DE1218975B

DE1218975B - Well preventer

Info

Publication number: DE1218975B
Application number: DES88958A
Authority: DE
Inventors: Raymond Willis Walker; Huntington Beach
Original assignee: Shaffer Tool Works
Current assignee: Shaffer Tool Works
Priority date: 1963-02-01
Filing date: 1964-01-04
Publication date: 1966-06-16

Description

Bohrlochpreventer Die Erfindung betrifft einen Bohrlochpreventer, dessen feststehendes Gehäuse axial aufeinander ausgerichtete, gegenüberliegende öffnungen zum Durchführen der Bohrwerkzeuge aufweist und eine elastische Dichtung enthält, die um eine mittlere öffnung herum angeordnet und durch axial aufwärts gerichtete Kräfte, die an geneigten Flächen umgelenkt werden, radial nach innen in eine Schließstellung bewegbar ist.Borehole preventer The invention relates to a borehole preventer, its fixed housing axially aligned, opposite one another Has openings for passing through the drilling tools and an elastic seal contains, which are arranged around a central opening and through axially upwards directed forces, which are deflected on inclined surfaces, radially inwards is movable into a closed position.

Bei einem bekannten Preventer dieser Art besteht die um die zu verschließende öffnung herum angeordnete Dichtungsvorrichtung aus mehreren in einem elastischen Dichtungsmaterial eingebetteten Segmenten, die zwischen festen oberen und unteren waagerechten Flächen beim Schließvorgang radial nach innen bewegt werden. Die von dem elastischen Dichtungsmaterial gebildeten Außenflächen der Segmente sind Teile einer Kegelfläche und liegen an der entsprechend kegelförmig ausgebildeten Innenwand eines Ringkolbens an, der beim Schließvorgang angehoben wird. Beim Schließvorgang tritt also an den Kegelflächen eine Gleitbewegung zwischen dem elastischen Material der Segmente und dem nicht elastischen Kolben auf, so daß große Reibungskräfte zu überwinden sind und vorzeitiger Verschleiß des Dichtungsmaterials eintreten wird. Auch die zwischen den Segmenten und der oberen waagerechten Fläche auftretenden Reibungskräfte sind sehr erheblich, da diese Fläche senkrecht zur Bewegungsrichtung des Kolbens angeordnet ist.In a known preventer of this type, there is the one to be closed Sealing device arranged around the opening consisting of several in one elastic Sealing material embedded segments that are fixed between upper and lower horizontal surfaces are moved radially inward during the closing process. The from The outer surfaces of the segments formed by the elastic sealing material are parts a conical surface and lie on the correspondingly conical inner wall an annular piston that is raised during the closing process. During the closing process So there is a sliding movement between the elastic material at the conical surfaces of the segments and the non-elastic piston, so that large frictional forces too are overcome and premature wear of the sealing material will occur. Also those occurring between the segments and the upper horizontal surface Frictional forces are very significant because this surface is perpendicular to the direction of movement of the piston is arranged.

Durch die Erfindung sollen die Reibungskräfte beim Schließen des Preventers erheblich verringert werden, so daß dieser im Ernstfall zuverlässig und leicht betätigt werden kann.The invention is intended to reduce the frictional forces when closing the preventer can be significantly reduced, so that it can be operated reliably and easily in an emergency can be.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß eine im Gehäuse ausgebildete, konzentrisch zur Achse liegende gekrümmte Innenfläche, die im wesentlichen die Form eines Kugelabschnittes hat und mit an der Dichtung vorgesehenen äußeren gekrümmten Führungsstücken zusarnmenwirkt, die die Cye , krümmte Innenfläche des Gehäuses zur übersetzung der axial gerichteten Kraft in eine rollende Einwärtsbewegung der Dichtung gleitend berühren.This is achieved according to the invention in that a curved inner surface which is formed in the housing and is concentric to the axis, which essentially has the shape of a spherical segment and cooperates with the outer curved guide pieces provided on the seal, which the Cye , curved inner surface of the housing to translate the axially directed force in a rolling inward movement of the seal.

