammer- und Amboß einrichtungen (64, 75)^ die mit einer Schlagkraft in einer Richtung nach einer zweiten vorbestimmten Relativbewegung in einer Richtung in Berührung bringbar sind,

   und zweite zusammenwirkende Hammer- und Amboßeinrichtungen (66, 75) aufweisen, die mit einer Schlagkraft in der entgegengesetzten Richtung nach einer zweiten vorbestimmten Relativbewegung in der entgegengesetzten Richtung in Berührung bringbar sind;

   daß der erste und der zweite Kolben (89', 111) zwei ringförmige Kolbenteile sind, die jeweils das innere rohrförmige Teil (2) umgeben und in das äußere rohrförmige Teil (3) passen,

   wobei jeder ringförmige Kolben relativ zu dem anderen und relativ zu jedem der rohrförmigen Teile bewegbar ist; daß ein Durchlaß (94) in wenigstens einem der ringförmigen Kolben vorgesehen ist, der einen relativ unbedeutenden Abfluß von Druckflüssigkeit aus dem Inneren der äußeren Kanmerbei der Relativbewegung der ringförmigen Kolben gestattet; daß die Venti!einrichtung (95) ein zweiteiliges Verschlußteil (96, 97) aufweist, dessen Teile wenigstens zum Teil

   durch den Flüssigkeitsdruck in der Kammer (88) in Schließberührung gehalten werden;

   daß eine Federeinrichtung (118, 119) vorgesehen ist, die mit dem zweiteiligen Verschlußteil (96, 97) zusammenwirkt und dessen Teile in gegenseitige Schließberührung drängt; und daß die Ventilbetätigungseinrichtungen (122, 125) eine Einrichtung aufweisen, die einen ringförmigen Kolben mit einem der Verschlußteile und den anderen ringförmigen Kolben mit dem anderen Verschlußteil zur gesonderten und unabhängigen Betätigung durch sie verbindet.

   26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Bewegen des ersten und des zweiten Kolbens (89, 111) eine Anschlageinrichtung (140, 141) an einem der rohrförmigen Teile (2, 3) aufweist, die mit ihm in Berührung bringbar ist,

   daß die Anschlageinrichtung des rohrförmigen Teils einen toten Gang zwischen dem einen rohrförmigen Teil und dem Kolben schafft? und

   daß die Ventilbetätigungsvorrichtungen einen toten Gang zwischen den Kolben und den dadurch betätigten Verschlußteilen schaffen.

   27. Hydraulische Schlagvorrichtung, gekennzeichnet durch ein äußeres und ein inneres rohrförmiges Teil (202, 203) , die teleskopisch längsrelativbeweglich zueinander angeordnet sind,

   wobei die rohrförmigen Teile gegenseitigen Abstand aufweisende konzentrische Wände (286, 287, 291) haben, die zwischen sich eine Druckflüssigkeit aufnehmende Kammer (288) begrenzen;

   einen ersten und einen zweiten Kolben (289, 311), die in gegenseitigem Abstand längsbeweglich in der Kammer (288) angeordnet sind und eine derartige Größe und Form haben, daß sie zwischen den konzentrischen Wänden (287, 291) einen Gleitsitz haben/

   wobei wenigstens eine der konzentrischen Wände einen Teil zwischen den Kolben (289, 311) hat, der konzentrisch zu der anderen Wand und einen größeren Abstand von derselben hat; eine Einrichtung (340) zum Bewegen des ersten Kolbens (289) zu dem zweiten Kolben (311) auf eine Relativbewegung der rohrförmigen Teile (202, 203) in einer Richtung hin; eine Einrichtung (342) zum Bewegen des zweiten Kolbens (311) zu dem ersten Kolben auf eine Relativbewegung der rohrförmigen Teile in der entgegengesetzten Richtung hin; wobei die Kammer (288) mit Druckflüssigkeit füllbar ist, das sich der Relativbewegung der Kolben aufeinanderzu widersetzt;

   eine Einrichtung, die die Relativbewegung zwischen den Kolben gestattet, wenn die Kammer mit Druckflüssigkeit gefüllt ist; und

   wobei die Kolben jeweils bei einer vorbestimmten Relativbewegung der rohrförmigen Teile in den Zwischenteil größeren Abstandes der konzentrischen Wände bewegbar sind, um dadurch eine öffnung für den Abfluß von Druckflüssigkeit aus dem Zwischenraum zwischen den Kolben zu schaffen.

