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Sondenkopf für Unterwassertiefbohrungen Die Erfindung bezieht sich
auf einen Sondenkopf für Unterwassertiefbohrungen und betrifft einen Sondenkopf,
der durch eine ferngesteuerte Vorrichtung betätigbar ist und einen den Förderstrang
und die Futterrohre tragenden Verrohrungskopf aufweist.
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Bei deratigen unterhalb der Wasseroberfläche am Meersboden angeordneten
Sondenköpfen ergibt sich eine besondere Schwierigkeit aus der schlechten Zugänglichkeit
des Verrohrungskopfes. Das zeigt sich z. B. beim Anbringen oder Abnehmen des Sondenkopfes,
bei Instandsetzungsarbeiten an der Tiefbohrung oder beim Auswechseln des Förderstrangs
bzw. eines Futterrohrstranges. Um die erforderlichen Arbeitsgänge am Meeresboden
ausführen zu können, wurden bereits fernsteuerbare Betätigungs- oder Handhabungsvorrichtungen
entwickelt, die im Wasser herabgelassen und als Werkzeug zum Verbinden und Lösen
der verschiedenen Teile der Sondenkopfausrüstung verwendet werden. Eine solche Handhabungsvorrichtung
ist in der deutschen Patentschrift 1150 638 beschrieben. Allein durch
die Verwendung einer solchen Vorrichtung sind die genannten Schwierigkeiten noch
nicht behoben; vielmehr bedarf es auch einer zweckmäßigen Ausbildung des Verrohrungskopfes,
damit derartige Betätigungsvorrichtungen wirksam und mit dem gewünschten Erfolg
eingesetzt werden können.
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Die bisher bekannten Sondenköpfe der eingangs genannten Art, die eine
Tiefbohrun" mit wenigstens zwei Leitungssträngen abschließen, wobei üblicherweise
ein Leitungsstrang durch den Ringraum zwischen dem Förderstrang und dem diesen konzentrisch
umgebenden Futterrohrstrang gebildet ist, sind so ausgebildet, daß nur der Förderstrang
bis zur Oberseite des Verrohrungskopfes durchgeführt ist, wührend der gleichfalls
senkrecht in den Verrohrungskopf geführte Ringraum bzw. der seine Außenbegrenzung
bildende Futterrohrstrang unterhalb der Oberseite des Verrohrungskopfes endet und
in eine seitlich vom Verrohrungskopf wegragende Leitung übergeht. Durch eine solche
in Höhe des Verrohrungskopfes seitlich wegragende Leitung ist die Anwendung und
die Funktionsfähigkeit einer Handhabungsvorrichtung zur Montage bzw. Betätigung
des Sondenkopfes in Frage gestellt bzw. erheblich gestört.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen Sondenkopf der zuvor genannten
Art zu schaffen, bei dem dieser Nachteil nicht gegeben und eine Behinderung der
Handhabungs- oder Betätigungsvorrichtung durch seitlich wegragende Leitungen vermieden
ist.
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Der durch eine ferngesteuerte Vorrichtung betätigbare Sondenkopf für
Unterwassertiefbohrungen mit einem den Förderstrang und die Futterrohre tragenden
Verrohrungskopf ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß außer dem Förderstrang
auch der Ringraum der Tiefbohrung zur Oberseite des Verrohrungskopfes durchgeführt
ist. Durch diese Maßnahme ist die bei den bekannten Sondenköpfen - gebene
Behinderung der Betätigungsvorrichtung ge vermieden. Vorteilhafterweise ist für
die Durchführung des Ringraums nach oben in dem Hänger für den den Ringraum nach
innen begrenzenden Förderrohrstrang mindestens ein exzentrisch angeordneter Kanal
vorgesehen. Bei dieser Ausbildung entfällt eine gesonderte Zwischenleitung, die
den Ringraum zur Oberseite des Verrohrungskopfes durchführt.
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Zweckmäßigerweise ist der Sondenkopf so ausgebildet, daß der Ringraum
am oberen Ende des Verrohrungskopfes in eine zur senkrecht nach oben weitergeführten
Förderleitung parallele Leitung mündet. Diese überführung der beiden Leitungsstränge,
in nebeneinanderliegende Leitungen ermöglicht es, die Leitungen mit getrennten und
einzeln betätigbaren Ventilen auszurüsten. Außerdem lassen sich an die getrennten
Leitungen am einfachsten seitlich vom Sondenkopf wegragende Produktionsleitungen
anschließen, die in einer solchen Höhe vorgesehen sind, daß die gewünschte Funktionsfreiheit
der Handhabungsvorrichtung
im Bereich des Verrohrungskopfes nicht
mehr beeinträchtigt ist.
