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Kratzer zum Reinigen von Bohrlochwandungen
Die Erfindung bezieht sich auf einen Kratzer zum Reinigen von Bohrlochwandungen, welcher aus einer mit einem Bohrrohr zu verbindenden, vorzugsweise zerlegbaren mehrteiligen Manschette besteht, die an ihrem Umfang eine Mehrzahl von flexiblen, mit ihren freien Enden nach aussen ragenden Kratzerarmen aufweist, die mit ihrer Basis an der Manschette befestigt sind.
Bei der Aufschliessung von Ölquellen wird es häufig notwendig und bzw. oder wünschenswert, die Oberfläche des Bohrloches zwecks Entfernung von Ablagerungen abzukratzen, welche sich während des Kreislaufes der Bohrtrübe abwärts durch die Gestängerohre und aufwärts durch den ringförmigen Spalt zwischen dem Gestänge und dem Bohrloch absetzen. Ein derartiges Abkratzen oder Entfernen der Ablagerungen ist besonders wünschenswert vor dem Einzementieren einer Verkleidung oder eines Rohrstranges im Bohrloch.
Es wurden bisher Kratzer für diesen Zweck vorgesehen, die im allgemeinen eine Manschette aufwiesen, welche so eingerichtet war, dass sie einen Rohrstrang mit einer Vielzahl von Kratzfingem um- schloss, welche von der Manschette abstanden und mit dem umgebenden Bohrloch in Berührung kamen, um so die Oberfläche des letzteren abzukratzen.
Die Erfahrungen mit den bisher bekannten Kratzern haben gezeigt, dass Kratzerbüschel, die an ihrer Hauptbeanspruchungsstelle, d. h. am'Rande der Haltemanschette ständig verformt und umgeknickt sind, im Bereiche des Knickes sehr leicht ermüden und abbrechen. Im übrigen ist eine solche Konstruktion auch relativ teuer, verglichen mit einer Konstruktion, bei der die einzelnen Kratzerbüschel reine U-förmige Gebilde sind.
Etwas ganz Entsprechendes gilt auch für die Verwendung von besonderen Führungshülsen. Zunächst einmal ist das Aufbringen von winklig umgebogenen Führungshülsen fertigungsmässig äusserst ungünstig und auch teuer. Darüber hinaus ergibt sich aber auch an den Kratzerelementen im Bereich der umgewinkelten Führungshülsen eine verstärkte Beanspruchung, die, wie die Erfahrungen gezeigt haben, relativ schnell zu einem Bruch führen, so dass die eigentlichen Kratzerelemente gar nicht vollständig verschleissen können, sondern vorzeitig ausgewechselt werden müssen.
Alle vorerwähnten Nachteile werden erfindungsgemäss dadurch beseitigt, dass an der Manschette neben der Befestigung der Kratzerarme radial gerichtete und sich in Umfangsrichtung erstreckende Widerlager angeordnet sind, an denen sich die Kratzerarme mit ihrer einen Seite so abstützen, dass ihre freien Enden von der Manschette abgespreizt werden.
Bei einer solchen Konstruktion können flache U-förmige Kratzerbüschel verwendet werden, die allein durch radiale, sich in Umfangsrichtung erstreckende Widerlager der Manschette nach aussen gespreizt werden. Dank dieser Konstruktion lassen sich die Kratzerelemente für beliebige verschieden breite oder verschieden ausgebildete Manschetten verwenden, während bei Kratzerelementen, die mit Winkelhülsen armiert sind, stets dafür Sorge getragen werden muss, dass diese Winkelhülse nicht durch die benachbarte Halterung des Kratzerelementes behindert wird.
