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Leichtmetall-Bohrgestänge mit Gestängeverbindern aus Stahl
Abgesehen von der Erleichterung beim Transport und der Montage der einzelnen Gestängerohre gestatten Leichtmetall-Bohrgestänge auf Grund ihres gegenüber Stahl erheblich kleineren spezifischen Gewichtes die Erreichung immer grösserer Bohrteufen, was bei der Verwendung von Stahl-Bohrgestängerohren infolge der steigenden Belastung des Bohrturms zu immer grösseren Schwierigkeiten führt.
Die etwa 9 - 12 m langen einzelnen Gestängerohre aus hochfesten und korrosionsbeständigen Aluminiumlegierungen, z. B. solcher der Gattung AlCuMg, werden bekanntermassen durch Gestängeverbinder aus Stahl (tool joints) verbunden, die auf den wandverdickten Enden der Leichtmetallrohre verschraubtsind.
Bei der Verwendung von solchen Leichtmetall-Bohrgestängen wurde nun aber beobachtet, dass die äussere Oberfläche der Bohrrohre an deren Austritt aus den Gestängeverbindern doch einem Verschleiss durch Korrosion unterliegt, der folgendermassen zustande kommt. Die Spülflüssigkeit, die mit Druck durch die Rohre abwärts bis zur Bohrkrone befördert wird, nimmt dort das Bohrklein auf und stösst sich im aufsteigenden Strom, also im Ringraum zwischen dem Bohrgestänge und der fertigen Bohrung an den Schultern der Gestängeverbinder. Infolge der dadurch verursachten Wirbelbildung treten starke Korrosionserscheinun- gen an der benachbarten Oberfläche der Leichtmetallrohre auf.
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bindern aus Stahl, die diese Korrosionserscheinungen verhindert.
Erfindungsgemäss sind die aus Leichtmetall bestehenden Bohrgestängerohre nach ihrem Austritt aus den Gestängeverbindern mit einem so breiten Ringteil umkleidet, dass die an der Schulter der Gestängeverbinder sich bildenden Wirbel der aufsteigenden, mit Bohrklein vermischten Spülflüssigkeit nicht zur Einwirkung auf die Rohroberfläche kommen.
Der Ringteil besteht aus einem Ringansatz an der Schulter des Gestängeverbinders oder aus einer aufgeschrumpften, mit einem Flansch an der Schulter des Gestängeverbinders verbundenen oder in einen an die Schulter angrenzenden ringförmigen Spalt des Gestängeverbinders eingelassenen und aus der Schulter herausragenden BUchse.
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachstehend an Hand der Zeichnung erläutert, die in den Fig. 1 - 4 Längsschnitte durch ein Leichtmetall-Bohrgestängerohr und einen Gestängeverbinder aus Stahl nahe deren Verschraubung zeigt.
In Fig. 1 besitzt die Schulter 1 des auf dem Gestängerohr 2 an einem Gewinde 3 verschraubten Gestängeverbinders 4 einen Ringansatz 5, der endseitig gegen die Oberfläche 6 des Gestängerohres abgeflacht ist. Die Breite des Ringansatzes 5 muss so bemessen sein, dass die an der Schulter 1 verursachten Wirbel der Spülflüssigkeit nicht zu einer Einwirkung auf die Rohroberfläche 6 kommen.
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geverbinders 4'mit dem Flansch 7 einer auf das Gestängerohr aufgeschrumpften Stahlbuchse 8 verschweisst oder anders verbunden, die endseitig gegen die Oberfläche 6'des Gt'stängerohres 2'abgeflacht ist. Die Breite der Büchse 8 muss entsprechend der Breite des Ringansatzes 5 gemäss Fig. 1 bemessen sein.
In Fig. 3 ist in einem ringförmigen Spalt 9 des auf dem Gestängerohr 2" an einem Gewinde 3"verschraubten Gestängeverbinders 4" eine über die Schulter 1" herausragende aufgeschrumpfte StahlbUchse 10 eingelassen, die endseitig gegen die Oberfläche 6"des Gestangerohres 2"abgeflacht ist.