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Zweckmäßigerweise mündet die mit dem Ringraum verbundene Leitung im
Produktionskopf oberhalb der seitlich abzweigenden Produktionsleitungen wieder in
einen die Förderleitung umgebenden Ringraum, wobei die beiden Leitungen durch einen
sie gesondert verschließenden Stufenstopfen abgeschlossen sind. Bei dieser Ausbildung
kann der von der Meeresoberfläche herabzulassende Stopfen vergleichsweise einfach
in die offenen Enden der beiden Leitungen eingeschoben werden, was ohne die vorgesehene
Maßnahme nicht der Fall wäre, da der Stopfen bei zwei nebeneinander angeordneten
Leitungen vor dem Einschieben in die offenen Leitungsenden noch in die richtige
Orientierung gebracht werden muß, was sich als besonders schwierig erweist.
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Vorteilhafterweise sitzt jeder unter Wasser mit einem vorher niedergebrachten
Gehäuseteil zu verbindene Gehäuseteil des Verrohrungskopfes mit einer konischen
Innenfläche auf einer konischen Außenfläche am oberen Ende des vorher niedergebrachten
Gehäuseteils auf, wobei die Gehäuseteile durch radial angeordnete Verriegelungsbolzen
miteinander verriegelt sind. Ferner ist es von Vorteil, wenn das das obere Ende
des vorher niedergebrachten Gehäuseteils umgebende untere Ende des folgenden Gehäuseteils
sich nach unten erweiternde Ausnehmungen besitzt, die mit seitlichen Ausrichtnasen
am vorher niedergebrachten Gehäuseteil zusammenwirken. Die Hänger für die Futterrohre
bzw. Steigrohre sind zweckmäßigerweise mittels in eine Umfangsnut eingreifende Verriegelungsbolzen
im zugehörigen Gehäuseteil des Verrohrungskopfes festgehalten. Diese Maßnahmen ermöglichen
einen einfachen Zusammenbau des Sondenkopfes mit Hilfe einer von der Meeresoberfläche
aus ferngesteuerten Handhabungsvorrichtung. Dabei sind die Verriegelungsbolzen für
die Hänger vorteilhafterweise durch die Nasen zum Ausrichten der Gehäuseteile hindurchgeführt,
so daß sie ohne zusätzliche Vorkehrungen auf einer über die Dicke der Gehäuseteile
hinausgehenden Länge geführt bzw. gehalten sind.
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Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen
an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
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F i g. 1 zeigt im wesentlichen den teilweise im Längsschnitt
dargestellten Verrohrungskopf eines erfindungsgemäßen Sondenkopfes; F i
g. 2 zeigt einen Kopfteil, welcher den oberen Gehäuseteil des Verrohrungskopfes
ersetzen kann; F i g. 3 zeigt den Verrohrungskopf im Längsschnitt, wobei
auf dem Verrohrungskopf ein Produktionskopf angeordnet ist; F i g. 4 zeigt
im Längsschnitt eine Verschlußanordnung, die auf dem Produktionskopf angeordnet
ist; F i g. 5 zeigt das Schließorgan der Anordnung nach F i
g. 4 mit voneinander getrennten Teilen; F i g. 6 zeigt teilweise im
Schnitt ein an der Verschlußanordnung nach F i g. 4 befestigtes Einziehwerkzeug.
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In F i g. 1 ist eine sich zum oberen Ende eines Bohrlochs erstreckende
Verrohrung 11 zu erkennen, die in das Bohrloch eingebaut und in der üblichen
Weise in diesem einzementiert ist. Durch Verschweißung oder Verschraubung ist ein
Verrohrungskopf am oberen C
Ende der Verrohrung 11 befestigt, der einen
unteren Gehäuseteil 12, einen mittleren Gehäuseteil 13 und einen oberen Gehäuseteil
14 umfaßt. Der untere Gehäuseteil 12 ist mit einer Tragkonstruktion 15 verschweißt,
die sich auf einem nicht gezeigten Fundament abstützt.
