DE1483776B - Unterwasser-Bohrlochkopf - Google Patents
Unterwasser-BohrlochkopfInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Unterwasser-Bohrlochkopf zum Anschluß einer Plattform an ein in den
Meeresboden niedergebrachtes Futterrohr mit in diesem verlaufender Steigeleitung, an den ein über die
Wasseroberfläche ragendes Aufsatzrohr angebracht ist.
Die Erfindung ist besonders bei Bohrphasen von Erforschungsarbeiten zur Produktionsprüfung eines
Vorrats an Bodenschätzen in tiefen Küstengewässern anwendbar.
Die während der anfänglichen Produktionsphase einer neuen Erdöl- und/oder Gasbohrung gewonnenen
Informationen sind sehr wertvoll, insbesondere, wenn ein bisher noch nicht angebohrter Vorrat zum
ersten Mal erschlossen wird. Diese Informationen werden für gewöhnlich während der ersten Produktionsschritte
erhalten, nachdem die Produktionsausrüstungen aufgebaut und die normalen Quellen-Regelorgane
eingesetzt worden sind.
Zur Durchführung von Erforschungsbohrungen in tieferen Küstengewässern stehen normalerweise keine
ständigen Produktionseinrichtungen zur Lieferung dieser Produktionsinformationen zur Verfügung. Derartige
Einrichtungen werden nicht eher geplant, bevor sich die Bohrstation als fündig erwiesen hat.
Wenn Produktionsinformationen gewünscht wurden, setzte man bisher normalerweise den ganzen
Produktions-Bohrlochkopf auf das Bohrloch auf und führte dann begrenzte Produktionsversuche mit den
vorübergehend auf der Bohrplattform unterzubringenden Einrichtungen durch. Wurden die gewünschten
Informationen erhalten, so wurde die Bohrung tief im Inneren des Bohrlochs verschlossen, und man verschloß
die Rohranschlüsse so lange, bis die Produktionseinrichtungen zur Verfügung standen. Erst dann
wurde geplant, eine Arbeitsplattform über das Bohrloch zu bringen, das Bohrloch wieder zu öffnen und
die erforderlichen dauerhaften Bohrlochanschlüsse vorzunehmen.
Dieses Verfahren, bei welchem auf dem Meeresboden befindliche Bohrlochanschlüsse eingebaut werden,
erfordert normalerweise sehr viel Zeit, wenn man die für den Ein- und Ausbau der Bohrlochabschlüsse
benötigten Arbeitsgänge berücksichtigt. Wenn Produktions - Probeninformationen erhalten
werden sollen, verfährt man normalerweise nach dem im folgenden näher erläuterten Grundprogramm,
welches jedoch auch in abgewandelter Form betrieben werden kann und bei welchem insbesondere für
die »Fertigstellung« die nachstehend genannten Ausrüstungen und Verfahren angewandt werden.
An der am Meeresboden vorgesehenen Verankerungseinrichtung wird ein Bohrloch-Ausblasschutzrohr
abnehmbar angebracht, das normalerweise ein Schutzventil für jede in das Bohrloch einzuführende
oder von diesem zu entfernende Rohrgröße aufweist, welches von Bolzen durchsetzt werden und in welchem
oder um welches herum ein unkontrollierter Durchfluß aus dem Bohrloch auftreten kann; außerdem
ist zusätzlich ein Schutz- bzw. Blockierventil zum vollständigen Abschließen des Bohrlochs, wenn
keine sich durch die Schutzventile erstreckenden Rohre vorhanden sind, sowie ein üblicherweise an
der Oberseite des Rohrs angeordnetes weiteres Beutel-Schutzglied vorgesehen, welches eine Abdichtung
um die durch es hindurchlaufenden Rohre herum oder, falls keine durchlaufenden Rohre vorhanden
sind, über dem Bohrloch schafft. Das Ausblasschutzrohr weist außerdem eine oder mehrere unterhalb der
Schließeinrichtung liegende Öffnungen bzw. Durchlässe auf, so daß eine Zirkulation in das Bohrloch
oder aus diesem heraus hergestellt werden kann, wenn die Schutzventile um die durch sie hindurchgeführten
Rohre herum geschlossen sind. Bei Unterwasser-Rohrsträngen sind außerdem Mittel zur Betätigung
der Schutzventile und der Durchlässe, an welche »Unterbrecher«-Leitungen (»kill lines«) angeschlossen
sind, von der Meeresoberfläche aus sowie Mittel
ίο zum Verankern und Lösen an und von der dauerhaft
auf dem Meeresboden stehenden Plattform bzw. Fundament vorgesehen.
Normalerweise ist auch ein Leitungsrohr vorhanden, das sich von einem Anschlußstück an der Oberseite
des Ausblasschutzrohrs zur Oberfläche erstreckt und die durch die Schutzventile hindurchgeführten
Rohre aufnimmt. Dieses Rohr endet offenendig in ein passendes Stück unterhalb der Bohrebene und ist an
seinem oberen Ende mit einem Anschlußstück für eine Spül-Rückführleitung versehen. Es kann beliebig
viele Rohrstücke bzw. Verbindungen aufweisen, um das obere Ende des Ausblasschutzrohrs zu erreichen,
und kann auch mit Mitteln versehen sein, mit deren Hilfe es vom oberen Ende des Ausblasschutzrohrs
gelöst und in eine gewünschte Stellung gebracht werden kann. Diese Verfahren sind bekannt, und ihre
Erwähnung dient daher nur der Erläuterung der beim Ein- und Ausbau eines Leitungs- oder Steigrohrs erforderlichen
Verfahrensschritte.
Das im Wasser befindliche Steigrohr und Ausblasschutzrohr zur Ermittlung von Probeninformationen
ist einerseits am Meeresboden verankert und andererseits an der Bohrplattform befestigt. Falls das Bohrlochfutterrohr
noch nicht eingesetzt worden ist, muß dieses selbstverständlich vor dem nächsten Vorbereitungsschritt
geschehen, wobei sein oberes Ende in den Unterteil des Bohrlochabschlußsystems eingesetzt
wird, welches einen dauerhaften Teil des am Meeresboden vorgesehenen Fundaments darstellt. Als zusätzliche
Ausrüstung werden Verrohrungen, unterhalb der Oberfläche befindliche Steuerorgane, Anschlußstutzen,
Bohrlochpacker usw. benötigt, außerdem ein am Meeresboden befindlicher Produktion-Bohrlochabschluß,
ein Verteiler nebst an der Oberfläche befindlichen Produktion-Prüfeinrichtungen sowie Sicherheitssteuerungen.
Die unterhalb der Oberfläche befindlichen Steuerorgane, Packer und Verrohrungen werden mit entsprechenden
Einstellungen zur Berücksichtigung der Bewegungen der Bohrplattform auf dieselbe Weise
wie bei normalen Land-Bohrvorgängen gesetzt. Die Verrohrung wurde bisher bei verschlossenem bzw.
verstopftem Bohrlochabschluß bzw. -kopf und/oder verschlossener Verrohrung entweder mit oder ohne
perforiertem Futterrohr und gegenüber den im Bohrloch vorhandenen Fluiden geöffneter Anordnung eingesetzt.
Die Ausführungsformen der Erfindung ermöglichen hier einen wirksameren Einsatz der unterhalb
der Oberfläche befindlichen Ausrüstungen und eine beträchtliche Zeiteinsparung im Vergleich zu
den bisherigen Arbeitsgängen, wie dies aus den folgenden Ausführung deutlich werden wird.
Nach dem Setzen des Produktion-Rohrstrangs im Verrohrungseinhänger des unteren Teils des Bohrlochkopfes
bzw. abschlusses mußte bisher das Steigrohr und das Ausblasschutzrohr herausgezogen und
der am Meeresboden befindliche Produktion-Bohrlochkopf nebst seinen Durchflußrohrcn und Steuer-
Organen eingebaut werden. Dies erforderte eine lange Vorbereitungszeit und eine Vielzahl von Ausrüstungen,
und zwar insbesondere von ferngesteuerten Ausrüstungen. Außerdem mußten Taucher unter außerordentlich
gefährlichen Bedingungen und in Tiefen eingesetzt werden, in welchen der menschliche Organismus
bis an die Grenzen seiner Leistungsfähigkeit belastet wird. Nachdem der am Meeresboden vorgesehene
Bohrlochkopf bzw. -abschluß nebst zugeordneten Rohrleitungen und Steuerungen eingebaut
worden war und die Produktionsversuche durchgeführt worden waren, mußte die Bohrung stillgelegt,
der Bohrlochabschluß entfernt und das Ausblasschutzrohr sowie das Steigrohr wieder eingebaut werden,
bevor ein weiteres Verschließen des Bohrlochs vorgenommen werden konnte, um die Bohrplattform
an eine neue Bohrstelle zu bringen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine ständige Verwendung des eingebauten Ausblasschutzrohr-
und Steigrohrsystems während der Durchführung der Produktion-Prüfvorgänge und unter Aufrechterhaltung
der Produktionssteuerung im Verrohrungssystem an einem nahe dem Meeresboden befindlichen
Punkt ohne Verwendung eines für die Unterwasser-Produktion vorgesehenen Bohriochab-Schlusses
und außerdem ein Bohren während jeder Produktionsprüfung zu ermöglichen. Diese Aufgabe
wird erfindungsgemäß durch einen Anschlußkopf zur lösbaren Befestigung von zwei mittels einer Führung
von der Bohrinsel aus einführbaren, zur Wasseroberfläche führenden Leitungen, von denen eine Leitung
über den Anschlußkopf und eine aus zwei in der Steigleitung verlaufenden, konzentrischen Rohren gebildete
Doppelringleitung mit einem hydraulisch betätigbaren Kugeldrehventil zum Verschließen des
Steigrohrs verbunden ist, und durch eine den Ringraum zwischen dem Futterrohr und dem äußeren
Rohr der Doppelringleitung in an sich bekannter Weise verschließende Preventeranordnung gelöst.
Eine besonders einfache Handhabung des Bohrlochkopfes wird dadurch ermöglicht, daß der Anschlußkopf
mit den beiden zur Wasseroberfläche führenden Leitungen durch einen kombinierten Schnapp- und
Schraubverschluß lösbar verbindbar ist.
Da somit das unter der Meeresoberfläche befindliehe Hauptventil von der Meeresoberfläche aus gesteuert
werden kann, wird der Hebevorgang des Ausblasschutzrohrs und des Steigrohrs am Meeresboden
zur Oberfläche und zurück überflüssig gemacht. Außerdem wird auch der Hebevorgang des am Meeresboden
vorgesehenen Produktion-Bohrlochabschlusses vermieden, wodurch unter ständiger Verwendung der
am Meeresboden eingebauten Ausrüstung ein äußerst wirtschaftlicher Betrieb gewährleistet wird. Während
des Produktion-Prüfvorgangs wird erfindungsgemäß eine unterhalb der Meeresoberfläche befindliche
Sicherheits-Steuerausrüstung verwendet, welche bisher
nicht zur Verfügung stehende Sicherheitsmaßnahmen für das Bohrschiff gewährleistet.
Die erfindungsgemäßen Konstruktionen bieten beispielsweise bei Störungen an der Oberfläche od. dgl.,
die Möglichkeit, die Steuer- und Produktionsleitungen vom Oberteil des Hauptventils abzuschließen und an
die Meeresoberfläche hochzuziehen. Hierdurch ist das Abnehmen des Steigrohrs und der Steuerleitungen
von den nunmehr in Betrieb gesetzten Ausblasschutzeinrichtungen möglich, worauf die Plattform von der
Bohrstelle in eine andere Position gebracht werden kann, während der Bohrlochkopf sicher verschlossen
am Meeresboden verbleibt, wie dies beim Absperren eines Hauptventils an einem Land-Bohrloch der Fall
ist. Dadurch, daß das Verlassen einer Bohrungsstelle und die Rückkehr zu dieser ohne Stillegung der Bohrlochanlage
ermöglicht wird, kann dieser Arbeitsvorgang in wesentlich kürzerer Zeit durchgeführt werden,
als dies bisher möglich war.
Der technische Fortschritt und der erfinderische Inhalt des Erfindungsgegenstandes sind nicht nur in
den im folgenden näher erläuterten Einzelmerkmalen begründet, sondern auch in der Kombination und in
den Unterkombinationen der beim Erfindungsgegenstand Anwendung findenden Merkmale.
Im folgenden sind einige bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung an Hand der Zeichnungen
näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 eine schematische Darstellung einer Bohranlage mit einem erfindungsgemäßen Unterwasser-Bohrlochkopf,
Fig. 2 einen schematischen Schnitt zur Veranschaulichung
eines mittleren Abschnitts der im Bohrlochkopf vorgesehenen Rohranordnung, in vergrößertem
Maßstab,
Fig. 3 eine Fig. 2 ähnelnde Ansicht, welche eine
Fortsetzung von F i g. 2 bildet und einen weiter unten befindlichen Abschnitt der Anordnung zeigt,
F i g. 4 einen lotrechten Teillängsschnitt durch den oberen Abschnitt des Ventils der Rohranordnung,
F i g. 5 eine F i g. 4 ähnelnde Ansicht, welche eine Fortsetzung derselben bildet und einen mittleren Abschnitt
des Ventils veranschaulicht,
F i g. 6 eine F i g. 5 ähnelnde und eine Fortsetzung derselben bildende Ansicht des unteren Abschnitts
des Ventils,
F i g. 4-A eine Teilansicht des Ventils, in vergrößertem Maßstab,
F i g. 4-B eine Teilansicht eines anderen Abschnitts des Ventils, in vergrößertem Maßstab,
F i g. 7 einen Teilschnitt durch einen Abschnitt des Ventils, in vergrößertem Maßstab,
F i g. 7-A einen Schnitt längs der Linie 7-7 in Fig. 5,
F i g. 8 einen lotrechten Schnitt durch den Anschlußkopf
der Rohranordnung,
F i g. 9 einen Schnitt längs der Linie 9-9 in F i g. 8, in vergrößertem Maßstab,
F i g. 10 eine Teilseitenansicht eines in einem Kanal der Rohranordnung verankerbaren Klemmdorns,
Fig. 11 einen lotrechten Teilschnitt durch das
Ventil des Anschlußkopfes, in vergrößertem Maßstab,
Fig. 12 einen lotrechten Teilschnitt durch eine Klemmdorn- und Ventilanordnung, die mit einem anderen
Kanal des Anschlußkopfs verbindbar ist,
Fig. 13 einen lotrechten Teilschnitt durch den Führungs- und Anschlußkopf der Rohranordnung,
welcher die an einem Klemmdorn einer großen Durchflußleitung angebrachte Führung veranschaulicht,
Fig. 14 eine teilweise im Schnitt dargestellte schematische
Darstellung einer abgewandelten Ausführungsform einer in einem Bohrlochkopf eingebauten
erfindungsgemäßen Rohranordnung,
Fig. 14-A eine Teilschnittansicht eines bei der
Anordnung gemäß F i g. 14 verwendeten abgewandelten Anschlußkopfs,
Fig. 15 eine lotrechte Teilschnittansicht einer
noch weiter abgewandelten erfindungsgemäßen Rohranordnung in einem Bohrlochkopf,
Fig. 15-A einen lotrechten Teilschnitt durch den
Anschlußkopf der Anordnung gemäß Fig. 15 und
Fig. 16 einen lotrechten Teilschnitt durch eine noch weiter abgewandelte Rohranordnung in einem
Bohrlochkopf.