Die aus dem ringförmigen Spalt 9 herausragende Breite der Büchse 10 muss entsprechend der Breite
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anüber die Schulter 1''' aus dem Spalt 9''' herausragende aufgeschrumpfte Stahlbüchse 10''' läuft aber in Abänderung der Ausführungsform gemäss Fig. 3 derart endseitig in einer Wölbung 11 des Gestängerohres 2"' aus, dass die Oberfläche 12 der Büchse 10'"und die Oberfläche 6''' des Gestängerohres 2''' in Fluchtlinie liegen.
Als Werkstoff für die Büchsen 8, 10 und 10" können stattStahl z. B. auch Gummi oder Kunststoffe verwendet werden.
PA TENT ANSPRÜCHE :
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die Rohroberfläche (6,6', 6", 6"') kommen, wobei der Ringteil aus einem Ringansatz (5) an der Schulter (1) des Gestängeverbinders (4) oder aus einer aufgeschrumpften, mit einem Flansch (7) an der Schulter
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9"')ragenden Buchse (8, 10, 10") besteht.
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Light metal drill rods with rod connectors made of steel
Aside from facilitating the transport and assembly of the individual drill pipes, light metal drill pipes allow ever greater drilling depths to be achieved due to their significantly lower specific weight than steel, which leads to ever greater difficulties when using steel drill pipes due to the increasing load on the derrick .
The approximately 9 - 12 m long individual drill pipes made of high-strength and corrosion-resistant aluminum alloys, e.g. B. those of the genus AlCuMg are known to be connected by rod connectors made of steel (tool joints), which are screwed to the wall-thickened ends of the light metal pipes.
When using such light metal drill rods, however, it has now been observed that the outer surface of the drill tubes at their exit from the rod connectors is subject to wear due to corrosion, which occurs as follows. The flushing fluid, which is conveyed downward through the pipes to the drill bit under pressure, picks up the cuttings there and collides in the ascending stream, i.e. in the annular space between the drill pipe and the finished hole on the shoulders of the pipe connector. As a result of the vortex formation caused by this, severe corrosion phenomena occur on the adjacent surface of the light metal pipes.
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binders made of steel that prevent these corrosion phenomena.
According to the invention, the drill pipes made of light metal are clad with a ring part so wide after they exit the pipe connectors that the eddies of the rising rinsing fluid mixed with drill cuttings do not affect the pipe surface.
The ring part consists of a ring attachment on the shoulder of the linkage connector or of a shrunk-on socket connected to a flange on the shoulder of the linkage connector or embedded in an annular gap of the linkage connector adjacent to the shoulder and protruding from the shoulder.
Further details of the invention are explained below with reference to the drawing, which in FIGS. 1-4 shows longitudinal sections through a light metal drill pipe and a steel rod connector near their screw connection.
In Fig. 1, the shoulder 1 of the rod connector 4 screwed to a thread 3 on the rod tube 2 has an annular shoulder 5 which is flattened at the end against the surface 6 of the rod tube. The width of the ring attachment 5 must be dimensioned in such a way that the eddies of the irrigation fluid caused at the shoulder 1 do not have an effect on the pipe surface 6.
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Geverbinders 4 'is welded or otherwise connected to the flange 7 of a steel bushing 8 which is shrunk onto the drill pipe and which is flattened at the end against the surface 6' of the drill pipe 2 '. The width of the sleeve 8 must be dimensioned according to the width of the ring attachment 5 according to FIG.
In Fig. 3, in an annular gap 9 of the rod connector 4 "screwed to a thread 3" on the rod pipe 2 ", a shrunk-on steel bushing 10 protruding over the shoulder 1" is embedded, the end of which is flattened against the surface 6 "of the rod pipe 2" .
The protruding from the annular gap 9 width of the sleeve 10 must correspond to the width
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Shrunk-on steel bushing 10 '' 'protruding over the shoulder 1' '' from the gap 9 '' 'but in a modification of the embodiment according to FIG. 3 ends in a curvature 11 of the drill pipe 2' '' so that the surface 12 of the bushing 10 '"and the surface 6' '' of the drill pipe 2 '' 'are in alignment.
Instead of steel, rubber or plastics, for example, can also be used as the material for the bushings 8, 10 and 10 ″.
PA TENT REQUIREMENTS:
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the pipe surface (6,6 ', 6 ", 6"') come, the ring part from a ring extension (5) on the shoulder (1) of the rod connector (4) or from a shrunk, with a flange (7) on the shoulder
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9 "') protruding socket (8, 10, 10").