DE1255608B

DE1255608B - Wedge arrangement in a wellhead for supporting a string of tubing

Info

Publication number: DE1255608B
Application number: DEA52264A
Authority: DE
Inventors: William Warren Word Jun; Claude Russell Neilon
Original assignee: Armco Inc
Current assignee: Armco Inc
Priority date: 1966-04-23
Filing date: 1966-04-23
Publication date: 1967-12-07

Description

Keilanordnung in einem Bohrlochkopf zum Tragen eines Rohrstranges Die Erfindung betrifft eine verbesserte Keilanordnung zur axialen Abstützung eines Rohrstranges, z. B. Futter- oder Steigrohre, welche bei Öl- und Gasbohrlöchern verwendet werden.Wedge arrangement in a wellhead for supporting a string of tubing The invention relates to an improved wedge arrangement for axially supporting a Pipe string, e.g. B. casing or riser pipes used in oil and gas wells will.

Es ist allgemein bekannt, Futterrohrstränge usw. in Bohrlochköpfen mittels einer Anzahl segmentartiger, nach unten und innen konisch verlaufenden Teilen aufzuhängen. Diese einzelnen Teile sind als Keilsegmente bekannt, und die verschiedenen Segmente sind üblicherweise so zusammengestellt, daß sie eine kreisförmige Keilanordnung bilden. Jedes Segment ist mit spitzen Vorsprüngen, Verzahnungen od. dgl. versehen, welche in die Wandung des Rohres eindringen können, um so eine gute tragende Verbindung bzw. einen guten Eingriff zwischen den Segmenten und dem Rohrstrang zu schaffen. Die inneren Flächen der Segmente sind bogenförmig ausgebildet und haben eine solche Form, daß sie im eingebauten Zustand die Keilanordnung mit einer Innenfläche versehen, die im wesentlichen einen kreisförmigen Querschnitt aufweist. Die äußeren Flächen der Keilsegmente, die nach unten und innen konisch zusammenlaufen, sind so angeordnet, daß sie gegen kegelstumpfartige Stützflächen im Bohrlochkopf anliegen. Demgemäß bewirkt das Gewicht der Rohrleitung, daß die Keilsegmente zwischen der kegelstumpfartigen Stützfläche und der äußeren Oberfläche der Leitung bzw. des Rohrstranges verkeilt werden, wodurch die mit den Vorsprüngen versehenen inneren Flächen fest gegen die Leitung geklemmt werden.It is well known to install casing strings, etc. in wellheads by means of a number of segment-like, downwardly and inwardly conical parts hang up. These individual parts are known as wedge segments, and the different ones Segments are usually arranged to form a circular wedge arrangement form. Each segment is provided with pointed projections, teeth or the like. which can penetrate into the wall of the pipe to create a good load-bearing connection or to create a good engagement between the segments and the pipe string. The inner surfaces of the segments are arcuate and have such Form that they provide the wedge arrangement with an inner surface when installed, which has a substantially circular cross-section. The outer surfaces of the wedge segments, which converge downwards and inwards, are arranged in such a way that that they rest against frustoconical support surfaces in the wellhead. Accordingly causes the weight of the pipeline that the wedge segments between the frustoconical Wedged support surface and the outer surface of the conduit or pipe string , whereby the inner surfaces provided with the projections firmly against the Line are clamped.

In den letzten Jahren sind die Rohrstränge der Futterrohre, der Steigleitungen u. dgl. notwendigerweise für Öl- und Gasbohrungen auf Grund der wachsenden Tiefe der gebohrten Bohrlöcher immer länger geworden. Hierdurch sind auch die Belastungen, die durch die Keilanordnungen aufgenommen werden müssen, größer geworden. Diese Entwicklung macht bei einem Entwurf für eine Bohrlochkopfeinrichtung die Anwendung von Keilsegmenten notwendig, deren Formgebung und Anordnung so gewählt werden muß, daß die sehr großen Belastungen, die nunmehr aufgenommen werden müssen, keine übermäßige Abwärtsbewegung der Keilsegmente und keine größere, nach innen gerichtete Deformation des abgestützten Rohrstranges hervorrufen. Diesbezüglich ist es verständlich, daß, wenn der Rohrstrang durch die Keilanordnung getragen wird, die Segmente entlang der kegelstumpfartigen Stützfläche gleiten können und hierbei wachsende radiale Kräfte auf das Rohr ausüben, so daß, wenn die Kräfte groß genug werden, die Wandung des Rohres übermäßig nach innen deformiert würde, wodurch bei einem bestimmten Deformationspunkt der innere Durchmesser des Rohres nicht mehr das Maß haben würde, das erforderlich ist, um Bohrlochpacker oder Werkzeuge hindurchzulassen, wodurch natürlich der Zweck und die Aufgabe dieser Einrichtung nicht mehr erfüllt werden könnte.In recent years the pipe strings have been the casing pipes, the risers and the like necessary for oil and gas drilling due to the increasing depth of the drilled holes became longer and longer. This also reduces the burdens which must be absorbed by the wedge assemblies has become larger. These Development makes application in a wellhead device design of wedge segments necessary, the shape and arrangement of which must be chosen so that the very great burdens that now have to be absorbed are not excessive Downward movement of the wedge segments and no major, inward deformation of the supported pipe string. In this regard, it is understandable that, when the tubing string is supported by the wedge assembly, along the segments the frustoconical support surface can slide and thereby growing radial Apply forces on the pipe so that when the forces become large enough, the wall of the pipe would be excessively deformed inward, causing a certain deformation point the inner diameter of the pipe would no longer be as large as required is to allow well packers or tools to pass through, which of course is the purpose and the task of this institution could no longer be fulfilled.

Zur Lösung dieses Problems, nämlich die Keilsegmente davon abzuhalten, übermäßige Radialkräfte auf den abgestützten Rohrstrang auszuüben, sind schon verschiedene Lösungswege eingeschlagen worden. So sind entsprechend der USA: Patentschrift 2 887 754 Zähne oder andere Vorsprünge auf den äußeren Flächen der Gleitsegmente vorgeschlagen worden, die sich in die kegelstumpfartige Oberfläche einfressen, welche die Keilanordnung abstützt. Diese zusätzlichen Zähne od. dgl. neigen dazu, die axiale Abwärtsbewegung der Segmente zu begrenzen, und neigen ebenfalls dazu, ein ausreichendes Verkeilen zu verhindern. Ebenfalls in der USA.-Patentschrift 2 874 436 ist eine spezielle Ausführungsform für ein Segment vorgesehen, welches eine aufgerauhte äußere Oberfläche für den speziellen Eingriff mit der kegelstumpfartigen Stützfläche aufweist. Wenn auch durch diese allgemeinen Vorschläge beträchtliche Erfolge erzielt wurden, so besteht doch immerhin offensichtlich eine obere Grenze für die axialen Belastungen, denen solche Keilanordnungen unterworfen werden können, da, wenn einmal die axiale Last groß genug wird, sogar Keilsegmente mit äußerer spitzer Verzahnung od. dgl. an der kegelstumpfartigen Stützfläche entlangwandern bzw. sich auf ihr verschieben, wodurch ein Überkeilen bzw. ein übermäßiges Verkeilen ermöglicht wird. Außerdem neigen die Zähne oder Vorsprünge auf der Außenfläche der Segmente dazu, sich in die kegelstumpfartige stützende Oberfläche, welche die Segmente umgibt, einzugraben und diese zu verderben. Die sich hieraus ergebende Zerstörung der Oberfläche macht es äußerst schwierig, die Keilsegmente wieder zu lösen, was gerade bei Ölbohrungen häufig verlangt wird.To solve this problem, namely to keep the wedge segments from Exerting excessive radial forces on the supported pipe string are different Solutions have been taken. So are according to the USA: Patent 2 887,754 teeth or other protrusions on the outer surfaces of the sliding segments are suggested which eat into the frustoconical surface that the wedge assembly supports. These additional teeth od. The like. Tend to the axial downward movement of the segments to limit, and also tend to have sufficient wedging to prevent. Also in U.S. Patent 2,874,436 is a specific one Embodiment provided for a segment which has a roughened outer surface for the special engagement with the frustoconical support surface. if Considerable successes have also been achieved through these general proposals, so after all, there is obviously an upper limit for the axial loads, to which such wedge arrangements can be subjected, since once the axial Load becomes large enough, even wedge segments with external pointed teeth or the like. wander along the frustoconical support surface or move on it, thereby wedging over or excessive wedging enables will. In addition, the teeth or protrusions on the outer surface of the segments are inclined to fit into the frustoconical supporting surface that surrounds the segments, to dig in and spoil them. The resulting destruction of the surface makes it extremely difficult to loosen the wedge segments again, which is especially the case with oil drilling is often required.

