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Bohrgestängerohrverbindung
Zur üblichen Verbindung der bei Rotary-Tiefbohrungen angewandten Bohrgestängerohre dienen Ge- windeverbinder, die eine leicht trennbare, jedoch wasserdichte Verbindung des Gestängezuges sichern, welcher bei der fortschreitenden Vertiefung der Bohrung verlängert und bei der Geräteförderung aus dem Bohrloch verkürzt wird. Bei Tiefbohrungen wird der Bohrgestängezug während des Betriebes durch be- trächtliche Zug-, Dreh- und Biegekräfte beansprucht. Diese Kräfte schwanken je nach der Tiefe und dem Durchmesser der Bohrung sowie je nach dem Widerstand des Untergrundes. Ihren Höchstwert erreichen diese Kräfte bei einer Geräteverkeilung in der Bohrung.
Die komplizierte Beanspruchung während der Drehbewegung des Bohrgestängezuges verursacht Brüche infolge der Materialermüdung der Bohrgestängerohre am häufigsten an ihren Gewindeenden, u. zw. in den ersten Gewindegängen, d. h. an der Übergangsstelle zum vollen Rohrmantel. Darüberhinaus gewährleistet selbst ein festgezogenes kegeliges Gewinde keine absolut sichere Abdichtung gegenüber Wasser ; die durch entweichende Spülflüssigkeit ausgeriebenen Gewindegänge führen ebenfalls Störungen der Gewindeverbindungen und Brüche des Bohrgestängezuges herbei.
Zur Vermeidung dieser Mängel wurde bereits vorgeschlagen, an dem gewindelosen Verbinderende noch vor dem kegeligen Gewindeteil eine kegelige Dichtungsfläche vorzusehen, die beim Aufschrauben des Verbinders mit einem kegelförmig bearbeiteten Rohrsattel hinter dem kegeligen Gewindeteil des Gestängerohres in Kontakt kommt. Bei einer bekannten derartigen Rohrverbindung werden dabei die kegeligen Dichtflächen in der gedachte Verlängerung der Fussfläche des Gestängerohrgewindes angeordnet, wobei zwischen dem Gewindeteil und den vorgenannten Dichtflächen eine freie Zylinderfläche belassen ist, was zur Folge hat, dass für die Gewindeverbindung nur etwa die Hälfte des kegeligen Rohrendes und des Verbinders zur Verfügung steht.
Dazu kommt noch, dass bei den bekannten Rohrverbindungen nicht darauf Bedacht genommen ist, für einen genügend langen Gewindeauslauf beim Gestängerohrgewinde und für ein entsprechendes Freiliegen des Auslaufes zu sorgen, so dass auch hier an den besonders kritischen Stellen häufig Brüche auftreten.
Die Erfindung vermeidet diese Nachteile und macht es sich zur Aufgabe, eine wesentliche Verbesserung sowohl hinsichtlich der Festigkeit als auch bezüglich der Dichtheit herbeizuführen. Zu diesem Zwecke sieht die Erfindung bei einer Bohrgestängeverbindung unter Verwendung von Verbindern mit kegeligem Gewinde und am Verbinderende an dieses anschliessender kegeliger, gewindeloserdichtfläche vor, dass diese gegenüber der kegeligen Fussfläche des Gewindes mit einer steilen Kegelfläche abgesetzte Dichtfläche des Verbinders und die gegenüber dem Gewinde bzw.
dem Gewindeauslauf am Gestängerohr gleichfalls mit einer steilen Kegelfläche abgesetzte Sitzfläche am angestauchten Rohrsattel gegeneinander einen entsprechenden Übersatz aufweisen, wodurch beim Verschrauben und dichten Anziehen dieser beiden Flächen sowohl ein durch die steilen Kegelflächen begrenzter Zwischenraum in der Länge eines vollen Gewindeauslaufes am Gestängerohr als auch ein freier Auslauf des kegeligen, gewindelosen Sattels am Gestängerohr geschaffen ist.
Bei einer derartigen Verbindung ist vor allem die Dichtfläche zwischen Rohr und Verbinder verhältnismässig kurz, wobei aber dennoch durch ihren festen zentralen Sitz eine zuverlässige Abdichtung der Gewindeverbindung gewährleistet ist. Die eigentliche Gewindeverbindung ist ziemlich lang und überdies
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am angestauchten Rohrende ausgebildet. Durch die Stauchung wird zwar die Herstellung der Rohrenden schwieriger, jedoch wird dadurch die Festigkeit der Verbindung wesentlich erhöht, da einerseits das kegelige Gewinde in das angestauchte Rohrende geschnitten ist, so dass die Brüche an den Gewindeenden ziemlich sicher vermieden werden, und anderseits die kegelige Dichtfläche auf einem grösseren Durch- messer vorgesehen ist.
Der Spielraum, der zwischen den steilen Übergangsflächen am Rohr und am Verbinder nach deren vollkommenen Festziehen verbleibt, schliesst eine Deformation des Gewindes in dessen Auslauf bei weniger genauer Erzeugung aus und vermeidet ferner die zufälligen Längsdeformationen des Gewindes, insbesondere für den Fall, wenn das Verschrauben des Verbinders unter gleichzeitigem Erwärmen desselben erfolgt.
Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel derBohrgestängeverbindung an Hand der Zeichnung beschrieben. Dabei zeigen in der Zeichnung Fig. 1 die Gewindeverbindung des Bohrgestänges und des Rohrverbinders im Längsschnitt, Fig. 2 den in Fig. 1 mit einem strichpunktiertem Kreis begrenzten Bereich in stark vergrössertem Massstab und Fig. 3 einen verschraubten Gestängezug mit Rohrverbinder in Ansicht.
Gemäss den Fig. 1 und 2 weist das Bohrgestängerohr 1 zum Aufsetzen des Rohrverbinders 2 an dem durch Anstauchung verstärkten Ende 4 einen kegeligen Sattel 3 auf, der mit einer steilen Kegelfläche 7' abgesetzt ist, an welche das Kegelgewinde 6 bzw. der Auslauf 6a desselben anschliesst.
Auch der Verbinder 2 besitzt an seinem Ende eine kurze, abgesetzte Dichtfläche 2a, die mit einer steilen Kegelfläche 7 abgesetzt ist, an welche eine mit kegeligem Gewinde versehene Zone 6'anschliesst, deren Gewinde mit demjenigen des Rohres 1 übereinstimmt.
Durch Verschrauben der beiden Teile der Gewindeverbindung mit entsprechend grossem Drehmoment kommen die beiden Dichtflächen 2a und 3 miteinander in Kontakt, wodurch eine feste und dichte Verbindung erzielt wird.
Die kegeligen Gewinde und die Sattelflächen (Dichtflächen) sind gegenseitig derart angepasst, dass beim vollständigen Festziehen des Verbinders auf das Gewindeende des Bohrgestänges die Stirnseite des Verbinders nicht die ganze zentrierende Sattelfläche des Bohrgestänges deckt, sondern eine Teilzone 5 des Sattelauslaufes frei lässt. Ausserdem verbleibt ein Zwischenraum Z zwischen den steilen Kegelflächen 7,7'am Bohrgestänge und am Verbinder, wodurch Deformationen des Gewindes in dessen auslaufenden Teilen und die zufälligen Längsdeformationen des Gewindes verhindert sind, insbesondere für den Fall, dass ein Verschrauben des Verbinders unter gleichzeitiger Erwärmung desselben erfolgt.