DE568781C - Fangwerkzeug mit an Schraegflaechen gefuehrten Greifern - Google Patents
Fangwerkzeug mit an Schraegflaechen gefuehrten GreifernInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Fangwerkzeug für Ölquellen-Tiefbohrungen, das aus einem
zylindrischen Hohlkörper besteht, an dessen Innenumfang mehrere unterhalb eines zylindrischen
Triebkörpers angeordnete Greifer an nach unten abfallenden Schrägfiächen geführt
sind, die sich bei Vertikalverschiebung durch radiale Bewegung in und außer Greifstellung
begeben. Bei den bekannten Ausführungen dieser Art besteht der Triebkörper aus elastischem
Material und steht mit allen Greifern in Berührung, so daß die Greifer einander in
ihrer Bewegung beeinflussen und nicht voneinander unabhängig sind. Der Zweck der Erfindung
ist nun die Schaffung eines solchen Fangwerkzeuges, welches es ermöglicht, bei
unabhängig voneinander bewegbaren Greifern auch den Druck der Spül- oder Treibflüssigkeit
zum Festlegen des aus der Tiefbohrung hochzuholenden Gestängeteiles o. dgl. zu benutzen.
Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß der zylindrische Triebkörper starr
ausgebildet ist und die Innenkante seiner oberen Stirnfläche in der von den Arbeitsflächen der in
ihrer untersten Stellung befindlichen Greifer eingeschlossenen Fläche liegt. Wird das Fangwerkzeug
über ein aus dem Schacht zu holendes Rohrstück 0. dgl. geschoben, so liegt auch die
Innenkante der oberen Stirnfläche des Triebkörpers genügend dicht an der Außenfläche dieses
Rohrstückes an, daß das Triebmittel genügend Druck auf die obere Stirnfläche des
Triebkörpers ausüben kann, damit dieser kolbenartig nach abwärts geschoben wird und die
unter ihm frei beweglichen Greifer eng an das Rohrstück heranpreßt.
Auf der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung in Ausführungsbeispielen veranschaulicht,
und zwar zeigt:
Abb. ι den Längsschnitt eines Bohrloches mit Teilansicht des Fangwerkzeuges und des
hochzuholenden Werkstückes,
Abb. 2 das Fangwerkzeug im Längsschnitt bei tiefster Stellung der Greifer.
Abb. 3 bringt dasselbe wie Abb. 2, jedoch mit Darstellung des im Werkzeug sitzenden
Werkstückes und mit Darstellung der Klauen in der Greifstellung.
Abb. 4 ist eine Unteransicht zur Abb. 2, allein nur das Ende des sogenannten Stiefels
darstellend.
Abb. 5 ist ein Schnitt nach Linie 5-5 der Abb. 2.
Abb. 6 ist ein Schnitt nach Linie 6-6 der Abb. 2. Abb. 7 stellt in vergrößertem Maßstabe einen
Teil im Schnitt nach Linie 7-7 der Abb. 2 dar. Abb. 8 veranschaulicht die Erfindung in
anderer Ausführung.
Der hier allgemein mit 10 bezeichnete Überschuh besteht aus einem Rohr oder einem rohrähnlichen
Körper 11, der zu Zwecken der Herstellung aus mehreren Rohrstücken zusammengesetzt
ist. Indes sei bemerkt, daß die Erfindung allgemein betrachtet keineswegs auf diese besondere Konstruktion des Körpers 11
beschränkt -ist.
Das Rohr bzw. der rohrähnliche Körper ir enthält oder stellt gleichzeitig eine Buchse 12
zur Aufnahme der Klauen dar und ist bei 14 mit einem rohrartigen Ansatz 13 verschraubtt
Bei 16 ist auf den Ansatz 13 ein Bund 15 ge-•
schraubt und schließlich noch verschweißt. Die Buchse 12 ist an den Bund fest angeschraubt.