Demgemäß besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine verbesserte Keilanordnung bereitzustellen, welche größere Längen von Rohrleitungen u. dgl. abstützen bzw. tragen kann, ohne daß dabei diese Leitungen übermäßig deformiert werden. Es wurden bereits Keilanordnungen nach der Erfindung hergestellt, welche Rohrstrangbelastungen von ungefähr 750 000 kg aufnehmen können.Accordingly, the object of the invention is to provide an improved To provide wedge assemblies which support greater lengths of piping and the like or can wear without these lines being excessively deformed. It wedge assemblies have already been made according to the invention, which pipe string loads of approximately 750,000 kg.

Schließlich besteht eine weitere Erfindung darin, eine Keilanordnung mit einer Anzahl von Gleitsegmenten zu schaffen, die in Bezug aufeinander so aufgebaut und angeordnet sind, daß das im Betrieb naturgemäß auftretende Drehmoment, welches bisher immer auf die Gleitsegmente durch das Rohrleitungsgewicht einwirkte, völlig ausgeschaltet wird.Finally, another invention is a wedge assembly with a number of sliding segments that are so constructed in relation to each other and are arranged that the torque naturally occurring during operation, which previously always acted on the sliding segments by the weight of the pipeline, completely is turned off.

Es zeigt F i g. 1 eine Seitenansicht im Teilschnitt einer Bohrlochkopfkonstruktion nach einem Ausführungsbeispiel, F i g. 2 einen Querschnitt entlang der Linie 2-2 in F i g. 1, wobei sich die Segmente in einer Lage beflnden, bei der keine weitere Abwärtsbewegung mehr ; möglich ist, F i g. 3 eine ähnliche Darstellung wie F i g. 2, wobei jedoch eine weitere Abwärtsbewegung der Segmente noch möglich ist, F i g. 4 eine Seitenansicht der Keilanordnung nach ; F i g. 1, F i g. 5 einen Teilquerschnitt entlang der Linie 5-5 in F i g. 4, F i g. 6 eine teilweise Seitenansicht eines Teiles der Anordnung nach einer anderen Ausführungsform der , Erfindung, F i g. 7 eine Seitenansicht auf eines der Segmente nach der in F i g. 6 gezeigten Anordnung, F i g. 8 eine geschnittene Teilansicht entlang der Linie 8-8 in F i g. 7, F i g. 9 eine der F i g. 6 ähnliche Seitenansicht einer Anordnung nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, F i g.10 eine Seitenansicht eines Segmentes der Anordnung nach F i g. 9, wobei die Ansicht von der Linie 10-10 in F i g. 9 aus erfolgt.It shows F i g. Figure 1 is a side view in partial section of a wellhead structure according to one embodiment, FIG. Figure 2 is a cross-section along line 2-2 in Fig. 1, whereby the segments are in a position in which no other Downward movement more; is possible, F i g. 3 shows a representation similar to FIG. 2, although a further downward movement of the segments is still possible, F i G. Figure 4 is a side view of the wedge assembly of Figure 4; F i g. 1, Fig. 5 is a partial cross-section along line 5-5 in FIG. 4, fig. Figure 6 is a partial side view of a part the arrangement according to another embodiment of the invention, FIG. 7 a Side view of one of the segments according to the one shown in FIG. 6 shown arrangement, F i g. 8 is a partial sectional view taken along line 8-8 in FIG. 7, fig. 9 one of the F i g. 6 similar side view of an arrangement according to a further embodiment of the invention, FIG. 10 a side view of a segment of the arrangement according to FIG i g. 9, the view from the line 10-10 in FIG. 9 takes place.

Im allgemeinen werden die gestellten Aufgaben durch die Erfindung durch den Aufbau und die Anordnung von Keilsegmenten derart gelöst, daß das Gewicht eines durch sie getragenen Rohrstranges, sobald die Länge des Rohrstranges größer wird, wirksam werden kann, um die Keilsegmente in eine Stellung zu bringen, in der sie alle hochkant gegeneinander in engem Kontakt anliegen. Ein derartiger Kontakt bzw. eine solche Berührung verhindert die weitere Abwärtsbewegung der Keilsegmente und schließt dabei eine weitere Reduzierung des inneren Durchmessers der Keilanordnung aus, so daß kein zusätzliches Anwachsen des radial wirkenden Preßdruckes bzw. Greifdruckes, der durch die Segmente auf den Rohrstrang einwirkt, auftreten kann. Man kann also sagen, daß die Keilanordnung einen kleinsten wirksamen inneren Durchmesser hat, der dann vorliegt, wenn die Keilsegmente gegeneinander zur Anlage gebracht sind, wobei dieser innere Durchmesser so gewählt wird, um eine angemessene größe hat, mit der die Gleitanordnung arbeiten soll. stützende Anlage zwischen den Keilsegmenten und dem Rohr zu schaffen, wenn das Rohr die Rohrgröße hat, mit der die Gleitanordnung arbeiten soll.In general, the objects are achieved by the invention solved by the structure and the arrangement of wedge segments so that the weight a pipe string carried by it as soon as the length of the pipe string increases is, can be effective to bring the wedge segments in a position in which they are all upright against each other in close contact. Such a contact or such contact prevents further downward movement of the wedge segments and thereby includes a further reduction in the inner diameter of the wedge assembly off, so that no additional increase in the radially acting pressure or gripping pressure, which acts on the pipe string through the segments, can occur. So you can say that the wedge arrangement has a smallest effective inner diameter, which occurs when the wedge segments are brought into contact with one another, this inner diameter being chosen to be of an appropriate size, with which the slide assembly is to work. supporting system between the wedge segments and to create the pipe, if the pipe is the pipe size with which the slide assembly should work.

In den Zeichnungen stellt die F i g. 1 in vereinfachter Weise einen Teil eines Bohrlochkopfes dar. Hier ist der Rohrkopfteil 1 auf herkömmliche Weise gestaltet. Der Bauteil l ist an einem äußeren oder tragenden Rohrstrang 2 festgelegt und weist einen vertikalen Durchgang 3 auf, der sich von oben nach unten erstreckt. Der Durchgang 3 weist einen oberen Zylinderteil 4 auf, einen zweiten Zylinderteil s von geringfügig kleinerem Durchmesser, weiterhin die normalerweise glatte, nach unten und innen konisch verlaufende kegelstumpfartige Fläche 6 und schließlich die unteren Zylinderteile 7 und 7' auf. Der Bauteil 1 ist mit dem üblichen Oberflansch 8 versehen.In the drawings, FIG. 1 in a simplified way Part of a wellhead. Here the pipe head part 1 is in a conventional manner designed. The component 1 is attached to an outer or load-bearing pipe string 2 and has a vertical passage 3 extending from top to bottom. The passage 3 has an upper cylinder part 4, a second cylinder part s of slightly smaller diameter, the normally smooth one, continues after bottom and inside conical frustoconical surface 6 and finally the lower cylinder parts 7 and 7 '. The component 1 is with the usual top flange 8 provided.

