DE1094207B - Schlagscherenartige Ruetteleinrichtung zum Loesen eines im Bohrloch festsitzenden Gestaengerohres - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Ein Stück eines Bohrgestänges, welches sich bei Tiefbohrungen im Bohrloch festsetzt, kann unter Umständen durch einfaches Nachobenziehen am Bohrgestänge gelockert werden. Wenn das jedoch keinen Erfolg hat, kann es erforderlich sein, auf das festsitzende Rohr aufwärts gerichtete Schläge bestimmter Stärke einwirken zu lassen, um es zu lockern.

Bei bekannten Werkzeugen, mit denen auf ein festsitzendes Rohr eine aufwärts gerichtete Kraft ausgeübt werden sollte, war es wegen der besonderen Konstruktion dieser Werkzeuge schwierig, die Stärke des Kraftstoßes richtig zu bemessen. Bei derartigen Stoßwerkzeugen hing die Stärke des schließlich dem festsitzendem Rohr erteilten Stoßes von verschiedenen veränderlichen Einflußgrößen ab, besonders von den unkontrollierbaren Reibungsverlusten zwischen den einzelnen Teilen des Werkzeuges. Das Auslösen des Stoß Werkzeuges zum rechten Zeitpunkt, bei dem genau die gewählte Kraft auf das festsitzende Rohr einwirkt, war dadurch von den unbeherrschbaren Reibungsverhältnissen in der Bohrung beeinflußt, und das führte meistens zu unerwünscht starken oder unerwünscht schwachen Stoßen auf das festsitzende Rohr. Es sind auch bereits Scheiben- oder Ringfederanordnungen zum Auslösen von Schalteinrichtungen für die Freigabe der Stoßkraft benutzt worden. Derartige Einrichtungen waren jedoch auf Grund der Anordnung und Auslegung der Federn nicht imstande, die gesamte Schlagstärke zu übertragen. Das führte dazu, daß die Stoßwerkzeuge nicht mit ihrer größtmöglichen Wirkung eingesetzt werden konnten.

Mit der Erfindung wird nun eine Rütteleinrichtung (nachstehendi auch als Werkzeug benannt) geschaffen, mit welcher einem festsitzenden Rohr des Bohrgestänges ein aufwärts gerichteter, genau zu überwachender Ruck bestimmter Stärke versetzt wird und welche durch einen nach oben gerichteten Zug am Bohrgestänge betätigt wird. Das Werkzeug nach der vorliegenden Erfindung ist so ausgestaltet, daß die Stärke der Stoßkraft auf einfache Weise und genau bestimmt werden kann. Die Erfindung sieht einen neuen> Auslöser für die Schlagkraft vor, bei dessen Verwendung die Reibung zwischen den einzelnen Teilen des Werkzeuges nur sehr geringen oder überhaupt keinen Einfluß auf die Stärke des ausgeübten Schlages hat. Weiterhin werden Einrichtungen für das leichte, genaue und feine Einstellen der Druckspannung bzw. der Auslenkung einer Federanordnung geschaffen, mittels deren die Stärke des durch das Werkzeug ausgelösten Schlages einwandfrei bestimmt werden kann.

Die Erfindung sieht eine Federanordnung mit geformten Lastaufnahmeflächen vor, deren Form so gewählt ist, daß eine von den Federn übertragene Kraft

Schlagscherenartige Rütteleinrichtung
zum Lösen eines im Bohrloch
festsitzenden Gestängerohres

Anmelder:

Joy Manufacturing Company,
Pittsburgh, Pa. (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. M. Licht, Patentanwalt,
München 2, Sendlinger Str. 55

Ora Alex Brown, Whittier, Calif. (V. St. Α.),
ist als Erfinder genannt worden

veranlaßt wird, sich in eine bestimmte Stellung, bei der die volle Belastung übertragen wird, zu verlagern.

