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Verrohrungskopf
Die Erfindung bezieht sich auf einen Verrohrungskopf, mit dem zwei oder mehr Rohrstränge neben- einander in einem Bohrloch aufgehängt werden können, wobei mit jedem Strang ein getrennter Bereich im Bohrloch erreicht werden kann.
Es sind bereits derartige Verrohrungsköpfe bekannt, bei denen in die Rohrstränge Halter eingebaut sind, die sich im Kopfgehäuse abstützen und gegen axiale Verschiebung durch einrückbare Feststellbolzen gesichert sind, also ein Absenken der Rohrstränge im Kopfgehäuse bzw. in das Bohrloch nicht zulassen.
Dabei sind in den meisten Fällen die Halter in der Bohrung des Kopfgehäuses genau passend geführt und besitzen daher keinerlei seitliche Bewegungsfreiheit, was das Arbeiten mit den Rohrsträngen ziemlich erschwert.
Es ist zwar auch schon vorgeschlagen worden, den Halter bzw. den Rohrstrang absenkbar zu machen, jedoch handelt es sich bei dieser bekannten Ausgestaltung um einen Verrohrungskopf mit nur einem einzigen Rohrstrang, wobei der Halter genau passend im Kopfgehäuse geführt und in der Abstützlage lediglich durch ein riegelförmiges Halteglied gesichert ist.
Die Erfindung macht es sich nun zur Aufgabe, einen für mehrere Rohrstränge bzw. mehrere Halter vorgesehenen Verrohrungskopf derart zu gestalten, dass die innerhalb der Bohrung des Kopfgehäuses angeordneten Halter für die Rohrstränge wahlweise unter eine Haltestellung gesenkt und in diese Haltestellung wieder zurückgebracht werden können, so dass bestimmte, zum Ausbau eines Bohrloches erforderliche Arbeiten durchgeführt werden können. So kann beispielsweise eine Förderbuchse angebracht und entfernt werden, der am Boden des Bohrloches befindliche Schlamm ausgewaschen und durch Ausüben einer Spannung der Strang unter Zug gesetzt werden.
Durch die Erfindung soll weiters erreicht werden, dass bei dem Verrohrungskopf alle möglichen Rohrgewichte und Zugförderbuchsen verwendet werden können, wobei bei letzteren ein Rohrstrang gedreht werden muss, wenn er daran befestigt oder davon entfernt werden soll. Ferner soll durch die Erfindung eine
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besonders einfach ausgebildet werden.
Zu diesem Zwecke verwendet die Erfindung einen Verrohrungskopf mit einer Einrichtung zum vorübergehenden Festhalten mehrerer die senkrechte Bohrung des Kopfgehäuses mit Spiel durchsetzender Rohrstrange unter Vermittlung von in die Rohrstränge eingebauten Haltern, die sich gegen im Kopfgehäuse in radialer Richtung geführte und aus der Gehäusebohrung zurückziehbare Haltebacken stützen. Die Erfindung selbst besteht nun vor allem darin, dass jeder Halter mit einer hinterschnittenen, vorzugsweise einer sich nach unten erweiternden konischen Sitzfläche und die zugehörigen Haltebacken mit einer entsprechend konischen Gegensitzfläche ausgestattet sind, so dass jeder Halter, unter Ermöglichung seiner freien Absenkbarkeit nach Zurückziehung der zugeordneten Haltebacke, in seiner Abstützlage sowohl in axialer als auch in Querrichtung fixiert ist.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist dabei die Ausgestaltung der Halteeinrichtung so getroffen, dass jede Haltebacke eine den zugeordneten Halter unterhalb seiner Sitzfläche umgreifende im wesentlichen U-förmige Aussparung aufweist, wobei die am oberen Rand dieser Aussparung vorgesehene Gegensitzfläche und damit die wirksame Abstützfläche sich über mehr als die Hälfte des Umfanges der Haltersitzfläche erstreckt.