Bei 17 ist mit dem unteren Ende der Buchse 12 ein Stiefel 18 verschraubt, dessen Bohrung
19 mit der Bohrung 20 der Klauenbuchse 12 in Verbindung steht. Der Stiefel 18 ist so beschaffen,
daß er für ein jeweils in Betracht kommendes Werkstück eine besondere Eignung hat. Mit Rücksicht hierauf sind jedem
Werkzeug mehrere auswechselbare Überschuhe beigegeben. Wiederum sei hervorgehoben, daß
die Erfindung keineswegs auf die Verwendung eines besonderen Stiefels beschränkt ist.
Der hier dargestellte Stiefel ist mit einer sich allmählich erweiternden Mündung 21 versehen
und bei 22 spiralig zugeschnitten, so daß eine vertikal stehende Kante sich ergibt, die, wie
in Abb. 4 dargestellt, radial nach außen gedrückt wird oder nicht, um eine Art Haken zu formen.
Die beschriebene Form des Stiefels ist so, daß letzterer bei Drehung des Gestänges das schrägstehende Werkstück W aufzurichten sucht und
es zentriert, d. h. in eine Stellung bringt, in der das Werkstück beim Herunterlassen des
Werkzeuges bequem in die Bohrung 20 der Klauenbuchse hinein kann.
Das obere Ende des Ansatzes 13 ist mit Innengewinde 24 zur Aufnahme des Gewindefortsatzes
25 eines Rohrstückes 26 versehen. Letzteres dient zur Herstellung einer lösbaren
Verbindung mit dem Gestänge 27. Das Gestänge 27 ist aus mehreren Rohrlängen 28 zusammengesetzt.
Die Verbindung ist hergestellt mit Rohrstücken 29. Am oberen Ende des Gestänges ist ein drehbares Kopfstück 30
vorgesehen. Daran sitzt ein Bügel 31, mit dem das Ganze an einem hier nicht dargestellten,
an sich wohlbekannten Aufzug aufgehängt ist. Zum Kopfstück 30 gehört ein Schlauchanschluß
32, um Flüssigkeit unter Druck von einer hier nicht dargestellten Pumpe aus über die Bohrung
des Gestänges und über die Bohrung des Verbindungsstückes 26 in die Bohrung 33 des
Ansatzstückes 13 einzuführen. Im Schlauchanschlußstück
32 ist, wie dargestellt, ein Ventil 34 vorgesehen, um mit dessen Hilfe den Flüssigkeitsdruck
regulieren zu können. Indes sei bemerkt, daß man dieses Ventil für gewöhnlich unmittelbar auf der Druckseite an der Pumpe
findet.
Die Bohrung 20 der Klauenbuchse 12 besitzt einen Abschnitt 35 mit reduziertem Durchmesser
d. In die Wandung dieses Abschnittes sind ringsum in Abständen mehrere Längsnuten
36 eingelassen. Die Böden 37 dieser Nuten sind schräg abwärts und einwärts geneigt,
weshalb im Hinblick darauf, daß die Nuten nach der Bohrung 35 zu offen stehen, die schräg einwärts und abwärts gerichteten 6g
Nuten auch als konvergierende Abschnitte in der Innenwand der Klauenbuchse bezeichnet
werden können.
In den Nuten 36 sind einzeln für sich auf und ab bewegliche Fangkeile bzw. Klauen 38
vorgesehen. Jede dieser Klauen besitzt eine Fläche 39, die entsprechend dem Boden 37
der Nut winklig gerichtet und mit dem betreffenden Boden in Eingriff gesetzt ist, sowie
eine entgegengesetzt liegende Fläche 40 mit das Werkstück greifenden Zähnen 41. Diese
Zähne sind, wie dargestellt, untereinander parallel, mit der Spitze nach oben gerichtet,
und mit Bezug auf die Hauptachse einer jeden Klaue unter einem Winkel angeordnet, der
kleiner oder größer, nicht aber gleich einem rechten Winkel ist. Die Zähne können deshalb,
wie es noch weiter unten in der Beschreibung dargestellt wird, gleich einem Gewinde wirken.
Wenngleich irgendwie geeignete Mittel verwendet werden könnten, zum Zwecke, die
Klauen 38 in ihren Nuten 36 zu halten und sie während des Hochganges in einer Richtung
parallel zu den Wandungen 37 sich verschieben zu lassen, sind hier besonders bevorzugte Mittel
dargestellt, und zwar seitwärts gerichtete Zungen 42 (Abb. 7), die in entsprechende, auf beiden
Seiten der Nuten 36 vorgesehene Führungen 43 eingreifen.