Bei der Erfindung tritt also an die Stelle des bisher üblichen Abgleitens auf einer im Schnitt geraden, geneigten Linie ein Abrollen der Dichtungsvorrichtung auf einer im Schnitt gekrümmten Linie. Dies wird mit Hilfe der gekrümmten Führungsstücke erreicht, die zwar selbst noch auf der gekrümmten Fläche gleiten, jedoch ein Entlanggleiten der eigentlichen Dichtung auf der gekrümmten Innenfläche verhindern. In den Zeichnungen zeigt F i g. 1 eine schematische Darstellung einer für das Bohren auf offener See einzusetzenden Bohranlage, für die der Preventer nach der Erfindung verwendet werden kann, F i g. 2 einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform in der geöffneten, nicht dichtenden Stellung und mit einem durch den Preventer hindurchgehenden Bohrgestänge, F i g. 3 einen Querschnitt entlang der Ebene III-111 der F i g. 2, F i g. 4 einen Längsschnitt der Vorrichtung nach F i g. 2 in Dichtungsstellung bei eingefahrenem Bohrgestänge, F i g. 5 einen Längsschnitt einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung, bei welcher die Dichtung in eine Mehrzahl von Abschnitten unterteilt ist und die in einer vollständig geschlossenen und abgedichteten Stellung ohne Bohrgestänge dargestellt ist, F i g. 6 einen Schnitt entlang der Linie VI-VI der F i g. 4 zur Darstellung der Dichtungsstellung mit eingefahrenem Bohrgestänge, F i g. 7 einen Schnitt entlang der Linie VII-VII der F i g. 5 zur Darstellung der anderen Ausführungsform der Vorrichtung in Dichtungsstellung ohne Bohrgestänge. . In the case of the invention, instead of the hitherto customary sliding on an inclined line that is straight in section, the sealing device unrolls on a line that is curved in section. This is achieved with the help of the curved guide pieces which, although they still slide on the curved surface, prevent the actual seal from sliding along the curved inner surface. In the drawings, F i g. 1 shows a schematic representation of a drilling rig to be used for drilling on the open sea, for which the preventer according to the invention can be used, FIG. 2 shows a longitudinal section through an embodiment in the open, non-sealing position and with a drill rod passing through the preventer, FIG . 3 is a cross-section along the plane III-111 of FIG. 2, Fig. 4 shows a longitudinal section of the device according to FIG. 2 in the sealing position with the drill rod retracted, FIG . 5 shows a longitudinal section of a further embodiment of the device in which the seal is divided into a plurality of sections and which is shown in a completely closed and sealed position without drill rods, FIG . 6 shows a section along the line VI-VI in FIG. 4 to show the position of the seal with the drill rod retracted, FIG . 7 shows a section along the line VII-VII in FIG. 5 to illustrate the other embodiment of the device in the sealing position without drill rods. .