Gemäß Fig. 1 weist ein auf dem Grund einer Wassermasse befindlicher Unterwasser-Bohrlochkopf
30, der während des Bohrens des Bohrlochs benutzt wird, ein Futterrohr 31, das auf übliche Weise an
einem Futterrohrkopf 32 befestigt ist, eine Stapelanordnung von am Futterrohrkopf angebrachten
Preventeranordnung 33, einen an dieser angebrachten Klemmkopf 35 und ein abnehmbar mit dem oberen
Ende des Klemmkopfs verbundenes, sich zur Wasseroberfläche erstreckendes und eine Öffnung in einer
schwimmenden Bohrplattform 37 durchsetzendes Steigrohr 36 auf. Dieser Bohrlochkopf legt einen
längs verlaufenden, ununterbrochenen Kanal 38 von oberhalb der Wasseroberfläche bis zum Bohrloch
fest, durch welchen hindurch sich ein Anschlußkopf 40 erstrecken kann, der nahe dem Grund des Wassers
durch eines der Ventile der Preventeranordnung 33 gehaltert sein kann. Diese Ventile können von bekannter
Konstruktion und beliebiger Art sein und können durch Taucher von Hand oder beispielsweise
auf hydraulischem Weg fernbedient werden, wobei sich im letzteren Fall entsprechende Fluidum-Steuerleitungen
von den Ventilen zur Arbeitsplattform erstrecken wurden. Derartige Ventile weisen Mittel zum
Festhalten sich durch sie hindurcherstreckender Rohre gegen eine Bewegung und zur Bewirkung einer Abdichtung
zwischen ihnen und diesen Rohren auf. Die Rohranordnung weist ein Steigrohr 44, das sich bis zu
einer gewünschten Tiefe im Bohrloch erstreckt und mit einem nicht dargestellten Packer zum Verschließen
des Rangraums zwischen dem Rohrstrang und dem Futterrohr oberhalb einer fündigen Erdformation
versehen ist, eine Ventileinrichtung 45 zur Steuerung des Fluidumflusses durch den Rohrstrang
sowie zwei konzentrische Rohre 46 und 47 auf, welche einen Ringkanal 48 für den Durchfluß von
Steuerfluidum zur Steuerung der an ihren unteren Enden angeschlossenen Ventilanordnung 45 festlegen.
Das untere Ende des inneren Rohrs 47 steht bei geöffnetem Ventil 45 mit der Steigleitung 44 in
Verbindung. Die Rohranordnung weist auch zur Oberfläche führende Leitungen 49 und 50 sowie
einen mit den oberen Enden der konzentrischen Rohre verbundenen Anschlußkopf 51 auf. Die unteren
Enden der Oberflächenleitungen 49 und 50 sind lösbar mit dem Anschlußkopf 51 verbunden, welcher
eine Verbindung zwischen der größeren Leitung 49 und der inneren Leitung 47 einerseits und der dünneren
bzw. Steuerfiuidum-Leitung 50 und dem Kanal 48 andererseits herstellt.
Wenn die Leitungen 49 und 50 mit dem sich bereits im Kanal 38 unterhalb der Wasseroberfläche befindenden
Anschlußkopf verbunden werden sollen, wird eine Führung 55 an der größeren Leitung 49 angebracht,
die dazu dient, diese Leitung einwandfrei gegenüber dem Anschlußkopf auszurichten und
außerdem sich selbst in richtige Ausrichtung auf den Anschlußkopf zu bringen, so daß sie sich in der richtigen
Lage befindet, um das untere Ende der dünneren Leitung einwandfrei zum Anschließen an den
Anschlußkopf zu diesem zu führen.
Befindet sich nach Beendigung der Bohrvorgänge der Bohrlochkopf 30 noch an seinem Platz und
werden dann kurzzeitige Produktionsversuche durchgeführt, wird im Beirieb der Rohrstrang von der
schwimmenden Bohrplattform 37 aus mit Hilfe der bekannten Ausrüstung in das Bohrloch eingeführt,
wobei der Reihe nach die Ventileinrichtung 45 mit dem oberen Ende des Rohrstrangs verbunden wird,
die konzentrischen Rohre 46 und 47 am oberen Ende des Ventils angeschlossen werden, der Anschlußkopf
mit den konzentrischen Rohren verbunden wird und
ίο gewünschtenfalls die stärkere und die dünnere Leitung
lösbar mit dem Anschlußkopf verbunden werden, während der Rohrstrang über den Kanal 38
in seine Lage im Bohrloch eingeführt wird.
Wenn sich der Rohrstrang und der Anschlußkopf 40 in der gewünschten Lage in dem Bohrkopf befinden,
wird mindestens ein Ventil der Preventeranordnung 33 betätigt, so daß es an dem äußeren
Rohr 46 angreift und es gegen eine Aufwärts- oder Abwärtsbewegung in dem Bohrlochkopf 30 festhält
und außerdem eine Abdichtung zwischen sich und dem Rohr bewirkt. An das obere Ende der stärkeren
Leitung 49 wird eine Oberflächen-Steuerausrüstung 60 zur Steuerung des Durchflusses durch das Rohr
46 und durch das Steigrohr 44 sowie zur möglichen Einführung von Bohrlochwerkzeugen in die stärkere
Leitung 49 und zur Herausbewegung aus dieser angeschlossen.
Dem oberen Ende der Leitung 50 und dem Kanal 48 zwischen den konzentrischen Rohren 46, 47 wird
zur Steuerung der Ventileinrichtung 45 unter Druck stehendes Steuerfluidum von einem Steuerverteiler 61
aus über eine Leitung 62 zugeührt. Durch den Anschlußkopf 40 und den Rohrstrang können entsprechende
Werkzeuge zur Perforierung des Futterrohrs an der fündigen Erdformation hindurchgeführt
werden, während gewünschtenfalls auch Zementiervorgänge u. dgl. unter Verwendung des Anschlußkopfes
und des Steigrohrs durchgeführt werden können. Das Ventil 45 wird bei diesen Arbeitsvorgangen
je nach Bedarf geschlossen oder geöffnet.
Anschließend kann die Fündigkeit der aus dieser Erdformation erschlossenen Fuliden untersucht
werden, indem diese Fluiden über den Rohrstrang zur Oberfläche geleitet werden. Das Ventil kann nach
Belieben zur Verminderung des über den Steuerverteiler 61 angelegten Fluidumdrucks geschlossen
werden.
Bei Bedarf, z. B. bei Sturmgefahr, können die Leitungen 49 und 50 sowie das Steigrohr 36 vom Arretierkopf
entfernt werden, indem das Ventil 45 geschlossen wird, worauf die Leitungen 49 und 50 beispielsweise
durch Abschrauben vom Anschlußkopf getrennt werden. Das Steigrohr kann ebenfalls vom
Arretierkopf gelöst werden. Die Bohrplattform selbst kann entweder an Ort und Stelle verankert bleiben
oder auch weggebracht werden. Das Steigrohr, das Ventil, die konzentrischen Rohre und der Anschlußkopf
werden unter Halterung durch das Ausblasschutzventil bzw. die Preventeranordnung33 imBohrloch
belassen. Da die Wasserbedingungen am Grund des Wasserkörpers stets mit nur geringer oder gar
keiner Wellenwirkung ruhig sind, besteht nur geringe Gefahr, daß Teile des im Bohrloch belassenen Anschlußkopfes
beschädigt werden. Das unterhalb der Preventeranordnung befindliche Ventil 45 schließt
das obere Ende des Steigrohrs ab, falls das Steigrohr und die Leitungen 49 und 50 beschädigt oder vom
Anschluß- und Arretierkopf abgebrochen werden
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sollten, falls die Plattform mit einem Wasserfahrzeug geschraubt ist, einen Anschlußabschnitt 140, dessen
kollidiert oder ein plötzlicher Sturm oder eine unvor- überteil teleskopartig in den oberen Betätigungsab-
hergesehene Erdbebenwelle auftritt. Da der Arretier- schnitt eingesetzt und in das untere Ende des oberen
kopf sehr stark gebaut ist, wird er aller Wahrschein- Betätigungsabschnitts 139 eingeschraubt ist, einen
lichkeit nach nicht weggebrochen, wenn das Steigrohr 5 unteren Zylinderabschnitt 141, dessen oberes Ende
abgetrennt oder weggerissen wird. auf den Anschlußabschnitt 140 aufgeschraubt ist,
Sollen weitere oder zusätzliche Arbeiten an der einen Anschlußabschnitt 142, dessen oberes Ende
Bohrstelle durchgeführt werden, wird die schwim- teleskopartig in den unteren Zylinderabschnitt 141
mende Bohrplattform 37 erneut über der Bohrloch- eingesetzt und mit diesem verschraubt ist, einen unteabschlußanordnung
ausgerichtet, und das Steigrohr io ren Betätigungsabschnitt 143, dessen oberes Ende auf
36 wird mit dem Klemmkopf 35 verbunden, wobei das dünnere untere Ende des Anschlußabschnitts 142
etwa in der Abschlußanordnung vorhandenes Wasser aufgeschraubt ist, und einen Unterteil bzw. unteren
oberhalb des Halses der Preventeranordnung bei- Abschnitt 144 auf, welcher sich in den unteren Endspielsweise
durch Pumpen entfernt wird. Dann wird abschnitt des unteren Betätigungsabschnitts erstreckt
die Führung 55 auf das unterste Ende der stärkeren 15 und mit diesem verschraubt ist. Jeder dieser rohrför-Leitung
49 aufgesetzt und durch das Steigrohr hin- migen Gehäuseabschnitte kann mit Hilfe von Stelldurch
abgelassen. Die einen großen Längsdurchgang schrauben 145 und 146, welche sich über Endschlitze
64 und einen dünneren Längsdurchgang 65 aufwei- des einen Abschnitts in eine Gewindebohrung im
sende Führung ermöglicht erst dann ein Anschließen anderen Abschnitt ersrecken, gegen eine Drehung
der Leitung 49 am Anschlußkopf 51, wenn die Füh- 20 relativ zum anderen, mit ihm verbundenen Abschnitt
rung derart gegenüber dem Anschlußkopf ausgerich- festgehalten werden. Die Anschlußabschnitte 138,
tet ist, daß die dünnere Leitung50 einwandfrei in den 142 und der untere Abschnitt 144 sind mit Dich-Anschlußkopf
geführt wird. Anschließend wird die tungsanordnungen versehen, die jeweils einen in einer
stärkere Leitung mit dem Anschlußkopf verbunden, äußeren Ausnehmung bzw. Nut angeordneten
worauf die dünnere Leitung durch das Steigrohr ab- 25 O-Dichtring 148 und einen Stützring 149 aufweisen,
gelassen und durch die Führung 55 zum Anschluß- welche eine Abdichtung zwischen den Anschlußabkopf
geführt wird, um wiederum lösbar an diesem schnitten und den Dornabschnitten schaffen, in
befestigt zu werden. Daraufhin können weitere welchen sie teleskopartig gleiten. Der Anschlußab-Arbeitsvorgänge,
wie weitere Produktionsunter- schnitt 140 ist mit einer ähnlichen Dichtungsanordsuchungen,
Zementierungen u. dgl., durch den An- 30 nung versehen, die eine Abdichtung zwischen ihm
schlußkopf und die Steigleitung hindurch vorgenom- und dem oberen Betätigungsabschnitt 139 herstellt,
men werden. während der untere Dornabschniit eine ähnliche, eine
Das Ventil 45 weist ein rohrförmiges Gehäuse 100 Abdichtung zwischen ihm und dem unteren Betätimit
einem oberen Abschnitt 101 auf, der mit einem gungsabschnitt des Rohrdorns schaffende Dichtungsinnengewindeabschnitt
103, in welchen das untere 35 anordnung aufweist.