Der Rohrstrang 9, der durch den Kopfteil 1 getragen werden soll, erstreckt sich koaxial durch den Teil 1 und wird durch die Keilanordnung, die allgemein mit 10 bezeichnet ist, abgestützt und verankert. Wie deutlich aus den F i g. 1 bis 4 hervorgeht, besteht die Keilanordnung 10 aus drei metallischen Segmenten 11, 12 und 13, die identisch sind und die dazu eingerichtet sind, daß an ihnen Gelenkverbindungen sowie Handhabungsseile od. dgl. festgelegt werden können. Jedes der Segmente hat eine Innenfläche entsprechend der Form eines Zylindersegmentes, wie jeweils bei 14, 15 und 16 angedeutet ist, um so die äußere Oberfläche des Rohrstranges 9 umfassen zu können, wobei die Flächen 14 bis 16 unregelmäßig ausgeführt sind, wodurch ein besserer Eingriff der Segmente mit dem Rohrstrang erzielt wird. Somit können also die Flächen 14 bis 16 mit Verzahnungen, stufenartigen Vorsprüngen od. dgl., wie es z. B. bei 17 in F i g. 1 dargestellt ist, auf jede beliebige und bekannte Art und Weise versehen sein. Zumindestens die unregelmäßigen Innenflächen der Gleitsegmente sind wärmebehandelt oder anders härter gemacht worden als das Metall des Rohrstranges 9, so daß die Unregelmäßigkeiten der Flächen 14 bis 16 in die Rohrwandung eindringen werden, wodurch ausreichende Vertiefungen bzw. Eindruckstellen am Rohr hervorgerufen werden, so daß ein sicherer tragender bzw. stützender Eingriff zwischen dem Segment und dem Rohrstrang möglich ist.The tubing 9, which is to be carried by the head part 1, extends coaxially through the part 1 and is supported by the wedge assembly which is generally indicated at 10 and anchored. As is clear from FIGS. 1 to 4, the wedge arrangement 10 consists of three metallic segments 11, 12 and 13, which are identical and which are set up so that articulated connections and handling ropes or the like can be fixed on them. Each of the segments has an inner surface corresponding to the shape of a cylinder segment, as indicated at 14, 15 and 16, respectively, in order to be able to encompass the outer surface of the pipe string 9 , the surfaces 14 to 16 being irregular, whereby a better engagement of the Segments is achieved with the pipe string. Thus, the surfaces 14 to 16 with teeth, step-like projections od. B. at 17 in FIG. 1 can be provided in any known manner. At least the irregular inner surfaces of the sliding segments have been heat-treated or otherwise made harder than the metal of the pipe string 9, so that the irregularities of the surfaces 14 to 16 penetrate into the pipe wall, whereby sufficient depressions or indentations are created on the pipe, so that a safer load-bearing or supporting engagement between the segment and the pipe string is possible.

Das Segment 11 hat flache Seiten- oder Kantenflächen 18 und 19 (F i g. 2 bis 4), die sich radial und ini Längsrichtung relativ zur Innenfläche 14 erstrecken. Das Segment 11 ist ebenfalls mit einer Außenfläche 20 versehen, welche einen kegelstumpfartigen Zwischenteil 21 entsprechend F i g. 4 einschließt, der so ausgelegt ist, daß er in bündigem bzw. engem oder passendem Eingriff auf den kegelstumpfartigen Teil 6 des Durchlasses 3 liegen kann, der durch den Kopfteil 1 verläuft. Die Segmente 12 und 13 haben ebene Seiten- oder Kantenflächen 22, 23 und 24, 25, die mit den Seiten- oder Kantenflächen des Segmentes 11 identisch sind. Die Segmente 12 und 13 weisen ebenfalls äußere Flächen 26 und 27 auf, die mit der Außenfläche 20 des Segmentes 11 übereinstimmen. Somit schließt also jede Fläche 26 und 27 einen kegelstumpfartigen Zwischenteil ein, der mit dem Teil 21 der Fläche 20 identisch ist und deshalb in enger Anlage zum Teil 6 des Durchlasses 3 liegen kann. Wie sich aus F i g. 4 ergibt, sind die kegelstumpfartigen Zwischenteile der Außenflächen der Segmente 11 bis 13 glatt und ohne irgendwelche Verzahnungen oder andere Unregelmäßigkeiten von der Art ausgebildet, die bei bisher bekannten Anordnungen verwendet wurde, wie z. B. bei der eingangs erwähnten USA.-Patentschrift 2 887 754 gezeigt ist.The segment 11 has flat side or edge surfaces 18 and 19 (F i g. 2 to 4), which extend radially and in the longitudinal direction relative to the inner surface 14 extend. The segment 11 is also provided with an outer surface 20, which a frustoconical intermediate part 21 corresponding to FIG. 4 that includes is designed to be flush or snug or mating with the The frustoconical part 6 of the passage 3 can lie through the head part 1 runs. The segments 12 and 13 have flat side or edge surfaces 22, 23 and 24, 25, which are identical to the side or edge surfaces of the segment 11. The segments 12 and 13 also have outer surfaces 26 and 27, which with the Outer surface 20 of segment 11 match. So every surface closes 26 and 27 a frustoconical intermediate part, which with the part 21 of the surface 20 is identical and therefore in closer Annex to part 6 of the culvert 3 can be. As can be seen from FIG. 4 results, are the frustoconical intermediate parts the outer surfaces of the segments 11 to 13 smooth and without any toothing or other irregularities of the kind formed in heretofore known Arrangements was used, such as. B. in the USA patent mentioned at the beginning 2,887,754 is shown.

Jede äußere Fläche 20, 26 und 27 weist einen oberen ebenen Zylinderteil auf, wie z. B. mit 28 in den F i g. 1 und 4 angedeutet ist. Dieser Teil hat einen reduzierten Durchmesser.Each outer surface 20, 26 and 27 has an upper planar cylinder portion on, such as B. with 28 in the F i g. 1 and 4 is indicated. This part has one reduced diameter.