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Der untere Gehäuseteil 12 ist mit einer geneigten Schulter
16 versehen, an der sich ein entsprechend geneigter Teil eines Hängers
17 abstützt, wobei zwischen den aneinander anliegenden Teilen eine Dichtung
18 vorgesehen ist. Der Hänger 17 unterstützt einen sich innerhalb
der Verrohrung 11 erstreckenden Futterrohrstrang 21. Die innere Wand des
Hängers 17 ist mit einem Linksgewinde 22 versehen, mittels dessen der Hänger
17 am unteren Ende eines nicht gezeigten Rohrleitungsstrangs befestigt werden
kann, um ihn zusammen mit dem angehängten Futterrohrstrang 21 von einer oberhalb
des Bohrlochs angeordneten Plattform herabzulassen.
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Der untere Gehäuseteil 12 und der mittlere Gehäuseteil 13 sind
nahe den oberen Enden mit konischen Außenflächen 23 bzw. 24 versehen, die
mit konischen Innenflächen 25 bzw. 26 an den unteren Enden des mittleren
Gehäuseteils 13 und des oberen Gehäuseteils 14 zusammenwirken, wobei zwischen
den zusammenarbeitenden Sitzflächen 23, 25 bzw. 24, 26 Dichtungen
27 bzw. 28 angeordnet sind.
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In waagerechte Gewindebohrungen im unteren Ende des mittleren Gehäuseteils
13 sind untere Verriegelungsbolzen 31 eingeschraubt, die durch diesen
Gehäuseteil hindurch in Aussparungen 32 im oberen Ende des unteren Gehäuseteils
12 eingreifen. Entsprechend ist der obere Gehäuseteil 14 mit oberen Verriegelungsbolzen
33 versehen, die in Aussparungen 34 im oberen Ende des mittleren Gehäuseteils
13
eingreifen. Die Verriegelungsbolzen 31 und 33 sind mit Dichtungen
35 bzw. 36 versehen. Der untere Gehäusetell 12 und der mittlere Gehäuseteil
13 könnten gegebenenfalls auch zu einem einheitlichen Gehäuseteil vereinigt
werden, so daß die unteren Verriegelungsbolzen 31 in Fortfall kämen. Aus
Sicherheitsgründen ist jedoch die dargestellte Ausführung gewählt, bei der die unteren
Verriegelungsbolzen 31
aus legiertem Kohlenstoffstahl od. dgl. bestehen und
daher ausgebohrt werden können, wenn sich die oberen Verriegelungsbolzen
33 infolge starker Korrosion oder aus anderen Gründen festgesetzt haben.
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An der Innenseite des Hängers 17 ist nahe dessen oberem Ende
eine konische Tragfläche 37 für einen Hänger 38 ausgebildet, der an
seinem unteren Ende eine entsprechende konische Außenfläche 41 mit einer Dichtung
42 aufweist. Der Hänger 38 trägt das lösbar mit ihm verbundene Steigrohr
43, das sich konzentrisch innerhalb des Futterrohrstrangs 21 erstreckt.
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An der Innenwand des Hängers 38 sind zwei ringförmige, im axialen
Abstand angeordnete Dichtungsflächen 44 und 45 ausgebildet, an welchen zwei konzentrische
Rohrstück 46 und 47 anliegen, wobei Packungsringge 48 und 49 für die Abdichtung
vorgesehen sind. Die oberen Enden 52 und 53 der ringförinigen Dichtungsflächen
44 und 45 sind nach oben hin erweitert, um das Einführen der Rohrstücke 46 und 47
in den Hänger 38 zu erleichtern. Mehrere Kanäle 54 erstrecken sich durch
den Hänger 38 und verbinden den Raum zwischen den Dichtungsflächen 44 und
45 mit dem Ringraum 55 zwischen dem Steigrohr 43 und dem Futterrohrstrang
21.
Im oberen Ende des oberen haubenförmigen Ab-
schnitts
14, der den Verschlußteil des Gehäuses bildet, ist eine Kammer56 vorgesehen. Das
äußere Rohrstück 46 ist an seinem oberen Ende fest mit dem oberen Gehäuseteil 14
verbunden, wobei es nach oben in eine Kammer 56 mündet, die im oberen Gehäuseteil
14 ausgebildet und durch eine Deckplatte 57 verschlossen ist, die den unteren
Befestigungsflansch eines auf dem Verrohrungskopf 12 bis 14 angeordneten Produktionskopfes
bildet (vgl. F i g. 3).