   28. Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß das innere rohrförmige Teil (202) mehrere gleichabständige, sich in Längsrichtung erstreckende Keilstege (256a) und Nuten (256) an seiner Außenfläche aufweist; daß das äußere rohrförmige Teil (203) mehrere gleichabständige, sich in Längsrichtung erstreckende Keilstege (260) und Nuten (259) in seiner Innenfläche aufweist; daß die Keilstege jedes rohrförmigen Teils eine derartige Größe und Form haben, daß sie mit den Nuten an dem anderen rohrförmigen Teil zusammenpassen; und daß die Keilstege und Nuten eine Längsbewegung der rohrförmigen Teile gestatten und eine Relativdrehbewegung zwischen denselben verhindern.

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   29. Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die rohrförmigen Teile (202, 203) zwischen sich eine äußere Kammer (328) begrenzen;

   daß die Kolben (289, 311) eine innere Kammer (288) begrenzen, die innerhalb der äußeren Kammer angeordnet ist; und daß ein Durchlaß (279) vorgesehen ist, der sich von einem Endteil zu dem anderen Endteil der äußeren Kammer (328) um die innere Kammer herum erstreckt, um zwischen denselben eine Druckflüssigkeitsströmung zu gestatten.

   30. Vorrichtung nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet,

   daß die rohrförmigen Teile (202, 203) erste zusammenwirkende Hammer- und Äänhoßeinriehtungen (264, 274) aufweisen, die mit einer Schlagkraft in einer Richtung nach einer zweiten vorbestimmten Relativbewegung in einer Richtung in Berührung bringbar sind,

   und zweite zusammenwirkende Hammer- und Amboßeinrichtungen (266, 275), die mit einer Schlagkraft in der entgegengesetzten Richtung nach einer zweiten vorbestimmten Relativbewegung in der entgegengesetzten Richtung in Berührung bringbar sind.

   31. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 27 bis 29, dadurch gekennzeichnet,

   daß die Einrichtung (321 , 340) zum Bewegen des ersten und des zweiten Kolbens (289, 311) eine Anschlageinrichtung an einem der rohrförmigen Teile aufweist, die mit demselben in Berührung bringbar ist,und

   daß die Anschlageinrichtung des rohrförmigen Teils einen toten Gang zwischen dem einen rohrförmigen Teil und dem Kolben schafft.

   32. Vorrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Kolben (289, 311) ein erster und

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   ein zweiter ringförmiger Kolben sind, die jeweils das innere rohrförmige Teil (202) umgeben und in das äußere rohrförmige Teil (203) passen;

   daß die eine Relativbewegung der ringförmigen Kolben gestattende Einrichtung eine Grobpassung von wenigstens einem Kolben in der Kammer (288) zwischen den konzentrischen Wänden mit ausreichendem Spiel ist, daß ein sehr geringes Vörbeifließen von Druckflüssigkeit an dem Kolben bei dessen Bewegung durch eine der Anschlageinrichtungen (321, 340) gestattet ; und

   daß jeder ringförmige Kolben (289, 311) eine ringförmige Dichtung (323, 325) in seiner Stirnfläche hat, die eine der Anschlageinrichtungen berührt, während der andere ringförmige Kolben durch die andere Anschlageinrichtung bewegt wird.

   33. Vorrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Kolben (289, 311) einen Durchlaß (294) mit einem darin enthaltenen Rückschlagventil (317) hat, welches einen Durchfluß von Druckflüssigkeit bei der Bewegung eines der Kolben zu dem anderen hin verhindert und den Durchfluß von Druckflüssigkeit bei der Bewegung eines der Kolben von dem anderen weg gestattet.