Die Segmente 11 und 12 sind mit Schlitzen 29 und 30 versehen, die, wie aus den F i g. 2 bis 5 hervorgeht, gurtartig bzw. sehnenartig in bezug auf die kreisförmige Keilanordnung ausgerichtet sind. Die Schlitze 29 und 30 sind untereinander identisch und nach außen offen. Jeder Schlitz hat einen U-förmigen Querschnitt und eine ebene Bodenfläche 31 sowie flache Seitenflächen 32. Die Segmente 11 und 12 sind mit Hilfe eines Gelenkblockes 33 und von Gelenkzapfen 34 und 35 gelenkig miteinander verbunden. Wie deutlich aus den F i g. 4 und 5 hervorgeht, ist der Block 33 mit einem Paar Öffnungen 36 und 37 versehen, welche jeweils die Zapfen 34 und 35 aufnehmen, die sich vollständig durch den Block hindurch erstrecken, wobei die Öffnungen bzw. Löcher 36 und 37 in Längsrichtung des Blockes verlängert sind, damit die Zapfen während des öffnens und Schließens der Anordnung relativ zum Block verschoben werden können. Wie in F i g. 4 gezeigt ist, ist die Dimensionierung des Gelenkblockes 33 in Axialrichtung zur Keilanordnung so gewählt, daß der Gelenkblock im wesentlichen völlig die sehnenartig angeordneten Schlitze 29 und 30 ausfüllt, wodurch die Segmente daran gehindert werden, sich in Bezug aufeinander axial zu verschieben. Die Gelenkzapfen 34 und 35 können auf jede geeignete Weise festgelegt werden, wie z. B. durch Einschrauben in Paßbohrungen in den entsprechenden Segmenten, wobei sich diese Bohrungen transversal zu ihren zugehörigen Schlitzen 29 und 30 derart erstrecken, daß jeder Zapfen durch beide Wandungen, die den Schlitz bilden, zu dem dieser Zapfen gehört, hindurchragen kann.The segments 11 and 12 are provided with slots 29 and 30 which, as shown in FIGS. 2 to 5 is evident, belt-like or chord-like with respect to the circular wedge arrangement are aligned. The slots 29 and 30 are one below the other identical and open to the outside world. Each slot has a U-shaped cross section and a flat bottom surface 31 and flat side surfaces 32. The segments 11 and 12 are articulated with one another by means of a hinge block 33 and hinge pins 34 and 35 tied together. As is clear from FIGS. 4 and 5, block 33 is shown a pair of openings 36 and 37 which receive pins 34 and 35 respectively, which extend completely through the block, the openings or Holes 36 and 37 are elongated along the length of the block to allow the tenons be displaced relative to the block during the opening and closing of the arrangement can. As in Fig. 4 is the dimensioning of the joint block 33 selected in the axial direction to the wedge arrangement so that the joint block is substantially completely fills the tendon-like arranged slots 29 and 30, whereby the segments are prevented from shifting axially with respect to each other. The pivot pin 34 and 35 can be set in any suitable manner, such as. B. by screwing in fitting bores in the corresponding segments, these bores being transversal to their associated slots 29 and 30 extend so that each pin through both walls, which form the slot to which this pin belongs, protrude can.

Die Segmente 11 und 13 sind auf ähnliche Weise mit nach außen offenen Schlitzen 38 und 39 versehen, welche sehnenartig in bezug auf die runde Keilanordnung ausgerichtet sind. Die Schlitze 38 und 39 nehmen entsprechend F i g. 3 einen Gelenkblock 40 auf, der dem vorher beschriebenen Block 33 gleich ist. Die Gelenkverbindung zwischen den Segmenten 11 und 13 wird auf gleiche Weise durch Gelenkzapfen 41 und 42 hergestellt, wie es vorher für die Gelenkkonstruktion nach F i g. 5 beschrieben wurde. Auch hier sind die Maße des Blocks 40 in Axialrichtung zur Keilanordnung so gewählt, daß der Block im wesentlichen völlig die Schlitze 38 und 39 ausfüllt, wodurch ein axiales Verschieben der Segmente 11 und 13 in Bezug aufeinander verhindert wird. Es ist also offensichtlich, daß die Gelenkverbindungen zwischen den drei Segmenten so ausgebildet sind, daß die Keilanordnung um das zu tragende Rohr herum geöffnet und geschlossen werden kann, daß aber immer noch eine axiale Verschiebung der Segmente verhindert wird. Bei geschlossener Anordnung stellen die Gelenkverbindungen sicher, daß gleiche Teile aller Segmente in einer gemeinsamen Ebene transversal zur Achse der Anordnung ausgerichtet sein werden.Segments 11 and 13 are similarly outwardly open Slits 38 and 39 are provided, which tendon-like with respect to the round wedge arrangement are aligned. The slots 38 and 39 take up according to FIG. 3 a joint block 40, which is the same as block 33 previously described. The articulation between the segments 11 and 13 is made in the same way by pivot pins 41 and 42, as was previously the case for the joint construction according to FIG. 5 has been described. Here too are the dimensions of the block 40 in the axial direction to the wedge arrangement so that the Block essentially completely fills the slots 38 and 39, creating an axial Displacement of the segments 11 and 13 in relation to one another is prevented. It is so it is obvious that the articulation between the three segments is so designed are that the wedge assembly is opened and closed around the pipe to be supported can be, but still prevents axial displacement of the segments will. When the arrangement is closed, the articulations ensure that the same Parts of all segments in a common plane transverse to the axis of the arrangement will be aligned.

Jedes Segment ist ebenfalls mit einer oberen öffnung bzw. Bohrung 43 (F i g. 3) versehen, die ein geeignetes, nicht weiter dargestelltes Befestigungselement aufnimmt, welches der Anbringung der üblichen Handhabungsseile dient.Each segment also has an upper opening or hole 43 (F i g. 3) provided, which is a suitable, not shown fastening element takes up which is used to attach the usual handling ropes.

An ihren Bodenenden sind Teile der äußeren Flächen 20, 26 und 27 stark in Richtung auf die inneren Flächen der Segmente geneigt bzw. abgeschrägt ausgebildet, wie es mit 44 in den F i g. 1 und 4 angedeutet ist, um so die seitlichen Öffnungen 45 im Teil 1 frei zu lassen, welche mit dem Ringraum zwischen dem Rohrstrang 9 und mit dem tragenden oder äußeren Rohr 2 in Verbindung stehen.At their bottom ends, portions of the outer surfaces 20, 26 and 27 are strong inclined or beveled in the direction of the inner surfaces of the segments, as shown in FIG. 44 at 44. 1 and 4 is indicated, so are the side openings 45 to leave free in part 1, which with the annular space between the pipe string 9 and are in communication with the supporting or outer tube 2.

Im zusammengebauten Zustand bilden die Segmente 11 bis 13 dieser Ausführungsform einen ringförmigen Aufbau mit Innenflächen 14 bis 16, die jeweils genau oder zumindestens ungefähr eine Ebene in Form einer Zylinderfläche bilden, wenn man die Vorsprünge 17 außer acht läßt, was jedoch davon abhängt, ob die Segmente aneinander anstoßen bzw. anliegen oder nicht. Die Außenflächen 20, 26 und 27 befinden sich in gleitender Anlage mit der sie umgebenden kegelstumpfartigen Oberfläche, welche durch den Teil 6 des Durchlasses 3 im Kopfteil 1 dargestellt wird. Die Segmente befinden sich somit zwischen der Oberfläche 6 und dem Rohr 9 und sind zwischen den Teilen 6 und 9 verkeilt. Bekanntlich bewirkt eine solche Keilverbindung, daß die Vorsprünge 17 in den Rohrstrang 9 eindringen, wodurch eine ausreichende Eindringtiefe bzw. Einkerbung geschaffen wird, wodurch der Rohrstrang 9 über die Vorsprünge und Verzahnungen 17 getragen werden kann.In the assembled state, the segments form 11 to 13 of this embodiment an annular structure with inner surfaces 14 to 16, each exactly or at least approximately form a plane in the form of a cylindrical surface when you look at the projections 17 disregards, which, however, depends on whether the segments abut one another or pending or not. The outer surfaces 20, 26 and 27 are in sliding Plant with the surrounding frustoconical surface, which through the part 6 of the passage 3 in the head part 1 is shown. The segments are thus located between the surface 6 and the tube 9 and are wedged between the parts 6 and 9. As is known, such a wedge connection causes the projections 17 in the pipe string 9 penetrate, creating a sufficient penetration depth or notch is, as a result of which the pipe string 9 is carried over the projections and teeth 17 can be.

