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Anschlaghülse zum Lagern von Werkzeugen auf der Aussenseite eines Rohres oder Bohrgestänges
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anschlaghülse zum Lagern von Werkzeugen auf der Aussenseite eines Rohres oder Bohrgestänges.
Es war bisher meist üblich. Bohrlochwerkzeuge, z. B. Kratzer, Zentrierteile und Zementierschirme, durch Aufschweissen der Werkzeughillse auf dem Rohr zu befestigen oder Knaggen und Anschläge oberhalb und unterhalb der Werkzeuge auf dem Rohr aufzuschweissen, um die Werkzeuge auf dem Rohr zu lagern und ihre Längsbewegung bei freier Drehung zu begrenzen. Die Lagerung der Werkzeuge durch Aufschwei- ssen ist nicht nur wegen der Arbeitskosten und der erforderlichen Schweissausrüstung, sondern auch deswegen nachteilig, weil diese Arbeit zeitraubend ist und das Rohr an und nahe den Schweissstellen geschwächt und zerstört werden kann.
Es ist deshalb schon vorgeschlagen worden. Anschlaghülsen zum Lagern von Werkzeugen auf der Aussenseite eines Rohres oder Rohrgestänges derart auszubilden, dass die Hülse das Rohr unter Bildung einer ring- förmigen, im Querschnitt gewölbten Kammer, die von einer Zone grössten Durchmessers nach beiden Enden hin kegelförmig verläuft, lose umgibt, wobei ferner innerhalb der Kammer das Rohr ebenfalls umgebende Klemmringe vorgesehen sind. Der Nachteil solcher bekannter Anschlaghülse liegt jedoch darin, dass die Klemmringe zwischen der Innenwand der Anschlaghülse und der Aussenwand des Rohres nicht mit völliger Sicherheit in ihrer Lage gehalten werden, so dass eine Lockerung der Klemmringe und damit auch eine Lockerung der Anschlaghülse am Rohr leicht möglich ist.
Die vorliegende Erfindung bezweckt nun, die Nachteile bekannter Anschlaghülse zum Lagern von Werkzeugen auf der Aussenseite eines Rohres oder Rohrgestänges, bei welchen die Hülse das Rohr unter Bildung einer ringförmigen, im Querschnitt gewölbten Kammer, die von einer Zone grössten Durchmessers nach beiden Enden hin kegelförmig verläuft, lose umgibt und bei welchen ferner innerhalb der Kammer das Rohr ebenfalls umgebende Klemmringe vorgesehen sind, zu beseitigen, und die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmringe zumindest abschnittsweise in Axialrichtung mittels einer innerhalb der Kammer angeordneten Druckvorrichtung gegen die Kammerenden gedrückt sind.
Dadurch. dass nunmehr die Klemmringe durch die innerhalb der Kammern angeordnete Druckvorrichtung gegen die Kammerenden gedrückt sind, wird mit Sicherheit ein Lockern der Klemmringe und damit auch ein Lokkern der Anschlaghülse am Rohr vermieden. Die einzelnen Teile erfindungsgemässer Anschlaghülse sind einfach und billig herstellbar und wegen ihres einfachen Aufbaues einerseits leicht herzustellen, wobei auch das Zusammensetzen selbst ohne Schwierigkeiten vorgenommen werden kann, und anderseits gewähren erfindungsgemässe Anschlaghülsen eine beim Niederbringen von Tiefbohrungen äusserst erwünschte Sicherheit gegen ein Loslösen bzw. gegen eine Verschiebung der Bohrlochwerkzeuge aus ihrer Stellung.
Das Einbringen der Klemmringe in die Anschlaghülse kann bei ungeteilter Ausführung der Anschlaghülse ohne weiteres ermöglicht werden, wenn die Hülse ein sich in Umfangsrichtung erstreckendes Langloch besitzt. das an der Zone grössten Durchmessers in die Kammer mündet. Durch ein solches Loch In der Hülse kann auch die die Klemmringe gegen die Kammerenden drückende Druckvorrichtung in die Hülse eingeführt werden, wenn die Druckvorrichtung aus einer das Rohr konzentrisch umgebenden Schraubenwicklung besteht, wobei vorzugsweise die beiden äussersten Windungen der Schraubenwicklung als Klemmringe wirken.
Weitere Einzelheiten der erfindungsgemässen Anschlagl1ülsen werden im folgenden an Hand der Zeich-
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nung, in welcher verschiedene Ausführungsbeispiele erfindungsgemässer Anschlaghülse dargestellt sind, noch ersichtlich.