Aus Obigem ergibt sich, daß mit der vertikalen Verschiebung der Klauen notwendigerweise
eine Verstellung derselben in radialer Richtung verbunden ist. Sind die Klauen in
ihrer tiefsten Stellung, in der sie gegen die nach oben gekehrte, mit dem Stiefel 18 gebildete
Schulter 44 stoßen, so ragen die Zähne 41 in die Bohrung 35 radial weit hinein. Es
ist dies die Stellung, in welcher die Klauen am weitesten radial einwärts stehen und am
stärksten wirksam sind. Wenn andererseits die Klauen radial hochgeschoben sind, so haben
sie sich auch radial auswärts vollständig zurückgezogen. · Sind die Klauen in ihrer obersten
Stellung (wie sie in diese Stellung gelangen können, wird noch weiter unten beschrieben), no
so werden ihre Zähne 41 nur wenig oder überhaupt nicht in die Bohrung 35 hineinragen
(s. hierzu den in Abb. 3 dargestellten, mit 38"*
bezeichneten Fangkeil).
Betrachtet man die Fangkeile oder Klauen zusammengenommen als einen aus Greifwerkzeugen
bestehenden Ring, und betrachtet man weiterhin diesen Ring als vertikal beweglich,
so sieht man, daß dieser Ring radial dehnbar und einziehbar, und das wiederum durch die
vertikale Hinundherbewegung in der Klauenbuchse bedingt ist.
Zu bemerken wäre, daß die Klauen in ihrer vertikalen Richtung mit den Wänden bzw.
Böden 37 vollständig in Berührung gehalten werden, und zwar dies jederzeit oder, besser
gesagt, in allen vertikalen Einstellungen. Die Klauen werden demnach immer durch die
relativ kräftige Wandung des rohrähnlichen Körpers 12 gehalten, so daß nicht nur eine
ordnungsmäßige übertragung der unter der Reaktion des Werkstückes auf die Klauen
wirkenden Kräfte in der Richtung radial auswärts gewährleistet ist, sondern auch jedes
Bestreben der Klauen, sich entweder horizontal oder vertikal zu verrücken oder zu verbiegen,
verhindert wird. Derartige Möglichkeiten haben früher fast immer zu Bruch und zu sonstigen
Schaden geführt. Schließlich muß noch hervorgehoben werden, daß die Klauen in den Nuten
36 derart gelagert sind, daß sie eine Verdrehung weder um ihre eigenen Achsen noch eine
Drehung in Richtung des Umfanges des Körpers 12 ausführen können. Die Eigenarten im
rechteckigen Querschnitt der Klauen gewährleisten große Widerstandsfestigkeit, und ihr allseitiger,
unmittelbarer Sitz in den Nuten gibt wiederum Gewähr dafür, daß die Keile bzw. die Wandungen im Körper 12 nur in ganz
reduziertem Maße beansprucht bzw. abgenutzt werden. Jedenfalls wird die Abnutzung, die
sonst einen sehr gefährlich werdenden losen Sitz verursachen könnte, hier bis auf ein Minimum
reduziert. Dadurch, daß die Keile bzw. Klauen allseitig gut eingepaßt sind, ist auch
dem ganzen Werkzeug eine solche Festigkeit gegeben, daß es sehr wohl zu Arbeiten verwendet
werden kann, die mit anderen Werkzeugen überhaupt nicht ausführbar sind.
In dem weiter gehaltenen Abschnitt 45 der Bohrung 20 ist vertikal verschiebbar ein rohrähnlicher
Triebkörper 46 untergebracht. Dieser Körper dient zum Ausrichten der Klauen und
ist gegeben in Form eines Ringes 47 mit mehreren untereinander in Abständen angeordneten,
nach unten gerichteten Fingern 48. Der Ringkörper 47 ist in die Bohrung 45 gut eingepaßt;
Jeder Finger 48 entspricht einer Nut 36. Mit der Aufundabbewegung des Körpers 46 werden sich die Finger 48 in den Nuten 36
längs verstellen. Ist kein Werkstück im Innern des Werkzeuges, so werden sich die Klauen 38
in ihrer tiefsten Stellung befinden, also gegen die schon einmal erwähnte Schulter 44 legen.