Die Rütteleinrichtung besteht in bekannter Weise aus einem länglichen, hohlen Gehäuse mit einer innenliegenden und nach oben weisenden Hammerfläche. Innerhalb des Gehäuses befindet sich in gleichfalls bekannter Weise ein Dorn mit einer nach unten gerichte- ten Amboßfläche für die Aufnahme der Schläge der Hammerfläche. Der Dorn erstreckt sich nach unten unter das Gehäuse und wird hier in bekannter Weise mit dem zu entfernenden festsitzenden Rohr verbunden. Erfindungsgemäß sind zwischen Dorn und Gehäuse zusammendrückbare Federn angeordnet, die sich auf der einen Seite auf einem am Dorn einstellbaren Ring und auf der anderen Seite auf mehreren Auslösefingern abstützen. Die Fingerenden können nach außen aufweitend durch eine Verriegelungsfaülse verstellt werden, die auf dem Dorn gleiten kann. Die Fingerenden und das Gehäuse besitzen einander entsprechende EingrifFteile, die in der Spannstellung des Werkzeuges ineinanderfassen und in dieser Stellung durch die genannte Verriegelungshülse festgehalten werden. Die ineinandergreifenden Teile können voneinander gelöst werden, wenn ein am Gehäuse angreifender, aufwärts gerichteter Zug die Federanordnung unter eine vorgewählte Spannung setzt. Das Auslösen der Finger bei der vorbestimmten Belastung gestattet dem Gehäuse, mit der Abwärtsbewegung fortzufahren, um den Hammer kräftig auf die Amboßfläche des Dorns schlagen zu lassen. Die Verriegelungshülse erlaubt die Freigabe der Finger erst dann, wenn die Federanordnung bis zu dem vorbestimmten Wert ver-

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spannt ist, der die Stärke dies an den Dorn weitergegebenen Stoßes bestimmt.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben· sich aus der folgenden Beschreibung an Hand der Zeichnungen. In den Zeichnungen stellen dar:

Fig. 1, la und Ib einen Längsschnitt durch eine Rütteleinrichtung nach der Erfindung, in der die Schnittebene durch die Achse des Werkzeuges gelegt ist. Fig. 1 a ist eine Fortsetzung von Fig. 1, und Fig. Ib ist eine Fortsetzung von Fig. la. Die Fig. 1, la und Ib zeigen das Werkzeug in Spannstellung;

Fig. 2 ist ein Teilschnitt durch dieselbe Ebene wie in Fig. 1, welcher jedoch die in Fig. la dargestellten Teile des Werkzeuges in entspannter oder ausgelöster Stellung zeigt;

Fig. 3 ist ein Querschnitt längs der Linie III-III der Fig. 1 b;

Fig. 4 ist eine Abwicklung des an sich zylindrischen Rippenlabyrinths nach Fig. Ib und 3;

Fig. 5 ist eine der Fig. 4 entsprechende Darstellung ao der Rippen des Rippenlabyrinths nach Drehung und Längsverschiebung von Teilen des Werkzeuges gegeneinander;

Fig. 6 ist eine vergrößerte schaubildliche Darstellung eines Kranzes der Spannfinger, die bereits in Fig. la und 2 gezeigt ist;

Fig. 7 ist eine vergrößerte schaubildliche, teilweise geschnittene Darstellung der in Fig. 1 enthaltenen Einstellvorrichtung;

Fig. 8 ist ein Schnitt längs der Linie VIII-VHI der Fig. 1, und

Fig. 9 ist eine vergrößerte Schnittdarstellung der in Fig. 1 dargestellten Einstellvorrichtung.

Die Rütteleinrichtung ist insgesamt mit 15 bezeichnet. An ihrem oberen Teil ist die Rütteleinrichtung 15 mit einem Gehäuse 16 an ein Bohrgestänge 17 angeschraubt. Am unteren Teil des Werkzeuges 15 ragt der untere Abschnitt eines Innendorns 18 hervor, welcher bei 19 an eine Verlängerungsstange 20 angeschlossen ist, die ihrerseits mit dem nicht näher dargestellten festsitzenden Rohr, das durch das Werkzeug 15 gelöst werden soll, in Verbindung steht.

Das Gehäuse 16 besteht aus dem oberen Rohrteil 22, dessen oberes Ende bei 23 mit dem Verlängerungskopfstück 24 verbunden ist, an welchem das Bohr- gestänge 17 angeschraubt ist. Das untere Ende des oberen Rohrteiles 22 ist bei 25 mit Gewinde an das weiter unten gelegene Rohrstück 26 angebracht. Das untere Ende des weiter unten befindlichen Rohrstückes 26 wiederum ist bei 27 mit einer Stoßstange 28 verschraubt. Die Stoßstange 28 ist mit einer oberen ringförmigen Hammerfläche 29 ausgestattet, die sich innerhalb des unteren Rohrstückes 26 befindet.