Wenn man annimmt, daß die Länge des Rohrstranges 9 nicht so groß ist, daß die durch den Rohrstrang auf die Keilsegmente einwirkende Kraft einen festgelegten Wert überschreitet, so kann die Keilanordnung in Axialrichtung jede beliebige Lage entlang der Oberfläche aufnehmen, die durch den Teil 6 des Durchlasses 3 gebildet wird, wobei noch für alle möglichen Stellungen eine weitere Abwärtsbewegung der Keile möglich ist, weil die Seiten oder Kanten der Segmente noch nicht gegeneinander anliegen. Wenn jedoch die durch den Rohrstrang 9 auf die Segmente einwirkende Belastung diesen festgelegten Wert erreicht, so ist noch eine ausreichende Abwärtsbewegung der Segmente sichergestellt, um die Fläche 18 in Eingriff mit der Fläche 24 zu bringen bzw. sie zur Anlage mit dieser Fläche zu bringen, um die Fläche 19 zur Anlage mit der Fläche 22 und schließlich die Fläche 23 zur Anlage mit der Fläche 25 zu bringen. Da sich die Seitenflächen jedes nebeneinanderliegenden Segmentpaares dicht gegenüberliegen bzw. aneinanderliegen, wie es aus F i g. 2 hervorgeht, und da die Außenflächen der Keilsegmente in Anlage mit dem Teil 6 des Durchlasses 3 gelangen, so ist keine weitere Abwärtsbewegung der Segmente und deshalb kein weiteres Anwachsen des radial gerichteten Preßdruckes auf den Rohrstrang durch die Segmente mehr möglich.Assuming that the length of the pipe string 9 is not so great, that the force acting on the wedge segments through the pipe string is a fixed one If the value exceeds the value, the wedge arrangement can be in any position in the axial direction take up along the surface formed by the part 6 of the passage 3 is, with a further downward movement of the for all possible positions Wedges are possible because the sides or edges of the segments are not yet against each other issue. However, if the load acting on the segments through the pipe string 9 reaches this specified value, there is still sufficient downward movement of the segments to bring the surface 18 into engagement with the surface 24 or to bring them into contact with this surface in order to bring the surface 19 into contact with of the surface 22 and finally the surface 23 to be brought into contact with the surface 25. Because the side surfaces of each adjacent pair of segments are tightly opposed or lie against one another, as shown in FIG. 2 and since the outer surfaces of the Wedge segments come into contact with the part 6 of the passage 3, so there is no more Downward movement of the segments and therefore no further increase in the radial direction Pressing pressure on the pipe string through the segments is more possible.

Nach F i g. 2 bilden die Innenflächen 14 bis 16 eine ebene Zylinderoberfläche, wenn man die Vorsprünge 17 außer acht läßt, von genau definiertem Durchmesser, wenn die entsprechenden Seitenflächen der Segmente miteinander in Berührung stehen. Theoretisch könnte offensichtlich der Rohrstrang 9 einen so großen äußeren Durchmesser aufweisen, daß der Rohrstrang unter den in F i g. 2 dargestellten Bedingungen übermäßig deformiert würde, oder einen so kleinen Durchmesser aufweisen, daß eine unangemessene bzw. ungenügende Greifwirkung unter den Bedingungen nach F i g. 2 auftreten würde. In der Praxis werden jedoch Bohrlochköpfe für spezielle Größen von genormten Futterrohren od. dgl. ausgelegt. Somit könnte der in den Zeichnungen dargestellte Bohrlochkopf unter Berücksichtigung der üblichen Praxis für einen Rohrstrang bestimmt sein, der z. B. im Handel mit einem äußeren Durchmesser von 175 mm erhältlich ist. Bei den üblicherweise vorhandenen Toleranzen kann der Kunde sichergehen, daß jedes gekaufte Rohr bzw. jeder Rohrstrang mit einem angegebenen äußeren Nenndurchmesser tatsächlich einen äußeren Durchmeser hat, der innerhalb der Grenzen von plus oder minus 3,401o des Nennwertes schwankt, und daß die Wandstärke, über die Länge des Rohrstückes gesehen, im wesentlichen konstant ist. Wenn man also annimmt, daß der in F i g. 1 gezeigte Bohrlochkopf zum Tragen eines Rohrstranges mit einem äußeren Nenndurchmesser von 175 mm gedacht ist, so muß der Bohrlochkopf darauf eingerichtet sein, einen Rohrstrang zu tragen, dessen äußerer Durchmesser innerhalb der durch die Herstellung bedingten Toleranzen schwankt. Es hat sich überraschenderweise ergeben, daß bei Verwendung einer Keilanordnung der vorher beschriebenen Art der Bohrlochkopf nach der Erfindung einen Rohrstrang mit dem größtmöglichen äußeren Durchmesser auf Grund der Herstellungstoleranzen tragen kann, ohne eine nach innen gerichtete Verformung des Rohrstranges in einem Maß hervorzurufen, welches genügen würde, um das Durchführen von Bohrlochpackern, Werkzeuge od. dgl. zu verhindern, und es wird gleichzeitig eine ausreichende Greifwirkung zum Tragen eines Rohrstranges mit dem kleinsten möglichen Durchmesser auf Grund der Herstellungstoleranzen geschaffen, wobei diese Greifwirkung dennoch ausreicht, um die größten Rohrbelastungen zu bewältigen, die sich auf Grund größerer Tiefen der heutzutage gebohrten Bohrlöcher ergeben.According to FIG. 2, the inner surfaces 14 to 16 form a flat cylinder surface, if the projections 17 are disregarded, of a precisely defined diameter, if the corresponding side surfaces of the segments are in contact with one another. Theoretically the pipe string 9 could obviously have such a large outer diameter, that the Pipe string under the in F i g. 2 conditions shown would be excessively deformed, or so small in diameter that a Inadequate or insufficient gripping effect under the conditions according to FIG. 2 would occur. In practice, however, wellheads for special sizes of standardized casing pipes or the like. Designed. Thus, the one in the drawings wellhead illustrated taking into account common practice for a tubing string be determined, the z. B. commercially available with an outer diameter of 175 mm is. With the tolerances usually present, the customer can be sure that each purchased pipe or pipe string with a specified outer nominal diameter actually has an outer diameter that is within the limits of plus or minus 3.401o of face value, and that the wall thickness varies over the length of the Seen pipe section, is essentially constant. So if you assume that the in Fig. 1 wellhead shown for carrying a tubing string with an outer If a nominal diameter of 175 mm is intended, the wellhead must be set up accordingly be able to carry a string of tubing whose outer diameter is within the by the manufacturing tolerances fluctuates. It has surprisingly turned out that when using a wedge arrangement of the type previously described, the wellhead according to the invention a pipe string with the largest possible outer diameter Due to the manufacturing tolerances can wear without an inward deformation of the pipe string to an extent that would be sufficient to carry out of borehole packers, tools od. The like. To prevent, and it is at the same time a sufficient gripping effect to carry a string of tubing with the smallest possible Diameter created due to manufacturing tolerances, this gripping effect nevertheless sufficient to cope with the greatest pipe loads that are due to result in greater depths of the boreholes drilled today.