Ebenso wird sich der Körper 46 in diesem Falle in einer tiefsten Stellung befinden (Abb. 2)
und mit den unteren Enden der Finger 48 gegen die oberen Enden der entsprechenden
Klauen 38 stoßen. Die Bewegung des Körpers 46 in Richtung nach oben wird begrenzt durch
eine nach unten gerichtete, mit dem Ende des Ansatzstückes 13 gebildete Schulter 49. In
der oberen Stellung läßt der Körper 46 die Klauen radial auswärts in eine vollständig
unwirksame Stellung gelangen.
In einigem Abstande vom oberen Ende des Ringes 47 ist ein ringsumlaufender Innenflansch
50 vorgesehen. Er bildet eine schräg einwärts und auswärts gerichtete Schulter 51
und mit dieser wiederum eine Ringnut 51°, in die ein Ring 52 aus Gummi oder irgendeinem
anderen zusammendrückbaren Material gesetzt ist. Das untere Ende des Dichtungsringes 52
ist schräg abwärts und auswärts gerichtet, um eine ringsumlaufende Lippe 53 zu bilden, die
der Schulter 51 entspricht und in der Nut 5ia
Aufnahme findet. Das obere Ende des Ringes 52 ist mit einer ringsumlaufenden Lippe 53«
versehen, und letztere wiederum mit einer schräg einwärts gerichteten Fläche 54. Die
Lippe 53a findet in einer entsprechenden,
zwischen der Innenwand des Ringes 47 und dem Flansch 56 eines Spannringes 57 gebildeten
Nut 55 Aufnahme. Der Ring 57 ist bei 57® in
den Ringkörper 47 eingeschraubt.
Entsprechend dem Durchmesser des Werkstückes W, der als solcher ja bekannt ist, wird
der Ring 57 nach unten geschraubt, damit er den Dichtungsring 52 längs zusammen und
radial einwärts drückt, bis die Bohrung des Dichtungsringes ungefähr gleich oder kleiner
ist als der Außendurchmesser des Werkstückes. Die Dichtung kann hiernach als im Durchmesser
verstellbar gelten. Der Sitz der Lippen 53» 53a m den Nuten 51° und 55 hält die Enden
des Dichtungsringes, d. h. er verhindert, daß letzterer bei der Einstellung sowie bei seiner
Verschiebung relativ zum Werkstück radial herausgezogen wird.
Das Werkzeug wird in einer Verfassung, wie sie unter Abb. 2 dargestellt ist, in das Bohrloch
so weit eingehängt, bis die Fangkeile oder Klauen 38 das Werkstück W erreicht haben.
Entsprechend dem bekannten Durchmesser des Werkstückes wählt man für das Werkzeug
einen Stiefel, dessen engster Durchmesser im Ring der Fangkeile oder Klauen noch so groß
ist, daß die Klauen oder Fangkeile, sobald sie mit dem oberen Ende W des Werkstückes in
Berührung kommen, nach oben gestoßen werden und sich dabei radial nach außen zurückziehen,
bis schließlich das Werkstück zwischen den Klauen hindurch kann. Der zum Ausrichten
der Klauen vorgesehene Körper 46 wird hierbei von den Klauen mit hochgestoßen, wobei
allein schon das auf die Klauen drückende Gewicht des Körpers 46 die Klauen mit Hilfe
der Finger 48 auszurichten sucht bzw. der Triebkörper oder dessen Finger 48 jede Klaue,
die sich mehr als die anderen Klauen nach oben bewegen will, niederhalten wird. Da
weiterhin der nach unten wirkende Flüssigkeitsdruck für gewöhnlich in der Bohrung des
Werkzeuges unterhalten wird, muß dieser
Druck von oben her auf das Ende des Körpers 46 wirken, und zwar mit dem Bestreben,
den Körper 46 niederzuhalten oder, mit anderen Worten, ein schnelleres Hochstoßen der einen
5 oder der anderen Klaue relativ zu den übrigen Klauen zu verhindern.