Das Unterende der Stoßstange 28 ist mit einer inneren länglichen Erweiterungsöffnung 30 versehen und mit in Längsrichtung mit Zwischenräumen abwechselnd angeordneten oberen und unteren Innenrippen 31. Bei seitlicher Drehung und Bewegung in Längsrichtung gegeneinander schieben sich die Rippen 31 abwechselnd zwischen die einander in Längsrichtung überschneidenden, abwechselnd oben und unten angeordneten Außenrippen 32 am unteren Teil 34 des Doms. Die oberen und unteren Rippen 31 und 32 bilden eine Art Rippenlabyrinth, dessen Anordnung und Abstände das stückweise gegenseitige Verdrehen des Gehäuseteiles 16 und des Dorns 18 erleichtern soll, damit die Schlagkraft des Werkzeuges, die später näher beschrieben wird, eingestellt werden kann. Der Innendorn 18 ist über seine ganze Länge bei 35 durchbohrt und enthält am oberen Ende ein Spülrohr 36, das in das Verlängerungskopfstück 24 hineinragt. Das Spülrohr 36 besitzt unten eine hohle Erweiterung 37 mit Gewindegängen 38 zur Aufnahme des Dornteiles 39. Der Dornteil 39 erstreckt sich koaxial durch den oberen Rohrteil 22 und das Rohrstück 26, in gewissem Abstand von deren Wandungen. Innerhalb des unteren Rohrstückes 26 weist der Dornteil 39 eine untere Erweiterung 40 auf, die innen mit Gewindegängen 41 zur Aufnahme des oberen Endes des Dorns 34 versehen ist. Die eben genannten Teile 40 und 34 sind durch Sicherungsstifte 42, die durch die Wandungen beider Teile hindurchgehen, gegen gegenseitige Verdrehung gesichert. Der obere Dornteil 39 besitzt eine ringförmige Amboßfläche 43 innerhalb des Rohrstükkes 26. Die Amboßfläche 43 liegt einer Hammerfläche 29 in einem gewissen Abstand gegenüber. In der Spannstellung des Werkzeuges hat dieser Abstand die durch den Doppelpfeil X angegebene Größe. Die Stärke des durch die Hammerfläche 29 an die Amboßfläche 43 abgegebenen Schlages ist abhängig von der vorher bestimmten Zusammendrückung der Federgruppe 45. Die Federgruppe 45 liegt in einem Ringraum zwischen dem oberen Rohrteil 22 und dem oberen Dornabschnitt 39 und setzt sich aus vielen koaxial angeordneten Scheiben- oder Ringfedern, die auf den Dorn 39 aufgereiht sind, zusammen. Im einzelnen wird auf die Scheibenfedern später eingegangen. Nach oben hin liegt die Federgruppe 45 an der ringförmigen Stirnfläche 47 einer Stellmutter 48 an. Die Stellmutter 48 ist mit dem Gewinde 49 auf den Gewindeabschnitt 50 des oberen Dornteiles 39 aufgeschraubt und kann hierauf in Längsrichtung auf die gewünschte Lage eingestellt werden. Das untere Ende der Federgruppe 45 liegt auf der ringförmigen Fläche 52 des Federstützringes 53 auf. Die untere ringförmige Stirnfläche

54 des Stützringes 53 dient als Anlage für einen Kranz von Kraftübertragungsfingern 56, die rund um den Dorn 39 angeordnet sind. Die Finger 56 enthalten vergrößerte, nach außen gerichtete Vorsprünge 57, die mit nach außen offenen, gleichlaufenden Vertiefungen 58 versehen sind. Die Vertiefungen 58 dienen zur Aufnahme eines Ringes 59, der Finger 56 an ihren Vorsprüngen zusammenhält. Die oberen Stirnflächen

55 jedes Fingers sind konvex abgerundet, damit sie auf den unteren Stirnflächen des Stützringes 53 abrollen können. Jeder Finger 56 weist einen gegenüber den Vorsprüngen 57 etwas zurücktretenden länglichen Schaft 60 auf, der in eine nach innen und nach oben geneigte Schrägfläche ausläuft, die mit der Stirnkante 61 im Eingriff steht. Jeder Schaft 60 weist unten mehrere nach außen gerichtete Querrippen 62 auf, zwischen denen Ausnehmungen 63 verlaufen und die als Anschlußmittel dienen. Die obere Ausnehmung 63 kann etwas länger gehalten sein als die anderem Ausnehmungen. Die Innenfläche der Schäfte 60 trägt unten eine Ausnehmung 65, die eine Schulter 64 bildet. Während die oberen Vorsprünge 57 der Finger