Die Deckplatte 57 ist mittels Schrauben 64,
65 mit dem oberen Gehäuseteil 14 verbunden.
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Der Produktionskopf umfaßt zwei Leitungen 60
und 61,
in die Absperrventile 62 und 63 eingeschaltet sind. Die Leitung
61 steht über die Kammer 56, den Ringraum 69 zwischen den Rohrstücken
46 und 47 und die Kanäle 54 mit dem Ringraum 55 in Verbindung. Hierbei ist
die Möglichkeit vorgesehen, den Druck innerhalb der Tiefbohrung zu messen oder ein
Strömungsmittel in den Ringraum 55 zwischen dem Steigrohr 43 und dem Futterrohrstrang
21 einzuführen oder aus diesem Ringraum abzuziehen. Die Leitung 60 ist über
das innere Rohrstück 47, welches mit seinem oberen Ende in die Deckplatte
57 eingeschraubt ist, und über die zentrale Bohrung im Hänger 38 in
gerader Linie mit dem Steigrohr 43 verbunden. Von den parallelen Leitungen
60, 61 gehen seitliche Zweigleitungen 60 a, 61 a ab,
in die Regelventile 62 a bzw. 63 a eingeschaltet sind.
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Zwischen dem oberen Gehäuseteil 14 und dem mittleren Gehäuseteil
13 ist eine Dichtung 70 und zwischen dem mittleren Gehäuseteil
13 und dem unteren Gehäuseteil 12 ist eine Dichtung 71 angeordnet.
Die Verwendung der Dichtungen 28 und 70 bietet die Möglichkeit, den
Sondenkopf auch ohne das äußere Rohrstück 46 in der vorgesehenen Weise zu benutzen.
Eine weitere Dichtung 73 ist zwischen der Deckplatte 57 und dem damit
zusammenarbeitenden Befestigungsflansch 74 am oberen Ende des oberen Gehäuseteils
14 angeordnet.
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Ein oberer Satz von Verriegelungsbolzen 75 ist mit abdichtender
Wirkung in zugehörige Halterungen 76
eingeschraubt, welche fest mit dem mittleren
Gehäuseteil 13 verbunden sind, wobei die radial nach innen vorspringenden
Enden der Verriegelungsbolzen 75 in eine Ringnut 77 am Außenumfang
des Hängers 38 eingreifen und verhindern, daß dieser durch den im Bohrloch
herrschenden Druck von der Tragfläche 37 des Hängers 17 abgehoben
wird. Entsprechend ist ein unterer Satz von Verriegelungsbolzen 80 vorgesehen,
die in mit dem unteren Gehäuseteil 12 verbundene Halterungen 81 eingeschraubt
sind und in eine Ringnut 82 am Außenumfang des Hängers 17
eingreifen.
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Es müssen zum Ausrichten dienende Mittel zwischen den verschiedenen
Gehäuseabschnitten 12, 13
und 14 vorgesehen sein. Damit die Verriegelungsbolzen
31 und 33, welche die Gehäuseteile 12, 13, 14 zusammenhalten,
beim Zusammenbau des Verrohrungskopfes den zugehörigen Aussparungen 32 und
34 gegenüberstehen und in diese eingeschraubt werden können, ist eine gegenseitige
Ausrichtung der Gehäuseteile 12, 13, 14 erforderlich. Dazu sind am unteren
Ende des oberen Gehäuseteils 14 sich nach oben verjüngende Schlitze 183 vorgesehen,
die sich auf die bolzenförrnigen Halterungen 76 ausrichten, welche seitliche
Ausrichtnasen bilden. Entsprechend sind am unteren Ende des mittleren Gehäuseteils
13
Schlitze 184 vorgesehen, welche mit den Halterungen bzw. Ausrichtnasen
81 am unteren Gehäuseteil 12 zusammenwirken. Gemäß F i g. 1 sind ringförmige
Verstärkungen 185 bzw. 186 vorgesehen, welche die zwischen den Schlitzen
183 bzw. 184 liegenden Ab-
schnitte der Gehäuseteile 13, 14
miteinander verbinden.