Aus dem vorher Gesagten geht eindeutig hervor, daß die Seiten- oder Kantenflächen 18, 19, 22, 23, 24 und 25 der Keilsegmente mit beträchtlicher Genauigkeit hergestellt werden müssen, da diese Flächen die bogenförmigen Ausmaße bzw. Dimensionen der Keilsegmente bilden, und die deshalb den wirksamen inneren Durchmesser der Keilanordnung darstellen, wobei die Segmente die in F i g. 2 gezeigten Stellungen einnehmen, in denen sie gegenseitig aneinander anstoßen. In der in den F i g. 1 bis 5 dargestellten Ausführungsform sind die Seiten- oder Kantenflächen jedes Segmentes maschinell bearbeitet, und die Segmente sind jeweils vor dem Drehen oder Bohren der äußeren und inneren Flächen gegeneinander zur Anlage gebracht, so daß die Herstellung ihrer bogenartigen Form relativ höhere Herstellungskosten mit sich bringt, als es allgemein beim Entwurf der Segmente erwartet wird. Andererseits können die Segmente alle aus einem einzelnen ringförmigen Gußteil hergestellt werden, indem eine Anzahl sehr feiner radial gerichteter Schnitte in der Größenordnung von 1,25 mm am Gußteil angebracht werden, nachdem i die inneren und äußeren Flächen bereits fertiggestellt sind, wobei in diesem Fall die Schnittflächen die bogenförmig mit Abstand zueinander angeordneten Seitenflächen bilden. Wenn die Segmente auf diese Art und Weise hergestellt werden und wenn die Seiten- oder Anlageflächen gegeneinander anstoßen, stellen die inneren Flächen im wesentlichen eine kreisförmige, wenn auch nicht eine genau kreisförmige Oberfläche dar.From the foregoing it is clear that the side or edge surfaces 18, 19, 22, 23, 24 and 25 of the wedge segments must be made with considerable accuracy since these surfaces form the arcuate dimensions of the wedge segments, and therefore do so represent the effective inner diameter of the wedge assembly, the segments being the same as those shown in FIG. 2 assume the positions shown in which they butt against each other. In the FIG. 1 to 5, the side or edge surfaces of each segment are machined, and the segments are brought into abutment against each other prior to turning or drilling the outer and inner surfaces, so that the production of their arcuate shape involves relatively higher manufacturing costs. than is generally expected when designing the segments. On the other hand, the segments can all be made from a single annular casting by making a number of very fine radially directed cuts on the order of 1.25 mm in the casting after the inner and outer surfaces have already been completed, in which case the Cut surfaces form the side surfaces arranged in an arc at a distance from one another. When the segments are made in this way, and when the side or abutment surfaces abut one another, the inner surfaces represent a substantially circular, if not exactly circular, surface.

Die F i g. 6 bis 8 verdeutlichen eine andere Möglichkeit, mit der die Vorteile der Ausführungsform nach den F i g. 1 bis 5 mit wesentlich geringeren Herstellungskosten erreicht werden können. Alle Segmente der Keilanordnung werden aus einem einzelnen Guß- oder Schmiedestück hergestellt, wobei die einzelnen Segmente über Verbindungsbrücken zusammengeschlossen sind, die durch die gestrichelten Linien bei 150 und 151 in F i g. 6 angedeutet sind. Somit können also die Segmente 111 und 112 der F i g. 6, die über die Brücken 150 und 151 verbunden sind, maschinell als eine Einheit gefertigt werden, wenn die vorgeschriebenen Innen- und Außenflächen der Keilanordnung hergestellt werden, wonach ein genauer Axialschnitt von ausreichender Breite durch die Brücke 150 gelegt wird, um die einzelnen Segmente auszuformen. Die Brücke 150, die am oberen Ende des kegelstumpfartigen Teils der Segmente 111 und 112 liegt, verläuft vollständig über die Flächen 119 und 122 in einer zum Aufbau radial gerichteten Richtung, während sie in Axialrichtung zur Keilanordnung nur begrenzte Ausdehnungen hat. Die Brücke 151 liegt in der Nähe des unteren Endes des Segmentes und dient nur der Vereinfachung der maschinellen Herstellung der äußeren und inneren Segmentflächen, und ihre Dimensionen sind unbeachtlich, da diese Brücke später entfernt und unwirksam gemacht wird, bevor die Segmente fertiggestellt werden. Die sich gegenüberliegenden Flächen 119 und 122 der jeweiligen Segmente 111 und 112 sind somit voneinander räumlich getrennt, wobei sich die beiden Segmente nur über Anlagemittel berühren, welche einen Kontaktknopf 119' aufweisen, der vom Segment 112 aufgenommen wird. Nun wird eine Bohrung 154, die sich im rechten Winkel zum Flächenteil 152 erstreckt und bezüglich dieses Flächenteils zentriert ist, im Segment 111 geschaffen. Der Berührungsknopf 119' hat einen so dimensionierten Schaft 155, so daß der Knopf auf einfache Weise in der Bohrung 154 festgelegt werden kann, indem der Schaft 155 in die Bohrung getrieben wird, bis der Kopf des Knopfes auf der Fläche 152 sitzt. Der Knopf des Berührungsknopfes 119' hat eine genaue Länge, so daß seine äußere Fläche 156 räumlich von der Fläche 152 des Segmentes um eine genau festgelegte Entfernung getrennt liegt.The F i g. 6 to 8 illustrate another possibility with which the advantages of the embodiment according to FIGS. 1 to 5 can be achieved with significantly lower manufacturing costs. All of the segments of the wedge assembly are made from a single casting or forging, with the individual segments being interconnected by connecting bridges indicated by the dashed lines at 150 and 151 in FIG. 6 are indicated. Thus, the segments 111 and 112 of FIG. 6, connected by bridges 150 and 151, can be machined as a unit when the prescribed inner and outer surfaces of the wedge assembly are made, after which an accurate axial cut of sufficient width is made through bridge 150 to form the individual segments . The bridge 150, which lies at the upper end of the frustoconical part of the segments 111 and 112, extends completely over the surfaces 119 and 122 in a direction radially directed towards the structure, while it has only limited dimensions in the axial direction towards the wedge arrangement. The bridge 151 is located near the lower end of the segment and is only used to simplify the machining of the outer and inner segment surfaces and its dimensions are immaterial as this bridge is later removed and rendered inoperative before the segments are completed. The opposing surfaces 119 and 122 of the respective segments 111 and 112 are thus spatially separated from one another, the two segments only touching one another via contact means which have a contact button 119 ′ that is received by segment 112. A bore 154, which extends at right angles to the surface part 152 and is centered with respect to this surface part, is now created in the segment 111. The touch button 119 ' has a shaft 155 sized so that the button can be easily secured in the bore 154 by driving the shaft 155 into the bore until the head of the button rests on surface 152. The button of the touch button 119 ' is of precise length so that its outer surface 156 is spatially separated from the surface 152 of the segment by a precisely specified distance.

Während dieser Teil der Brücke 150, der entfernt worden ist, durch einen genauen Schnitt durch die halb fertiggestellte Keilanordnung entfernt werden muß, so wird der gesamte oder der im wesentlichen gesamte untere Brückenteil 151 auf einfache und wirtschaftliche Weise durch eine beliebige Methode entfernt.While that portion of the bridge 150 that has been removed must be removed by an accurate cut through the semi-completed wedge assembly, all or substantially all of the lower bridge portion 151 is easily and economically removed by any convenient method.

Es ist verständlich, daß die in F i g. 6 dargestellten Anlagemittel, die zwischen den Segmenten 111, 112 wirksam werden, ebenfalls am dritten Segment (nicht dargestellt) der Anordnung liegen, und zwar zwischen diesem Segment und jedem der Segmente 111 und 112 in der gleichen vorher beschriebenen Weise. Dementsprechend wird der minimale effektive und mittlere Innendurchmesser der Keilanordnung durch die genau hergestellten Berührungsflächen der Anlagemittel bestimmt, wobei diese Oberflächen nur eine begrenzte Größe haben und deshalb relativ einfach und wirtschaftlich gefertigt werden können, und zwar besser als die gesamten Seiten- oder Kantenflächen der Segmente.It is understandable that the in FIG. 6 investment resources shown, which take effect between the segments 111, 112, also on the third segment (not shown) of the arrangement, between this segment and each of segments 111 and 112 in the same manner previously described. Accordingly becomes the minimum effective and mean inside diameter of the wedge assembly the precisely manufactured contact surfaces of the equipment certainly, these surfaces being of limited size and therefore relatively simple and can be manufactured economically, better than the entire side or edge surfaces of the segments.