56 fest um den Dorn 39 gehalten werden, haben die unteren Enden der Finger 56 seitlich Bewegungsfreiheit und können sich nach außen auf den- Rohrteil 22 zu bewegen. Zur Auslöseeinrichtung gehört ferner eine Verriegelungshülse 66, die auf dem Dornteil 39 unter den Auslösefingern angeordnet ist. Die Verriegelungshülse 66 besitzt oben eine ringförmige, nach außen und nach innen geneigte Anschlagfläche 67 für die Finger, die mit den geneigten Flächen 61 an den Fingern 56 zusammenarbeitet. Die Verriegelungshülse 66 besitzt einen Klinkenteil 66 a, der durch eine äußere Schulter 68 begrenzt ist, die sich in einigem Abstand von der Anschlagfläche 67 befindet und ähnlich wie

diese geneigt ist. Die umlaufende Oberfläche des Klinkenteiles 66a wird von der Ausnehmung 65 am unteren Ende der Finger 56 aufgenommen. Der Durchmesser der Ausnehmung 65 ist so bemessen, daß der Klinkenteil 66a ohne weiteres aufgenommen wird, wenn die Finger 56 in der Spannstellung des Werkzeuges in der nach außen verschwenkten Stellung liegen. Der untere Teil der Verriegelungshülse 66 trägt eine nach innen vorspringende Erhöhung 69., die an einem Bund 70 des Doms 39 anliegt. Der Bund 70 liegt innerhalb einer nach innen gerichteten Ausnehmung des unteren Teiles der Verriegelungshülse 66 und begrenzt dessen Längsbewegung auf dem Dorn 39. Zur Erleichterung des Zusammenbaues ist die Verriegelungshülse 66 zweiteilig. Sie wird zusammengehalten durch eine äußere Aufnahmehülse 73, deren oberer Teil 74 die Hülse 66 umgibt und die unten eine Rippe 76 enthält, auf welcher sich die Unterkante der Verriegelungshülse abstützt. Eine Schraubenfeder 77, die sich nach oben hin bei 78 gegen die Rippe 76 legt, übt auf die Verriegelungshülse 66 einen Druck nach oben aus. Der untere Teil 79 der Feder 77 stützt sich gegen die nach oben gerichtete Fläche einer Erweiterung 40 des Dorns 39.

Die Auslöseeinrichtungen enthalten eine Auslösemuffe 81, die sich innerhalb des unteren Endes des Rohrteiles 22 befindet und gegen Verschiebung in Längsrichtung durch einen Spreizring 82 gesichert ist, der mit seinem U-förmigen Profil das Unterende der Auslösemuffe 81 mit dem oberen Ende des Rohr-Stückes 26 verbindet. Die Muffe 81 schließt sich an den Gewindeteil 25 des Rohrstückes 26 an. Die Auslösemuffe 81 weist mehrere ringförmige Innenrippen 83 auf, zwischen denen sich Ringnuten 84 erstrecken, die in ihrem Profil den Querrippen 62 und den Ausnehmungen 63 der Auslösefinger entsprechen. In der Spannstellung des Werkzeuges (Fig. 1 a) liegen die Verriegelungsenden 62 und 63 der Auslösefinger 56 an den entsprechenden Teilen 83 und 84 der Auslösemuffe 81 an, und das untere Ende der Finger 56 wird so zwischen der Auslösemuffe 81 und der Hülse 66 aufgenommen. In ausgelöster oder entspannter Stellung (Fig. 2) sind die Finger 56 von der Auslösemuffe abgezogen, und¹ diese befindet sich nun nahe der Vorsprünge 57 der Finger, während die Finger selbst jetzt alle parallel zum oberen Dornteil 39 ausgerichtet liegen·.