Sobald durch Messung festgestellt ist, daß die Klauen gefaßt haben, wird das Gestänge 27
etwas hochgezogen, so daß die Klauen auf Grund der winklig gestellten Flächen 37 und 39
mit dem Werkstück fest in Eingriff kommen und letzteres schließlich mit hochgenommen
wird. Wenn aber der Gewichtsanzeiger (hier nicht dargestellt) bei diesem ersten Probeanzug
kein erhöhtes Gewicht anzeigt, so weiß man sofort, daß das Werkstück nicht gegriffen
wurde, und man läßt daraufhin das Werkzeug noch etwas tiefer hinein, um danach den Probeanzug
zu wiederholen. Zeigt jetzt der Gewichtsanzeiger ein erhöhtes Gewicht, welches lehrt,
daß das Werkstück gefaßt worden ist, so wird der Überschuh oder, mit anderen Worten, das
Werkzeug noch so weit heruntergelassen, bis die Gewißheit besteht, daß das Werkstück die
Bohrung des Dichtungsringes 52 durchdrungen hat. In dem Augenblicke, wo das Werkstück
durch den Dichtungsring 52 hindurchgeht und der freie Durchgang der Flüssigkeit dementsprechend
gedrosselt wird, wird sich der Druck oben auf dem Körper 46 entsprechend vergrößern,
so daß eine ungleichmäßige Aufwärtsbewegung der Klauen in noch stärkerem Maße als zuvor verhindert wird.
Bei ungleichmäßiger Oberfläche eines Werk-Stückes oder auch aus anderen Gründen kommt
es bisweilen jedoch vor, daß — wenn sich das Werkzeug über das Werkstück hinwegschiebt —
die Klauen entgegen der Wirkung des Körpers 46 sich dennoch ungleichmäßig hochschieben.
Ein solcher Zustand ist in übertriebener Form in Abb. 3 dargestellt. Hier befindet sich der
mit 38° bezeichnete Fangkeil in seiner höchsten Stellung, in der er den Körper 46 bis zum Anschlag
gegen die Schulter 49 hochgedrückt hat. Der mit 386 bezeichnete Keil ist nicht ganz
so weit und der mit 38° bezeichnete Keil noch weniger weit mit hochgenommen. Es ist selbstverständlich,
daß es nicht vorteilhaft ist, wenn die Klauen oder Fangkeile bei Anzug des Werkzeuges ungleiche Stellungen einnehmen.
Um nun die Klauen mit dem Werkstück gleichmäßig in Eingriff zu bringen, wird ein erhöhter
hydraulischer Druck durch die Bohrung des Gestänges 27 hindurch auf das obere Ende
des Körpers 46 geschickt, also auf die Ringe und 57, zwischen Ansatzstück 13 und Werkstück
W. Dieser erhöhte Druck zwingt den Körper 46 nach unten, womit auch die Klaue,
die jeweils am höchsten steht, also hier zunächst die Klaue 38°, nach unten gedrückt
wird. Des weiteren wird dann auch nach und nach auf die übrigen Klauen gedrückt, bis sie
schließlich alle gleichmäßig mit dem Werkstück in Eingriff gebracht sind und so das
Werkstück selbst in der Bohrung des Werkzeuges zentriert worden ist.
Wenngleich der Aufzug des Werkzeuges den festen Eingriff der Keile in das Werkstück in
der Hauptsache bestimmen soll (auf Grund der winklig gerichteten Flächen 37 und 39;,
kann gegebenenfalls der Körper 46 speziell dazu verwendet werden, die Klauen herunterzudrücken
und nicht nur auszurichten, sondern sie noch fester als allein nur durch das Ausrichten
mit dem Werkstück in Eingriff zu bringen. Es kann deshalb der Körper 46 ganz allgemein als Triebkörper bezeichnet werden,
dessen Aufgabe es ist, die Klauen in der Längsrichtung zu verschieben und sie dann mit dem
Werkstück radial in festen Eingriff zu setzen.