In der Zeichnung zeigen die Fig. l, 2 und 3 eine Ausuhrungsform einer erfindungsgemässen Anschlaghülse mit den Klemmringen und der Druckvorrichtung, wobei durch die Fig. l, 2 und 3 verschiedene Phasen während des Zusammenbaues der einzelnen Teile der Anschlaghülse veranschaulicht sind.
Fig. 4 teilweise im Schnitt die Anschlaghülse samt den eingesetzten Klemmringen und eingesetzter Druckvorrichtung,
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perspektivisch einen Halter für das Zusammenhalten einer als Druckvorrichtung dienenden Schrauben- wicklung. Fig. 8 eine abgeänderte Ausuhrungsform einer Anschlaghülse mit einer andern Art als in den Fig. l-5 gezeigten Klemmringen und einer andern Art als in den Fig. 1- 5 gezeigten Druckvorrichtung, wobei der Aussenmantel der Anschlaghülse entfernt ist, Fig. 9 einen einzelnen Ring einer gemäss Fig. 8 verwendeten Druckvorrichtung, Fig. 10 einen einzelnen eines gemäss Fig. 8 verwendeten Klemmringes,
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11im Schnitt und Fig. 14 im Schnitt eine Anschlaghülse mit Teilen gemäss den Fig. 8, 9 und 10, Fig. 15 pers- pektivisch eine weitere Ausuhrungsform einer erfindungsgemässen Anschlaghülse in Form einer Klemmschelle, Fig. eine weitere abgeänderte Ausuhrungsform von Klemmringen und geteilten Ringen einer Druckvorrichtung, Fig. 17 den Ausschnitt aus einer die Druckvorrichtung bildenden Schraubenfeder mit einer abnehmbaren Drahtumwicklung, Fig. 18 ähnlich der Fig. 17 den Ausschnitt aus einer die Druckvor- richtung bildenden Schraubenwicklung, Fig. 19 einen teilweisen Längsschnitt durch die Anschlaghülse mit den Fig. 17 und 18 entsprechenden Klemmringen und Fig. 20 teilweise im Schnitt einen auf ein Rohr mittels zweier erfindungsgemässer Anschlaghülse aufgesetzten Zentrierteil.
Die in den Fig. l - 4 dargestellte Ausführungsform einer erfindungsgemässen Anschlaghülse dient als Anschlag für ein auf einem Rohrgestänge 21 gelagertes Bohrlochwerkzeug. Die Anschlaghülse 22 ist auf der Innenseite gewölbt- und bildet eine in Umfangsrichtung der Hülse sich erstreckende Ausnehmung mit inneren Wandflächen, die sich vom Mittelabschnitt der Hülse zu ihren Rändern kegelförmig erstrecken.
Die Anschlaghülse 22 kann auf dem Rohr in irgendeiner vorbestimmten Stellung dadurch gehalten werden, dass in die Ausnehmung Klemmringe und zwischen die Klemmringe eine Druckvorrichtung oder Teile einer Druckvorrichtung eingesetzt werden, wobei die Klemmringe zwischen den inneren Kegelflächen der Hülse und det Aussenfläche des Rohres 21 eingeklemmt oder eingekeilt werden. Klemmringe sind aus den Fig. 4.
12, 17 und 18 ersichtlich. Die Klemmringe 23 werden von einem runden Kerndraht 23a, der von einer schraubenlinienformig gewickelten Wicklung aus im Durchmesser kleinerem Draht 23b umgeben sein kann, gebildet. und diese Klemmringe können einteilig und geschlitzt oder zweiteilig (Fig. 16) ausgebildet sein.
Diese Klemmringe werden in die innerhalb der Hülse 22 befindliche gewölbte Ausnehmung aber ein Langloch 24 (Fig. 1-3, 8, 13 und 15) eingeschoben. Nach dem Einschieben der Klemmringe in die Hülse werden die Ringe meist je einer, durch eine Druckvorrichtung zumindest abschnittsweise in die Klemmstellung bewegt. Die Druckvorrichtung kann in Form einer einzigen Schraubenwicklung 25 (Fig. 1-4) oder in Form von mehreren offenen kreisrunden Drahtringen 25a (Fig. 9) oder in Form von halbkreisförmigen Drahtabschnitten 25c (Fig. 16) vorliegen.
Die als Anschlag für das Werkzeug dienende Hülse 22 kann aus einem kräftigen Metallstreifen ausge- stanzt (Fig. 1-4) oder aus einem kräftigen Metallring herausgearbeitet sein (Fig. 8-14). ZwecksErleichte- rung des Aufsetzens der Hülse auf das Rohr kann die Hülse 22c (Fig. 15) ein Scharnier aufweisen.