Vorteilhafterweise sind die Kratzerarme in an sich bekannterweise U-förmig ausgebildet und T-för- mige Führungsstücke vorgesehen, welche mit ihren Querbalken das Widerlager bilden und mit ihren sich im wesentlichen in Längsrichtung der Kratzerarme erstreckenden Mittelbalken als Führung für die U-förmige Basis der Kratzerarme dienen. Hiebei bestehen die Führungsstücke zweckmässig aus nachgiebigem Werkstoff. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung übergreifen die Laschen und Stege, welche in an
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sich bekannter Weise die Basis der Kratzerarme halten, auch den Mittelbalken des T-förmigen Führungstückes und sichern ihn in der Lage.
Vorteilhafterweise ist am T-förmigen Führungsstück ein in der Einbaustellung radial nach aussen zeigender Ansatz vorgesehen, welcher zwischen den Schenkeln der Kratzerarme als Abstandshalter zu liegen kommt.
Nach einer andern erfindungsgemässen Ausgestaltung sind als Widerlager sich über den Umfang des Manschettenrandes erstreckende, vorzugsweise durchgehend ausgebildete Rippen vorgesehen. Hiebei sind vorteilhafterweise an den Widerlagern abgeschrägte Kanten, Einprägungen oder Ausnehmungen vorgesehen, an denen sich die Kratzerarme abstützen, um bei einer Verschiebung durch Keilwirkung in die Normalstellung zurückbewegt zu werden.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich an Hand der Zeichnung, in der einige Ausführungsbeispiele dargestellt sind.
Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf einen erfindungsgemässen Kratzer, welcher auf einem geschnitten dargestellten Rohrstück befestigt ist, Fig. 2 eine Seitenansicht eines auf einem Rohr montierten Kratzers nach Fig. 1, Fig. 3 einen vergrösserten Querschnitt gemäss der Linie 3 - 3 der Fig. 2, Fig. 4 einen teilweisen Querschnitt gemäss der Linie 4-4 der Fig. 3, Fig. 5 eine perspektivische Ansicht eines bei den Kratzern nach den Fig. 1-4 Verwendung findenden T-förmigen Führungsstückes, Fig. 6 eine Draufsicht auf einen weiteren erfindungsgemässen Kratzer, Fig. 7 eine Seitenansicht des Kratzers nach Fig. 6, Fig. 8 eine vergrösserte Teilansicht eines Kratzers, bei dem die Kratzerarme an einer mit einer Rippe versehenen Manschette befestigt sind, Fig. 9 einen Querschnitt gemäss der Linie 9 - 9 nach Fig. 8, Fig.
10 eine der Fig. 8 entsprechende Ansicht, jedoch mit kurzer Rippe, Fig. 11 einen Querschnitt gemäss der Linie 11 - 11 nach Fig. 10 und Fig. 12 einen Teilschnitt gemäss der Linie 12 - 12 nach Fig. 10.
Die in den Fig. 1-5 dargestellten Kratzer weisen eine zylindrische, vorzugsweise aus zwei Teilen 2 und 3 zusammengesetzte Manschette 1 auf, wobei die Teile 2 und 3 auseinandernehmbar miteinander verbunden sind, so dass die Manschette leicht auf einem Rohr 4 od. dgl. befestigt werden kann, zu welchem Zweck die Manschettenteile 2,3 an ihren Enden mit einander überlappenden Falzen versehen sind.
Selbstverständlich können die beiden Manschettenteile 2,3 auch auf andere Weise verbindbar ausgebildet sein.
Die Manschette 1 ist an mehreren über den Umfang verteilten Stellen durchbrochen bzw. geschlitzt, wobei die zwischen den Schlitzen liegenden Streifen radial nach aussen gedrückt sind und so Stege 5 bilden, die durch nicht herausgedrückte Streifen 6 voneinander distanziert sind. Zwischen zwei Stege 5 und einen Streifen 6 ist jeweils ein T-förmiges Führungsstück 7 eingeschoben, welches einen Mittelbalken 8, einen Kopfteil 9 und einen Ansatz 10 aufweist (Fig. 5), welcher eine Schulter 11 bildet, die bei unter die Stege 5 geschobenem Mittelbalken 8 an einem der Stege 5 anliegt (Fig. 3) und so die Lage des T-förmigen Führungsstückes 7 festlegt.