F i g. 1 zeigt beispielsweise einen Preventer 10 nach der vorliegenden Erfindung im Einsatz bei einer auf offenem Meer arbeitenden Bohranlage. Der Preventer 10 nach der Erfindung kann jedoch auch für andere Bohranlagen verwendet werden, unabhängig davon, ob sie unter Wasser arbeiten oder nicht. Der in F i 2 dargestellte Preventer 10 ist eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und weist ein Metallgehäuse 11 auf, das aus einem oberen Teil 12 und einem unteren Teil 13 besteht, die durch einen Einspannring 14 abnehmbar aneinander befestigt sind. Die Bolzen 14a können aus dem Ring 14 und den Gehäuseteilen 12 und 13 entfernt werden, so daß das Gehäuse auseinandergenommen und die darin befindlichen Dichtungselemente, falls erforderlich, ersetzt werden können. Das Gehäuse 11 wird in einer Bohranlage, meistens unmittelbar über dem Bohrloch, angeordnet. In dem oberen Abschnitt 12 und dem unteren Abschnitt 13 des Gehäuses 11 sind axial in Flucht lieaende öffnungen 15 und 16 vorgesehen, durch die hindurch ein Bohrwerkzeug oder Bohrgestänge 17 geführt werden kann, das axial in dem Gehäuse bewegbar ist. Das Gehäuse 11 weist vorzugsweise in seinem oberen Abschnitt 12 eine vergrößerte zylindrische Bohrung 18 und eine gekrümmte Innenfläche 19 auf, die mit einem kugelflächenförmigen Abschnitt versehen ist, der von der Öffnung 15 zur Bohrung 18 führt. Die öffnung 15 und die obere Kante der gekrümmten Innenfläche 19 treffen an einer ringförmigen Kante 20 in dem Gehäuse 11 aufeinander.F i g. 1 shows, for example, a preventer 10 according to the present invention in use in a drilling rig operating at sea. However, the preventer 10 according to the invention can also be used for other drilling rigs, regardless of whether they work underwater or not. The preventer 10 shown in FIG. 2 is a preferred embodiment of the present invention and has a metal housing 11 which consists of an upper part 12 and a lower part 13 which are detachably attached to one another by a clamping ring 14. The bolts 14a can be removed from the ring 14 and the housing parts 12 and 13 so that the housing can be dismantled and the sealing elements therein replaced, if necessary. The housing 11 is arranged in a drilling rig, mostly directly above the borehole. In the upper section 12 and the lower section 13 of the housing 11 axially aligned openings 15 and 16 are provided, through which a drilling tool or drill rod 17 can be guided, which is axially movable in the housing. The housing 11 preferably has, in its upper section 12, an enlarged cylindrical bore 18 and a curved inner surface 19 which is provided with a spherical surface-shaped section which leads from the opening 15 to the bore 18. The opening 15 and the upper edge of the curved inner surface 19 meet at an annular edge 20 in the housing 11 .

- Eine elastische Dichtung 21 ist in der vergrößerten zylindrischen Bohrung 18 angeordnet - und kann wahlweise zwischen einer nicht dichtenden Stellung (s. F i g. 2 und 3) und einer Dichtungsstellung hin-und herbewegt werden, bei welcher entweder nach F i g. 4 und 6 das Bohrgestänge 17 eingefahren ist oder nach F i g. 5 und 7 das Bohrgestänge 17 gezogen ist. - An elastic seal 21 is arranged in the enlarged cylindrical bore 18 - and can optionally be moved back and forth between a non-sealing position (see FIGS. 2 and 3) and a sealing position in which either according to FIG. 4 and 6, the drill rod 17 is retracted or according to FIG. 5 and 7 the drill rod 17 is pulled.

Die Dichtung 21 kann aus einem geschlossenen Ring aus elastischem Material, wie z. B. natürlichem oder synthetischem Kautschuk, bestehen. Synthetisches Gummi mit einer Shore-Härte zwischen 50 bis 80 ist besonders gut für eine derartige Dichtung geeignet. Die ringförmige elastische Dichtung 21 in den F i g. 2, 3 und 4, 6 weist eine Innenbohrung 22 und eine Außenfläche 23 auf. In der gewöhnlichen, nicht dichtenden Stellung nach F i g. 2 und 3 ist der Durchmesser der Innenbohrung 22 der Dichtung 21 angenähert gleich dem Durchmesser der öffnungen 15 und 16. Die Dichtung 21 wirkt mit der gekrümmten Innenfläche 19 des Gehäuses 11 zusammen, um zwischen einer dichtenden und einer nicht dichtenden Stellung hin- und herbewegt zu werden. Mit der gekrümmten, inneren Gehäusefläche 19 und der Dichtung 21 arbeitet eine Übersetzungsvorrichtung zusammen, welche eine axiale Bewegung oder einen Druck auf die Dichtung in eine einwärts gerichtete Wälz- oder rollende Bewegung umsetzt, -so daß die ringförmige Dichtung 21 an der öffnung 15 ein Höchstmaß an einwärts gerichteter Dichtungsbewegung erreicht. Diese Übersetzungsvorrichtung kann eine Mehrzahl gekrünnnter metallischer Führungsstücke 24 enthalten, die mit der Außenfläche 23 der Dichtung 11 verbunden sind.The seal 21 can consist of a closed ring made of elastic material, such as. B. natural or synthetic rubber exist. Synthetic rubber with a Shore hardness between 50 and 80 is particularly suitable for such a seal. The annular elastic seal 21 in FIGS. 2, 3 and 4, 6 has an inner bore 22 and an outer surface 23 . In the usual, non-sealing position according to FIG. 2 and 3 , the diameter of the inner bore 22 of the seal 21 is approximately equal to the diameter of the openings 15 and 16. The seal 21 cooperates with the curved inner surface 19 of the housing 11 to move back and forth between a sealing and a non-sealing position will. With the curved, inner housing surface 19 and the seal 21, a translation device works together, which converts an axial movement or a pressure on the seal into an inwardly directed rolling or rolling movement, so that the annular seal 21 at the opening 15 is as high as possible achieved by inward movement of the seal. This translation device can include a plurality of curved metallic guide pieces 24 which are connected to the outer surface 23 of the seal 11 .