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In der nachfolgenden Beschreibung wird die Erfindung an Hand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels noch näher erläutert. Dabei zeigen in der Zeichnung Fig. 1 einen teilweisen Schnitt durch den Verrohrungskopf, wobei die Haltebacke zurückgezogen ist und der Halter sich unterhalb der Ab- stützstellung befindet, Fig. 2 einen Schnitt durch einen Teil des in Fig. 1 veranschaulichten Verrohrungs- kopfes, wobei der Halter sich oberhalb der Abstützstellung befindet, Fig. 3 einen Schnitt ähnlich wie Fig. 2, wobei die Haltebacke vorgeschoben ist und sich der teilweise im Schnitt dargestellte Halter in der Abstützstellung befindet, Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie 4-4 in Fig. 5, wobei sich ein zweiter
Halter in Abstützstellung auf einer andern Haltebacke befindet, Fig. 5 in einem Schnitt nach der Linie
5-5 in Fig.
4 den Sitz der rechten Haltebacke und Fig. 6 eine schaubildliche Ansicht einer aus dem Kopf- gehäuse entfernten Haltebacke.
, Die VorrichtUng nach der Erfindung besteht aus einem Kopfgehäuse 10, das eine Bohrung 11 aufweist, in der Halter 22 zum Aufhängen von nebeneinanderliegenden Rohrsträngen angeordnet sind (Fig. 4). Wei- ters sind im Gehäuse 10 auch noch Haltebacken 24 vorgesehen, die zum Abstützen der Halter in die Ge- häusebohrung hineingeschoben werden können und zurückgezogen werden können, wodurch die Halter von der Abstützstellung nach unten verschoben und anschliessend wieder nach oben verschoben und in die Ab- stützstellung gebracht werden können. Die Rohrhalter 23 sind im wesentlichen zylindrisch ausgebildet, so dass sie in der Bohrung des Kopfgehäuses um ihre eigene Achse gedreht und damit an eine im Bohrloch be- findliche Förderbuchse angeschlossen-oder von dieser entfernt werden können.
Da auch die Halter nicht genau in die Bohrung eingepasst sind, können sie in alle möglichen Futterrohre abgesenkt werden.
Jede Haltebacke ist an ihrem inneren Ende mit einer Aussparung 41 versehen, um welche eine Sitz- fläche 43 ausgebildet ist. Auch jeder Halter ist mit einer Sitzfläche 40 versehen, an die sich ein Teil 42 mit verringertem Durchmesser anschliesst. Wird eine Haltebacke in die Gehäusebohrung hineingeschoben, so umschliesst sie diesen Teil 42 eines Halters unterhalb der Sitzfläche, wobei letztere auf die Gegensitz- fläche der Haltebacke zu liegen kommt. Falls ein Rohrstrang in das Bohrloch mit dem Halter gesenkt werden soll, entfernt man die Haltebacke zum Abstützen des Halters, so dass, wie in Fig. 1 gezeigt ist, der Halter unter seine Abstützstellung gesenkt werden kann.
Befindet sich der Halter oberhalb seiner Ab- stützstellung (Fig. 2), so wird die entsprechende Haltebacke in die Bohrung des Kopfgehäuses hineinge- schoben, so dass die Sitzfläche 43 der Backe 24 unterhalb der Sitzfläche 40 zu liegen kommt. Wird der
Halter 22 auf die Haltebacke 24 abgesenkt (Fig. 3), so ist er sowohl gegen senkrechte als auch gegen seit- liche Bewegungen gesichert. Werden beide Halter auf diese Weise festgehalten (Fig. 4 und 5), so sind die beiden Rohrstränge 23 nebeneinander im Bohrloch aufgehängt und es kann von zwei getrennten Zonen des
Bohrloches gefördert werden.
Ist es nun aus einem bestimmten Grund erforderlich, dass ein Halter oder auch beide Halter zunächst abgesenkt und dann wieder hochgezogen werden müssen, so werden zunächst der entsprechende Halter oder auch beide Halter aus der Abstützstellung etwas nach obengezogen und anschliessend die entsprechende Haltebacke zurückgezogen, so dass der oder die Halter abgesenkt wer- den können. Es können natürlich auch mehr als zwei Rohrstränge und damit auch mehr als zwei Halter und Haltebacken vorgesehen werden.
Werden beide Halter festgehalten, so wird der Zwischenraum zwischen den Haltern und der Bohrung des Kopfgehäuses durch eine Dichtung 45 abgeschlossen (Fig. 4). Diese Dichtung besteht aus mehreren aufeinanderliegenden scheibenförmigen Elementen, die mit zwei Öffnungen 47 für die oberhalb der Haltebacken liegenden Teile 48 der Halter 22 vorgesehen sind. Die Dichtung 45 sitzt auf einer Schulter 46, die sich in der Bohrung oberhalb der Führungen 12 für die Haltebacken befindet.