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Um den vorstehend beschriebenen Sondenkopf für Unterwassertiefbohrungen
bestimmurngsgemäß am Meeresboden anzuordnen, wird nach dem Niederbringen der Bohrung
im Meeresboden der untere Gehäuseteil 12 mit der angehängten Verrohrung
11
und dem mittleren Gehäuseteil 13 zum Meeresboden herabgelassen und
in seine endgültige Lage gebracht, wozu die Verrohrung 11 in der üblichen
Weise einzementiert wird. Während die Gehäuseteile 12 und 13
bereits beim
Herablassen durch die Verriegelungsbolzen 31 fest miteinander verbunden sind,
sind die Verriegelungsbolzen 75 und 80 zurückgedreht. Beim Absenken
des unteren Gehäuseteils 12 mit dem mittleren Gehäuseteil 13 zum Meeresboden
ersetzt eine in F i g. 2 dargestellte Haube 190 den oberen Gehäuseteil
14, wobei die Haube 190 mit Hilfe eines Satzes von Schrauben 191,
die in die Aussparungen 34 eingreifen können, am mittleren Gehäuseteil
13 befestigt ist. Die während der Bohrarbeiten verwendete Haube
190 ist mit den üblichen Geräten versehen, z. B. mit einem Ausbruchsventil
192, einer fernsteuerbaren Einrichtung 193 zum Herstellen von Anschlüssen
sowie einem Leitungsrohr 194, durch welches sich in verschiedenen Stadien der Bohrarbeiten
ein Bohrrohr oder andere, nicht gezeigte Rohrstränge erstrecken können.
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Wenn im Verlauf der Bohrarbeiten der Zeitpunkt erreicht worden ist,
in dem der Futterrohrstrang 21 eingebaut werden muß, verbindet man den Hänger
17 mit dem oberen Ende des Futterrohrstrangs 21, und hierauf wird die gesamte
Anordnung von einer Plattform oder einem Wasserfahrzeug aus in bekannter Weise herabgelassen,
und zwar durch den mittleren Gehäuseteil 13 und dem unteren Gehäuseteil 12
hindurch, bis der Hänger 17 zur Anlage an der Schulter 16 des unteren
Gehäuseteils 12 kommt. Danach wird der Hänger 38 am oberen Ende des Steigrohres
43 befestigt und in gleicher Weise abgesenkt, bis_ der Hänger 38 zur Anlage
an der Tragfläche 37 am oberen Ende des Hängers 17 kommt. Die Verriegelungsbolzen
80 für den Hänger 17 werden vorzugsweise sofort nach dem Herablassen
des Hängers 17 betätigt, und entsprechend werden auch die Verriegelungsbolzen
75 für den Hänger 38 betätigt, so daß beide Hänger in der vorgesehenen
Lage festgelegt sind.
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Nunmehr wird der obere Gehäuseteil:t4 herabgelassen, z. B. mit Hilfe
eines lösbar an ihm befestigten Rohrstrangs, wobei er sich auf dem mittleren Gehäuseteil
13 aufsetzt, und die Rohrstücke 46 und 47 in den Hänger 38 hineingestoßen
werden, wo sie abdichtend mit den ringförmigen Dichtungsflächen 44 und 45 zusammenwirken.
Darauf werden die Verriegelungsbolzen 33 festgezogen, bis die Gehäuseteile
des Verrohrungskopfes fest miteinander verbunden und druckfest gegen ein Entweichen
von Strömungsmitteln abgedichtet sind. Mit dem Gehäuseteil 14 wird auch die damit
verbundene Deckplatte 57 mit dem Produktionskopf einschließlich der Leitungen
60 und 61 herabgelassen.
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Gemäß F i g. 4 ist ein rohrförmiger Bauteil 86 vorgesehen,
der einen unteren Flansch 87 aufweist, der
mit dem oberen
Ende des Produktionskopfes 85
durch Schrauben 88 und 89 verbunden
ist. Im unteren Ende des Bauteils 86 ist eine Kammer 91 ausgebildet,
die den Kanal 61 mit einem Raum 91 a verbindet, der zwischen dem rohrförmigen
Bauteil 86 und einem rohrförmigen Abschnitt 92 gebildet ist, der in
das obere Ende der Leitung 60 eingeschraubt ist und diese nach oben fortsetzt.