Zwischen den Stegen 5 und den Streifen 6 sind ferner biegsame Kratzerarme 12 eingeschoben, die vorzugsweise aus einem Bündel oder einer Gruppe mehrerer relativ dünner, mittels einer Schraubenfeder 14 zusammengehaltener Drähte 13 gebildet werden, wobei an den Enden der Kratzerarme 12 aus der Schraubenfeder 14 freie Drahtenden 15 hervorstehen.
Die Kratzerarme. 12 sind ungefähr in der Mitte Unförmig umgebogen, wobei die beiden gegenüberliegenden Schenkel entlang den einander gegenüberliegenden Seiten des Mittelbalkens 8 des T-förmigen Führungsstückes 7 verlaufen. An den Punkten, an welchen die Kratzerarme 12 den Kopf 9 des T-Stückes
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an die Wände eines Bohrloches gedrückt werden. Der Ansatz 10 bildet ausserdem einen Abstandhalter zwischen den Schenkeln der Kratzerarme 12, so dass die bei Benützung des Kratzers voneinander distanziert
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gen Führungsstücke 7 vorzugsweise in einem Winkel gegenüber der Achse der Manschette 1 und des Rohres 4 od. dgl. angeordnet.
Um das Führungsstück 7 und die Kratzerarme 12 sicher zwischen den Stegen 5 und den Streifen 6 zu befestigen, sind die Stege 5 in ihrem Mittelteil 17 vorzugsweise nach einwärts gebogen bzw. in Berührung mit dein Mittelbalken 8 des Führungsstückes 7 gebracht, welches vorzugsweise aus einem biegsamen Material, wie Gummi, Neopren od. dgl. besteht, so dass der Mittelbalken 8 mehr oder weniger zusammengepresst wird (Fig. 3). Der Druck auf den Mittelbalken 8 deformiert das biegsame Material und drückt es in die Zwischenräume unterhalb der Stege 5, wie dies bei 18 angedeutet ist. Zusätzlich wird das flexible Material des Mittelbalkens 8 nach aussen in den Zwischenraum zwischen den Stegen 5 gedrückt, wie bei 19 angedeutet. Das Führungsstück 7 wird so sicher an seinem Platz festgehalten.
Um die Kratzerarme 12 zusätzlich zu sichern, ist aus der Manschette 1 vorzugsweise. eine Lasche 20
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durch Schlagen oder Stauchen über die U-förmige Basis der Kratzerarme 12gebogen, wobei das freie Ende der Lasche 20 innerhalb des Bogens der Kratzerarme 12 zu liegen kommt (Fig. 3).
Bei der Benützung des Kratzers wird das Rohr 4 od. dgl. einer Vertikalbewegung im Bohrloch der Öl- quelle unterworfen, wobei die Enden 15 der Kratzerarme 12 die Oberfläche des Bohrloches abkratzen und Schmutz oder andere Ablagerungen entfernen. Um die kratzende Wirkung der Enden 15 der Kratzerar- me 12 zu verstärken, sind die freien Enden der Drähte 13 etwas krähenfussförmig auseinandergespreizt.
Während dieser kratzenden Tätigkeit können die Kratzerarme vom Kopf 9 des T-förmigen Führungsstük- kes 7 geschoben werden, doch nehmen sie zufolge ihrer Federung stets wieder die z. B. in Fig. 2 darge- stellte Ruhestellung ein. Um dies zu erleichtern, weisen die einander gegenüberliegenden Enden der Kopf- teile 9 vorzugsweise Abschrägungen auf, an denen die Kratzerarme hochgleiten können. Zusätzlich wer- den, wenn die T-förmigen Führungsstücke 7 aus einem Material, wie Gummi, Neopren od. dgl. beste- hen, durch den Druck der Kratzerarme 12 vertiefte Sitze 21 in den Kopfteil 9 eingepresst, wodurch das
Abgleiten der Kratzerarme 12 vom Kopfteil 9 erschwert wird. Erforderlichenfalls können die T-förmigen
Führungsstücke 7 auch aus nichtelastischem Material bestehen, doch ergibt sich mit elastischem Material die wirksamste Befestigung der Führungsstücke 7.