Im einzelnen ist in Fig. l gezeigt, dass das mit einem Flansch versehene untere Ende des Kopfgehäuses 10 mit dem oberen Ende eines Futterrohrkopfes 14 in bekannter Weise mit Hilfe von Schrauben 13 verbunden und durch einen Dichtungsring 15 abgedichtet ist. Die Bohrung 11 des Kopfgehäuses 10 ist am unteren Ende bei 16 etwas grösser ausgebildet und nimmt das obere Ende eines Futterrohres 17 auf, das in bekannter Weise (nicht gezeigt) am Futterrohrkopf befestigt ist. Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, bildet die lichte Weite des Futterrohres 17 die Fortsetzung der Bohrung 11. Je nach dem Futterrohrgewicht kann natürlich diese lichte Weite auch etwas grösser oder kleiner sein.
Wird das Bohrloch durch zwei Rohrstränge 23 abgebaut, dann sitzen die Haltebacken 24 normalerweise in Führungen 12, die sich in einander gegenüberliegenden Ansätzen 25 des Verrohrungskopfes befinden. Die äusseren Enden der Führungen 12 sind durch Kappen 26 abgeschlossen, die bei 27 an die Ansätze angeschraubt und mit Hilfe von flachen Metalldichtungen 28 zwischen den Ansätzen und den Kappen druckdicht abgeschlossen sind.
Wie aus Fig. 6 ersichtlich ist, hat jede Haltebacke 24 im wesentlichen einen zylindrischen Querschnitt und ist gleitend in einer ähnlich geformten Führung 12 geführt. Jede Haltebacke 24 kann zwischen
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einer zurückgezogenen Stellung, wie sie in den Fig. l und 2 gezeigt ist, und einer vorgeschobenen Stel- lung, wie sie in den Fig. 3,4 und 5 gezeigt ist, verschoben werden. Jede Haltebacke 24 kann mit Hilfe einer Spindel 29 hin-und herbewegt werden, die in der Kappe 26 geführt ist und mit ihrem inneren En- de 30 mit dem äusseren Ende der Backe verschraubt ist.
Ein an jeder Spindel 29 befestigter Bund 31 wird gegen Längsverschiebung durch die Kappe gehalten und jede Haltebacke wird gegen Verdrehung inder
Führung durch einen Stift 32 gesichert, dessen inneres Ende in die Führung hineinragt und in einen Schlitz
33 eingreift, welcher sich, wie in Fig. 5 gezeigt ist, entlang der Seitenfläche der Haltebacke erstreckt.
Das äussere Ende 34 des Schlitzes 33 ist so angebracht, dass die Haltebacke nicht über die vorgeschobene
Lage zum Festhalten eines Halters hinaus bewegt werden kann.
Ein auf der Unterseite der Haltebacke eingearbeiteter Schlitz 35 verbindet das innere Ende mit dem äusseren Ende, damit die Stoffe abfliessen können, die sich in der Führung möglicherweise hinter der Hal- tebacke ansammeln. Die drehbare Spindel 29 ist gegenüber der Kappe mit Hilfe einer in der Kappe an- geordneten Dichtpackung 36 und einer die Spindel 29 umgebenden Stoffbüchsenmutter 37 abgedich- tet.
Jeder Halter 22 besteht aus einem Kern, der im wesentlichen einen zylindrischen Querschnitt besitzt und durch den sich in axialer Richtung eine Bohrung 38 erstreckt. Die oberen und unteren Enden dieser
Bohrung sind mit Innengewinden versehen, so dass an der Unterseite ein Rohrstrang 23 und an der Ober- seite ein Bedienungsanschluss 39 befestigt werden kann. Der Bedienungsanschluss 39 erstreckt sich in be- kannter Weise durch eine Drucküberwachungseinrichtung nach oben und steht mit einer Vorrichtung in
Verbindung, durch welche der Halter angehoben und abgesenkt werden kann.