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In den rohrfönnigen Bauteil 86 ist ein Rihr 93 eingeschraubt,
das auf seiner Außenseite eine genutete Dichtungsfläche 94 aufweist, an welcher
ein das Rohr 93 umschließender Teil eines Betätigungsgerätes, z. B. eines
Anschlagkopfes oder eines Gerätes zum Herstellen von Anschlüssen, mit abdichtender
Wirkung angreifen kann.
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Das Rohr 93 ist auch auf seiner Innenseite mit einer Dichtungsfläche
95 versehen, an der Dichtungsringe 96 anliegen, welche im Außenumfang
eines Stufenstopfens 97 eingebaut sind. Konzentrisch innerhalb des Rohres
93 hängt ein inneres Rohr 99 vom Stufenstopfen 97 herab, welches
mit Hilfe von Dichtungen 100 abdichtend an der Inneawand 101 des rohrförmigen
Abschnitts 92 geführt ist und daher mit der Leitung 60 in Verbindung
steht. Konzentrisch zwischen und mit Abstand zu dem Rohr 93 und dem inneren
Rohr 99 ist ein mittleres Rohr 98 angeordnet und mit seinem unteren
Ende in den rohrfönnigen Bauteil 86 eingeschraubt, so daß der Ringraum 104
zwischen mittlerem Rohr 98 und innerem Rohr 99
über die Kammer
91, 91 a mit der Leitung 61 in Verbindung steht.
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Der zwischen dem Rohr 93 und dem mittleren Rohr 98 gebildete
Ringkanal 106 steht an seinem unteren Ende in Verbindung mit einer Druckleitung
107, welche ihrerseits an nicht gezeigte Ventilbetätigungseinrichtungen auf
den Absperrventilen 62 und 63 und den Regelventilen 62 a und
63 a des Produktionskopfes angeschlossen ist, so daß diese Ventile wahlweise
geöffnet oder geschlossen werden können. Dabei ist die Anordnung so getroffen, daß
der in der Druckleitung 107 herrschende Druck die Ventile 62
und
63 öffnet, damit vorzunehmende Arbeiten über die senkrechten Leitungen
60 und 61 durchgeführt werden können, während die Regelventile
62 a und 63 a geschlossen sind. Der rohrförmige Abschnitt
92
ist mit Nuten 188 versehen, an denen man ein Einbauwerkzeug verankern
kann, wenn der Stopfen 97
abgezogen ist und wenn der obere Teil des Sondenkopfes
an Ort und Stelle gebracht wird, nachdem die Tiefbohrarbeiten beendet sind.
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Das mittlere Rohr 98 weist an seinem oberen Ende eine innenliegende
Dichtungsfläche 108 auf, an welcher Dichtungen 109 auf der Außenseite
des Stufenstopfens 97 angreifen. Die Innenfläche des äußeren Rohres
93 ist mit Aussparungen in Form von Ringnuten 111 versehen, in welche
Verriegelungsteile, 112 und 113 des Stufenstopfens 97 eingreifen können,
wie in F i g. 4 gezeigt.
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Um beim Einführen oder Entfernen des Stopfens 97 einen Druckausgleich
bzw. Strömungsmittelausgleich zwischen Oberseite und Unterseite des Stopfens zu
erhalten, ist folgende Ausbildung und Betätigung vorgesehen: Ein Fangkopf 114 für
die Betätigung des Stopfens 97 ist gemäß F i g. 4 mit einer nach unten
ragenden Betätigungsstange verbunden, die sich aus Stangenabschnitten
115, 116 und 118 zusammensetzt, auf denen ein Nockenabschnitt
117 angeordnet ist (vgl. auch F i g. 5). Mittels einer Mutter
119 ist ein innerer Kolbenschieber 1.20 auf das untere Ende des Stangenabschnitts
118 aufgesehraubt. Ein äußerer Kolbenschieber 121 ist auf dem inneren Kolbenschieber
l» verschiebbar angeordnet und wirkt mit diesem abdichtend zusammen. Die Außenfläche
des äußeren Kolbenschiebers 121 greift mit abdichtender Wirkung am unteren Teil
des im wesentlichen zylindrischen Gehäuses 122 des Stufenstopfens 97 an.