Infolge der Tatsache, daß der Dichtungsring das Werkstück stramm umfaßt und
zwischen Werkstück und Triebkörper 46 ein Flüssigkeitsdruck in nennenswertem Maße nicht
verlorengeht, ergibt es sich, daß der Druck 8g auf den Triebkörper wirksam werden muß',
trotzdem eine gewisse Flüssigkeitsmenge über die Bohrung des Werkstückes nach unten abgehen
kann. Die so über die Werkstückbohrung abgehende Flüssigkeit unterhalt die Spülung,
so daß Sand und Bohrschlamm usw. fortgespült werden und wiederum hierdurch die ganze Arbeit — wie es ja dem Fachmann bekannt
ist — entsprechend erleichtert wird.
Wenn hier von einem besonderen Dichtungsringe 52 die Rede war, so hindert das natürlich
keineswegs, bei einer anderen Ausführungsform und ganz im Sinne der Erfindung die
Bohrung des Triebkörpers so eng zu halten, daß sie das Werkstück soeben noch umschließt
und damit eine Wirkung genau so wie beschrieben gewährleistet.
In Anbetracht der Tatsache, daß die Klauen einzeln beweglich angeordnet und im Mantel
des Überschuhes einzeln für sich so gelagert sind, daß sie mit dem erwähnten Mantel eine
genügende Widerlage erhalten, kann das Werkzeug, nachdem die Klauen das Werkstück
einmal fest gefaßt haben, gehoben sowie auch gedreht werden, ohne dabei die Klauen gegen- no
über dem Werkstück zu verrücken und auch ohne die Klauen und ihre Lager Beanspruchungen
auszusetzen, denen sie in Wirklichkeit nicht wirksam widerstehen könnten. Daß das
Werkzeug eine derartige Festigkeit und Wider-Standsfähigkeit bietet, ist zum großen Teil mit
darauf zurückzuführen, daß die Klauen in der Fangstellung gegenüber dem Mantel des Werkzeuges
oder Überschuhes einen allseitig guten und festen Sitz haben. iao
Falls das Werkstück nicht hochgezogen werden kann, ohne das Werkzeug übermäßig
Claims (5)
1. Fangwerkzeug für Ölquellen-Tief bohrungen, bestehend aus einem zylindrischen
Hohlkörper, an dessen Innenumfang mehrere unterhalb eines zylindrischen Triebkörpers
angeordnete Greifer an nach unten abfallenden Schrägflächen geführt sind, die sich bei Vertikalverschiebung durch radiale
Bewegung in und außer Greifstellung begeben, dadurch gekennzeichnet, daß der oberhalb der Greifer (38) befindliche Triebkörper
(47) aus starrem Material besteht und mit seiner oberen Innenkante in der von den Arbeitsflächen der in ihrer untersten
Stellung befindlichen Greifer (38) eingeschlossenen Fläche liegt, so daß seine bei
Betätigung des Fangwerkzeuges zwischen dem erfaßten Gestängeteil und dem Hohlkörper
eingeschlossene obere ringförmige Stirnfläche als Kolbenfläche dem Druck des Triebmittels ausgesetzt ist und dieser Druck
den Triebkörper und damit auch die Greifer nach abwärts bewegen kann.
2. Fangwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Triebkörper
(47) mit nach abwärts gerichteten, in Führangen des Hohlkörpers (12) gleitenden Ansätzen
(48) versehen ist, die sich an den Greifern (38) abstützen.
3. Fangwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das in bekannter
Weise mit dem Triebkörper (47) zusammenwirkende Dichtungsstück (52) von diesem getragen und mit ihm gemeinsam bewegbar
ist.
4. Fangwerkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungsstück in einem vom Triebkörper gesonderten,
jedoch am oberen Ende desselben abgestützten Körper vorgesehen ist.
5. Fangwerkzeug nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungskörper (52) zwischen einer Innenschulter
(50, 51) und einem einstellbaren Ring (54) angeordnet ist, wodurch der Durchmesser
des Dichtungsstückes verändert werden n5 kann.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| DED58924D Expired DE568781C (de) | 1929-05-25 | 1929-07-30 | Fangwerkzeug mit an Schraegflaechen gefuehrten Greifern |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| DE (1) | DE568781C (de) |
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1929
- 1929-07-30 DE DED58924D patent/DE568781C/de not_active Expired
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