Jedes metallische Führungsstück 24 ist einteilig mit einem einwärts vorspringenden Flansch 25 ausgebildet, in welchem Öffnungen 25 a vorgesehen sind. Die äußeren gekrümmten Flächen eines jeden Führungsstückes 24 entsprechen in ihrer Form im wesentlichen der gekrümmten Innenfläche 19 des Gehäuses 11. Vorzugsweise sind die Dichtung 21 und die damit verbundenen Führungsstücke 24 als Einheit hergestellt und in dem Gehäuse 11 angeordnet. Im Falle der Abnutzung kann die ganze aus der ringförmigen Dichtung 21 und den Führungsstücken 24 bestehende Einheit durch eine andere, gleiche Einheit ersetzt werden. Die Führungsstücke 24 sind in der nicht dichtenden Stellung mit Abstand voneinander angeordnet und werden aufeinander zu bewegt, wenn die Dichtung 21 in die in F i g. 6 und 7 gezeigte Dichtungsstellung bewegt wird.Each metallic guide piece 24 is formed in one piece with an inwardly projecting flange 25 , in which openings 25 a are provided. The shape of the outer curved surfaces of each guide piece 24 corresponds essentially to the curved inner surface 19 of the housing 11. The seal 21 and the guide pieces 24 connected to it are preferably produced as a unit and are arranged in the housing 11 . In the event of wear, the entire unit consisting of the annular seal 21 and the guide pieces 24 can be replaced by another, identical unit. The guide pieces 24 are arranged at a distance from one another in the non-sealing position and are moved towards one another when the seal 21 is in the position shown in FIG. 6 and 7 shown seal position is moved.

Als Betätigungsmittel für die Dichtung dient ein Ringkolben 27, der axial in dem Gehäuse 11 angeordnet ist und eine Innenbohrung 27 a aufweist, die im wesentlichen den gleichen Durchmesser wie die Öffnungen 15 und 16 hat. Die Bewegung des Kolbens kann von einer entfernten Stelle aus gesteuert werden. An annular piston 27, which is arranged axially in the housing 11 and has an inner bore 27 a, which has essentially the same diameter as the openings 15 and 16 , serves as the actuating means for the seal. The movement of the piston can be controlled from a remote location.

Der Kolben 27 ist mit einer Ringwand 28 versehen, die eine mit der Dichtung 21 in Berührung stehende Fläche 28a und eine den Kolben in der nicht dichtenden Stellung abstützende Anschlagfläche 28 b aufweist.The piston 27 is provided with an annular wall 28 having a standing with the seal 21 in contact surface 28a and the piston in the non-sealing position supporting abutment surface 28 b.