Ende des inneren Rohrs 47 eingeschraubt ist, und mit Im unteren Betätigungsabschnitt 139 des Rohreinem
Innengewindeabschnitt 102 versehen ist, in den dorns ist ein Kugelventil 150 mit Hilfe von Stiften
das untere Ende des äußeren Rohrs 46 eingeschraubt 151 schwenkbar gelagert, deren Außenabschnitte
ist. Der obere Abschnitt ist mit einem oder mehreren starr in im Abschnitt 139 vorgesehenen Querbohlotrechten,
sich aufwärts öffnenden Längskanälen 105 40 rangen 152 befestigt sind und deren Innenabschnitte
versehen, deren untere Enden sich über Querboh- sich in in der Kugel vorgesehene Schlitze 153 errungen
106 in einen ringförmigen Kanal 107 zwischen strecken. Durch die Berührung der Schwenkstifte 151
dem Gehäuse und einer Hülse 109 öffnen, deren mit den die Schlitze festlegenden Kugelfiächen,
oberes Ende auf den dünneren unteren Endabschnitt welche sich unter einem Winkel gegenüber der Zen-110
des oberen Abschnitts 101 aufgeschraubt ist. Das 45 tralachse der Kugel erstrecken, vermag sich die Kugel
obere Ende des Kanals 107 ist durch eine Dichtungs- um praktisch 90° zwischen einer Offenstellung, in
anordnung 112 verschlossen, die einen O-Dicht-Ring welcher ihr Axialdurchgang 155 sich in Rohrdorn-113
aufweisen kann, welcher an der Außenfläche 114 Längsrichtung erstreckt, und einer Schließstellung zu
des oberen Abschnitts unterhalb einer abwärts ge- verdrehen, in welcher sich der Axialdurchgang 155
richteten Ringschulter 115 desselben und an der 50 der Kugel quer zur Längsachse des Rohrdorns er-Innenflächc
117 der Hülse 109 oberhalb einer auf- streckt, wenn das Kugelventil im Gehäuse ein vorwärts
gerichteten Schulter 118 angreift. Die Dich- bestimmtes Stück aufwärts bewegt wird. Die Bewetungsanordnung
weist außerdem einen Stützring 119, gung des Kugelventils zwischen seiner unteren Offendesscn
Abwärtsbewegung durch seine Anlage an der stellung und seiner oberen Schließstellung erfolgt
Schulter 118 begrenzt wird, zwei Stützringe 121 und 55 durch eine Betätigungsanordnung 160 mit einem KoI-122
und einen Schubring 123 auf, dessen Aufwärts- benl61, einem rohrförmigen Kolbenglied 162, dessen
bewegung durch seine Anlage an der Schulter 115 oberes Ende mit dem Kolben verbunden ist, einem
begrenzt wird. Das untere Ende des Kanals ist auf rohrförmigen Gehäuse 163, einem oberen und einem
ähnliche Weise durch eine Dichtungsanordnung 125 unteren Ringsitz 164 bzw. 165 oberhalb bzw. untermit
entsprechendem O-Dicht-Ring 126 verschlossen. 60 halb der Kugel und zwei zusammenwirkenden oberen
Das rohrförmige Gehäuse 100 weist einen oberen und unteren Sicherungsringen 166 bzw. 167, welche
Zylinderabschnitt 137, dessen oberes Ende auf das die Kugel und die Sitze gegen eine Verschiebung aus
dünnere untere Ende des oberen Abschnitts 101 auf- dem Gehäuse festhalten.
geschraubt ist, einen Anschlußabschnitt 138, dessen Der rohrförmige Kolben 161 weist eine rohrför-
Oberteil in den Unterteil des oberen Zylindcrab- 65 mige obere Verlängerung 171 (F i g. 4-A) auf, die
Schnitts 137 eingeschraubt ist, einen oberen Betäti- sich in den oberen Dornabschnitt 101 erstreckt und
gungsabschnitt 139, dessen dünnerer Oberteil auf den an welcher zwei Dichtungsanordnungen 175 angc-
dünncren Unterteil des Anschlußabschnitts 138 auf- bracht sind, die eine Abdichtung zwischen den
9 10
Außenflächen 173 und der Innenfläche 174 des obe- nut 218 fest. Der Ringkanal 107 kommuniziert mit
ren Dornabschnitts bewirken. Jede dieser Anord- der Kolbenkammer 218 über eine oder mehrere
nungen kann mehrere druckempfindliche Packungs- Queröffnungen 220 des oberen Zylinderabschnitts 137.
ringe aufweisen, die, wie dargestellt, sowohl in Auf- Der Kolben ist in Aufwärtsrichtung durch zwei
wärts- als auch in Abwärtsrichtung eine Abdichtung 5 Federn 221 und 222 vorbelastet, die um das Kolbenherstellen.
Die Abwärtsbewegung der oberen Dich- glied herumgelegt und in einer ringförmigen Federtungsanordnung
175 wird durch eine aufwärts ge- kammer 223 zwischen Kolbenglied und Zylinderrichtete
Endschulter 176 eines Halterings 177 be- abschnitt 137 angeordnet sind. Die oberen Endabgrenzt,
dessen Abwärtsbewegung wiederum durch schnitte der Federn liegen an abwärts gerichteten
Berührung seiner inneren, abwärts gerichteten Ring- io Ringschultern 224 bzw. 225 eines Feder-Halterings
schulter 178 mit den Oberseiten mehrerer Ring- 227 an, der mit Hilfe mehrerer Schrauben 228 starr
segmente 182 begrenzt wird, deren Innenabschnitte am Kolbenglied befestigt ist, wobei die Schrauben in
in eine Ringausnehmung 183 der Kolbenverlänge- Querbohrungen 229 im Feder-Haltering eingeschraubt
rung hineinragen. Die Aufwärtsbewegung der oberen sind und sich mit ihren Stiftenden 230 in im Rohr-Dichtungsanordnung
175 wird durch die untere Ring- 15 glied vorgesehene Öffnungen 231 erstrecken. Die
schulter 186 eines Packung-Halterings 185 begrenzt, unteren Enden der Federn liegen an der oberen Ringweicher beispielsweise mit Hilfe von Stiften 187, die schulter 232 des Dorn-Anschlußabschnitts 138 an.
sich durch entsprechende Querbohrungen des Halte- Während der Auf- und Abwärtsbewegung des rings in Querbohrungen in der Kolbenverlängerung Kolbens im Rohrdorn vermag das Fluidum über eine erstrecken, am oberen Ende der Kolbenverlängerung 20 Anzahl von Öffnungen 233 im Kolbenglied in die befestigt sein kann. Die Aufwärtsbewegung der Federkammer hinein- und aus dieser herausströmen, unteren Packungsanordnung auf der Kolbenverlänge- Der Anschlußabschnitt 138 ist mit einer inneren, rung wird durch einen Stützring 179 verhindert, sich abwärts öffnenden Ringausnehmung 235 verdessen obere Ringfläche an den ringförmig angeord- sehen, in die eine Dichtungsanordnung 236 eingesetzt neten unteren Flächen der Ringsegmente 182 anliegt, 25 ist, welche unterhalb der Öffnungen 233 eine Abdichwelche sich über die Grenzen der Ringausnehmung tung zwischen dem Anschlußabschnitt und dem rohr-183 hinaus auswärts erstrecken. Die Abwärtsbewe- förmigen Kolbenglied bewirkt. Die Aufwärtsbewegung der unteren Packungsanordnung auf der KoI- gung der Dichtungsanordnung, die aus mehreren benverlängerung 171 wird durch die aufwärts wei- Packungsringen 237 bestehen kann, wird durch eine sende Schulter 180 der Kolbenverlängerung 171 be- 30 abwärts gerichtete Ringschulter 238 des Anschlußgrenzt, abschnitts, die Abwärtsbewegung durch einen Dich-
sich durch entsprechende Querbohrungen des Halte- Während der Auf- und Abwärtsbewegung des rings in Querbohrungen in der Kolbenverlängerung Kolbens im Rohrdorn vermag das Fluidum über eine erstrecken, am oberen Ende der Kolbenverlängerung 20 Anzahl von Öffnungen 233 im Kolbenglied in die befestigt sein kann. Die Aufwärtsbewegung der Federkammer hinein- und aus dieser herausströmen, unteren Packungsanordnung auf der Kolbenverlänge- Der Anschlußabschnitt 138 ist mit einer inneren, rung wird durch einen Stützring 179 verhindert, sich abwärts öffnenden Ringausnehmung 235 verdessen obere Ringfläche an den ringförmig angeord- sehen, in die eine Dichtungsanordnung 236 eingesetzt neten unteren Flächen der Ringsegmente 182 anliegt, 25 ist, welche unterhalb der Öffnungen 233 eine Abdichwelche sich über die Grenzen der Ringausnehmung tung zwischen dem Anschlußabschnitt und dem rohr-183 hinaus auswärts erstrecken. Die Abwärtsbewe- förmigen Kolbenglied bewirkt. Die Aufwärtsbewegung der unteren Packungsanordnung auf der KoI- gung der Dichtungsanordnung, die aus mehreren benverlängerung 171 wird durch die aufwärts wei- Packungsringen 237 bestehen kann, wird durch eine sende Schulter 180 der Kolbenverlängerung 171 be- 30 abwärts gerichtete Ringschulter 238 des Anschlußgrenzt, abschnitts, die Abwärtsbewegung durch einen Dich-
Am unteren Ende des Kolbens 161 sind unterhalb tung-Haltering240 begrenzt. Ein O-Ring241 bewirkt
seines äußeren Ringflansches 193 obere und untere eine Abdichtung zwischen der Haltemutter bzw. -ring
Packungs- bzw. Dichtungsanordnungen 191 bzw. 192 und dem Anschlußabschnitt. Die Dichtungsanordangebracht,
während das obere Ende des rohrförmi- 35 nung 236 verhindert in Schließstellung des Kugelgen
Kolbenglieds 162 teleskopartig in den erweiterten ventils 150 einen aufwärts in die Federkammer und
unteren Abschnitt der Kolbenbohrung eingesetzt ist, dann einwärts in das rohrförmige Kolbenglied erwobei
seine Aufwärtsbewegung in den Kolben hinein folgenden Fluidumfluß.
durch Berührung seiner äußeren Ringschulter 211 Gemäß F i g. 5 weist das rohrförmige Gehäuse 163
mit einer abwärts gerichteten Innenschulter 212 des 40 einen oberen Ringabschnitt 245 auf, der teleskop-
Kolbens begrenzt wird. Das Kolbenglied ist durch artig auf den dünneren unteren Abschnitt 246 des
einen geschlitzten Sprengring 214 lösbar gegen eine rohrförmigen Kolbens 162 aufgesetzt und starr an
Abwärtsbewegung relativ zum Kolben gehaltert, wo- diesem unter Bildung einer Abdichtung, beispiels-
bei die Innenabschnitte des Sprengrings in eine äußere weise mittels einer Schweißnaht 247, befestigt ist. Der
Ringnut 215 des Rohrkolbens und seine Außenab- 45 obere Ringsitz 164 ist in einer abwärts gerichteten
schnitte in eine innere Ringnut 216 im Kolben ein- Ringausnehmung 250 des Gehäuses angeordnet, und
greifen. seine Aufwärtsbewegung im Gehäuse wird durch die
Gemäß F i g. 6 weist der Sprengring 217 eine auf- Berührung seiner oberen Schulter mit einer inneren,
wärts und auswärts geneigte Kurvenfläche auf, deren abwärts gerichteten Schulter 252 begrenzt. Ein in
Berührung mit der Ringschulter 217a des Kolbens, 50 eine obere äußere Ausnehmung des Sitzes eingesetzweiche
das untere Ende der Ringnut 218 festlegt, ter O-Ring 253 bewirkt eine Abdichtung zwischen
beim Abwärtsdrücken des Kolbenglieds relativ zum dem oberen Ringsitz und dem Gehäuse. Der obere
Kolben den Sprengring zusammendrückt und sich Ringsitz kann einen kreisförmigen Sitzring 255 aus
einwärts in die Ringnut 215 des Kolbenglieds be- einem eine harte Oberfläche besitzenden und eine
wegen läßt, so daß das Kolbenglied für eine Abwärts- 55 niedrige Reibung gewährleistenden Material aufbewegung
relativ zum Kolben freigegeben wird. Der weisen, der zwischen seine innere, kreisförmige ge-Sprengring
weist außerdem eine obere, äußere, ab- wölbte Fläche 256 und die äußere Kugelfläche der
wärts und auswärts geneigte Schrägschulter 2170 auf, Kugel des Ventils 150 eingesetzt ist. Der Sitzring
deren Abwälzberührung mit der unteren Endfläche kann durch Ankleben oder anderweitig am Sitz berdes
Kolbens 161 bei der teleskopartigen Aufwärts- 60 festigt sein.
bewegung des Kolbenglieds im Kolben den Spreng- Das Gehäuse weist mehrere abwärts abstehende,
ring federnd in die Ringnut 215 des Kolbenglieds federnde Klemmfinger 260 (Fig. 5 und 7) auf, die
hineingelangen läßt. Der Sprengring verlagert sich sich unter die Kugel des Ventils 150 erstrecken und
federnd auswärts in die Kolben-Ringnut 216, wenn an ihren unteren Enden mit einwärts abstehenden
er in Ausrichtung auf diese gelangt. 65 Ansätzen 261 verseilen sind, deren untere Abschnitte
Der Kolben und das Gehäuse legen oberhalb des in eine innere, aufwärts gerichtete Ringausnehmung
Kolbens und unterhalb der unteren ringförmigen 262 eingreifen, welche durch die Sicherungsringe 166
Endfläche 219 des oberen Dornabschnitts eine Ring- und 167 festgelegt wird. Die Auswärtsbewegung der
Klemmfinger wird durch die Berührung der Außenflächen
der Ansätze 261 mit einer inneren Ringschulter 263 eines sich aufwärts erstreckenden ringförmigen
Sicherungsflansches 266 des unteren Sicherungsrings 167 begrenzt. Die Aufwärtsbewegung der
Klemmfinger relativ zum oberen Sicherungsring wird durch Berührung der oberen Schultern 267 ihrer
inneren Ansätze mit einer abwärts gerichteten Ringschulter 268 begrenzt, die durch den äußeren Ringflansch
269 des oberen Sicherungsrings festgelegt wird.
Die Abwärtsbewegung des unteren Ringsitzes 165
wird durch Berührung seiner Unterseiten 278 mit der Oberseite 279 des oberen Sicherungsrings 166 begrenzt.
Gemäß F i g. 7 weist der untere Ringsitz eine innere, aufwärts gerichtete, ringförmige, gewölbte
Fläche 280 auf, an der durch Kleben oder anderweitig ein Sitzring 281 aus einem niedrige Reibung
gewährleistenden Material befestigt ist, welcher die äußere Kalottenfläche der Kugel 150 berührt. Der
untere Ringsitz 165 ist durch mehrere in eine Anzahl von sich abwärts öffnenden, umfangsmäßig auf
Abstände verteilten Bohrungen 285 des unteren Ringsitzes eingesetzte Federn 284 aufwärts in Berührung
mit der Kugel vorbelastet. Oberer und unterer Sieherungsring sind mit Stiften 288 (F i g. 7) versehen,
deren Innenabschnitte in Querbohrungen in den Sicherungsringen festgelegt sind und deren Außenabschnitte
sich auswärts in die Längsschlitze 289 zwischen den Klemmfingern erstrecken und letztere berühren,
um eine Drehung der Sicherungsringe relativ zum Gehäuse 163 zu verhindern. Die Ringschulter
263 des unteren Sicherungsrings ist derart befestigt, daß die Klemmfinger gegen eine Auswärtsbewegung
gesichert sind.
Die Abwärtsbewegung des Kolbens 162 und des Gehäuses wird durch die Berührung der abwärts gerichteten
Schulter 289 des unteren Sicherungsrings 167 mit der inneren, aufwärts gerichteten Schulter
290 des Anschlußabschnitts 140 begrenzt.