Das untere Ende des Gehäuses 122 ist durch einen Stopfen 123
verschlossen,
und eine Druckfeder 124 ist zwischen dem Stopfen 123 und dem äußeren Kolbenschieber
121 eingespannt. Im oberen Ende des Gehäuses 122 des Stopfens 97 ist
eine Kammer 125 ausgebildet, die eine zwischen einem oberen Abschlußstopfen
127
und einer Schulter 128 des Stangenabschnitts116 eingespannte Druckfeder
126 aufnimmt. An der Unterseite 130 des Stangenabschnitts
116 sind zwei Nocken 131 und 132 mit nach unten und innen gerichteten
Nockenflächen vorgesehen, die mit Nockenflächen 133 und 134 (F i
g. 5) der Verriegelungsteile 112 und 113 zusammenarbeiten, wobei die
Verriegelungsteile 112 und 113 durch eine nach unten wirkende Druckkraft
aus dem zylindrischen Gehäuse 122 des Stopfens 97 herausgedrückt und mit
entsprechenden Zähnen 144 bzw. 145 in die Ringnuten 111 auf der Innenseite
des Rohres 93 eingeführt werden. Der Nockenabschnitt 117 auf der Betätigungsstange
ist mit versetzten Nocken 135 und 136 versehen, deren geneigte Flächen
an Nockenflächen 137 bzw. 138 der Verriegelungsteile 113 und
112 angreifen können. Diese Konstruktion ermöglicht die gleichzeitige Entriegelung
der beiden Verriegelungsteile 112 und 113
durch eine nach oben wirkende Druckkraft.
Dazu ist der untere Stangenabschnitt 118 mit einer oberen Schulter 140 versehen,
die gegen das untere Ende des Nockenabschnitts 117 drückt, wenn das mit Gewinde
versehene obere Ende 141 des Stangenabschnitts 118
in den ausgesparten Teil
142 des Stangenabschnitts 116 eingeschraubt wird. Eine untere Schulter 143
am Stangenabschnitt 118 greift am oberen Ende des inneren Kolbenschiebers
120 an, wie aus F i g. 4 ersichtlich ist.
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In F i g. 6 ist ein rohrförmiges Einbauwerkzeug 147 dargestellt,
mittels dessen der Stufenstopfen 97
von oben in das Rohr 93 eingeführt
werden kann. Das Einbauwerkzeug 147 stützt sich dabei auf einer Schulter 149 des
zylindrischen Gehäuses 122 des Stopfens 97 ab, mit dem es durch einen
Scherstift 150
lösbar verbunden ist; dieser Scherstift ist in F i
g. 4 nach dem Abscheren mit seinen beiden Teilen 150
und
150 a dargestellt.
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Wenn der Stufenstopfen 97 an dem Einbauwerkzeug 147 befestigt
ist, liegt der Kopf 151 einer Stellschraube 152 am oberen Ende einer
Hilfsbetätigungsstange 153 an, die dadurch in ihrer tiefsten Stellung gehalten
ist. Die Hilfsbetätigungsstange 153 erstrecki sich gemäß F i g. 4
durch den Fangkopf 114 und die Abschnitte 115, 116, 117 und 118 der
Betätigungsstange und ist darin verschiebbar. Das untere Ende der Stange
153 stützt sich am geschlossenen unterem Ende 154 des äußeren Kolbenschiebers
121 ab, und die Druckfeder 124 ist bestrebt, über den Kolbenschieber 121 die Stange
153 nach oben in ihre ir F i g. 4 gezeigte Stellung zu bewegen. Wenn
der Ver. schlußstopfen 97 durch den Scherstift mit dem Einbauwerkzeug 147
verbunden ist (F i g. 6), liegt dm
geschlossene untere Ende 154 des
äußeren Kolben.
schiebers 121 am Stopfen 123 an, der das
Gehäuse 122 des Stopfens 97 nach unten abschließt. Eine auf der Außenseite
des Gehäuses 122 vorgesehene Schulter 155 liegt nach dem Einführen des Stopfens
97 auf dem oberen Ende des Rohres 93 an. Eine ringförmige Dichtung
156 ist unterhalb der Schulter 155 angeordnet, um zu verhindern, daß
Seewasser in das obere Ende des Rohres 93 eintritt. Die Dichtung
156 hat dagegen nicht die Aufgabe, das Entweichen von in dem Rohr
93 enthaltenem Strömungsmittel zu verhindern, da dieses auch über Kanäle
158 im Gehäuse 122 sowie über eine zentrale Kammer 157 im Stopfen
97 an den Verriegelungsteilen 112 und 113
sowie an der Dichtung
156 vorbei nach außen entweichen kann. Bei den Dichtungen 96, 109
und 100
handelt es sich dagegen um Druckdichtungen, die das Entweichen des
Strömungsmittels an den betreffenden Punkten verhindern.
