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Bohrlochpacke r Die Erfindung betrifft einen Bohrlochpacker zur dichten Abschliessung eines Förderrohres, das mit einer Schutzschichte aus Kunststoff ausgekleidet ist, bestehend aus einem Kolben, einem Packungsring aus elastischem Material, einem an dessen dem Kolben gegenüberliegender Stirnfläche angeordneten Ring mit einer konischen Fläche, einer den Kolben, den Packungsring und den Konusring durchragenden Zugstange, an deren Ende eine der Konusfläche des Ringes gegenüberliegende zweite konische Fläche vorgesehen ist, und einem zwischen den beiden konischen Flächen, auf der Zugstange gleitend aufsitzenden, in Segmente unterteilten Stützring, der längs seines Umfanges mit einer Nut versehen ist, in die ein Haltering aus elastischem Material eingesetzt ist,
und dessen Stirnflächen den genannten konischen Flächenentspre- chend ebenfalls konisch ausgebildet sind, wodurch bei Bewegung des Konusringes und der Konusfläche der Zugstange zueinander die Segmente entgegen der Wirkung des Halteringes radial auseinanderbewegbar sind.
Ein derartiger Bohrlochpacker., der z. B. in den USA-Patentschriften Nr, 3, 165, 918 und Nr. 3, 038, 352 dargestellt ist, dient insbesondere der Dichtigkeitsprüfung von Tiefbohrrohren.
Es ist üblich geworden, Förderrohre vonöl-bzw. Gasbohrungen mit einer Kunststoffauskleidung zu versehen. Diese Auskleidung schütztdas Metallrohr gegen Korrosionen, die die durchfliessenden Flüssigkeiten, insbesondere deren Säureanteile, verursachen. Da diese Kunststoffauskleidung äusserst druckempfindlichist, kann sie durch die Berührung eines Bohrwerkzeuges, dessen Material härter als der Kunststoff ist, leicht beschädigt werden.
Insbesonderebesteht dabei die Gefahr einer Beschädigung der Auskleidung des Rohres durch den Bohrlochpacker selbst. Aus den oben angeführten USA-Patentschriften ist es, um diese Gefahr auszuschalten, deshalb bekanntgeworden, den in den unterteilten Stützring eingesetzten Haltering derart auszubilden, dass er die Nut des Stützringes überragt. Wird somit der Bohrlochpacker betätigt, wird dieser elastische Stützring an die Innenwandung des Rohres gepresst. Ein ähnlicher Effekt wird auch durch die Ausbildung eines Bohrlochpackersnach der USA-Patentschrift Nr. 2, 726, 722 erzielt.
Diese bekannten Anordnungen weisen jedoch insoferne ebenfalls einen Nachteil auf, als der vorra- gendeHalteringan die Innenauskleidung des Rohres beliebig angepresst werden kann. Obgleich die Kunststoffauskleidung des Rohres insofeme geschützt ist, als der Ring aus verhältnismässig weichem, insbesondere weicherem Material als die Auskleidung selbst gefertigt sein kann, scheint in der Praxis eine Vermeidung derBeschädigung der Auskleidung bei zu hohen auftretenden Drücken dennoch nicht vermeidbar.
Durch den Gegenstand der Erfindung wird dieser Nachteil vermieden. Dies wird dadurch erzielt, dass die Konusfläche des in Segmente unterteilten Ringes jeweils mit einem um eine zentrale Öffnung verlau- fendenstufenförmigenAnschlag und die Konusflächen des JKonusringesund der Zugstange mit jeweils einem entsprechenden, ander äusseren Umfangfläche verlaufenden stufenförmigen Gegenanschlag versehen sind, derart, dass die radiale Auswärtsbewegung der Segmente begrenzt ist.
Es ist somit durch die Erfindung unter Verwendung eines aus gewölbten, metallischen Segmenten gebildeten, expandierbaren Ringes eine Packung geschaffen, deren Expansionsweg begrenzt ist, wodurch verhindert ist, dass die Wände der Segmente an die Kunststoffauskleidung des Rohres gepresst werden und dadurch diese verletzen, dennoch aber kein kaltes Fliessen der Packung auftritt.