Das Ventil 150a (Fig. 6) sowie seine betrieblich
und baulich zugeordneten Teile sind in Aufbau und Arbeitsweise dem Ventil 150 ähnlich, weshalb die
der unteren Kugel des Ventils 150 a zugeordneten Teile mit denselben Bezugsziffern wie bei den entsprechenden,
dem oberen Ventil 150 zugeordneten Teilen zuzüglich eines angehängten »α« bezeichnet
sind. Das Fluidum vermag zwischen dem Ringkanal 107 und der Kolbenkammer 218 a oberhalb des Kolbens
161 α über Öffnungen 220 α im unteren Zylinderabschnitt 141 zu strömen. Die Abwärtsbewegung des
Kolbens 162 a wird durch die Berührung der Schulter 289 a des unteren Sicherungsrings mit der Schulter
293 des Dorn-Unterteils 144 begrenzt. Die durch die
Federn 221 und 222 auf den Kolben 162 ausgeübte aufwärts wirkende Kraft sowie die durch die Federn
221a und 222 a auf den Kolben 162 a ausgeübte Aufwärtskraft
sind größer als der statische Fluidumdruck in dem Rohr 46 und im Kanal 48 zwischen den
Rohrleitungen 46 und 47, so daß sich diese Kolben aufwärts bewegen und die Kugeln in die Schließstellung
verdrehen, wenn das in der dünneren Oberflächenleitung vorhandene Fluidum nicht unter Druck
gehalten wird.
Wenn im Betrieb die beiden Kugelventile geöffnet werden sollen, wird der im Ringkanal 107 herrschende
Fluidumdruck beispielsweise durch Förderung über den Steuervcrteiler 61 erhöht, und wenn
die durch den Fluidumdruck in den Kolbenkammern 218 und 218 a auf die Kolben 161 bzw. 161a ausgeübte
abwärts wirkende Kraft die gesamte, durch die Federn 221, 222 und 221a, 222 a auf die Kolben
ausgeübte Aufwärtskraft, alle gegebenenfalls vorhandenen, aufwärts wirkenden Druckunterschiede über
die Kugeln und ihre Kolben sowie den ganzen im System vorhandenen, von diesen Kräften herrührenden
Reibungswiderstand übersteigt, beginnen die Kolben sich abwärts zu bewegen. Bei weiterer
Fluidumförderung über den Verteiler 61 bewegen sich die Kolben weiter abwärts, bis sie durch Berührung
der Schultern 289 und 289 a der unteren Sicherungsringe 167 bzw. 167 a mit den jeweiligen aufwärts
gerichteten Schultern 290 bzw. 290 α der Dornabschnitte 140 bzw. 144 angehalten werden. Weitere
Fluidumförderung über den Verteiler 61 bewirkt einen augenblicklichen Druckanstieg der geförderten
Fluiden, der an einem in die Fluidumleitung 62 an der Oberfläche eingeschalteten Druckmesser abgelesen
werden kann. Der an den Kolben 161 und 161a
erforderliche Druck ist um etwa 10% größer als jeglicher ein Schließen der Kugelventile bewirkender
Bohrloch-Fluidumdruck. Während der Abwärtsbewegung der Kolben über ihre begrenzten Bewegungswege verdrehen sich die Kugeln 150 und 150 a über
praktisch 90° aus ihrer Schließstellung, in welcher ihre Axialdurchgänge 155 bzw. 155 a außer Ausrichtung
auf die Axialkanäle des Gehäuses, der rohrförmigen Kolbenglieder, der Kolben und des Doms
stehen, in eine Stellung, in welcher diese Axialdurchgänge auf diese Axialkanäle ausgerichtet sind bzw.
mit ihnen fluchten und einen Fluidumfluß durch das Ventil zulassen.
Falls der im Ringkanal 107 herrschende Druck unter den Wert gesenkt wird, bei welchem seine Kraft
die Kolben in ihrer unteren Stellung hält, verlagert die Kraft der Federn sowie eines etwa vorhandenen,
aufwärts wirkenden Differenzdrucks über den Kolben und Kugeln sowohl die Kolben als auch die Kugeln
im Gehäuse aufwärts, so daß sich die Kugeln um praktisch 90° in die Stellungen verdrehen, in welchen
sich ihre Axialdurchgänge 155 und 155 a quer zur Längsachse des Rohrdorns erstrecken und die Berührung
ihrer Außenflächen mit den Sitzringen 255 bzw. 255 a einen weiteren aufwärts erfolgenden
Fluidumfluß durch das Gehäuse verhindert.
Die Aufwärtsbewegung der Kolben 161 und 162 wird durch die Berührung der Schultern 294 und
294 a von Gehäuseteilen 163 bzw. 163 a mit den Schultern 295 und 295 a der Dichtungs-Halteringe
240 bzw. 240 a begrenzt. Jeglicher aufwärts wirkender Differenzdruck über den Kugeln trachtet nunmehr
danach, die Kugeln in Dichtungsberührung mit ihren Sitzringen zu halten. Während der Aufwärts-
und Abwärtsbewegung der Kugeln führen die oberen und unteren Ringsitze 164, 164 a bzw. 166, 166 a der
beiden Ventilkugeln deren Drehbewegung.
Wenn sich die Ventilkugeln in ihren Schließstellungen befinden, können sie entweder durch Erhöhung
der Drucks im Ringkanal 107 auf vorstehend beschriebene Weise oder durch Druckerhöhung im
inneren Rohr 47 in Offcnstellung bewegt werden, indem beispielsweise von der Oberfläche aus Fluidum
in den Kanal 160 oberhalb der oberen Kugel 150 gepumpt wird. Wenn sich der Druck im inneren Rohrstrang
auf einen solchen Wert erhöht hat, daß seine über die obere Kugel 150 und den oberen Kolben
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161 wirkende Kraft die Kraft des über die Kugel 150 herrschenden, aufwärts wirkenden Differenzdrucks,
der Federn 221 und 222 sowie des Sprengrings 214 übersteigt, wird das Kugelventil abwärts gedrängt
und zieht dabei das Kolbenglied 162 mit sich mit, wobei die Abwälzberührung der äußeren unteren
Kurvenfläche 217 des Sprengrings mit der unteren Ringschulter 217 α des Kolbens den Sprengring 215
einwärts in die Ringnut 218 hinein verdrängt, wodurch diese Abwärtsbewegung des Kolbenglieds
gegenüber dem Kolben ermöglicht wird. Der Kolben wird gegen eine Abwärtsbewegung festgehalten, da
der in der Kolbenkammer 218 herrschende Druck nunmehr wesentlich geringer ist als der Druck unterhalb
des Kolbens. Wenn weiteres Fluidum in das innere Rohr 47 gepumpt wird, verlagert sich die
Kugel 150 abwärts und wird gleichzeitig zumindest teilweise in die Offenstellung verdreht, so daß
Fluidumdruck in den Kanal 160 über der unteren Kugel 150 a eintreten kann. Die Kugel 150 a und das
Kolbenglied 162 a werden darauf relativ zum Kolben 160 α abwärts bewegt, wobei sich die Kugel 150 α in
zumindest teilweise geöffnete Stellung verdreht. Sobald die beiden Kugelventile zumindest teilweise geöffnet
sind, kann Fluidum durch das Ventil und in das mit dem unteren Ende des unteren Abschnitts
144 verbundenen Steigrohr 44 gefördert werden.
Wenn die Fluidumförderung unterbrochen und hierdurch der Druck über die Kugelventile ausgeglichen
wird, bewegen die Federn 221a und 222a den Kolbenabschnitt 161a und die Kugel 150 a aufwärts,
während die Federn 221 und 222 das Kolbenglied
162 und die Kugel 150 aufwärts in die Stellungen gemäß den F i g. 4,5 und 6 zurückdrängen. Wenn die
Sprengringe 214 und 214 α in Ausrichtung auf die inneren Ringnuten 216 bzw. 216« der zugeordneten
Kolben 161 bzw. 161a gelangen, federn sie in diese Nuten hinein und halten die Kolbenglieder freigebbar
an den betreffenden Kolben fest. Die Berührung der oberen Kurvenschultern der Sprengringe mit den
unteren Endschultern der Kolben bewirkt selbstverständlich ein Einwärts-Abwälzen der Sprengringe in
die inneren Ringnuten 215 bzw. 215 a zwecks Ermöglichung einer derartigen teleskopartigen Aufwärtsbewegung
der oberen Endabschnitte der Kolbenglieder in die Kolben hinein.
Die beiden Ventilkugeln sind mit Längsabstand in das Ventilgehäuse eingebaut; arbeitet eine der Kugeln
nicht einwandfrei und schließt sie nicht, wenn dies erforderlich ist, so schließt dennoch die andere Kugel.
Das erfindungsgemäße Ventil kann daher immer dann angewandt werden, wenn es wichtig ist, erforderlichenfalls
einen Durchfluß durch eine Leitung zu unterbrechen, wie dies beispielsweise in Bohrlochanlagen
der Fall ist, bei welchen ein nicht schließendes Ventil bei Auftreten eines bestimmten Zustands kostspielige
Beschädigungen und Schäden zur Folge haben kann.
Außerdem werden beide Kugelventile durch einen gemeinsamen Steuer-FIuidumdruck betätigt, wobei
die durch die Federn 221 und 222 auf die beiden Kolben ausgeübten Drücke vorzugsweise gleich groß
sind, so daß sich beide Kugelventile zu öffnen trachten, wenn der im Ringkanal 107 herrschende Druck
auf einen ersten vorbestimmten Wert ansteigt, und sich schließen, wenn dieser Druck unter einen vorbestimmten
Wert abfällt.
Darüber hinaus ist das Ventil möglichst wirtschaftlich und gedrängt aufgebaut, obgleich es mit zwei
getrennten Einrichtungen zum Schließen des Ventils versehen ist, durch welche eine außerordentlich hohe
Betriebszuverlässigkeit des Ventils gewährleistet wird. Gemäß F i g. 8 weist der Anschlußkopf 51 ein rohrförmiges
Klemmgehäuse 301 auf, dessen oberes Ende in den erweiterten unteren Abschnitt 302 des zentralen
Durchgangs 303 eines Klemmkopfs 304 eingeschraubt ist. Der Klemmkopf weist seinerseits einen
ίο inneren Ringflansch 305 auf, der eine abwärts gerichtete
ringförmige Anschlagschulter 306, eine untere, aufwärts und einwärts verlaufende ringförmige Führungs-
bzw. Kurvenfläche 307 und eine obere, aufwärts und auswärts verlaufende ringförmige Anschlag-ίο
fläche 308 festlegt. Das untere Ende des Klemmgehäuses ist in den erweiterten oberen Abschnitt 309
eines rohrförmigen Anschluß-Unterteils 310 eingeschraubt. Im Klemmgehäuse ist eine rohrförmige
Klemmeinrichtung 312 gegen eine Längsbewegung festgelegt, wobei das untere Ende in eine Haltebüchse
314 eingeschraubt ist, deren unterer, äußerer Ringflansch 315 unterhalb der ringförmigen unteren Endschulter
316 der Klemmeinrichtung und über der ft aufwärts gerichteten Schulter 317 des Anschluß-Unterteils
angeordnet ist. Die Klemmeinrichtung ist an ihrem oberen Ende mit einem äußeren Ringflansch
319 versehen, der eine Vielzahl von umfangsmäßig auf Abstände verteilten, sich aufwärts öffnenden
Nuten 320 aufweist. Das obere Ende des äußeren Klemmhalterflansches ist abgeschrägt bzw. aufwärts
und einwärts geneigt.
In das Klemmgehäuse ist diesem gegenüber begrenzt in Längsrichtung bewegbar eine Klemmeinrichtung
325 eingebaut, die einen Grundring 326 und mehrere in Umfangsrichtung auf Abstände verteilte
federnde Klemmfinger 328 aufweist, die mit dem Grundring materialeinheitlich ausgebildet sind und in
die Nuten 320 im Außenflansch 319 der Klemmeinrichtung 312 hineinreichen. Jeder dieser Klemmfinger
ist mit einem einwärts gerichteten, längs verlaufenden Ansatz 330 versehen, der gewindeartige Zähne 331
aufweist. Diese Zähne weisen Grundflächen 332 auf, die sich praktisch waagerecht bzw. senkrecht zur
Längsachse der Klemmeinrichtung 325 erstrecken a und mit einwärts gerichteten oberen Schultern bzw.
Flächen 333 versehen sind. Die Abwärtsbewegung des Klemmglieds 325 wird durch Berührung der unteren
Endfläche seines Grundrings 326 mit der oberen Ringfläche bzw. -schulter 335 der Haltebüchse 314
begrenzt. Die oberen Enden der Klemmfinger liegen mit Abstand unterhalb der Fläche 307 des Klemmkopfes,
wenn sich das Klemmglied 325 in seiner untersten Stellung befindet. Wenn sich der Klemmkopf
im Klemmgehäuse aufwärts bewegt, bewegen sich die aufwärts und einwärts gerichteten oberen äußeren
Flächen 337 der Klemmfinger in Berührung mit der Fläche 307, wobei diese Abwälzberührung zwischen
den Flächen 337 und 307 eine Einwärtsverlagerung der oberen Enden der Klemmfinger zur Folge hat.
Im Anschluß-Unterteil ist eine Dichtungseinnchtung 340 vorgesehen, die aus mehreren zwischen einem
oberen und einem unteren Stützring 342 bzw. 343 befindlichen Packungsringen 341 bestehen kann. Die
Aufwärtsbewegung der Dichtungsanordnung wird durch Berührung der Oberseite des oberen Stützrings
mit der unteren Endfläche der Haltebüchse 314 begrenzt, während ihre Abwärtsbewegung durch Berührung
des unteren Stützrings mit einer aufwärts
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gerichteten Ringschulter 344 des Anschluß-Unterteils begrenzt wird. Der Anschluß-Unterteil 310 ist mit
einem inneren Ringflansch 346 versehen, der obere und untere Anschlagschultern 347 bzw. 348 festlegt.
Das obere Ende des inneren konzentrischen Rohrs 47 ist in den dünneren, mit Innengewinde versehenen
Abschnitt 349 der Bohrung des Anschluß-Unterteils eingeschraubt, während das äußere konzentrische
Rohr 46 in den unteren weiteren Innengewindeabschnitt 350 des Anschluß-Unterteils eingeschraubt ist.