Andererseits können gemäß F i g. 9 und 10 die Segmente 211 und 212 jeweils mit Kanten- oder Seitenflächen 219 und 222 versehen sein, die anfänglich durch zwei axiale Brücken verbunden sind, wenn das Gußstück maschinell bearbeitet wird, um die erforderlichen inneren und äußeren Flächen der Keilanordnung herzustellen. Die beiden Verbindungsbrücken werden dann genau aufgetrennt, um die Anlageflächen 252 und 253 zu bilden, welche in der Nähe der oberen kegelstumpfartigen Teile der Segmente und angrenzend an deren Außenflächen liegen; gleichfalls werden durch das Auftrennen die Anlageflächen 254 und 255 am unteren Ende der Segmente geschaffen. Da die Flächen 252, 253 und 254, 255 relativ begrenzte Ausmaße haben, ist es verständlich, daß durch die Tatsache, daß die Flächen dieser Teile genau gearbeitet sein müssen, keine übermäßig komplizierte Herstellung oder größere Kosten nach sich zieht.On the other hand, according to FIG. 9 and 10, segments 211 and 212 may be provided with edge or side surfaces 219 and 222 , respectively, which are initially connected by two axial bridges when the casting is machined to produce the required inner and outer surfaces of the wedge assembly. The two connecting bridges are then precisely separated in order to form the contact surfaces 252 and 253, which lie in the vicinity of the upper frustoconical parts of the segments and adjacent to their outer surfaces; likewise, the separation creates the contact surfaces 254 and 255 at the lower end of the segments. Since the surfaces 252, 253 and 254, 255 are of relatively limited dimensions, it can be understood that the fact that the surfaces of these parts must be precisely machined does not result in overly complicated manufacture or great expense.

Entsprechend den F i g. 1 bis 5 sind die Seitenflächen jedes Segmentes durch eine bogenartig verlaufende Entfernung so bogenförmig voneinander getrennt, daß, wenn die Keilsegmente sich in voll verkeilter Lage befinden, wie es die F i g. 2 zeigt, der wirksame innere Durchmesser der Keilanordnung ; sowohl ein angemessenes Abstützen für Rohrleitungen mit kleinstmöglichem Durchmesser schafft als auch sicherstellt, daß bei Leitungen mit größtmöglichem Durchmesser eine übermäßige, nach innen gerichtete Verformung des Rohres nicht auftreten wird. Auf ähnliche Weise ist in der Ausführungsform nach den F i g. 6 bis 8 die Fläche 156 des Knopfes 119' bogenförmig von der gegenüberliegenden Seitenfläche des Segmentes 111 durch eine genau vorher festgelegte Entfernung getrennt angeordnet, so daß auch hier das gewünschte Ergebnis erreicht wird. Ebenfalls bei dem Ausführungsbeispiel nach den F i g. 9 und 10 ist der dort gezeigte Flächenteil 252 bogenförmig von der wirksamen Anlagefläche an der gegenüberliegenden Seite des Segmentes 211 durch eine genaue bestimmte Entfernung räumlich getrennt angeordnet.According to the F i g. 1 to 5, the side surfaces of each segment are separated from one another in an arcuate manner by an arcuate distance so that when the wedge segments are in a fully wedged position, as shown in FIG. Figure 2 shows the effective inner diameter of the wedge assembly; both provides adequate support for pipes of the smallest possible diameter and ensures that excessive inward deformation of the pipe will not occur in pipes of the largest possible diameter. Similarly, in the embodiment of FIGS. 6 to 8, the surface 156 of the button 119 'is arranged in an arcuate manner from the opposite side surface of the segment 111 by a precisely predetermined distance, so that the desired result is also achieved here. Also in the embodiment according to FIGS. 9 and 10, the surface part 252 shown there is arranged spatially separated from the effective contact surface on the opposite side of the segment 211 by a precisely determined distance.

Bei Betrachtung des Ausführungsbeispieles nach F i g. 6 und des Beispieles nach F i g. 9 sei noch bemerkt, daß in beiden Fällen die nebeneinanderliegenden Segmente mit Gegenlager- bzw. Anlagemitteln versehen sind, welche oberhalb des Mittelpunktes des kegelstumpfartigen Teils der Keilanordnung liegen. Diese Lage der Anlagemittel ist besonders vorteilhaft, da hierdurch wirksame Dimensionsänderungen verringert werden, die andererseits auf Grund des Verbiegens der Segmente unter der schweren Last auftreten könnten, welche durch die langen Rohrstränge, die von der Keilanordnung getragen werden, hervorgerufen wird.When considering the embodiment according to FIG. 6 and the example according to FIG. 9 it should be noted that in both cases the adjacent Segments are provided with counter-bearing or abutment means, which are above the center point of the frustoconical part of the wedge arrangement. This location of the investment funds is particularly advantageous because it reduces effective dimensional changes on the other hand, due to the bending of the segments under the heavy Load could occur due to the long strings of pipe running from the wedge assembly are worn, is caused.

In allen dargestellten Ausführungsbeispielen ist die gegenseitige Anlage der verschiedenen Segmente, wenn diese in dem in den F i g. 1 und 2 gezeigten Ausmaße verkeilt sind, nicht nur wirksam, um genau und einfach den effektiven inneren Durchmesser der Keilanordnung zu begrenzen, sondern ebenfalls wirksam, um dem naturgemäß auftretenden Drehmoment entgegenzuwirken, welches bei den bisher bekannten Anordnungen durch die abgestützte Last auf die Segmente einwirkte. Diesbezüglich ist zu verstehen, daß, wenn die Kanten- oder Seitenflächen der Segmente voneinander getrennt sind, das hohe Gewicht durch die von den Segmenten getragenen Rohrstränge dazu neigen wird, die oberen Teile der Segmente nach innen zu biegen. Dieser Vorgang bewirkt das Zusammendrücken des Rohrstranges und kann bei den bisher bekannten Anordnungen nicht nur zu einer übermäßigen Zerstörung des Rohrstranges, sondern auch des Rohres führen, welches in das Bohrloch hinabgelassen wird. Wenn jedoch einmal die Segmente gegeneinander zur Anlage gebracht sind und wenn man annimmt, daß die Keilanordnung sicher vom Kopfteil abgestützt wird, so kann ein solches Drehmoment nicht mehr auftreten.In all of the illustrated embodiments, the mutual Installation of the various segments, if these are in the in the F i g. 1 and 2 shown Dimensions are wedged, not only effective, to accurately and simply the effective interior To limit the diameter of the wedge arrangement, but also effective to the nature counteract occurring torque, which in the previously known arrangements acted on the segments by the supported load. In this regard, it should be understood that when the edge or side surfaces of the segments are separated from each other, the heavy weight due to the pipe strings carried by the segments tend to will bend the upper parts of the segments inward. This process causes the compression of the pipe string and can with the previously known arrangements not only to excessive destruction of the pipe string, but also of the pipe lead, which is lowered into the borehole. However, once the segments are brought to bear against each other and if it is assumed that the wedge arrangement is safely supported by the head part, such a torque can no longer occur.