Der Gegenstand der Erfindung ist an Hand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen Fig. l eine auseinandergezogene, perspektivische Ansicht eines Bohrloch-
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packers nach der Erfindung, wobei eines der Segmente des Ringes weggelassen und der Haltering aufgeschnitten ist, Fig. 2 einen etwas verkleinerten Vertikalschnitt der Bo rlochpackung. wie sie bei einer Prüfvorrichtung verwendet ist, und die Fig. 3 und 4 Teilansichten eines Segmentes im Schnitt, vergrössert, bei nicht expandiertem und expandiertem Packer.
In den Zeichnungen, in denen gleiche Buchstaben und Bezugsziffern gleiche od. ähnl. Teile darstellen, ist derGegenstandder Erfindung am bestenanHandderFig. 2verständlich. Die Bohrlochpackung befindet sich am unteren Ende einer Prüfvorrichtung 10. Die Prüfvorrichtung 10 ist von der Art, die in den oben erwähnten Anmeldungen geoffenbart wurde. Sie umfasst einen verlängerten Prüfkörper, welcher auseinanderliegende Packungen trägt, die sich gegen die Wände eines Tief bohrrohres 12 oder desgleichen expandieren lassen.
Weiters weist sie geeignete Flüssigkeitskanäle auf, die Druckflüssigkeit zu Kolben führen, welche auf die Packungen in Längsrichtung einen Druck ausüben, wodurch diese seitlich expandiert werden und ferner druckbetätigte Ventile, die es ermöglichen, Druckflüssigkeit in den zwischen den Pak- kungen liegenden, abgedichteten Raum einzuführen, so dass ein Abschnitt des Bohrrohres 12 abgedichtet und geprüft werden kann. Auf diese Weise kann die Verbindung zwischen zwei Bohrrohrabschnitten oder die Wandung eines Abschnittes des Bohrrohres selbst geprüft werden.
Nachdem das Bohrrohr geprüft ist, wird der Druck der Flüssigkeit im Prüfabschnitt herabgesetzt, wodurch die Prüfvorrichtung zur weiteren Prüfung an eine andere Stelle des Bohrrohres gebracht werden kann. Dieses Prüfverfahren ist in den oben angeführten USA-Patentschriften Nr. 3, 165, 918 sowie Nr. 2, 731, 827 ausführlich beschrieben.
Im weiteren werden die Fig. 1-4 näher erläutert. Das Bohrrohr 12 ist mit einer Schutzauskleidung C versehen, welche aus einem Kunststoff, z. B. Expoxyharz od. dgl. besteht. Der Bohrlochpakker 14 gemäss der Erfindung ist an einer Stange 16 der Prüfvorrichtung 10 angeordnet. Er besteht aus einem zylindrischen Zwischenstück 18 aus elastischem Material, z. B. Gummi, einem Kolben 20 sowie einer Stützringstruktur 22. Der Kolben 20 liegt an einem Ende der elastischen Packung 18 auf und kann mittels Druckflüssigkeit gegen die Packung verschoben werden. Die Stange 16 ist an ihrem unteren Ende mit einem Kopf 24 versehen. Die Stützringstruktur 22 sitzt zwischen dem Kopf 24 und dem dem Kolben 20 abgewendeten Ende des elastischen Zwischenstückes 18.
Wird nun der Kolben 20 gegen das Zwischenstück 18 nach unten verschoben, so wird das elastische Zwischenstück 18 verformt und übt gleichzeitig auf die Stützringstruktur 22 einen Druck aus, so dass dieser gegen die Wandung des Förderrohres bzw. Bohrrohres 12 abdichtend angepresst wird.