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Wenn der Stufenstopfen 97 durch den Scherstift 150 gemäß
F i g. 6 mit dem Einbauwerkzeug 147 verbunden ist, wird die Hilfsbetätigungsstange
153 nach unten gedrückt, so daß das untere Ende 154 des äußeren Kolbenschiebers
121 den unteren Stopfen 123 des Gehäuses 122 berührt. Dann steht der die
Wand des Gehäuses 122 durchsetzende Kanal 160 in Verbindung mit dem Ringkanal
161 und dem Längskanal 162 des äußeren Kolbenschiebers 121, so daß
das in dem inneren Rohr 99 unterhalb des Stopfens 123 eingeschlossene
Strömungsmittel über die Kanäle 160, 161 und 162 sowie über einen
weiteren anschließenden Kanal 163 zur Kammer 157 strömen kann, aus
welcher das Strömungsmittel dann entweichen kann. Gleichzeitig, also während sich
der äußere Kolbenschieber 121 in seiner unteren Stellung befindet, steht auch der
das Gehäuse 122 durchsetzende Kanal 164 mit dem Kanal 163 und daher auch
mit der Kammer 157 in Verbindung, so daß auch aus dem Ringraum 104 zwischen
dem inneren Rohr 99
und dem mittleren Rohr 98 Strömungsmittel entweichen
kann, ebenso wie das im Ringraum 106 zwischen dem Rohr 93 und dem
mittleren Rohr 98 enthaltene Strömungsmittel, das über den Kanal
158 zu der Kammer 157 gelangen und entweichen kann.
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Während der normalen Arbeiten, bei denen der Sondenkopf durch den
Stopfen 97 verschlossen ist, befinden sich die verschiedenen Teile des Stopfens
in der in F i g. 4 gezeigten Stellung, so daß die Kanäle 160 und 164
durch den äußeren Kolbenschieber 121 abgesperrt sind.
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Wenn der Stopfen 97 entfernt werden soll, wird über ein Fangwerkzeug,
das an dem Fangkopf 114 des Stopfens 97 angreift, eine nach oben gerichtete
Zugkraft auf den Stangenabschnitt 115 aufgebracht. Das am unteren Ende eines
Rohrstrangs befestigte Fangwerkzeug ist gemäß F i g. 4 mit einem Satz von
federnden Fingern 166 versehen, die beim Herablassen des Fangwerkzeugs zunächst
durch eine Nokkenfläche 167 am oberen Teil des Fangkopfes 114 nach außen
gedrückt werden, um dann an der Schulter 168 des Fangkopfes anzugreifen.
Wenn der Fangkopf 114 nach oben gezogen wird, bewegen sich zugleich die Stangenabschnitte
115, 116 und 118 mit dem inneren Kolbenschieber 120 nach oben.
Bevor die Nocken 135 und 136 des Nockenabschnitts 117
an den
Nockenflächen 137 und 138 der Verriegelungsteile 112 und
113 angreifen, befindet sich der obere Kanal 170 des inneren Kolbenschiebers
120 in Fluchtung mit dem Kanal 171 in der Wand des äußeren Kolbenschiebers
121 und mit dem Kanal 172 in der Wand des Gehäuses 122, so daß der Ringraum
104 zwischen dem inneren Rohr 99 und dem mittleren Rohr 98 über diese
Kanäle und den Längskanal 173 im inneren Kolbenschieber 120 mit der Kammer
157 verbunden ist und ein Druckausgleich beim Herausziehen des Stopfens gegeben
ist. Gleichzeitig steht der untere Kanal 174 des inneren Kolbenschiebers 120 in
Verbindung mit dem Kanal 175 des äußeren Kolbenschiebers 121 und dem Kanal
176 des Gehäuses 122, so daß Strömungsmittel in die innerhalb des inneren
Rohres 99 gebildete Kammer 102 eintreten kann und auch insoweit ein Druckausgleich
erhalten wird. Ein weiteres Ziehen an dem Fangkopf 114 bewirkt, daß die Nocken
135 und 136 die Verriegelungsteile 112 und 113 zurückziehen,
worauf der Stopfen 97 vollends herausgezogen werden kann.