DE1189934B

DE1189934B - Hohlbohrgestaengeverbindung fuer Tiefbohrungen mit elektrischer Leitung

Info

Publication number: DE1189934B
Application number: DEG38905A
Authority: DE
Inventors: Johann Gruber
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1963-10-11
Filing date: 1963-10-11
Publication date: 1965-04-01

Description

Hohlbohrgestängeverbindung für Tiefbohrungen mit elektrischer Leitung Die Erfindung bezieht sich auf einen Bohrgestängeverbinder für Hohlgestänge zum Tiefbohren, in denen elektrische Leitungen untergebracht sind, durch die elektrische Energie auf Bohrlochsohle zur Speisung eines Elektromotors od. dgl. geleitet werden kann.
Die einzelnen Längen des Hohlgestänges werden über Tage vor dem Einlassen in das Bohrloch miteinander verbunden. Dabei müssen auch gleichzeitig die in den zu verbindenden Längen untergebrachten elektrischen Leitungen miteinander verbunden werden: Die Unterbringung der elektrischen Leitungen und der elektrischen Kontakte bereitet in Bohrgestänge für Tiefbohrungen infolge der kleinen Gestängeabmessungen erhebliche Schwierigkeiten.
Es sind bereits Ausführungen bekannt, bei welchen das Kabel zentral im Gestängerohr gelagert ist und die elektrischen Kontakte unmittelbar am Ende des Kabels entweder nebeneinander oder hintereinander in einem gesonderten Stecker liegen, welcher mit dem Kabel eine Einheit bildet. Ferner ist eine Ausführung bekannt, bei welcher innerhalb des Hohlgestänges die einzelnen Phasen der elektrischen Leitung und Kontakte ringförmig angeordnet sind, wobei weitere Rohre- als abstandhaltende Mittel Verwendung finden.
Das zentral im Gestängerohr gelagerte Kabel macht es unmöglich, auf die Bohrlochsohle durch das Gestängerohr Meß- und Instrumentalgeräte zubringen. Ferner wird infolge der verhältnismäßig großen Steckerdimension der freie Durchflußquerschnitt für die Bohrspülung bei kleinem Gestängedurchmesser zu gering.
Die ringförmige Leitung verengt gleichzeitig den Gestängequerschnitt erheblich, ist kompliziert und teuer in der Ausführung und erfordert ein ausgesprochenes Sonderbohrgestänge.
Diese Ausführungen haben ferner den Nachteil, daß Spülungsrückstände im Bohrgestänge beim Lösen oder Verbinden desselben die Kontakte leicht verschmutzen können, womit Reinigungsarbeiten unerläßlich werden, die jedoch einen wesentlichen Zeitaufwand erfordern, welcher sich wieder unangenehm in einer Verlängerung der Bohrzeit auswirkt.
Gemäß der Erfindung wird durch den in einem Beispiel gezeigten Aufbau eines elektrischen Gestängeverbinders der Durchgangsquerschnitt für die Spülung gegenüber dem normal üblichen Bohrgestänge nicht erheblich verengt. Ferner gestattet dieser Aufbau die zentrale Einführung und Durchführung von Meß- und sonstigen Geräten bis auf die Bohrlochsohle. Da sich die ganze Art der Anordnung auch in bezug auf die Abmessungen weitgehendst an die derzeit in Verwendung befindlichen Bohrgestänge beim Rotary-Bohren anlehnt, so kann dieses Gestänge auch für dieses Verfahren bei besonderen Erfordernissen Verwendung finden.
Gegenstand der Erfindung im besonderen ist der Aufbau der beiden Verbinderhälften mit den elektrischen Kontakten und deren Stromverbindungen sowie die druckfeste Verbindung des Kabels mit den beiden elektrischen Kontaktanschlüssen, welche erfindungsgemäß so ausgelegt sind, daß diese beim Verbinden des Gestänges sowohl wassernaß zusammengeschraubt werden können als auch von abtropfender Spülung beim Abstellen des Bohrgestänges im Bohrturm weitgehendst geschützt sind.
Der Erfindungsgedanke wird in der Zeichnung in einem Beispiel veranschaulicht.
F i g. 1 zeigt den Schnitt AB durch einen elektrischen Gestängeverbinder in der verschraubten, d. h. geschlossenen Form; F i g. 2 zeigt den Schnitt Z'15 durch die obere Gestängemuffe; F i g. 3 zeigt den Schnitt EF durch die obere Gestängemuffe; F i g. 4 zeigt den Schnitt GH durch beide Verbinderhälften; F i g. 5 zeigt den Schnitt TE durch den unteren Verbinderzapfen; F i g. 6 zeigt einen größeren Ausschnitt im Schnitt ÄR durch die elektrische Kontaktverbindung mit Kontaktschließschraube; F i g. 7 zeigt einen größeren Ausschnitt im Schnitt AN durch die elektrische Kontaktverbindung mit Andrückkolben.
Der untere Teil des Bohrgestänges besteht aus dem Gestängerohr 1, welches mit dem unteren Verbinderzapfen mit konischem Zapfengewinde 2 entweder, wie dargestellt, verschweißt oder verschraubt ist und welcher ferner die ringförmige Ausnehmung 3 aufweist. Auf dem Verbinderzapfen 2 ist der Kontaktträger 4 druckdicht aufgeschweißt, welcher entsprechend der Anzahl der Phasen, z. B. drei Kontaktringe 5 trägt, die durch eine wasserabweisende Isolationshülse 6 isoliert und voneinander getrennt sind. Von den einzelnen Kontaktringen 5 führen isolierte Einzelleiter 7 bis an die ringförmige Ausnehmung 3, welche die Verbindungs- und Vulkanisationsstelle zwischen dem Kabel 8 und den Einzelleitern 7 ist.
Der obere Teil des Bohrgestänges besteht aus dem Gestängerohr und aus der gleichfalls mit konischem Innengewinde versehenen Verbindungsmuffe 9, welche zum Zwecke wie oben unter 3 gleichfalls eine ringförmige Ausnehmung 10 aufweist, von welcher die isolierten Einzelleiter 11 weiterführen und welche am Ende, nach einer Seite hin, blank gelegte Kontakte 12 besitzen, die in der jeweiligen Höhe der Kontaktringe 5 enden. Die Andrückfedern 13 für den Kontaktschluß der elektrischen Leitung liegen in Hülsen 14, welche mit der Verbindungsmuffe 9 druckdicht verschweißt sind. Die Abdichtung gegenüber der Bohrspülung am Außenmantel übernimmt die Dichtung 15 und am Innenmantel die Dichtung 16. Die in der Verbindungsmuffe liegenden Nuten zur Aufnahme der isolierten Einzelleiter 11 werden am zweckmäßigsten durch Einfräsungen am Außenmantel hergestellt und durch druckdicht eingeschweißte Formstücke 17 wieder geschlossen. Zum Schutz gegen Abrieb der Vulkanisationsstellen sind metallische Hülsen 18 und 19 vorgesehen. An Stelle der selbsttätig wirkenden Andruckfedern 13 kann auch der Kontaktschluß, wie in F i g. 6 dargestellt, mittels einer abgedichteten Schraube 20 nach dem Zusammenschrauben des Gestänges von Hand aus erfolgen oder durch den Spülungsmanteldruck durch einen dichten Kolben 21 bzw. durch eine entsprechende Kombination.