Die Einrichtungen zum Einstellen der Spannung der Federn 45 enthalten einen Stellring 48, der zum Anspannen der Federn 45 auf dem mit Gewinde versehenen· Teil 50 des Innendorns 39 heruntergeschraubt wird und mit dem aus den Rippen 31 und 32 gebildeten Rippenlabyrinth zusammenarbeitet. Der Stellring 48 ist unten zu einem nach außen gerichteten Flansch 87 erweitert, der als obere Anlagefläche für die Fedem dient. Fig. 9 zeigt eine am oberen Ende des Stellringes angeordnete Bremsvorrichtung 88 zur Verhinderung unerwünschter Verdrehung des Stellringes gegenüber dem Dorn. Die Bremse besteht aus ringförmigen Bremsscheiben 89 und. 90, die mit besonderen Bremsbelägen 138 versehen sind. Die Bremsscheibe 89 trägt eine mit einem länglichen Schlitz 92 des Stellringes zusammenwirkende Außenklinke 91, und die Bremsscheibe 90 ist mit einer in einem länglichen Schlitz 94 des Dorns 39 aufgenommenen Innenklinke 93 ausgerüstet. Mehrere in dem Stellring 48 angeordnete Federn 95 drücken die Bremsscheiben 89 und 90 gegeneinander. Ein innen vom Stellring 48 getragener Klemmring 96 sorgt für die Befestigung der Bremsvorrichtung.

Auf das obere Ende des Stellringes 48 ist eine Doppelkronenmutter 97 aufgeschraubt, die beidseitig die Zahnkronen 98 und 99 trägt. Die untere Zahnkrone 98 wirkt einstellbar mit einer am Stellring 48 durch einen Ring 101 befestigten Klinke 100 zusammen und verhindert das gegenseitige Verdrehen von Mutter 97 und Ring 48, wenn beim Zusammenbau und Eineteilen der Federgruppe der Stellring 48 eingestellt worden ist. Die Zähne 99 haben geneigte Endflächen 99 a und stehen nach oben hin im Eingriff mit Sperrzähnen 102, die am unteren Ende einer vom Dorn 39 getragenen Sperrhülse 103 sitzen. Die Sperrzähne 102 haben ebenfalls geneigte Endflächen 102a. Eine Feder 104 drückt die Sperrhülse 103 nach unten in Richtung auf den Stellring 48. Die Feder wird von der Sperrhülse 103 getragen, und ihr Oberende legt sich gegen die untere Fläche des Rohres 36. Die Lage der Sperrhülse 103 wird bestimmt durch eine Anschlagschulter 105 auf dem Dorn 39. Das obere Ende der Sperrhülse ist mit mehreren in Längsrichtung verlaufenden Außenrippen 106 bewehrt, die mit entsprechenden Innenrippen 107 am Kopfstück 24 zusammenwirken. Zum Einstellen der Spannung der Federgruppe 45 werden der Gehäuseteil 16 und das Kopfstück 24 gegenüber dem Innendorn 18 in Längsrichtung verschoben, so daß die Innenrippen des Kopfstückes 24 mit den Außenrippen 106 an der Sperrhülse 103 in Eingriff kommen und der Stellring 48 unter dem Einfluß der ineinandergreifenden Zähne 102 und 99 verdreht werden kann. Die Drehung des Gehäuseteiles 16 gegenüber dem Innendorn 18 wird durch das Rippenlabyrinth begrenzt, welches einerseits an der Stoßstange 28 und andererseits am unteren Dornteil 34 sitzt. In der Stellung nach Fig. 5 ist die Stoßstange 28 gegenüber dem Dorn 34 so weit verdreht worden, daß die Seitenflächen der Rippen 31 an die gegenüberliegenden Seitenflächen der Rippen 32 anstoßen. Um eine weitere Drehung nach rechts zu ermöglichen, muß der Gehäuseteil 16 so weit angehoben werden, daß seine Rippen 31 von den Rippen 32 freikommen, wobei auch gleichzeitig die Rippen 106 und 107 am oberen Teil des Werkzeuges außer Eingriff kommen. Das Gehäuse 16 wird dann über die vorher berührte Rippe 32 hinweggedreht und dann wieder heruntergeführt, um die Rippen 106 und 107 in Eingriff zu bringen. In dieser zweiten unteren Stellung können Gehäuse und Innendorn so weit gegeneinander verdreht werden, bis die Seitenflächen der Rippen 31 und 32 wieder zur Anlage kommen. Wenn der Gehäuseteil 16 angehoben wird, so wird der Eingriff der Zähne 102 an der Sperrhülse und der Zähne 99 an der Doppelkronenmutter nicht gelöst, und wenn das Gehäuse wieder nach unten geführt ist und die Rippen 106 und 107 wieder in Eingriff gebracht sind¹, dann bewirkt eine stückweise Drehung des Gehäuses ebenfalls eine stückweise Drehung des Stellringes 48 auf dem Gewindeteil 50. Die Rippen 106 und 107 dienen dabei zur Übertragung der Drehbewegung. Durch abwechselndes Herauf- und Herunterführen des Gehäuses 16 gegenüber dem Dorn 18 und Drehen des Gehäuses kann der Stellring also stückweise auf dem Gewinde 50 nach unten gedreht werden. Auf diese Weise kann die Federanordnung 45 sehr fein eingestellt werden, und durch Zählen der Anzahl der Verschiebungen des Gehäuseteiles hinauf und hinunter kann eine vorgewählte Spannung genau eingestellt werden.