Der Anschluß-Unterteil weist eine Querbohrung bzw. -öffnung 353 auf, die über eine Schulter 351 am
oberen Ende des Ringkanals 48 zwischen den beiden konzentrischen Rohren in die Bohrung des Anschluß-Unterteils
einmündet.
Mit dem unteren Ende der stärkeren Leitung 49 ist ein Klemmdorn 360 verbunden, welcher über ein
in seinem oberen Ende vorgesehenes Innengewinde mit dieser Leitung verbunden ist und deren unteren
Endabschnitt bildet. Der untere Endabschnitt des Klemmdorns ist teleskopartig in Abwärtsrichtung
durch den zentralen Durchgang 303 des Klemmkopfs 304 in das Klemmgehäuse einführbar und ist mit
Außengewinde 362 versehen, das mit den Gewindezähnen 331 der Klemmfinger in Eingriff bringbar ist.
Die oberen Flanken 363 verlaufen praktisch senkrecht zur Längsachse, und die unteren Flanken 364
erstrecken sich aufwärts und auswärts. Wenn das untere Ende des Klemmdorns durch den zentralen
Durchgang 303 des Klemmkopfs hindurch eingeführt wird, bewegt sich der dünnere Abschnitt 365 des
Klemmdorns an den Klemmfingerzähnen vorbei, worauf die unteren Flanken 364 des Klemmdorngewindes
an den oberen Flächen 333 der Zähne 331 der Klemmfinger angreifen und die oberen Enden
der Klemmfinger auswärts drängen und hierdurch eine weitere Abwärtsbewegung des Klemmdorns ermöglichen.
Wenn die teleskopartige Abwärtsbewegung des Klemmdorns durch Berührung seiner ringförmigen
Anschlagschulter 367 mit der oberen Anschlagschulter 308 des Klemmkopfes verhindert wird,
steht das Klemmdorngewinde 362 im Schraubeingriff mit den Zähnen 331 der Klemmfinger, wobei die
Dichtungsanordnung 340 den dünneren Abschnitt 365 des Klemmdorns berührt und zwischen Anschluß-Unterteil
310 und Klemmdorn 360 eine Abdichtung bewirkt. Die Zähne 331 ermöglichen die Abwärtsbewegung
des Gewindes des Klemmdorns relativ zu sich, da sie sich in den Durchgang 303 erstrecken
und in Eingriff mit dem Gewinde 362 kommen.
Ferner verhindern die Zähne der Klemmeinrichtung 312, 325 eine Aufwärtsbewegung des Klemmdorns
360, wenn sie im Eingriff mit dessen Gewinde stehen, gewähren jedoch eine Bewegung des Klemmdorns
nach oben und relativ zu sich, wodurch der Klemmdorn aus dem Durchgang entfernt werden
kann. Die gegen die Längsachse abgeschrägten Flächen 307, 337 gelangen bei der Aufwärtsbewegung
der Klemmfinger im Durchgang 303 miteinander in Berührung und drängen die oberen Endabschnitte
der Klemmfinger im Eingriff mit dem Gewinde des sich im Durchgang des Anschlußkopfes
befindlichen Klemmdorns. Wegen des Vorhandenseins der praktisch waagerechten unteren bzw. Grundflächen
332 der Klemmfingerzähne und der ähnlich geformten oberen Flanken 363 des Klemmdorngewindes
362 kann keine nicht durch Drehen hervorgerufene Relativbewegung zwischen dem Klemmdorn
und dem Klemmglied stattfinden. Jegliche Aufwärtsbewegung des Klemmdorns hat nunmehr eine Aufwärtsbewegung des Klemmglieds 325 zur Folge; wenn
die Kurvenschultern 337 der Klemmfinger hierbei an der inneren Kurvenschulter 307 des Klemmkopfs angreifen,
drängt diese Abwälzbewegung die oberen Enden der Klemmfinger einwärts und verhindert eine
Trennung des Klemmdorns vom Klemmkopf, welche nur durch Drehen des Klemmdorns relativ zum
ίο Klemmkopf und somit zum Klemmglied 325 möglich
ist, das durch den Klemmhalter 312, in dessen Nuten 320 sich die inneren Ansätze 330 der Klemmfinger
erstrecken, gegen eine Drehung festgelegt ist.
Der Klemmkopf 304 weist eine radialen Abstand von seiner Längsachse besitzende lotrechte Bohrung
370 auf, in welcher ein längliches Gehäuse 371 mit einem oberen Klemmabschnitt 372, einem mittleren
Anschlußabschnitt 373 und einem Ventilgehäuseabschnitt 374 starr befestigt ist. Der Anschlußabschnitt
weist einen in das untere Ende des Klemmabschnitts 372 eingeschraubten oberen Abschnitt 376 und einen
äußeren mittleren Flansch 378 auf, dessen abwärts gerichtete Ringschulter 379 eine innere, aufwärts gerichtete
Ringschulter 380 berührt, wodurch die Abwärtsbewegung des Anschlußabschnitts in der Bohrung
370 begrenzt wird. Der Anschlußabschnitt weist einen mit Außengewinde versehenen mittleren Abschnitt
382 auf, der an einem Innengewindeabschnitt 383 des Klemmkopfs 304 unterhalb dessen Schulter
380 befestigt ist.
Eine Klemmeinrichtung 312 α und eine in das längliche Gehäuse eingebaute Klemmeinrichtung 325 a
sind bezüglich Konstruktion und Arbeitsweise der Klemmeinrichtung 312 bzw. 325 ähnlich und daher
mit denselben Bezugsziffern wie die entsprechenden Teile der Klemmeinrichtung 312 bzw. 325 zuzüglich
eines angehängten Buchstabens »α« bezeichnet.
In dem Durchgang 388 des Gehäuse-Anschlußabschnitts ist unterhalb des Flansches 302 eine Dichtungsanordnung
394 angeordnet, die aus mehreren zwischen einem oberen und einem unteren Stützring
396 bzw. 397 angeordneten Packungsringen 395 bestehen kann. Die Aufwärtsbewegung der Dichtungsanordnung
wird durch die Berührung des oberen Stützrings mit der Anschlagschulter 392, und die Abwärtsbewegung
wird durch Berührung des unteren Stützrings mit einem Haltering 398 begrenzt, dessen
Aufwärtsbewegung in dem Durchgang 388 wiederum durch Berührung seiner Oberseite mit einer abwärts
gerichteten Ringschulter 399 des Anschlußabschnitts begrenzt wird. Die obere Endfläche des Ventilgehäuseabschnitts
374, welcher in den unteren Abschnitt 400 des Anschlußabschnitts eingeschraubt ist,
begrenzt eine Abwärtsbewegung des Halterings 398.
Der Ventilgehäuseabschnitt 374 ist in seinem oberen Endabschnitt mit einer äußeren Ausnehmung bzw.
Nut versehen, in weiche ein eine Abdichtung zwischen dem Ventil- und dem Anschlußabschnitt schaffender
O-Ring 401 eingesetzt ist.
In den Ventilgehäuseabschnitt ist ein Ventil 402 zur Steuerung des Fluidumfiusses durch den Kanal
388 und somit durch das Gehäuse 371 eingebaut, wobei dieses Ventil einen länglichen Rohrkörper 404
aufweist, der durch eine um ihn herumgelegte Feder 405 in die Schließstellung vorbelastet ist. Der untere
Endabschnitt der Feder liegt an einer unteren, aufwärts gerichteten Schulter bzw. Fläche 408 des Ventilgehäuseabschnitts
374 an, während ihr oberes Ende
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i 483
an der unteren Ringschulter eines äußeren Ringflansches 408 des Ventilkörpers anliegt.
Der Ventilkörper weist einen oberen dünneren, mit Außengewinde versehenen Endabschnitt 410 auf, auf
welchen der untere Endabschnitt eines Rückschlag-Ventilgehäuses 411 aufgeschraubt ist. Ein in eine
äußere Ringnut des Ventilkörpers eingesetzter O-Ring 413 bewirkt eine Abdichtung zwischen dem Rückschlagventilgehäuse
und dem Ventilkörper. Eine in das Gehäuse eingebaute Rückschlagventileinrichtung ίο
412 ist durch eine Feder 415 in Abwärtsrichtung in Berührung mit einer ringförmigen Sitzfläche 414 des
Ventilkörpers vorbelastet. Der Schaft 416 der Riickschlagventileinrichtung erstreckt sich aufwärts durch
das Rückschlagventilgehäuse und durchsetzt eine in seiner Oberseite vorgesehene öffnung. Die Feder liegt
an einer aufwärts gerichteten Ringschulter der Rückschlagventileinrichtung und an einer abwärts gerichteten
Schulter des Rückschlagventilgehäuses an. In seiner unteren Schließstellung befindet sich die Rückschlagventileinrichtung
in Berührung mit der Sitzfläche 414 und verhindert hierbei einen Durchfluß von den Queröffnungen 417 des Rückschlagventilgehäuses
in den Zentralkanal 418 des Ventilkörpers oberhalb der Queröffnungen 419, welche mit dem
Kanal 418 kommunizieren und den Flansch durchsetzen. Die Berührung der Oberseite des Flansches
408 mit dem Haltering 398 begrenzt eine Aufwärtsbewegung des Ventilkörpers im Gehäuse. Wenn sich
das Ventil 402 in seiner oberen Stellung im Ventilkörper befindet, steht die Dichtungsanordnung 394
in Dichtungsberührung mit dem Rückschlagventilgehäuse 411 und schließt hierbei den Gehäusekanal
zwecks Verhinderung eines Fluidumflusses durch diesen.
Die sich abwärts öffnende Öffnung bzw. Durchlaß 422 im Unterteil des Ventilgehäuseabschnitts 374
steht über eine Leitung 424 in Verbindung mit der Öffnung 353 des Anschluß-Unterteils 310, wobei die
Befestigung der beiden Enden der Leitung mit Hilfe entsprechender Anschlüsse 425 und 426 erfolgt, die
in die äußeren Gewindeabschnitte der öffnungen 422 bzw. 353 eingeschraubt sind. Wenn sich die Rückschlagventileinrichtung
412 in ihrer oberen Stellung befindet, ermöglicht sie selbstverständlich einen Aufwärts-Fluidumfluß
vom Zentralkanal 418, wenn der im Gehäuseabschnitt unterhalb der Dichtungsanordnung
herrschende Druck so weit ansteigt, daß er ein Austreten des Fluidums aus dem Gehäuse und somit
aus dem Ringkanal 48 zuläßt.
Ein Klemmdorn 430, der über eine Anschlußführung 431 mit dem unteren Ende der dünneren Oberflächenleitung
50 verbindbar ist, ist teleskopartig abwärts in das obere Ende des Gehäuses 371 bewegbar
und weist einen mit Außengewinde 433 versehenen Klemmdorn 432 auf, dessen untere, aufwärts und
auswärts geneigten Flächen 434 mit den oberen, abwärts und einwärts geneigten Flächen bzw. Schultern
333« der Zähne 331a in Berührung zu gelangen vermögen
und die federnden Klemmfinger 328 α auswärts verdrängen, um eine Abwärtsbewegung des Gewindes
relativ zu den Zähnen zu gestatten, und dessen praktisch waagerecht verlaufenden Schultern 435
mit den praktisch waagerecht verlaufenden Schultern bzw. Unterseiten 332 a der Zähne 331a in Eingriff
zu gelangen vermögen, um eine Aufwärtsbewegung des Klemmdorns relativ zur Klemmeinrichtung 325 a
zu verhindern; durch die Klemmeinrichtungen 312, 312 a, 325, 325 a, welche bei der Bewegung der
Klemmdorne 360, 430 in den Leitungen 49, 51 in die Durchgänge des Anschlußkopfes hinein, mit
dieser in Eingriff kommen, wird eine Aufwärtsbewegung durch Drehen der Klemmdorne relativ zum
Anschlußkopf verhindert.
Während der Abwärtsbewegung des Gewindes 433 an ihnen vorbei werden die oberen Enden der
Klemmfinger 328 a federnd auswärts verdrängt und verlagern sich dann federnd einwärts, um zwecks
Verhinderung einer nicht durch Drehen erfolgenden Aufwärtsbewegung der Anordnung 430 mit dem Gewinde
433 in Eingriff zu gelangen.
Ein auf den unteren dünneren Endabschnitt 439 des Klemmdorns 432 aufgeschraubtes Ventilgehäuse
438 weist einen dünneren unteren Abschnitt 441 auf, der mit der Dichtungsanordnung 394 und einer abwärts
gerichteten Anschlagschulter 440 in Berührung zu gelangen vermag, welche mit der Anschlagschulter
391 des Flansches 390 des Anschlußabschnitts 373 in Berührung gebracht werden kann, um die Abwärtsbewegung
der Klemmdorn-Ventilanordnung im Gehäuse 371 zu begrenzen. Ein gleitfähig in das
Ventilgehäuse 438 eingesetztes Ventil 442 weist eine äußere Ringnut auf, in der ein O-Ring 444 angeordnet
ist, der in Dichtungsberührung mit der inneren Dichtungsfläche 445 des Ventilgehäuses 438 zu gelangen
vermag, wenn sich das Ventil in seiner unteren Schließstellung befindet, in welcher seine Abwärtsbewegung
durch Berührung seiner abwärts gerichteten Ringschulter 447 mit einer inneren, aufwärts
gerichteten Ringschulter 448 des Ventilgehäuses 438 begrenzt wird. Die Vorbelastung des Ventils
in seine untere Stellung erfolgt durch eine Feder 449, deren unteres Ende an der oberen Ringschulter eines
äußeren Ringflansches 451 des Ventils und deren oberes Ende an einer abwärts gerichteten ringförmigen
Endfläche bzw. Schulter 452 des Klemmdorns 432 anliegt. Die Feder erstreckt sich um eine rohrförmige
obere Verlängerung 454 des Ventils herum. Der Flansch 451 ist mit Längsschlitzen 455 und die
rohrförmige Verlängerung ist mit Queröffnungen 456 versehen, die sich in die Längschlitze öffnen, um bei
in Offenstellung stehendem Ventil einen Fluidumfluß durch das Ventilgehäuse zu erleichtern.