Jeder Halter 22 ist auf der Unterseite des Kernoberteils 48 mit einer hinterschnittenen, vorzugsweise einer sich nach unten konisch erweiternden Sitzfläche 40 versehen. Die Aussparung 41 am inneren Ende einer Haltebacke 24 ist so bemessen, dass der unterhalb des Sitzes 40 liegende, im Durchmesser verrin- gerte Teil 42 des Halters hineinpasst. Die Gegensitzfläche 43 der Haltebacke ist entsprechend der Sitz- fläche 40 des Halters ebenfalls hinterschnitten, u. zw. gleichfalls konisch ausgebildet, so dass der Halter gegen seitliche und senkrechte Bewegungen in der Bohrung 11 des Kopfgehäuses gesichert ist, wenn er auf der Haltebacke aufliegt. Die Aussparung 41 einer Haltebacke ist im wesentlichen U-förmig ausgebildet, so dass die Sitzfläche der Backe mehr als 1800 der Sitzfläche des Halters überdeckt, wodurch die wirk- same Tragfläche einen Höchstwert erreicht.
Die Länge des unterhalb der Sitzfläche 40 liegenden Teiles 42 mit verringerter Dicke ist wenigstens so bemessen, dass die Aussparung seitlich vorbeigeschoben werden kann, wenn sich der Halter in der in
Fig. 2 gezeigten angehobenen Stellung befindet. Wie Fig. l zeigt, ist das untere Ende des Halters bei 44 stärker ausgebildet, damit ein Innengewinde angebracht werden kann, welches zur Befestigung der Rohr- leitung 23 dient, deren Innendurchmesser im wesentlichen gleich dem Durchmesser der Halterbohrung 38 ist. Die im wesentlichen zylindrische Aussenfläche des Halters gestattet eine Absenkung und eine Drehung innerhalb des Futterrohres 17, dessen Innendurchmesser im wesentlichen gleich dem Durchmesser der Bohrung 11 des Kopfgehäuses ist. Diese Bewegungen können auch noch durchgeführt werden, wenn ein zweiter Halter vorhanden ist.
Dabei ist wenigstens ein kleiner Zwischenraum zwischen dem Halter und der Bohrung 11 vorhanden, was die Bewegung des Halters im Kopfgehäuse erleichtert.
Sind die Haltebacken aus der Bohrung des Kopfgehäuses zurückgezogen, so kann der erste Rohrstrang 23 an seinem Halter 22 in das Bohrloch eingebracht werden. Normalerweise wird eine Förderbuchse (nicht gezeigt) am ersten Strang in einer solchen Lage befestigt, dass das Futterrohr 17 oberhalb der unteren von zwei Förderzonen abgedichtet wird, wobei entgegengesetzt zu diesen das Futterrohr durchlöchert ist, so dass dadurch die Strömung von der unteren Zone in den ersten Rohrstrang beschränkt wird. Dieser Strang trägt noch eine weitere Buchse, die mit einer zweiten Öffnung versehen ist und oberhalb der ersten Buchse angeordnet wird, damit dadurch das Futterrohr oberhalb der oberen Zone abgedichtet wird. Es kann also ein zweiter Rohrstrang in das Bohrloch eingesetzt und durch die zweite Öffnung der oberen Buchse zum Fördern aus der oberen Zone hindurchgeführt werden.
Es ist manchmal ein Drehen und Absenken der Stränge erforderlich, um die Buchsen einzustellen, vom Boden des Bohrloches denSchlamm auszuwaschen oder zur Erzeugung eines Zuges eine Spannung auf die Stränge auszuüben. Ist jedoch der erste Strang 23 verlegt, so ist sein Halter 22 unter die Abstützstellung abgesenkt (Fig. l). Um eine der vorerwähnten Massnahmen durchführen zu können, muss der Halter zunächst in die in Fig. 2 gezeigte Stellung gebracht werden, in welcher seine Sitzfläche 40 oberhalb der Sitzfläche 43 der Haltebacke liegt. Es kann nun die Haltebacke so lange nach innen verschoben werden, bis das Ende 34 des Schlitzes 33 der Backe am Innenende des Stiftes 32 anliegt und die Sitzfläche 43 der Backe genau unterhalb der Sitzfläche 40 des Halters zu liegen kommt.
Anschliessend wird der Halter mit
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Hilfe des Bedienungsanschlusses 39 so lange abgesenkt, bis die Haltersitzfläche 40 auf der Sitzfläche 43 der Haltebacke aufliegt und dadurch der Halter in der Gehäusebohrung gegen senkrechte und seitliche
Bewegungen gesichert ist. Der zweite Strang 23, der in den Fig. 4 und 5 auf der linken Seite gezeigt ist, wird in das Bohrloch eingeführt und in derselben Weise von der zweiten Haltebacke festgehalten.