Ein in dem Gehäuse 11 vorgesehener Ring 29 dient als Gleitfährung für den Kolben 27. Der Ring 29 trennt die Bohrung 18 von einer Kammer 30 im unteren Gehäuseteil 13. Der Ring 29 weist eine untere Anschlagfläche 29 a und eine obere Anschlagfläche 29 b auf, die mit der Fläche 28 b in Eingriff treten kann.A ring 29 provided in the housing 11 serves as a sliding guide for the piston 27. The ring 29 separates the bore 18 from a chamber 30 in the lower housing part 13. The ring 29 has a lower stop surface 29 a and an upper stop surface 29 b , which can come into engagement with the surface 28 b.

Ein Anschlagflansch 31 ist am Ende des Kolbens 27 vorgesehen und weist eine Anschlagfläche 31a auf, die mit der unteren Anschlagfläche 29a des Ringes 29 zur Begrenzung der Kolbenbewegung in Eingriff treten kann.A stop flange 31 is provided at the end of the piston 27 and has a stop surface 31a which can engage with the lower stop surface 29a of the ring 29 to limit the piston movement.

Geeignete O-Ringe oder andere zum Abdichten gegen Strömungsmittel geeignete Vorrichtungen 32 sind auf dem Kolben 27, dem Ring 29 und dem Flansch 31 angeordnet.Suitable O-rings or other devices 32 suitable for sealing against fluid are arranged on the piston 27, the ring 29 and the flange 31 .

Eine Eintrittsöffnung 33 für das den Kolben betätigende Strömungsmittel führt durch den unteren Gehäuseabschnitt 13 und den Ring 29 hindurch und mündet an der oberen Anschlagfläche 29b in die vergrößerte Bohrung 18. Eine Rückströraöffnung 34 kann ebenfalls in dem unteren Gehäuseabschnitt 13 und dem Ring 29 vorgesehen sein und mündet an der unteren Anschlagfläche 29 a in die Kammer 30. An inlet opening 33 for the fluid actuating the piston leads through the lower housing section 13 and the ring 29 and opens into the enlarged bore 18 at the upper stop surface 29b. A return flow opening 34 can also be provided in the lower housing section 13 and the ring 29 and opens into the chamber 30 at the lower stop surface 29 a.

Der Kolben 27 und die Dichtung 21 können auf verschiedene Weise bewegungsschlüssig verbunden sein. Nach F i g. 2 und 4 ist ein ringförmiger Verbindungsring 35 in die Dichtung 21 während der Herstellung eingeformt, der eine innere, mit Gewinde versehene Fläche 35a aufweist. Der obere Abschnitt des Kolbens 27 ist mit einem Gewindeabschnitt versehen, der von der Gewindefläche 35a des Verbindungsringes 35 aufgenommen wird. Der Verbindungsring 35 ist vorzugsweise in der Dichtung 21 über den unteren Enden der Führungsstücke 24 und in Berührung mit diesen angeordnet. Die hier beschriebene Verbindungsvorrichtung stellt eine bevorzugte Ausführungsform dar; andere Möglichkeiten der Verbindung des Kolbens 27 mit der Dichtung 21 sind denkbar.The piston 27 and the seal 21 can be connected in various ways in a manner locked in motion. According to FIG. 2 and 4, an annular connecting ring 35 is molded into the seal 21 during manufacture and has an internal threaded surface 35a. The upper portion of the piston 27 is provided with a threaded portion which is received in the threaded surface 35 a of the connecting ring 35. The connecting ring 35 is preferably disposed in the seal 21 over the lower ends of the guide pieces 24 and in contact therewith. The connecting device described here represents a preferred embodiment; other ways of connecting the piston 27 to the seal 21 are conceivable.

Wenn der Kolben27 aufwärts in die Dichtungsstellung bewegt wird, berührt er nur den unteren Ab- schnitt der Dichtung21 und tritt nicht unmittelbar mit den Führungsstücken 24 in Eingriff.When the Kolben27 is moved upwardly in the sealing position, it touches only the lower section of the exhaust Dichtung21 and does not occur directly with the guide pieces 24 in engagement.