In der tiefsten Lage des Stellringes 48 sind die Zähne 99 der Doppelkronenmutter 97 gerade von den Zähnen 102 der Sperrhülse 103 frei, da die Schulter 105 des Dorns 39 eine Bewegung der Sperrhülse 103

nach unten verhindert. Die niedrigste Stellung liegt dann vor, wenn die geneigten Stirnflächen 102 a gerade anfangen, über die entsprechend geneigten' Flächen 99 a der Zähne hinwegzugehen. Ein weiteres Anspannen der Federn 45 wird also dadurch vermieden, daß die Flächen 102 a und 99 a bei weiterer Drehung in Anzugsrichtung für den Stellring 48 übereinander weggleiten.

Bei Drehung des Gehäuses gegenüber dem Dorn in entgegengesetzter Richtung, also linksgängig, und entsprechender Auf- und Abbewegung des Gehäuses gegenüber dem Dorn — zwecks Durchwanderns des Rippenlabyrinths — wird der Stellring stückweise gelöst. Wenn die Rippen 106 und 107 im Eingriff sind, bewirkt ein Drehen des Gehäuses 16 ein Lösen des Stellringes 48, weil bei linksgängiger Drehung der Sperrhülse 103 die unteren Enden der Zähne 102 und die oberen Enden der Zähne 99 wieder aneinanderstoßen und so das stückweise Losdrehen des Stellringes bewirken. Das Spülrohr 36 ist im Kopfstück 24 gleitbar angeordnet. Auf einer aufwärts gerichteten Schulterfläche 117 des Kopfstückes 24 liegt eine Stopfbuchsenpackung 116. Über der Stopfbuchsenpackung 116 ist eine Abstands- und Druckbuchse 108 angeordnet, die das Oberende des Spülrohres 36 umgibt. Nach as oben hin stützt sich die Buchse 108 gegen eine Innenmutter 109, die bei 110 in das Kopfstück 24 geschraubt ist. Die Mutter 109 trägt oben eine Zahnkrone 111, in die das gebogene Ende 113 eines Federringes 112 eingreift. Das nach unten abgebogene und sich in die Zwischenräume zwischen den Zähnen 111 legende Ende 113 des Federringes kann entriegelt werden mittels einer Schraube 114, die in das Kopfstück 24 eingeschraubt wird und das gebogeneEnde 113 mit einem stiftartigen Ansatz wegdrückt.

Vor Einführung des Werkzeuges in ein Bohrloch wird die Doppelkronenmutter 97 genau ausgerichtet, um die Bewegung des Stellringes 48 so zu begrenzen, daß bei der der Höchstspannung entsprechenden Auslenkung der Federgruppe 45 durch die Sperrhülse 103 und die damit zusammenwirkenden Zähne der Kronenmutter 97 eine Überlastung der Feder vermieden wird. Weiterhin wird der Stellring 48 verstellbar auf dem Gewindeteil 50 des Innendorns angebracht. Dadurch kann eine ganz bestimmte Spannkraft der Federn 45 die Finger 56 auslösen, und zwar auf einen ganz bestimmten Zug am Bohrgestänge. Nach Auslösung der Finger 56 wird dann dem Dorn eine stoßartige Erschütterung vorher bestimmter Stärke erteilt. Vor dem Einstellen des Werkzeuges stehen die Finger 56 zwisehen der Federanordnung 45 und der von der Feder 77 l>eeinflußten Verriegelungshülse 66 unter Druck. Die Auslösemuffe 81 verhindert eine seitliche Bewegung der Finger.