Das Ventil weist einen abwärts abstehenden dünneren Stangenabschnitt 458 auf, dessen unteres Ende
mit dem oberen Ende des Schafts 416 des Rückschlagventils 412 in Berührung zu gelangen vermag,
wenn sich der Rohrkörper 404 teleskopartig in Abwärtsrichtung in das längliche Gehäuse 371 hineinbewegt
und nachdem der dünnere untere Endabschnitt 439 des Ventilgehäuses sich in Dichtungsberührung
mit zumindest dem oberen Abschnitt der Dichtunganordnung 394 bewegt hat, so daß nur sehr
wenig des Fluidums, welches im Kanal 388 des länglichen Gehäuses 371 oberhalb des Rückschlagventilgehäuses
411 vorhanden sein kann, abwärts fließen kann. Da die das Ventil 442 abwärts vorbelastende
Feder 449 schwächer ist als die das Ventil 402 aufwärts vorbelastende Feder 405, wird das Ventil 442
aufwärts in seine Offenstellung bewegt, bevor die untere Endfläche des Ventilgehäuses 438 die Oberseite
des Rückschlagventilgehäuses 411 berührt, um einen Aufwärtsfluß des Fluidums zuzulassen, welches
im Kanal 388 zwischen dem unteren Ende des Ventilgehäuses 438 und dem Rückschlagventilgehäuse
411 eingeschlossen sein kann.
19 20
Der lotrechte Längsschlitz 64 bzw. 65 der Füh- Anschlußkopf, wobei sich sein Gewinde 362 oberrung
55 ist gemäß Fig. 13 durch eine Bodenplatte halb des Anschlußkopfs befindet, so daß der Klemm-481,
eine Zwischenplatte 482 und eine obere Platte dorn nicht mit dem Anschlußkopf 51 verbunden
483 starr miteinander verbunden. Der Längsschlitz werden kann. Die weitere Leitung wird daraufhin
durchsetzt miteinander fluchtende Öffnungen 485,486 5 angehoben und gedreht, bis die Stifte 472 in die
und 487 der Platten, wobei sich der untere Endab- oberen Enden der im Klemmdorn vorgesehenen Ausschnitt
des weiteren Rohrglieds unter die untere nehmungen 475 eingreifen. Das Drehen des weiteren
Bodenplatte 481 erstreckt und mit seiner Oberseite Rohrs wird darauf fortgesetzt, bis sich das dünnere
in einer Ebene mit der geneigten oberen Platte liegt. Rohrglied der Führung, welche nunmehr vom
Der dünnere Längsschlitz 65 durchsetzt ebenfalls io Klemmabschnitt 472 getragen wird, in lotrechte Ausmiteinander
fluchtende Öffnungen 459, 460 und 461 richtung auf den Klemmabschnitt bewegt, wonach
der drei Platten, wobei seine Unterseite mit der Un- sich die Führung unter Schwerkrafteinfluß abwärts
terseite der unteren Bodenplatte und seine Oberseite bewegt, bis ihre Abwärtsbewegung durch die Berühmit
der Oberseite der geneigten oberen Platte ab- rung der unteren Endfläche des weiteren Rohrglieds
schließt. 15 64 mit der Oberseite des Klemmkopfs 304 oder durch Lotrechte Platten 464 und 465 erstrecken sich Berührung der Stifte 470 mit der Klemmdornschulter
zwischen der oberen und der Bodenplatte von 478 unterbrochen wird. Der Klemmdorn kann sich
den beiden Längsschlitzen radial auswärts, während dann durch den zentralen Durchgang 303 abwärts
lotrechte Platten 466 und 467, deren Unterkanten bewegen, wobei sein Gewinde 362 in Eingriff mit
auf der Bodenplatte ruhen, ebenfalls von den beiden 20 den Zähnen 331 der Ansätze 330 der Finger des
Längsschlitzen radial auswärts abgehen. Diese Bau- Klemmglieds 325 zu gelangen vermag. Die Abwärtsteile
der Führung sind durch Schweißen aneinander bewegung des Klemmdorns und somit der weiteren
befestigt. Leitung 49 wird dann durch Berührung der Klemm-Die
Führung ist mit Hilfe eines oder mehrerer in dornschulter 367 mit der Schulter 308 des Klemm-Querbohrungen
471 des weiteren Rohrglieds 64 ein- 25 kopfs 304 unterbrochen.
geschraubter Anschlageinrichtungen 470 lösbar am Ersichtlicherweise dient die Führung folglich so-Klemmdorn
befestigbar, deren Innenabschnitte in wohl zur Ausrichtung des Klemmdorns und der weieine
äußere Ausnehmung 474 des Klemmdorns 360 teren Leitung auf den Durchgang 303 des Klemmeinzugreifen
vermögen. Der Klemmdorn 360 weist kopfs 304 des Anschlußkopfs als auch zur einwandaußcrdem
zwei lotrechte äußere Schlitze 375 auf, 30 freien Ausrichtung des dünneren Längsdurchgangs
in welche die Stifte einzugreifen vermögen und 65 der Führung auf das längliche Gehäuse 372 des
welche sich aufwärts zur Ausnehmung 474 öffnen. Anschlußkopfs, so daß, wenn die mit dem unteren
Die Aufwärtsbewegung der Führung am Klemm- Ende der dünneren Leitung 50 verbundene Klemmdorn
wird durch Berührung der Stifte mit aufwärts dorn-Ventilanordnung 430 anschließend durch das
gerichteten Flächen 477 des Klemmdorns begrenzt, 35 Steigrohr abgesenkt wird, die schräge Platte 62 das
welche die unteren Enden der Schlitze festlegen, untere Ende der Klemmdorn-Ventilanordnung in das
während die Abwärtsbewegung der Führung am obere Ende des dünneren Längsdurchgangs 65 und
Klemmdorn durch die Berührung der Stifte mit einer somit in Ausrichtung auf das obere Ende des oberen
abwärts gerichteten Ringschulter 478 begrenzt wird, Klemmabschnitts des länglichen Gehäuses 375 führt,
welche das obere Ende der Ausnehmung 474 fest- 40 Die Klemmdorn-Ventilanordnung bewegt sich dann
legt. teleskopartig in das obere Ende des länglichen GeWenn die weitere bzw. stärkere Leitung 49 mit häuses hinein und wird an diesem durch den Eingriff
dem Anschlußkopf 51 verbunden werden soll, der des Gewindes 434 mit den Zähnen 331a seines
bereits in den Klemmkopf 35 des Bohrlochkopfes 30 Klemmglieds 325 α befestigt. Während sich das
eingesetzt ist, wird der Klemmdorn 360 am unteren 45 Ventilgehäuse 438 abwärts durch den Kanal 388 be-Ende
der weiteren Leitung befestigt und in den wegt, kommt das untere Ende seiner Ventilstange
Längsschlitz 64 der inneren Führung eingesetzt, 458 in Berührung mit dem oberen Ende des Schafts
worauf die Stiftschrauben 470 gedreht werden, um 416 des Rückschlagventils und wird das Ventil 442
ihre Innenabschnitte in die Ausnehmung 474 des in seine Offenstellung gebracht, während das Ventiläußeren konzentrischen Rohrs 46 hineinzubewegen. 50 gehäuse seine Abwärtsbewegung fortsetzt. Das
Die Führung wird dann vom Klemmdorn getragen, untere Ende des Ventilgehäuses kommt dann in Bewährend
die weitere Leitung abwärts durch das rührung mit dem oberen Ende des Rückschlagventil-Steigrohr
36 hindurch abgesenkt wird. Die Führung gehäuses, woraufhin die weitere Abwärtsbewegung
hält nunmehr die weitere Leitung im Steigrohr zen- des Ventilgehäuses eine Abwärtsbewegung des Ventriert,
so daß sie lotrecht auf den Kanal 303 des 55 tils 402 gegen den Widerstand der Feder 405 bewirkt.
Klemmkopfs 304 ausgerichtet wird. Wenn das dün- Wenn sich das Rückschlagventilgehäuse außer Dichnere
Rohrglied 65 der Führung nicht einwandfrei auf tungsberührung mit der Dichtungsanordnung 394 beden
oberen Klemmabschnitt 372 des länglichen Ge- wegt, kommt der dünnere Endabschnitt 443 des
häuses 371 des Anschlußkopfs ausgerichtet ist, wird Ventilgehäuses in Berührung mit der Dichtungsdie
Abwärtsbewegung der Führung durch Berührung 60 anordnung. Nunmehr wird eine Verbindung zwischen
der oberen Endschulter des länglichen Gehäuses mit dem unteren Ende des Kanals 388 und dem zentralen
der Bodenplatte 481 der Führung unterbrochen. Die Längskanal des Klemmdorns sowie des Ventilgehäuweitere
Leitung und der Klcmmdom können dann ses 438 hergestellt.
weiter relativ zur Führung und zum Anschlußkopf Diese Abwärtsbewegung der Klemmdorn-Ventilabwärts
bewegt werden, bis die Stifte 472 an der 65 anordnung 430 setzt sich so lange fort, bis die Schuloberen
Schulter 478 des Klemmdorns anliegen. An ter 440 des Ventilgehäuses 438 die Innenschulter 347
diesem Zeitpunkt befindet sich der Klemmdorn in des Anschluß-Unterteils berührt. An diesem Zeitder
in Fig. 13 dargestellten Stellung gegenüber dem punkt ist das Gewinde433 des Klemmdorns voll-
21 22
ständig im Eingriff mit den Zähnen 331a des Klemm- Leitung 62 geöffnet worden ist. Die Durchsatzmenge
glieds 325 a, wobei dieser Eingriff zwischen dem und das Durchsatzvolumen der Bohrlochfluiden
Klemmdorngewinde und den Klemmgliedzähnen durch die im Gehäuse vorgesehenen Perforationen
nunmehr eine nicht durch Drehen erfolgende Auf- kann dann geprüft werden, indem es den Fluiden
wärtsbewegung des Klemmdorns aus dem länglichen 5 ermöglicht wird, durch den Rohrstrang zur Ober-Gehäuse
372, verhindert. Der Klemmdorn kann fläche zu fließen. Falls es sich als wünschenswert
daraufhin nur durch Drehen getrennt werden, um oder notwendig erweist, Fluiden, wie Zement, Säure
sein Gewinde aus den gewindeartigen Zähnen od. dgl., durch den Rohrstrang hindurch in das Bohrder
Klemmfinger des Klemmglieds 325 α herauszu- loch zu fördern, können die Kugeln der Kugelventile
schrauben. io durch Aufrechterhaltung des richtigen Fluidum-
Im Betrieb wird nach dem Bohren des Bohrlochs drucks vom Verteiler 61 zum Ventil 45 in Offen-
und bei noch eingesetztem Bohrlochkopf 30, welcher stellung gehalten werden; wahlweise, falls ein derbeim
Bohrvorgang selbst benutzt wurde, einschließ- artiger Druck nicht zur Verfugung steht, kann
Hch der für den Bohrvorgang vorgesehenen Pre- Fluidum auf vorher beschriebene Weise abwärts
venteranordnung 33 das Steigrohr 44 hergestellt und 15 durch die weitere Leitung in den Durchgang 160 des
durch das Steigrohr 36 sowie den Klemmkopf 35 hin- Kugelventils 45 gepumpt werden,
durch in den Bohrlochkopf 30 abgelassen. Beim Ab- Falls es wünschenswert oder notwendig wird, die lassen des Steigrohrs in die Anlage wird dessen Leitungen 49 und 50 vom Anschlußkopf und das oberes Ende in den unteren Gewindeabschnitt 294 Steigrohr 36 vom Klemmkopf 35 zu trennen, beides Unterteils 144 des Gehäuses 100 des Ventils 45 20 spielsweise bei Auftreten eines starken Sturms vor eingeschraubt, während die unteren Enden der inne- Beendigung der gewünschten Arbeitsvorgänge, wird ren und äußeren konzentrischen Rohre 47 bzw. 46 in der Druckverteiler betätigt, um den an die dünnere die Abschnitte 103 bzw. 102 des Oberteils 101 des Leitung 50 angelegten Druck aufzuheben, so daß A Gehäuses eingeschraubt werden, während ihre sich das Ventil 45 schließt. Anschließend wird die v oberen Enden in die Innengewindeabschnitte 349 25 weitere Leitung 49 gedreht, so daß sich das Gewinde bzw. 350 des Anschluß-Unterteils 310 des Anschluß- 362 des zugeordneten Klemmdorns 360 aus den kopfs 51 eingeschraubt werden. Die Leitung 49 ist gewindeartigen Zähnen 331 des Klemmglieds 325 des daraufhin lösbar durch den Klemmdorn 360, welcher Anschlußkopfes löst, worauf auf ähnliche Weise die an ihrem unteren Ende befestigt ist, mit dem An- dünnere Leitung 50 gedreht wird, um das Gewinde schlußkopf verbunden; auf ähnliche Weise ist die 30 433 ihres Klemmdorns 432 außer Eingriff mit den dünnere bzw. Steuerfluidumleitung 50 mit Hilfe des Zähnen 331 α des Klemmglieds 325 α zu bringen. Klemmdorns 430, der über die Anschlußführung 431 Während der am unteren Ende der dünneren Leitung mit ihrem unteren Ende verbunden ist, am An- befindliche Klemmdorn 430 aus dem länglichen Geschlußkopf befestigt. Ein passendes Fluidum, wie häuse 371 des Anschlußkopfes aufwärts bewegt wird, Leichtöl, wird in den Kanal 105 des Ventils 45, den 35 verlagert sich der Ventilkörper 404 aufwärts in die durch die konzentrischen Rohre festgelegten Kanal Schließstellung, so daß kein Salzwasser in ihn einzu-48, das Rohr 425 und die dünnere Leitung 50 ein- treten vermag. Sobald die beiden Leitungen 49 und geleitet, während diese Teile miteinander verbunden 50 aus dem Bohrlochkopf entfernt worden sind, werden. Diese Anordnung aus Steigrohr 44, Ventil kann das Steigrohr ebenfalls vom Klemmkopf 35 45, konzentrischen Rohren 46 und 47, Anschlußkopf 4° gelöst werden.