Beim Zusammenbau der Anschlaghülse (Fig. 1-4) werdendieKlemmringe23nacheinander in die zwi- schen der Hülse und dem Rohr vorhandene Ausnehmung eingeschoben. worauf die Klemmringe durch eine Druckvorrichtung auseinandergeschoben werden, wobei wenn als Druckvorrichtung Ringe der angegebenen Art verwendet werden, diese zwischen die Klemmringe eingeschoben werden. Bei der Ausführungsform lach den Fig. 1-4 ist die Druckvorrichtung von einer einzigen Schraubenwicklung gebildet, die von einem Halter 26 (Fig. 7) auf einem Durchmesser gehalten wird, der vorzugsweise etwas grösser ist als der Aussendurchmesser des Rohres.
In Erdölsonden zu verwendende Anschlaghülse erfordern eine Schraubenwicklung aus steifem oder starkem Draht, der, besonders wenn der Innendurchmesser der Wicklung auf einer grösse gehalten werden soll, mit dem die Wicklung auf das Rohr passt, schwierig zu handhaben ist. Die Schraubenwicklung muss aber auch nach Einsetzen der Klemmringe leicht in die Hülse eingeschoben werfen können. Zu diesem Zwecke wird das eine Ende der Schraubenwicklung 25 in der Nut 26a des Halters 26 so gehalten, dass das Drahtende am Anschlag 26b anliegt. Die Zwischenschleifen des Drahtes liegen mterhalb des Stegteils 26c des Halters 26. Das entgegengesetzte Ende der Schraubenwick1ungliegt in der mteren Nut 26d, und das andere Drahtende stösst an den Anschlag 26e an.
Der Halter 26 hält den Innen- lurchmesser der Schraubenwicklung auf einer solchen Grösse, dass. wie Fig. l zeigt, die Wicklung auf das
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Rohr aufgeschoben werden kann. Nach dem Einschieben der Klemmringe 23 in die Hülse wird das nächst der Hülse befindliche Ende der Schraubenwicklung vom Halter 26 abgehoben und in das Langloch 24 der Hülse 22 eingesetzt. Ein Spannschlüssel 27 (Fig. 3 und 6) wird dann auf der Aussenseite der Hülse so aufgesetzt, dass der Zapfen 27a des Spannschlüssels in die Öffnung 24 ragt. Bei der Drehung der Hülse mittels des Spannschlüssel schiebt sich dann der Draht der Schraubenwicklung leicht in die in der Hülse befindliche Ausnehmung (Fig. 3) ein. bis die gesamte Schraubenwicklung am Rohr zwischen den Klemmringen liegt (Fig. 4).
Nach dem Einschieben der Schraubenwicklung in die Hülse wird der Halter von der Wick- lung abgenommen und weggeworfen.
Damit der innerhalb der Hülse befindliche Klemmring richtig sitzt, kann eine ebenfalls vorhandene und einen Teil der Druckvorrichtung bildende Spreizschraube oder eine kegelförmige Klemmschraube 28 (Fig. 13 und 14) radial in die Hülse eingeschraubt werden. Das kegelige Ende der Schraube 28 trennt die
Windungen der Schraubenwicklung voneinander und drückt diese und die Klemmringe nach aussen, so dass sich die Klemmringe fest zwischen die kegelige Innenfläche der Hülse und die Aussenseite des Rohres klemmen.
Die in den Fig. 8, 12, 13 und 14 dargestellte, abgeänderte Ausführungsform einer Anschlaghülse 22a ist aus einem dicken Metallring maschinell hergestellt. Die bei dieser Hülse verwendeten Klemmringe besitzen eine ähnliche Ausbildung wie die in den Fig. 1-4 gezeigten Klemmringe und bestehen aus einem vollwandige Kernring, der von einem Draht kleineren Durchmessers umwickelt ist. An Stelle einer einzigen Schraubenwicklung 25 als Druckvorrichtung werden bei dieser Ausführungsform selbständige runde vollwandige Druckringe 25a verwendet. Statt der Klemmringe und der selbständigen runden Druckringe 25a (Fig. 9 und 10) kann auch eine einzige Schraubenwicklung 25b aus Volldraht (Fig. 11), deren äusserste Windungen als Klemmringe wirken, verwendet werden.
Bei dieser Ausführungsform werden, wie be1der bereits beschriebenen Ausführungsform. Klemmscbrauben 28 radial in die Hülse eingeschraubt, um die Ringe voneinander zu trennen und die Klemmringe und die Druckringe in schmalere Abschnitte der Ausnehmungzu drücken, so dass eine sichere Befestigung der Hülse am Rohr erfolgt.