Für das Einstellen des Werkzeuges werden das Bohrgestänge und das Gehäuse heruntergezogen, um zwischen Hammerfläche 29 und Amboßfläche 43 einen Abstand zu schaffen. Bei der Niederbewegung des Gehäuses wird ebenfalls die Auslösemuffe 81 nieder-I>ewegt, und zwar so weit an den Fingern 56 entlang, bis die Vorsprünge und Ausnehmungen 62, 63 an der Auslösemuffe dfen Vorsprüngen und Ausnehmungen und 84 an den Fingern gegenüberliegen. In dieser Stellung springen die Finger (unter Druck) nach außen und lassen die Innenteile in Eingriff kommen. Die Bewegung der Finger nach außen wird erleichtert durch die geneigte Fläche 61 an den Fingern und die damit zusammenarbeitende geneigte Fläche 67 an der Verriegelungshülse. Sofort nachdem die Finger 56 in die Auslösemuffe 81 eingegriffen haben, treibt die Feder 77 die Verriegelungshülse nach oben zwischen den Innendorn 39 und die unteren Enden der Finger und schließt dadurch die Fingerenden zwischen dem oberen Teil 66 a der Verriegelungshülse und der Auslösemuffe 81 ein. In dieser Spannstellung können sich die Finger 56 von der Auslösemuffe 81 nicht lösen, ehe der Gehäuseteil nicht genügend weit angehoben worden ist, um die Federanordnung unter die vorher ausgewählte Druckspannung zu setzen.

Für das Auslösen werden der Gehäuseteil des Werkzeuges und das Bohrgestänge nach oben gezogen. Der auf den Gehäuseteil ausgeübte Zug wird über die Eingriffsvorsprünge der Muffe 81 auf die Finger 56 und von dort auf die Federanordnung 45 übertragen. Der aufwärts gerichtete Zug wird so lange fortgesetzt, bis die Federn 45 auf den vorher bestimmten Wert gespannt worden sind, der durch die Auslenkung der Federn gemessen werden kann. Wenn dieser Wert erreicht ist, befinden sich die innenliegenden Kanten der geneigten Fläche 61 der Finger 56 gegenüber den äußeren Kanten der geneigten Fläche 67 an der Verriegelungshülse 66. In diesem Zustand treiben die geneigten Flächen durch ihre Keilwirkung die Verriegelungshülse 66 gegen die Kraft der Feder 77 nach unten. Da die in der Federanordnung 45 gespeicherte Druckspannung erheblich größer ist als die nach oben treibende Kraft der Feder 77, schnappt die Verriegelungshülse nach unten, und der Eingriff zwischen den Fingern 56 und der Auslösemuffe 81 wird im gleichen Augenblick gelöst. Daraufhin schnellt der Gehäuseteil zur Entlastung von dem auf ihn wirkenden Zug nach oben, und die Hammerfläche 29 schlägt kräftig auf die am Dornteil befindliche Amboßfläche 43. Die auf die Amboßfläche 43 abgegebene Schlagkraft entspricht dem Kraftaufwand, der erforderlich ist, um die Federanordnung 45 so weit zusammenzudrücken, bis die Auslösefinger freigegeben werden. Die Schlagstärke ist von den Reibungsverhältnissen innerhalb des Werkzeuges also praktisch unbeeinflußt.

Wiederholte Schläge auf die am Dorn befindliche Amboßfläche 43 können ausgeführt werden, indem man den Gehäuseteil niederdrückt, das Werkzeug spannt und dann das Bohrgestänge nach oben zieht. Die so ausgeübten wiederholten Schläge sind' alle von der gleichen Stärke, da die Federn 45 immer genauso zusammengedrückt werden. Wenn es wünschenswert erscheint, die Schlagstärke zu steigern oder zu vermindern, so kann die für das Auslösen der Finger aus der Spannstellung erforderliche Auslenkung der Federn 45, wie oben beschrieben, leicht eingestellt werden, indem man den Stellring 48 auf dem Dorn verdreht.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Schlagscherenartige Rütteleinrichtung zum Lösen eines im Bohrloch festsitzenden Gestängerohres durch Einwirkung einer aufwärts gerichteten Schlagkraft auf das Rohr, wobei das mit dem Bohrgestänge verbundene Gehäuse der Rütteleinrichtung mit einer aufwärts weisenden Hammerfläche versehen ist und ein mit dem zu lösenden Gestängerohr verbundener Dorn eine nach unten gerichtete Aniboßfläche aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Gehäuse (16) und dem Dorn (18) eine Federgruppe (45) angeordnet ist, die durch aufwärts gerichteten Zug an Gehäuse und Bohrgestänge gespannt wird, wobei die Zugkraft durch einen Kranz von Spannfingern (56) übertragen wird, die mit ihrem einen Ende gegen