Dadas Zwischenstück 18 aus einem elastischen Material besteht, verursacht es an der Kunststoffauskleidung C des Rohres keine Beschädigung. Wie in Fig. 2 gezeigt, sind die freiliegenden Teile der Prüfvorrichtung 10, also insbesondere der Kolben 20, die Stange 16 und der Kopf 24, mit einem nichtmetallischen Material M beschichtet, das weicher als der Kunststoff der Auskleidung C des Rohres ist. Dieses Merkmal des Bohrwerkzeuges ist in der vorerwähnten USA-Patentschrift Nr. 3, 165, 918 geoffenbart.
DieStützringstruktur 22 besteht aus einem expandierbaren, in Segmente 32 unterteilten Stützring 26, der zwischen zwei ringförmigen Elementen 28,30 sitzt. Die zylindrische Mantelfläche 34 der Segmente 32 ist mit einer ringförmigen Nut 36 versehen, in die ein Haltering 38 aus elastischem Material, z. B. Gummi, eingesetzt ist. Der Ring 38 hält die Segmente 32 des Stützringes 26 in ihrer eingezogenen Lage, lässt jedoch eine weitere radiale Expansion der Segmente nach aussen, von der Stange 16 weg, zu. Während es sich bei den dargestellten metallischen Segmenten 32 um einfache, gewölbte Segmente handelt, die an radialen Flächen aneinanderliegen, können die Seg- mente auch so ausgebildet werden, dass sie sich teilweise decken. Dies ist in der USA- Patentschrift Nr. 3, 038, 582 beschrieben.
Um eine gleichmässige Expansion und Kontraktion des aus Segmenten gebildeten Stützringes 26 in radialer Richtung zu erreichen, sind die beiden Enden der Segmente mit zwei gegeneinander abgesetzten Schrägflächen 40,42 versehen. Wenn die Segmente 32 eine Einheit bilden und durch den Ring 38 im eingezogenen Zustand gehalten sind, bilden die genannten Flächen 40,42 der Segmente Mantelflächen eines Kegelstumpfes. Weiters ist auch jeder der beiden Ringe 28,30 mit entsprechenden Kegelstumpfflächen 46,48 versehen, die durch eine nach innen gerichtete Anschlagfläche 50 getrennt sind. Es wird dargelegt werden, dass die Ringe 28,30 mit den Stirnflächen des Stützringes zusammenwirken. Jeder der Ringe 28,30 istmiteinermittigen Bohrung 50'versehen, die von der Stange 16 durchragt ist.
Wenn die Packung 14 an der Stange 16 montiert ist, wie in Fig. 2 dargestellt, liegt der untere Ring 30 auf dem Kopf 24 der Stange 16 auf, so dass er sich nicht in Längsrichtung nach unten be-
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wegen kann, während der obere Ring 28 auf dem vom Kolben 20 abgewendeten Ende der Packung 18 aufliegt.
Wie aus Fig. 3 zu ersehen, ist im eingezogenen Zustand der Segmente 32 des Stützringes 26 zwischen der Fläche 44 des Segmentes 26 und der Fläche 50 des Ringes 28 ein Spalt vorhanden. Wenn bei Bewegung des Kolbens 20 nach unten der Ring 28 in Richtung auf den Ring 30 bewegt wird, wirken die Kegelflächen 46,48 der Ringe 28,30 mit den Kegelflächen 40, 42 der Segmente 32 zusammen, wodurch die Segmente radial auseinandergeschoben werden. Diese Bewegung der Segmente 32 wird so lange fortgesetzt, bis die nach aussen gerichtete Anschlagfläche auf die nach innen gerichteten Flächen 50 der Ringe 28,30 stösst. Diese Berührung begrenzt die Bewegung der metallischen Segmente 32 nach aussen, so dass diese nur nahe an die Kunststoffauskleidung C der Wandung des Rohres 12 verschoben werden können.
Dadurch wird die Auskleidung vor Beschädigung geschützt. Obwohl der Segmentring 26 dieWanddesRohres 12 nicht berührt, ist der zwischen denSegmenten und der Wand vorhandene Spalt so klein, dass, auch bei hoher Druckbeanspruchung, derStützring ein Fliessen der Packung 18 verhindert.