Fig. 15 zeigt eine mit einem Scharnier versehene Anschlaghülse 22c. Der Zapfen 29, auf dem sich die beiden Hälften der Hülse drehen. ist gebogen. so dass er mit dem Aussenprofil der Hülse übereinstimmt.
Keile 30 (in gestrichelten Linien dargestellt) werden von oben und von unten eingeschoben, um die Hülsenhälften nach dem Aufsetzen auf das Rohr zusammenzuziehen. Bei dieser Ausführungsform können entweder die Klemmringe 23 und die einzelnen Druckringe 25a oder auch nur eine einzige Schraubenwicklung 25 verwendet werden. Zum Halten der Anschlaghülse 22c auf einem Rohr können aber auch die in Fig. 16 gezeigten halbkreisförmigen Ringe verwendet werden. Bei der dargestellten Ausführungsform werden halbkreisförmige Klemmringe 23c und halbkreisförmige Druckringe 25c verwendet.
Die Klemmringe werden durch die in den Fig. 17 und 18 dargestellten Einrichtungen auf einen vorbestimmten Durchmesser, vorzugsweise auf einen Durchmesser, der im wesentlichen dem grösseren Durchmesser der in der Hülse vorgesehenen Ausnehmung entspricht, gehalten. Hiebei werden die Enden der Kem-
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den des Umwicklungsdrahtes 23b gelegt, um den Klemmring auf dem richtigen Durchmesser zu halten.
Die auf diese Weise im Durchmesser vergrösserten Klemmringe werden in die in der Hülse befindliche Ausnehmung geschoben und werden je nachdem, welche Ausführung verwendet wird, innerhalb der Hülse an ihrer Stelle entweder von der Ausdehnungskraft der Drahtwicklung 31 oder der Schraubenfeder 32 gehalten. Bei dieser Ausführungsart können die Klemmringe in die Hülse bei ihrer Herstellung eingesetzt und kurz vor dem Aufschieben der Hülse auf das Rohr durch Herausziehen des Drahtes 31 oder der Schraubenfeder 32 freigegeben werden, so dass also bei diesem Zusammenbau die Klemmringe nicht als besondere Bauteile gehandhabt werden müssen.
Fig. 20 zeigt eine Zentrierbüchse 33 mit Hülsen 22d, die mit den Endringen 33a der Zentrierbüchse aus einem Stück bestehen. Die Ausführung der Hülsen und der Klemmringe kann den Ausführungsformen von Anschlaghülse nach den Fig. 1-4 oder auch Fig. 15 entsprechen, wobei beliebige gewünschte Kombinationen der Klemmringe und der Druckringe oder - drähte verwendet werden können.
Die Verwendung der Anschlaghülse ist zwar nur bei einem einzigen Werkzeug gezeigt, doch kann die Anschlaghülse ebensogut einen Teil eines Zementierschirmes bilden oder als selbständige Anschlaghülse bei irgendeinem andern auf der Aussenseite eines Rohres oder Bohrgestänges festzulegenden Werkzeug verwendet werden.
Es ist, wie ersichtlich, eine Anschlag- oder Klemmvorrichtung geschaffen, die Bohrlochwerkzeuge lagert, ohne dass die Werkzeuge an das Rohr angeschweisst werden müssen oder Knaggen oder Anschläge
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an dem Rohr befestigt werden müssen, um die Werkzeuge auf dem Rohr zu halten. Die Lagerung bildet einen starren Anbau, der bei der Verwendung nicht schlüpft und auch nicht verlagert wird, der ferner verhältnismässig billig herzustellen und leicht aufzubringen ist und der die Kosten, die beim Aufsetzen von
Werkzeugen auf das Bohrrohr entstehen, wesentlich verringert und die Nachteile von Schweissarbeiten ausschaltet.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Anschlaghülse zum Lagern von Werkzeugen auf der Aussenseite eines Rohres oder Bohrgestänges, wobei die Hülse das Rohr unter Bildung einer ringförmigen, im Querschnitt gewölbten Kammer, die von einer Zone grössten Durchmessers nach beiden Enden hin kegelförmig verläuft, lose umgibt und wobei ferner innerhalb der Kammer das Rohr ebenfalls umgebende Klemmringe vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmringe (23) zumindest abschnittsweise in Axialrichtung mittels einer innerhalb der Kammer angeordneten Druckvorrichtung (25, 28) gegen die Kammerenden gedrückt sind.