In den Fig. 6 - 12 wird eine andere Ausführungsform der Erfindung gezeigt. In dieser beispielsweisen
Ausführungsform weisen die Manschettenteile 2 und 3 zusammenwirkende Angeln 31 bzw. 32 auf, welche mit Hilfe von Angelstiften 34 zusammengehalten werden, so dass die Manschette l leicht durch Einfüh- rung bzw. Entfernung eines der Angelstifte 34 auf das Rohr 4 od. dgl. aufgebracht und wieder entfernt wer- den kann.
Rund um die Manschette 1 ist eine Vielzahl von flexiblen, U-förmig gebogenen Kratzerarmen 12 an- geordnet, die aus einem Bündel oder einer Gruppe mehrerer, relativ dünner Stahldrähte 13 bestehen, wel- che innerhalb einer Schraubenfeder 14 angeordnet sind, aber aus ihr an ihren freien Enden bei 15 heraus- ragen. Der befestigte Teil der Kratzerarme 12 ist gemäss dieser Ausführungsform der Erfindung an der äusseren zylindrischen Wand der Manschette 1 mit Hilfe einer geeigneten Zahl von aufgebogenen La- schen 35 befestigt, welche aus den Manschettenteilen 2 und 3 ausgestanzt und über die Schenkel der
Kratzerarme 12 gebogen sind.
Vorzugsweise ist die Öffnung 36, welche in den Manschettenteilen durch
Ausstanzen der Laschen 35 entsteht, vergrössert, so dass die unter den Laschen 35 liegenden Teile 37 (Fig. 9 und 11) der Kratzerarme 12 in die Öffnungen 36 hineingedrückt werden können.
Die Öffnungen 36 erstrecken sich im wesentlichen bis an eine radial nach auswärts vorspringende
Rippe oder ein Widerlager 38, 38'axial entlang der Manschette 1. Das Widerlager 38, 38'kann jede be- liebige Form aufweisen. Bei dem Beispiel nach Fig. 8 wird das Widerlager von einer Rippe 38 gebildet, welche sich über den Umfang der Manschette 1 erstreckt. Bei dem Beispiel nach Fig. 10 besteht es in kur-
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den Fig. 9 und 11 ersichtlich ist, dienen die Rippen 38 und 38'dazu, die freien Enden der Kratzerarme 12 von der Manschette 1 abzuspreizen. Das Einpressen der Kratzerarme 12 in die Öffnungen 36 erhöht die wirksame Höhe der Rippen 38 und 38'.
Auch hier sind zur zusätzlichen Sicherung der Kratzerarme 12 Laschen 35 aus den Manschettenteilen 2 und 3 ausgestanzt, welche die Basis 40 der entsprechend gebogenen Kratzerarme 12 umfassen.
Um eine tangentiale Verschiebung der Kratzerarme 12 zu erschweren, sind beispielsweise die Rippen 38' (Fig. 12) mit Mulden oder Einsenkungen 41 versehen, in welchen die Kratzerarme ruhen. Selbstverständlich kann auch die durchlaufende Rippe 38 nach Fig. 8 mit derartigen Einbuchtungen versehen werden.
Bei dem erfindungsgemässen Kratzer sind die biegsamen Kratzerarme in ganz einfacher Weise einwandfrei auf der Manschette befestigt, ohne dass Schrauben oder andere Befestigungsvorrichtungen erfor- derlich sind, welche während der Verwendung des Kratzers brechen oder verloren gehen könnten. Ausserdem werden bei der Befestigung der Kratzerarme alle scharfen Ecken oder Kanten vermieden, gegen welche die Kratzerarme gedrückt werden und dadurch bei starker Beanspruchung abbrechen könnten.
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