Wie in Fig. 1 gezeigt ist, befindet sich in der Bohrung 38 jedes Halters ein weiteres Innengewinde 54 zum Anschluss eines Rückschlagventils (nicht gezeigt). Diese Rückschlagventile können bereits angeschlos- sen sein, wenn die Halter mit Hilfe der Bedienungsstutzen 39 bedient werden. Sie können aber auch erst angeschlossen werden, nachdem die Halter in der Bohrung des Kopfgehäuses festgehalten werden und die
Bedienungsstutzen 39 entfernt worden sind. In jedem Fall wird die Dichtung 45 durch die Festhaltevorrichtung 18 in die Gehäusebohrung 11 eingebracht und auf die um die Bohrung verlaufende Schulter 46 aufgesetzt. Dabei liegen die Öffnungen 47 der Dichtung eng an den oberen Teilen 48 der Halter an und auch die äussere Umfangsfläche der Dichtung ist genau der Innenfläche der Bohrung angepasst.
Die Dichtung 45 besteht aus einer Scheibe 49 aus Gummi od. dgl., die sich zwischen einer oberen und unteren Scheibe 50 und 51 aus festem Material befindet. Die Aussenfläche des oberen Ringes 50 ist bei 52 konisch ausgebildet, wobei an dieser konischen Fläche die konischen inneren Enden von Stiften 53 anlie- gen, die rund um das obere Ende des Verrohrungskopfes angeordnet sind. Wie in Fig. 4 gezeigt ist, sind diese Stifte 53 im Verrohrungskopf verschraubbar abgedichtet und können radial nach innen in die Bohrung des Kopfgehäuses bewegt werden. Wird ein Stift 53 nach innen gegen die konische Kante 52 bewegt, so drückt die Scheibe 50 die elastische Scheibe 49 zusammen, wodurch eine Abdichtung zwischen den Hal- tern und dem Rohrkopf erzielt wird.
Werden die inneren Enden der Stifte 53 aus der Bohrung zurückgezogen, so kann die Dichtung 45 ein- gesetzt und entfernt werden. Da die Dichtung auf der in der Bohrung des Kopfgehäuses vorhandenen Schul- ter aufliegt, wird vermieden, dass die von den Stiften ausgeübte Belastung auf die Halter und damit auf die Haltebacken übertragen wird.
Ist die Bohrung des Kopfgehäuses durch die Rückschlagventile und durch die Dichtung 45 abgedichtet, so wird die Drucküberwachungseinrichtung mit der Abschlussvorrichtung 18 entfernt und eine Bohrkopfaus- rüstung, beispielsweise ein Hauptventil und ein Erdöleruptionskreuz (nicht gezeigt), auf dem Verrohrungs- kopf befestigt. Üblicherweise besitzt das untere Ende dieses Ventils Aussparungen, in welche die oberen
Enden der Halter passen, wodurch diese abgedichtet werden und sich nicht nach oben bewegen können.
Vordem Anbringen des Hauptventils würde eine Aufwärtsbewegung der Halter dadurch verhindert werden, dass der verstärkte untere Teil 44 jedes Halters, dessen Aussendurchmesser zumindest im wesentlichen gleich dem Aussendurchmesser des oberen Teiles ist, auf der Unterseite der Aussparung 41 einer Halte- backe anliegt. Ist die Bohrkopfausrüstung angebracht, so können die Rückschlagventile entfernt und das
Bohrloch betriebsfertig gemacht werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verrohrungskopf mit einer Einrichtung zum vorübergehenden Festhalten mehrerer die senkrechte
Bohrung des Kopfgehäuses mit Spiel durchsetzender Rohrstränge unter Vermittlung von in die Rohrstränge eingebauten Haltern, die sich gegen im Kopfgehäuse in radialer Richtung geführte und aus der Gehäuse- bohrung zurückziehbare Haltebacken stützen, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Halter (22) mit einer hinterschnittenen, vorzugsweise einer sich nach unten erweiternden konischen Sitzfläche (40) und die zu- gehörigen Haltebacken (24) mit einer entsprechend konischen Gegensitzfläche (43) ausgestattet sind, so dass jeder Halter, unter Ermöglichung seiner freien Absenkbarkeit nach Zurückziehung der zugeordneten
Haltebacke, in seiner Abstützlage sowohl in axialer als auch in Querrichtung fixiert ist.