durch in den Bohrlochkopf 30 abgelassen. Beim Ab- Falls es wünschenswert oder notwendig wird, die lassen des Steigrohrs in die Anlage wird dessen Leitungen 49 und 50 vom Anschlußkopf und das oberes Ende in den unteren Gewindeabschnitt 294 Steigrohr 36 vom Klemmkopf 35 zu trennen, beides Unterteils 144 des Gehäuses 100 des Ventils 45 20 spielsweise bei Auftreten eines starken Sturms vor eingeschraubt, während die unteren Enden der inne- Beendigung der gewünschten Arbeitsvorgänge, wird ren und äußeren konzentrischen Rohre 47 bzw. 46 in der Druckverteiler betätigt, um den an die dünnere die Abschnitte 103 bzw. 102 des Oberteils 101 des Leitung 50 angelegten Druck aufzuheben, so daß A Gehäuses eingeschraubt werden, während ihre sich das Ventil 45 schließt. Anschließend wird die v oberen Enden in die Innengewindeabschnitte 349 25 weitere Leitung 49 gedreht, so daß sich das Gewinde bzw. 350 des Anschluß-Unterteils 310 des Anschluß- 362 des zugeordneten Klemmdorns 360 aus den kopfs 51 eingeschraubt werden. Die Leitung 49 ist gewindeartigen Zähnen 331 des Klemmglieds 325 des daraufhin lösbar durch den Klemmdorn 360, welcher Anschlußkopfes löst, worauf auf ähnliche Weise die an ihrem unteren Ende befestigt ist, mit dem An- dünnere Leitung 50 gedreht wird, um das Gewinde schlußkopf verbunden; auf ähnliche Weise ist die 30 433 ihres Klemmdorns 432 außer Eingriff mit den dünnere bzw. Steuerfluidumleitung 50 mit Hilfe des Zähnen 331 α des Klemmglieds 325 α zu bringen. Klemmdorns 430, der über die Anschlußführung 431 Während der am unteren Ende der dünneren Leitung mit ihrem unteren Ende verbunden ist, am An- befindliche Klemmdorn 430 aus dem länglichen Geschlußkopf befestigt. Ein passendes Fluidum, wie häuse 371 des Anschlußkopfes aufwärts bewegt wird, Leichtöl, wird in den Kanal 105 des Ventils 45, den 35 verlagert sich der Ventilkörper 404 aufwärts in die durch die konzentrischen Rohre festgelegten Kanal Schließstellung, so daß kein Salzwasser in ihn einzu-48, das Rohr 425 und die dünnere Leitung 50 ein- treten vermag. Sobald die beiden Leitungen 49 und geleitet, während diese Teile miteinander verbunden 50 aus dem Bohrlochkopf entfernt worden sind, werden. Diese Anordnung aus Steigrohr 44, Ventil kann das Steigrohr ebenfalls vom Klemmkopf 35 45, konzentrischen Rohren 46 und 47, Anschlußkopf 4° gelöst werden.
51 sowie enger Leitung 49 und 50 wird in eine Lage Das Steigrohr 44 wird somit durch die Ausblasabgelassen,
in welcher die äußere Ausnehmung bzw. schutzventil gehaltert im Bohrloch belassen. Das
Nut 500 des äußeren konzentrischen Rohrs 46 auf Ventil verhindert hierbei jeglichen Wassereinbruch
eines der Ventile der Preventeranordnung 33 aus- in den Rohrstrang sowie ein Ausströmen von Bohr- δ
gerichtet ist. Ein derartiges Ventil 33 a kann von 45 lochfluiden aus dem Steigrohr heraus. "
beliebiger Art und beispielsweise von der auf Seiten Falls daraufhin die beiden Oberflächenleitungen
1134 bis 1140 des Composite Catalogue of Oil Field wieder am Anschlußkopf angeschlossen werden sol-Equipment
and Services, 1964/65, herausgegeben len, um die unterbrochenen Arbeitsvorgänge wieder
von World Oil, Houston, Texas/USA., dargestellten aufzunehmen oder andere Arbeitsvorgänge einzu-Art
sein, welche zwei gegeneinander bewegbare und 50 leiten, wird der Klemmkopf 360 durch das weitere
jeweils mit nachgiebigen Dichtgliedern 503 versehene Rohrglied 64 der Führung 55 hindurchgeführt, wor-Kolben
501 und 502 aufweist. auf die Stiftschrauben 470 gedreht werden, um ihre
Als Ventile dieser Anordnung 33, wie die Ausblas- Innenendabschnitte in die im Klemmdorn 360 aus-
schutzventile 33 b, können auch die auf den Seiten gebildete Ausnehmung 474 eingreifen zu lassen.
2575 bis 2579 des genannten Composite Catalogue 55 Diese Stiftschrauben werden vorzugsweise derart in
dargestellten Ventile verwendet werden. Ventile wer- die Ausnehmungen 475 eingeführt, daß die Führung
den betätigt, um den Ringkanal 38 zu verschließen während des Ablassens des Klemmdorns und der
und außerdem die äußere Leitung gegen eine Längs- weiteren Leitung 49 in ihrer untersten Stellung am
bewegung festzuhalten. Klemmdorn gehalten wird. Die Führung 55 hält die
Nunmehr kann jede gewünschte Produktions- 60 weitere Oberflächenlcitung während ihres Absenkens
prüfung bzw. -probe unter Verwendung der vorher durch das Steigrohr 36 hindurch innerhalb des letzzum
Bohren des Bohrlochs verwendeten Anlage 30 teren in zentrierter Lage gegenüber dem Anschlußdurchgeführt
werden. Beispielsweise können ver- kopf und hält den Klcmmdorn in einer Stellung, in
schiedene Bohrlochwerkzeuge durch die weitere Lei- welcher sein unteres Ende auf den Durchgang 303
tung49 hindurch abgelassen werden, nachdem das 65 des Anschlußkopfes 51 ausgerichtet ist und in diesen
Ventil 45 durch Zumessen des Drucks des Steuer- einzutreten vermag. Wenn der dünnere Längsschlitz
fluidums mit Hilfe des Verteilers 61 und der mit dem 65 nicht auf den oberen Klemmabschnitt 372 des
oberen Ende der Steuerdruckleitung 50 verbundenen länglichen Gehäuses 371 des Anschlußkopfes 51 aus-
23 24
gerichtet ist, berührt die Bodenplatte 451 der Füh- Ventil 442 im Ventilgehäuse 438 geöffnet, wenn es
rung die Oberseite des Klemmabschnitts, wodurch in Berührung mit dem Ventilschaft 416 des Rückdie
Abwärtsbewegung der Führung nunmehr ange- schlagventils 412 gelangt, und bewegt sich der dünhalten
wird. Eine weitere Abwärtsbewegung der nere untere Abschnitt des Ventilgehäuses in Dich-Leitung
44,52 und des Klemmdorns 360 hat dann 5 tungsberührung mit der Dichtungsanordnung 394,
zur Folge, daß der untere dünnere Abschnitt 365 des worauf sich der Ventilkörper 404 abwärts verlagert,
Klemmdorns in den Durchgang 303 des Klemm- so daß das Rückschlagventilgehäuse 411 außer
kopfes 304 des Anschlußkopfes 351 eintritt. Darauf- Dichtungsberührung mit der Dichtungsanordnung
hin beendet die Berührung der Stiftschrauben 470 394 gelangt. Aus diesem Grund wird nunmehr eine
mit der das obere Ende der Ausnehmung 474 fest- io Fluidumverbindung zwischen dem unteren Ende der
legenden oberen Schulter 478 des Klemmdorns die dünneren Leitung 50 und dem durch die konzenweitere
Abwärtsbewegung des Klemmdorns, bevor trischen Leitungen 46 und 47 festgelegten Ringkanal
sein Gewinde 362 in den Durchgang 303 eintritt und 48 und somit mit dem Kanal 107 des Ventils 45
in Eingriff mit den gewindeartigen Zähnen 331 der über den Ventilgehäuseabschnitt 404 und das Rohr
Klemmfinger des Klemmglieds 325 gelangt. Eine 15 hergestellt.
daraufhin auf die weitere Leitung ausgeübte, auf- Nunmehr kann erneut jeder beliebige Arbeitsvor-
wärts gerichtete Kraft läßt diese Leitung sich nun- gang am Bohrloch durchgeführt werden, wobei das
mehr relativ zur Führung aufwärts bewegen. Bei der Ventil 45, wie erforderlich, durch Steuerung des
Aufwärtsbewegung wird die weitere Leitung gedreht, über die dünnere Leitung 50 an das Ventil 45 anum
die Innenenden der Stiftschrauben in die oberen 20 gelegten Fluidumdrucks geöffnet und geschlossen
Enden der Schlitze 475 eintreten zu lassen. Sobald werden kann.
die Stiftschrauben in die Schlitze eingegriffen haben, Falls später die weitere und die dünnere Leitung
hat eine Drehung der weiteren Oberflächenleitung 49 bzw. 50 vom Anschlußkopf getrennt werden
auch eine Drehung der Führung zur Folge, und soll, wird zuerst die dünnere Leitung gedreht, um
während die Führung gedreht wird und sich ihr 25 das Gewinde 433 ihres Klemmdorns 432 aus den
dünner Längsdurchgang 65 über das längliche Ge- gewindeartigen Zähnen 331 α des Klemmglieds 325 α
häuse 371 bewegt und in Ausrichtung auf dieses ge- herauszuschrauben. Nachdem die dünnere Leitung
langt, wird die Führung nicht mehr von diesem läng- aus dem Bohrloch entfernt worden ist, wird die
liehen Gehäuse getragen, sondern fällt herab, wobei weitere Leitung gedreht, um das Gewinde 362 ihres
das dünnere Rohrglied 65 teleskopartig über den 30 Klemmdorns 360 außer Eingriff mit den Zähnen 331
oberen Klemmabschnitt 372 gelangt. Die Führung des Klemmglieds 325 zu bringen, worauf die weitere
wird dann durch Berührung der unteren Endschulter Leitung 49 an die Oberfläche angehoben werden
ihres Längsdurchgangs 64 mit dem Klemmkopf 304 kann. Während die weitere Leitung und der Klemmvon
diesem getragen oder kann durch Berührung der dorn 360 vom Anschlußkopf aufwärts angehoben
Innenenden der Stiftschrauben 470 mit der die unte- 35 werden, kommen die Stiftschrauben 470 entweder
ren Enden der Schlitze 475 festlegenden Schulter 477 mit der das untere Ende der Ringausnehmung 474
des Klemmkopfes 304 von diesem Klemmdorn 360 festlegenden unteren Schulter 479 oder mit der die
getragen werden. unteren Enden der Schlitze 475 festlegenden Schul-
Anschließend wird die weitere Leitung abgelassen ter 477 in Berührung. Die Führung wird somit zu-
und wird das Gewinde 362 des größeren Klemm- 40 sammen mit dem Klemmdorn an die Oberfläche andorns
in Eingriff mit den Zähnen 331 der Klemm- gehoben.
einrichtung 325 gebracht, so daß die Leitung 49 und Nach einmaliger Anordnung des Steigrohrs 44,
der Klemmdorn unter Verhinderung einer nicht des Ventils 45 und der konzentrischen Rohre 46 und
durch Drehen erfolgenden Aufwärtsbewegung starr 47 im Bohrloch und Halterung dieser Teile durch
mit dem Klemmkopf verbunden sind. In diesem 45 die Ausblasschutzventile 33 können die beiden Lei-Augenblick
ruht die Führung infolge der Berührung tungen ersichtlicherweise ohne weiteres von diesen
der unteren Schultern des Längsdurchgangs 64 mit Teilen abgeschlossen und erneut nach Bedarf an
dem Klemmkopf auf dem Klemmkopf 304. ihnen angeschlossen werden, wobei das Ventil unter-
Die Klemmdorn-Ventilanordnung 430 wird dann halb der Ausblasschutzventile angeordnet bleibt; das
mit dem unteren Ende der dünneren Leitung 50 ver- 50 Kugelventil hält hierbei das obere Rohrstrangende
bunden und durch das Steigrohr hindurch abge- gegenüber einem Fluidumdurchfluß geschlossen,
lassen. Die dünnere Leitung wird vorzugsweise mit wenn die dünnere Leitung nicht mit dem Anschlußeinem
Fluidum, wie Leichtöl, gefüllt, nachdem die kopf verbunden ist. Die Ausblasschutzventile ver-Klemmdorn-Ventilanordnung
an ihrem unteren Ende schließen selbstverständlich den Ringkanal 38 der angebracht worden ist. Wenn sich das untere Ende 55 Anlage 30 um die äußere konzentrische Leitung 46
des Ventilgehäuses 432 in Berührung mit der oberen herum.
geneigten Platte 483 der Führung an irgendeiner Gemäß den Fig. 14 und 14A können die weitere
Stelle oberhalb des oberen Endes des dünneren und die dünnere Leitung mit Hilfe eines Anschluß-Längsdurchgangs
65 bewegt, führt die obere Platte kopfs 500 mit dem inneren bzw. äußeren konzendas
Ventilgehäuse zum oberen Ende des dünneren 60 trischen Rohr 47 bzw. 46 verbunden sein. Das untere
Längsdurchgangs, und wenn sich das Ventilgehäuse Ende der Leitung 49 ist in den oberen, mit Innenin
Ausrichtung auf den dünneren Längsdurchgang gewinde versehenen Abschnitt 501 des Anschlußbewegt, gelangt die Klemmdorn-Ventilanordnung kopfes eingeschraubt, während das untere Ende der
abwärts durch diesen Durchgang hindurch und wird dünneren Leitung 50 in den oberen Gewindedurch
letzteren in den Zentraldurchgang bzw. Kanal 65 abschnitt 502 eines Durchgangs 504 des Anschluß-388
des länglichen Gehäuses 371 geführt. Während kopfes eingeschraubt ist, welcher sich an einer inneder
Abwärtsbewegung der Klemmdorn-Ventilanord- ren Ringschulter 505 zwischen Gewindeabschnitten
nung durch das längliche Gehäuse 371 wird das 507 und 508 im Inneren des Anschlußkopfes öffnet.
Das obere Ende des inneren konzentrischen Rohrs 47 ist in den Gewindeabschnitt 507 des Anschlußkopfes
eingeschraubt, während das obere Ende der äußeren konzentrischen Leitung 46 in den unteren Gewindeabschnitt
508 des Anschlußkopfes eingeschraubt ist. Das Steuerfluidum vermag im Ringraum 48 zwischen
den konzentrischen Leitungen und durch die dünnere Leitung, durch den Durchgang 504 und anschließend
zum Ventil 45 zu strömen.