Claims

Patentansprüche: 1. Hohlbohrgestängeverbindung für Tiefbohrungen mit elektrischer Leitung, die in einer Verbindungsmuffe bzw. in einem Verbinderzapfen endet, dadurch gekennzeichnet, daß der hohlgebohrte untere Verbinderzapfen (2) am oberen Ende leitende elektrische Kontaktringe (5) trägt und im Mittelteil eine ringförmige Ausnehmung (3) besitzt, in welche sowohl die Einzelleiter (7) mit dem Kabel (8) verbunden als auch mit dem Verbinderzapfen (2) druckdicht vulkanisiert werden können.
2. Gestängeverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die obere hohlgebohrte Verbindermuffe (9) nur nach einer Seite hin frei liegende Kontakte (12) besitzt, die in verschiedener Höhe mittels der Federn (13) federnd an die Kontaktringe (5) angedrückt werden, wobei der Mittelteil der Verbindermuffe (9) eine ringförmige Ausnehmung (10) aufweist, in welche sowohl die isolierten Einzelleiter (11) mit dem Kabel (22) verbunden als auch mit der Verbindermuffe (9) druckdicht vulkanisiert werden können.
3. Gestängeverbindung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle der konischen Gewindeverbindung auch eine andersgeartete Gewindeverbindung, z. B. durch überwurfmutter oder Bajonettverschluß, Verwendung finden kann.
4. Gestängeverbindung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakte durch druckdichte Andrückschrauben (20) von Hand aus geschlossen werden können.
5. Gestängeverbindung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die federnden Kontakte durch den im Bohrloch vorhandenen Spülungsdruck mittels druckdichter, jedoch beweglicher Kolben (21) geschlossen gehalten werden.
6. Gestängeverbindung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Kontaktringe (5) in einer bis zu der ringförmigen Ausnehmung (3) reichenden gummiartigen vulkanisierbaren Isolierstoffhülse liegen als auch die Kontakte mit den Einzelleitern.