F i g. 5 und 7 zeigen eine abgewandelte Ausführungsform des Bohrlochpreventers nach der Erfindung. Diese Ausführungsform weicht von der Vorrichtung 10 nach den F i g. 1 bis 4 und 6 hauptsächlieh in der Ausführung der Verbindung zwischen dem oberen und dem unteren Gehäuseabschnitt12 und 13 und der Dichtung 21'ab. Gleiche Teile in der Vorrichtung 10' in F i g. 5 und 7 sind mit den gleichen Bezugszeichen wie in der Beschreibung der Vorrichtung 10 nach den F i g. 1 bis 4 und 6 bezeichnet worden. Abgewandelte Elemente der Vorrichtung 10' in den F i g. 5 und 7 werden mit den gleichen Bezugsziffern wie in der F i g. 1 bis 4 und 6 unter zusätzlicher Verwendung eines Apostrophs bezeichnet.F i g. 5 and 7 show a modified embodiment of the well preventer according to the invention. This embodiment differs from the device 10 according to FIGS. 1 to 4 and 6 mainly in the execution of the connection between the upper and lower housing sections 12 and 13 and the seal 21 'ab. Identical parts in device 10 ' in FIG. 5 and 7 are given the same reference numerals as in the description of the device 10 according to FIGS. 1 to 4 and 6 have been designated. Modified elements of the device 10 ' in FIGS. 5 and 7 are given the same reference numerals as in FIG . 1 to 4 and 6 with the additional use of an apostrophe.

Das Gehäuse 11' besteht aus einem oberen Gehäuseabschnitt 12' und einem unteren Gehäuseabschnitt U', die miteinander verschraubt sind. Zum Auswechseln oder Ersetzen der Dichtung 21' lassen sich der obere und der untere Gehäuseabschnitt 12' und 13' leicht voneinander trennen.The housing 11 ' consists of an upper housing section 12' and a lower housing section U ' which are screwed together. To exchange or replace the seal 21 ', the upper and lower housing sections 12' and 13 ' can easily be separated from one another.

Die Dichtung 21' gleicht im wesentlichen der Dichtung 21. Wie am besten F i g. 7 zeigt, weist sie jedoch eine Mehrzahl von Abschnitten 2la' und 21b' auf und besteht demnach nicht aus einem einzigen geschlossenen Dichtungsring. Die Führungsstücke 24 sind ebenfalls vorzugsweise in jeden der elastischen Abschnitte 21 a' und 21 b' eingeformt.The seal 21 'is essentially the same as the seal 21. As best shown in FIG. 7 shows, however, it has a plurality of sections 2la 'and 21b' and therefore does not consist of a single closed sealing ring. The guide pieces 24 are also preferably molded into each of the elastic sections 21 a 'and 21 b'.

Eine unterteile Dichtung 21', die aus einer Mehrzahl von Sektoren besteht, weist gegen-über einem geschlossenen Dichtungring verschiedene Vorzüge auf. Falls die Dichtung ersetzt werden muß, obwohl das Bohrgestänge nicht aus dem Bohrloch herausgezogen werden kann, kann eine unterteilte Dichtung 21' um das Bohrgestänge herum angeordnet und in das Gehäuse 11' eingesetzt werden. Die Gruppe der Dichtungssektoren 21 a' und 21 b' ermöglichen, falls sie durch den Kolben 27 in die Dichtungsstellung bewegt werden, die gleiche Dichtungswirkung wie der geschlossene Dichtungsring 21.A subdivided seal 21 ', which consists of a plurality of sectors, has various advantages over a closed sealing ring. If the seal needs to be replaced even though the drill string cannot be withdrawn from the borehole, a split seal 21 'can be placed around the drill string and inserted into housing 11'. The group of sealing sectors 21 a ′ and 21 b ′ enable the same sealing effect as the closed sealing ring 21 if they are moved into the sealing position by the piston 27.