In allen Ausführungsformen der Erfindung ist jede Seite jedes Segmentes mit einer Anlagefläche versehen, deren Größe und Form so gewählt ist, daß diese Fläche zu der entsprechenden Anlagefläche des nächsten Segmentes paßt und sich mit dieser ergänzt. Somit paßt also in der Ausführungsform nach den F i g. 1 bis 5 die Seitenfläche 19 des Segmentes 11 zur Seitenfläche 22 des Segmentes 12. In der Ausführungsform der F i g. 9 und 10 ergänzt sich die Anlagefläche 252 der Seite 219 des Segmentes 211 mit der Anlagefläche 253 der angrenzenden Seite 222 des Segmentes 212. Außerdem sind die Anlageflächen jedes Segmentes in Umfangsrichtung des Segmentes durch eine genau festgelegte bogenförmige Entfernung voneinander getrennt, wobei diese Entfernungen für alle Segmente, die entlang einem bogenförmigen Verlauf mit gleichem Radius gemessen werden, und wobei die Bogenlänge dieser Entfernungen so gewählt sind, daß die Summe der bogenförmigen Abstände für alle Segmente 360° beträgt. Beispielsweise sind in der Ausführungsform entsprechend den F i g. 1 bis 5 die drei Segmente 11 bis 13 insofern identisch als es die bogenförmige Entfernung zwischen den Seitenflächen des Segmentes betrifft, und für jedes Segment beträgt diese Entfernung 120°, so daß, wenn die Segmente zusammengebaut und mit ihren Seitenflächen gegeneinanderliegen (F i g. 2), die Bogenmaße zwischen den Seitenflächen zusammengenommen einen vollen Kreis ergeben.In all embodiments of the invention, each side is each segment provided with a contact surface, the size and shape of which is chosen so that this Area fits the corresponding contact surface of the next segment and is with this complements. Thus, in the embodiment according to FIGS. 1 to 5 the Side surface 19 of segment 11 to side surface 22 of segment 12. In the embodiment the F i g. 9 and 10 complement the contact surface 252 of the side 219 of the segment 211 with the contact surface 253 of the adjacent side 222 of the segment 212. In addition are the contact surfaces of each segment in the circumferential direction of the segment through a precisely defined arcuate distance separated from each other, being these distances for all segments measured along an arcuate course with the same radius are, and the arc length of these distances are chosen so that the sum the arcuate spacing for all segments is 360 °. For example, in the embodiment according to FIGS. 1 to 5 the three segments 11 to 13 Identical in that it is the arcuate distance between the side faces of the segment, and for each segment this distance is 120 °, so that when the segments are assembled and face one another with their side surfaces (F i g. 2), the radians between the side surfaces taken together a full Circle surrender.

Während der einfacheren Darstellung halber die Gleitsegmente mit Innenflächen in Form eines Zylinders gezeigt wurden, wobei die inneren und äußeren Flächen eine gemeinsame Achse haben, wenn die Seiten- oder Kantenflächen der Segmente aneinanderliegen, so ist die Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt. Somit können also die Segmente Innenflächen von jeder beliebigen Form haben, die nur wirksam sein müssen, um den Rohrstrang ergreifen zu können, und es ist nicht unbedingt notwendig, daß die inneren und äußeren Flächen der Segmente beim Tragen des Rohrstranges eine gemeinsame Achse haben. Während die Seiten- oder Kantenflächen der Segmente so dargestellt wurden, daß sie sich radial zur Keilanordnung erstrecken, wenn die Segmente wechselseitig gegeneinanderliegen, so ist die Erfindung natürlich nicht auf Seitenflächen dieser speziellen Art beschränkt. So können also beispielsweise die Kantenflächen der aneinander angrenzenden Segmente auch in einer sehnenartig verlaufenden Ebene und nicht in einer radialen Ebene liegen, wenn sich die Segmente in der in F i g. 2 gezeigten Stellung befinden. Es sei noch einmal betont, daß, wenn auch der Rohrstrang sicher auf die vorher beschriebene Weise gehalten und abgestützt wird, der innere Durchmesser des Rohres ständig so bleibt, daß immer noch Bohrlochwerkzeuge od. dgl. frei durch das Rohr hindurchgelassen werden können, und zwar gerade auch in dem Bereich, wo die Keilsegmente gegen das Rohr anliegen.For the sake of simplicity, the sliding segments with inner surfaces in the form of a cylinder, with the inner and outer surfaces being a have a common axis if the side or edge surfaces of the segments are against one another, so the invention is not limited to these embodiments. Thus can so the segments have inner surfaces of any shape that are only effective must be in order to grasp the pipe string, and it is not absolutely necessary to that the inner and outer surfaces of the segments when carrying the tubing a have a common axis. While the side or edge faces of the segments are shown like this have been made to extend radially of the wedge assembly when the segments are reciprocated lie against each other, the invention is of course not on side surfaces of these special kind restricted. So, for example, the edge surfaces of the one another adjacent segments also in a chord-like plane and not in lie in a radial plane when the segments are in the position shown in FIG. 2 shown Position. It should be emphasized once again that, even if the The pipe string is securely held and supported in the manner described above, the inner diameter of the pipe remains constant so that there are still downhole tools Od. The like. Can be freely passed through the pipe, specifically just as well in the area where the wedge segments rest against the pipe.

Claims

Claims: 1. Wedge arrangement for supporting a pipe string in a wellhead in which there are wedge segments with beveled outer surfaces support an inclined support surface and with their inner surfaces against the pipe string press, characterized in that in the wedge position of the arrangement opposite one another Contact surfaces (18, 19, 22, 23, '-' 24, 25) of adjacent wedge segments (11, 12, 13) rest against each other to prevent the segments from moving further downwards on the To prevent support surface (6).

2. Device according to claim 1, characterized in that that the contact surfaces (18, 19, 22, 23, 24, 25) essentially over the entire extend the axial length of the segment (11, 12, 13).

3. Device according to claim 1, characterized in that the contact surfaces (153, 156) in relation to the axial length of the wedge assembly (10) have a limited dimension and above the center point the outer beveled surface (20, 26).

4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the contact surfaces are each adjacent to the outer beveled surface are arranged.

5. Apparatus according to claim 1, characterized characterized in that each side (18, 19, 22, 23, 24, 25) of each segment (11, 12, 13) is provided with at least two contact surfaces (Fig. 6 or 9), which in the axial direction are spatially separated from the wedge arrangement.

6. Apparatus according to claim 5, characterized in that one of the abutment surfaces (156, 252) on each side of each Segment provided above the center point of the outer beveled surface is.

7. Apparatus according to claim 1, characterized in that in the wedge position the inner surfaces (14, 15, 16) of the segments (11, 12, 13) together are circular Form surface. B.

Device according to one or more of Claims 1 to 7, characterized in that the segments (11, 12, 15) consist of a single annular Castings are made by making a number of thin, radially extending cuts was made that the contact surfaces (18, 19, 22, 23, 24, 25) through the interfaces being represented.

9. The device according to claim 3, characterized in that each segment (111, 112, 113) consists of a coherent main part which has first and second sides (119, 122) which are spatially separated from one another in the circumferential direction of the segments, that each the sides having a side surface (152, 153) which has a limited dimension in relation to the axial length of the wedge assembly (10) such that a separate abutment part (119 ') is rigidly connected to the first side (119) and from one of the Side surfaces (152) protruding, this abutment part having a surface (156) which is spatially separated from one side surface (152) in a direction transverse to the segment, that the distance between the other of the side surfaces (153) and the surface ( 156) with the plant part (119 ') has a precisely predetermined dimension and that the other side surface (153) together with the surface (156) of the plant part in each case the plant form areas. References considered: U.S. Patent Nos. 2,887,754, 2,874,436.