Beim Auftreten von Sturmbedingungen oder falls es erwünscht ist, die Leitungen 49 und 50 schnell
vom Anschlußkopf 500 zu trennen, müssen die Leitungen 49 und 50 ersichtlicherweise vom Anschlußkopf
abgeschraubt werden, wonach es erforderlich ist, den Anschlußkopf 500, die konzentrischen Leitungen
und den Rohrstrang an die Oberfläche zu ziehen, um die Leitungen 49 und 50 wieder in den
Anschlußkopf einschrauben zu können.
Gemäß F i g. 15 können die konzentrischen Leitungen 46 und 47 zusätzliche Abschnitte 46 α bzw.
47 a aufweisen, die mit ihnen verbunden sind und sich zur Oberfläche erstrecken, wobei die obersten
Abschnitte 46 a und 47 a mit einem Anschlußkopf 510 verbunden sind. Der oberste Abschnitt der
äußeren Leitung 46 ist in einen unteren Gewindeabschnitt 511 des Anschlußkopfes eingeschraubt,
während der oberste Abschnitt des inneren konzentrischen Rohrs 47 in einen Gewindeabschnitt 513 des
Anschlußkopfes eingeschraubt ist. Die Leitung 49 ist in einen oberen Gewindeabschnitt 514 des Anschlußkopfes
eingeschraubt, während die vom Verteiler abgehende Leitung in einen äußeren Gewindeabschnitt
515 eines Durchgangs 516 eingeschraubt ist, welcher in den Ringkanal zwischen den beiden konzentrischen
Leitungen mündet. Das Steuerfluidum wird somit über den Ringkanal 48 zwischen den sich bis über
die Arbeitsplattform erstreckenden konzentrischen Leitungen zum Ventil 45 übertragen.
Wenn eine Bohrlochanlage 30a gemäß Fig. 16 einen oberhalb der Wasseroberfläche befindlichen
Satz von Ausblasschutzventilen 33 aufweist und die Plattform dauerhaft am Meeresgrund verankert ist,
kann das mit einer Ringausnehmung 474 versehene äußere Rohr 46 über mehrere Abschnitte 46 α mit
dem Ventil 45 und über einen oder mehrere Abschnitte 46 b mit dem Anschlußkopf 510 verbunden
sein. Auf ähnliche Weise kann das innere Rohr 47 aus einer Anzahl von Abschnitten bestehen, die über
entsprechende Rohrkupplungen miteinander verbunden sind. Das innere und äußere Rohr, das Kugelventil
45 und das Steigrohr 44 werden selbstverständlich durch die Ausblasschutzventile der Preventeranordnung
33 gehalten, während der Steuerdruck vom Verteiler dem Ventil 45 über den zwischen den
konzentrischen Leitungen festgelegten Kanal 48 zugeführt und entzogen wird.
Ersichtlicherweise befindet sich das Absperrventil bei jeder der beschriebenen Anordnungen an einer
nahe dem Grund der Wassermasse befindlichen Stelle, so daß, falls eine Beschädigung der Anlage
oberhalb des Bohrloches auftritt, das Ventil automatisch bzw. »ausfallsicher« schließt und ein Ausströmen
von Bohrlochfluiden aus dem Rohrstrang verhindert.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist eine aus inneren und äußeren konzentrischen Rohren bestehende
Durchflußleitungseinrichtung auf, welche einen Ringkanal für den Durchfluß von Steuerfluidum
zum und vom Ventil festlegt und das äußere Rohr oberhalb des Ventils von einem Ausblasschutzventil
gehalten wird.
Der durch die konzentrischen Rohre festgelegte Kanal kann sich gewünschtenfalls zur Oberfläche erstrecken,
wie dies bei den Ausführungsformen der Erfindung gemäß den Fig. 15 und 16 der Fall ist,
während wahlweise wie im Fall der Konstruktionen gemäß den F i g. 1 und 14 eine dünne Leitung 50
vorgesehen sein kann, die mit dem oberen Ende des Ringkanals kommuniziert.
Die Leitungen 49 und 50 können mit Hilfe eines Anschlußkopfes 51 lösbar befestigt sein, welcher
oberhalb der Ausblasschutzventile mit den konzentrischen Rohren verbunden ist, so daß die oberen
Abschnitte der Leitungen, welche einen Fluidumfluß durch den Rohrstrang und eine Bewegung von Bohrlochwerkzeugen
sowie ein Hindurchströmen des Steuerfluidums durch sie hindurch ermöglichen, ohne
weiteres vom Anschlußkopf getrennt und mit ihm verbunden werden können.
Claims (13)
1. Unterwasser-Bohrlochkopf zum Anschluß einer Plattform an ein in den Meeresboden niedergebrachtes
Futterrohr mit in diesem verlaufender Steigeleitung, an den ein über die Wasseroberfläche
ragendes Aufsatzrohr angebracht ist, gekennzeichnet durch einen Anschlußkopf
(40, 51) zur lösbaren Befestigung von zwei mittels einer Führung (55) von der Bohrinsel aus
einführbaren, zur Wasseroberfläche führenden Leitungen (49, 50), von denen eine Leitung über
den Anschlußkopf und eine aus zwei in der Steigleitung verlaufenden, konzentrischen Rohren (46,
47) gebildete Doppelringleitung mit einem hydraulisch betätigbaren Kugeldrehventil (45)
zum Verschließen des Steigrohrs (44) verbunden ist, und durch eine den Ringraum zwischen dem
Futterrohr (31, 32) und dem äußeren Rohr (46) der Doppelringleitung in an sich bekannter Weise
verschließende Prcventeranordnung (33).
2. Unterwasser-Bohrlochkopf nach Anspruch 1, \
dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußkopf (40, 51) mit den beiden zur Wasseroberfläche
führenden Leitungen (49, 50) durch einen kombinierten Schnapp- und Schraubverschluß lösbar
verbindbar ist.
3. Unterwasser-Bohrlochkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Wasseroberfläche
führenden Leitungen (49,50) mit Hilfe einer Führung (55) auf ihre Anschlüsse im Anschlußkopf
(40, 51) ausrichtbar sind.
4. Unterwasser-Bohrlochkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Anschlußkopf
(40, 51) zwei Klemmeinrichtungen (312, 325; 312 a, 325 a) vorgesehen sind, die bei Bewegung
der in den beiden Leitungen (49, 51) vorgesehenen Klemmdorne (360, 430) abwärts in Durchgänge
(303, 388) des Anschlußkopfes hinein mit diesen Klemmdornen in Eingriff bringbar sind.
5. Unterwasser-Bohrlochkopf nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß der Anschlußkopf (40, 51) eine Ventileinrichtung (402, 412) zum Schließen des zweiten
Durchgangs (388) des Anschlußkopfes aufweist, welche in ihre Schließstellung vorbelastet ist, und
daß der Klemmdorn (430) mit der Ventileinrichtung (402, 412) in Eingriff bringbare Mittel (458)
aufweist, um die Ventileinrichtung in Offenstellung zu halten, wenn sich der Klemmdorn im
Gehäuse befindet.
6. Unterwasser-Bohrlochkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß
der Klemmdorn (430) ein zweites Ventil (442) zur Steuerung des fließenden Mediums durch die
zweitgenannte Leitung (50) aufweist und daß das zweite Ventil mit der erstgenannten Ventileinrichtung
(402, 412) in Eingriff bringbar ist und bei Abwärtsbewegung des Klemmdorns in den zweiten
Durchgang (388) hinein in Offenstellung gebracht wird.
7. Unterwasser-Bohrlochkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß
oberhalb des Ansatzstücks der konzentrischen Rohre (46, 47) am Anschlußkopfteil (51) eine
Dichtungseinrichtung (340) angeordnet ist, die mit dem unteren Ende des in den Längsdurchgang
einführbaren Klemmdorns (360) in Dichtungsberührung zu gelangen vermag, daß die erste Klemmeinrichtung (312, 325) oberhalb der
Dichtungseinrichtung vom Anschlußkopfteil (51) getragen wird und lösbar mit einem Außengewinde
(362) des Klemmdorns in Eingriff zu gelangen vermag, wenn letzterer in Abwärtsrichtung
in den Durchgang (303) eingesetzt wird, daß die erste Klemmeinrichtung ein Klemmglied
mit einer Anzahl von um den Umfang herum verteilten, aufwärts gerichteten federnden Fingern
aufweist, die an ihren oberen Endabschnitten mit innengewindeartigen Zähnen (331) versehen sind,
welche sich zwecks Eingreifens in das Gewinde des Klemmdorns einwärts in den Durchgang hinein
erstrecken und deren obere Enden federnd auswärts bewegbar sind.
8. Unterwasser-Bohrlochkopf nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung (55)
einen zentralen Längsdurchgang (64) zur Aufnahme des Klemmdorns (360) und einen zweiten,
vom zentralen Längsdurchgang entfernten Längsdurchgang (65), eine waagerechte Bodenplatte
(481) sowie eine um die Längsdurchgänge herum angeordnete, sich unter einem Winkel zu den
Längsdurchgängen erstreckende obere Platte (483) mit einer mit den oberen Enden der Längsdurchgänge
abschließenden und zum zweiten Längsdurchgang hin abfallenden Oberseite aufweist,
daß die Platten an den Längsdurchgängen befestigt sind und daß eine sich einwärts in den
zentralen Längsdurchgang erstreckende und in Ausnehmungen (474,475) des Klemmdorns (360)
eingreifende Anschlageeinrichtung (470) vorgesehen ist.
9. Unterwasser-Bohrlochkopf nach den Ansprüchen 3 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß
sich die Längsausnehmung (475) auswärts öffnet und daß die Führung (55) eine waagerechte
Unterseite und eine sich unter einem Winkel gegenüber den Durchgängen erstreckende und
mit den oberen Enden der Durchgänge abschließende Oberseite aufweist, welche zum zweiten
Durchgang hin geneigt ist.
10. Unterwasser-Bohrlochkopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Führung (55) an dem an der einen Leitung (49) vorgesehenen Klemmdorn (360) angebracht ist und daß dieser Klemmdorn
zwischen seinen Enden eine äußere Ringausnehmung (474) und eine äußere, sich aufwärts in die
Ringausnehmung öffnende Ausnehmung (475) aufweist und unterhalb der Längsausnehmung
mit einem Gewinde (362) versehen ist, das mit der ersten Klemmeinrichtung (312, 325) in Eingriff
gebracht werden kann, daß die Führung eine Anschlageinrichtung (470) aufweist, daß die
Anschlageinrichtung eine Längsbewegung des Klemmdorns relativ zur Führung begrenzt, daß
ein oberer Abschnitt (371) des Bohrlochkopfgehäuses in den zweiten Längsdurchgang (65)
einführbar ist, wenn der zweite Längsdurchgang auf diesen Abschnitt ausgerichtet ist, und daß
die Bodenplatte das Gehäuse zwecks Begrenzung einer Abwärtsbewegung der Führung und des
Klemmdorns berührt.
11. Unterwasser-Bohrlochkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Ventileinrichtung (45) ein rohrförmiges Gehäuse (100) mit einem dieses durchsetzenden Längsdurchgang
und im Gehäuse angeordnete, in Längsrichtung Abstand voneinander besitzende Ventile (150, 150 a) zum getrennten Schließen
des Längsdurchgangs gegenüber einem fließenden Medium durch diesen Durchgang aufweist, daß
das Gehäuse an seinem oberen Ende mit getrennten Einrichtungen zum Anschließen des Gehäuses
an die unteren Enden von zwei teleskopartig ineinandergefügten konzentrischen Rohren (46,
47) und an seinem unteren Ende mit einer Einrichtung zum Anschließen des Gehäuses an ein
Steigrohr (44) versehen ist, und daß das Gehäuse, mit einem Ringkanal (107) zur Zufuhr von
Steuerfluidum zur Ventileinrichtung von einem zwischen den konzentrischen Rohren (46, 47)
festgelegten Kanal her versehen ist.
12. Unterwasser-Bohrlochkopf nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß jedes
Ventil (150,150 a) jeweils einen Rohrkolben und ein im Gehäuse in Längsrichtung bewegbares
rohrförmiges Kolbenglied aufweist, die jeweils mit sie durchsetzenden Längskanälen versehen
sind, daß eine das Kolbenglied lösbar gegen eine Abwärts-Längsbewegung relativ zum Kolben an
letzterem befestigte Einrichtung, miteinander in Eingriff bringbarer Sprengring (217) bzw. Ringnut
(218) am Kolben bzw. am Kolbenglied zur Begrenzung der Aufwärtsbewegung des Kolbengliedes
relativ zum Kolben und eine im Gehäuse-Längsdurchgang angeordnete Kugel zum Schließen
des Längskanals des Kolbenglieds vorgesehen sind, daß die Kugel und das Gehäuse miteinander
in Eingriff bringbare Stifte zur Verlagerung der Kugel zwischen einer Offen- und einer Schließstellung
bei Längsbewegung der Kugel im Längskanal aufweisen, daß die Kugel mit einem Axialdurchgang
versehen ist, der mit dem Längskanal des Kolbenglieds kommuniziert, daß eine dem
Kolbenglied betrieblich zugeordnete Einrichtung zur Verlagerung der Kugel zwischen ihrer Offen-
und ihrer Schließstellung bei einer vorbestimmten Längsbewegung des Kolbenglieds im Gehäuse
vorgesehen ist.
13. Unterwasser-Bohrlochkopf nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß jedes
Ventil (150, 150 α) jeweils einen rohrförmigen Kolben, eine im Längsdurchgang des Gehäuses
angeordnete Kugel, wobei die Kugel und das Gehäuse mit miteinander in Eingriff bringbaren
Stiften zur Verlagerung der Kugel zwischen einer Offen- und einer Schließstellung bei Längsbewegung
der Kugel im Gehäuse-Längsdurchgang ver-
sehen sind, eine dem Kolben und der Kuc betrieblich zugeordnete Einrichtung zur Verlag
rung der Kugel mit dem Kolben zwischen ein oberen Schließstellung, und einer unteren Offe
stellung, und eine das Kolbenglied in eine obe Stellung im Gehäuse vorbelastete Einrichtui
aufweist.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Family
ID=
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2652042A1 (de) * | 1976-10-15 | 1978-04-20 | Baker Int Corp | Ventil- und aufwaeltigungseinrichtung |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2652042A1 (de) * | 1976-10-15 | 1978-04-20 | Baker Int Corp | Ventil- und aufwaeltigungseinrichtung |
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