Die Betätigung der erfindungsgemäßen Bohrlochpreventer 10 und 10' erfolgt durch Druckluft oder unter Druck stehendes Strömungsmittel, das in die Öffnung 33 eingeführt wird und die Fläche 28 b der Kolbenwand 28 beaufschlagt. Der Kolben 27 wird dadurch axial zur gewölbten Innenfläche 19 des Gehäuses 11 hin bewegt, wodurch ein axial gerichteter Druck auf die elastische Dichtungsvorrichtung 21 bzw. 21' ausgeübt wird. Die ganze Masse des elastischen Materials der Dichtungen 21 bzw. 21' wird dadurch aufwärts verschoben, so daß die Führungsstücke 24 mit der gewölbten Innenfläche des Gehäuses gleitend in Berührung kommen. Die Führungsstücke 24 bewegen sich an der inneren Gehäusefläche 19 aufwärts und einwärts und übersetzen die axiale Bewegung der Dichtungen 21 bzw. 21' in eine einWärts gerichtete Abwälzbewegung, welche die Dichtungen 21 bzw. 21' in ihre Dichtungsstellungen zwingt. The borehole preventer 10 and 10 ′ according to the invention is actuated by compressed air or pressurized fluid which is introduced into the opening 33 and acts on the surface 28 b of the piston wall 28 . The piston 27 is thereby moved axially towards the curved inner surface 19 of the housing 11 , whereby an axially directed pressure is exerted on the elastic sealing device 21 or 21 '. The whole mass of the elastic material of the seals 21 or 21 'is thereby displaced upwards, so that the guide pieces 24 come into sliding contact with the curved inner surface of the housing. The guide pieces 24 move upwards and inwards on the inner housing surface 19 and translate the axial movement of the seals 21 and 21 'into an inwardly directed rolling movement which forces the seals 21 and 21' into their sealing positions.

Falls die Dichtung in die in F i g. 2 und 3 dargestellte nicht dichtende Stellung zurückbewegt werden soll, wird unter Druck stehendes Strömungsmittel durch die Öffnung 34 in die Kammer 30 eingeführt und beaufschlagt die Fläche 31 a des Anschlagflansches, um den Kolben 27 abwärts zu drücken. Die Öffnung 33 dient dann als Abflußöffnung. Der Preventer 10 bzw. 10' kann demnach ein Bohrloch vollständig abdichten, und zwar mit eingefahrenem Bohrgestänge 17 oder auch ohne Bohrgestänge. Das Gleiten von Metall auf Metall zwischen den Führungsstücken 24 und der gewölbten inneren Gehäusefläche 19 übersetzt die axial gerichtete, auf die Dichtungen 21 bzw. 21' ausgeübte Kraft in eine einwärts gerichtete Wälzbewegung und ermöglicht eine gleichförmige und zwangläufige übersetzungswirkung. Die Verstärkungswirkung der gebogenen, aus Metall bestehenden Führungsstücke sorgt für eine größtmögliche Dichtungsfläche unmittelbar an der das Bohrwerkzeug aufnehmenden Öffnung 15. Bei Abnutzung der Dichtung 21 bzw. 21' wird das innerhalb dieser Vorrichtung befindliche Material auf Grund der Schmiegsamkeit und der elastischen Eigenschaften einwärts in die Dichtungsstellung gedrückt. Zusätzlich trägt der nicht metallische Kontakt zwischen dem Kolben 27 und den Führungsstücken dazu bei, das elastische Material der Dichtung 21 bzw. 21" ständig auch bei Abnutzung in die Dichtungsstellung zu drücken.If the seal is in the form shown in FIG. 2 and 3 is to be moved back non-sealing position, pressurized fluid is introduced through the opening 34 into the chamber 30 and acts on the surface 31 a of the stop flange in order to press the piston 27 downwards. The opening 33 then serves as a drainage opening. The preventer 10 or 10 ' can accordingly seal a borehole completely, with the drill rod 17 retracted or even without the drill rod. The sliding of metal on metal between the guide pieces 24 and the curved inner housing surface 19 translates the axially directed force exerted on the seals 21 or 21 'into an inwardly directed rolling movement and enables a uniform and positive transmission effect. The reinforcing effect of the curved, metal guide pieces ensures the largest possible sealing surface directly at the opening 15 receiving the drilling tool Seal position pressed. In addition, the non-metallic contact between the piston 27 and the guide pieces helps to keep the elastic material of the seal 21 or 21 ″ pressed into the sealing position even when it is worn.