die Federn stoßen und deren andere Enden durch eine auf dem Dorn (18) sitzende Verriegelungshülse (66) mit einer am Gehäuse befestigten Muffe (81) so lange im Eingriff gehalten werden, bis die Verriegelungshülse (66) bei einer bestimmten Anspannung der Federn (45) den Eingriff zwischen Fingern (56) und Gehäusemuffe (81) freigibt, so daß das Gehäuse (16) einen aufwärts gerichteten Bewegungsstoß erhält und Hammerfläche (29) und Amboßfläche (43) aufeinanderprallen.

2. Rütteleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Finger (56) in formschlüssiger Verbindung mit der sie umgebenden Muffe (81) stehen, wenn ihre unteren Enden (60) in der Spannstellung der Rütteleinrichtung nach außen geschwenkt sind und in dieser Stellung von der zwischen Dorn und Finger verschiebbaren Verriegelungshülse (66) blockiert werden, die auf dem Dorn ein bestimmtes Stück nach oben gleitet, wenn Gehäuse (16) und Dorn (18) in Spannstellung zueinander liegen, und die bei weiterer Aufwärtsbewegung des Gehäuses (16) aus ihrer Verriegelungsstellung freigegeben wird und dann ihrerseits das Gehäuse für den aufwärts gerichteten Stoß freigibt.

3. Rütteleinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungshülse (66) geneigte Ringfläche (67) zum Zusammen

wirken mit im entgegengesetzten Sinne entsprechend geneigten Ringflächen (61) an den unteren Enden der Finger aufweist.

4. Rütteleinrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch auf dem Dorn (18) für die Einwirkung auf die Verriegelungshülse (66) ange- brachte Federglieder (77).

5. Rütteleinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß am Gehäuse (16) in Längsrichtung verlaufende Innenrippen

(107) und an einer auf dem Dorn (18) angebrachten Sperrhülse (103) entsprechende Außenrippen (106) angebracht sind, die bei Längsverschiebung des Gehäuses gegenüber dem Dorn ineinandergreifen und bei Verdrehung der beiden Teile (16, 18) gegeneinander die Drehbewegung an eine auf den Dorn aufgeschraubte Ringmutter (48) übertragen, die mit ihrer einen Stirnfläche auf die Federgruppe (45) drückt und deren andere Stirnfläche für die Übertragung der Drehbewegung eine Verzahnung (100) trägt, welche in die Verzahnung (98) einer auf der anderen Seite mit Zähnen (102) der Hülse (103) zusammenwirkenden Zwischenmutter (97) eingreift.

6. Rütteleinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die verzahnte Zwischenmutter (97 in Fig. 7) auf die Ringmutter (48) einstellbar so aufgeschraubt werden kann, daß eine Überspannung der Federanordnung (45) durch Begrenzung der Eingriffstiefe zwischen den Zähnen (102) der Hülse (103) und' der verzahnten Zwischenmutter (97) vermieden wird.

7. Rütteleinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Rippenlabyrinth (Fig. 4 und 5) in Längsrichtung mit Zwischenraum angeordnete Innenrippen (31) des Gehäuses (16) mit in Längsrichtung einander überlappenden Außenrippen (32) des Dorns (18) so zusammenwirken, daß in einer Endstellung einer gegenseitigen Längsbewegung von Gehäuse (16) und Dorn (18) eine teilweise Verdrehung dieser Teile gegeneinander möglich ist, während in der anderen Endstellung der gegenseitigen Längsbewegung bei Verdrehung von Gehäuse und Dorn die verzahnte Zwischenmutter (97) sich im Eingriff mit der Ringmutter (48) befindet.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschrift Nr. 2 591130.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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