Falls außerdem der Druck in dem Bohrloch ansteigt, führt dieser Druckanstieg zu einer weiteren Betätigung des Kolbens 27 und sorgt für einen zusätzlichen Druck auf die elastische Dichtung 21 bzw. 21'. Dadurch ergibt sich eine mit Eigendruck betätigte Vorrichtung, falls ausreichender Druck in dem Bohrloch entwickelt wird.In addition, if the pressure in the borehole increases, this pressure increase leads to a further actuation of the piston 27 and provides additional pressure on the elastic seal 21 or 21 '. This results in a self-actuated device if sufficient pressure is developed in the borehole.

Die Dichtung 21 bzw. 21' wird demnach zwischen der dichtenden und der nicht dichtenden Stellung mit geringstmöglichem Ausmaß an Reibungsberührung mit den Gehäuseflächen betätigt und daher auch mit geringstmöglicher Abnutzung. Die Lebensdauer des Dichtungselementes wird dadurch erheblich verlängert, so daß nur in größeren Zwischenräumen ein Ersatz erforderlich ist. Die Wälzbewegung der Dichtungsvorrichtung während der Bewegung zwischen der dichtenden und der nicht dichtenden Stellung fährt zu einer neuartigen Dichtungswirkung, die zuverlässiger und zwangläufiger ist als bei den bisher benutzten Dichtungen der bekannten Preventer.The seal 21 or 21 'is therefore between the sealing and the non-sealing position with the least amount of frictional contact possible operated with the housing surfaces and therefore with the least possible wear. The life of the sealing element is significantly extended, so that a replacement is only required in larger gaps. The rolling motion of the Sealing device during movement between the sealing and the not sealing position leads to a novel sealing effect that is more reliable and is more inevitable than with the previously used seals of the known preventer.

Der Preventer nach der ErfIndung kann Bohrlöcher mit eingefahrenem Bohrgestänge abdichten, deren Durchmesser zwischen Null und dem Durchmesser der das Bohrwerkzeug aufnehmenden öffnungen liegen kann. Ebenso können verschieden geformte längliche Bohrwerkzeuge abgedichtet werden, einschließlich Kelly-Stangen mit quadratischem oder mehreckigem Querschnitt.The preventer according to the invention can drill holes with retracted Seal drill rods whose diameter is between zero and the diameter of the the drilling tool receiving openings can lie. Likewise, variously shaped oblong drilling tools are sealed, including Kelly bars with square or polygonal cross-section.

Claims

Claims: 1. Borehole preventer, the stationary housing of which has axially aligned opposite openings for the passage of the drilling tools and contains a resilient seal which is arranged around a central opening and radially inward by axially upwardly directed forces which are deflected on inclined surfaces can be moved into a closed position, characterized by a curved inner surface (19 ) formed in the housing (11) , concentric to the axis, which essentially has the shape of a spherical segment and with outer curved guide pieces (24) provided on the seal (21). cooperates which slide contact the curved inner surface of the housing to translate the axially directed force into a rolling inward movement of the seal.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the sealing device (21) consists of a closed sealing ring. 3. Device according to spoke 1, characterized in that the sealing device (2r) in a manner known per se is a ring consisting of a plurality of sectors (2la). 4. Device according to one of the preceding claims with a housing consisting of an upper and a lower section which are detachable from one another, characterized in that the housing sections (12, 13 ) are clamped together by a clamping ring (14). References considered: U.S. Patent No. 2,609,836.