DE1950254C3 - Vorrichtung und Verfahren zum Zementieren von Futterrohren in Bohrlöchern - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zementieren von Futterrohren in Bohrlöchern, mit einem am Ende des Futterrohrstranges befestigten Futterrohrschuh, an welchem ausspreizbare, in dem Futterrohrschuh einschwenkbare Ankerfüße angebracht sind, denen eine Spreizvorrichtung zugeordnet ist.

Es ist bekannt, in ein Bohrloch ein aus Zementrohren bestehendes Futterrohr dadurch einzubringen, daß ein aus mehreren Rohren bestehendes Bohrgestänge in das Bohrloch abgelenkt und dann aus einem am unteren Ende des Gestänges befestigten Rohrschuh Zement austreten läßt. Der Zement steigt dann in dem ringförmigen Raum zwischen dem Futterrohr und der Bohrlochwand nach oben, so daß nach Ablauf der üblichen Aushärtungszeit das Futterrohr mit der Wandung des Bohrloches fest verbunden ist. Der Innenraum des Futterrohres wird dann freigelegt, so daß weitere Bohr- und/oder Förderwerkzeuge eingebracht werden können.

Das Bohrgestänge unterliegt oft größeren Temperaturschwankungen, z. B. wenn Heißdampf hindurchgeleitet werden soll. Dann besteht die Gefahr, daß durch die Temperaturschwankungen eine Verlängerung und dann wieder eine Verkürzung des Bohrgestänges erfolgt und daß durch diese Eigenbewegung des Bohrgestänges ein Futterrohr zerstört wird, da Beton einen anderen Temperatur-Ausdehnungskoeffizienten hat. Au«; diesem Grund ist es bisher noch nicht möglich.

durch das Bohrgestänge ein Medium hindurchzuleiten, welches größere Temperaturschwankungen bedingt, wenn nicht besondere, relativ aufwendige Maßnahmen für eine Wärmeisolierung des Bohrgestänges getroffen werden.

Aus der USA.-Patentschrift 30 55 424 ist es bekannt, für einen solchen Zweck Rohrschuhe vorzusehen, welche ausspreizbare, in den Futterrohrschuh einschwenkbare Ankerfüße tragen, denen eine Spreizvorrichtung zugeordnet ist Diese bekannte Vorrichtung hat jedoch den Nachteil, daß die Ankerfüße ständig unter Spreizdruck stehen und mit den Schenkelstücken nicht gegen erweiterte Anschlagflächen des Bohrloches aniegbar sind. Außerdem ist die Spreizvorrichtung nicht längsverschieblich im Rohrschuh angeordnet.

Zum Stand der Technik wird weiterhin auf die USA.-Patentschrift 22 95 418 hingewiesen, welche ebenfalls eine Vorrichtung zum Zementieren von Futterrohren betrifft, in denen ausspreizbare Ankerfüße angeordnet sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Zementieren von Futterrohren in Bohrlöchern zu schaffen, die gegen Temperaturschwankungen unempfindlich ist. Diese Vorrichtung soll einfach in ihrem Aufbau sein und eine einfache Arbeitsweise ermöglichen. Die Erfindung hat ferner die Aufgabe, ein Verfahren zum Zementieren von Futterrohren in Bohrlöchern mit dieser Vorrichtung zu schaffen, zu dessen Durchführung möglichst wenig Arbeitszeit benötigt wird und das auch mit ungeschulten Kräften leicht durchgeführt werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Gattung vorgeschlagen, bei der die Ankerfüße selbsttätig in in den Umfang des Futterrohrschuhs eingeschwenkter Lage gehalten werden und bei der Schenkelstücke vorgesehen sind, welche in eine erweiterte Anschlagfläche des Bohrloches anlegbar sind, und bei der die Spreizvorrichtung längsverschieblich im Futterrohrschuh angeordnet ist.

Eine solche Vorrichtung macht es möglich, durch das Abstützen des Futterrohrschuhs und damit des Bohrgestänges unter einer Anschlagfläche das Bohrgestänge selbst mit einer Zugspannung zu beaufschlagen und es in seiner Längsrichtung zu spannen und zu dehnen, wobei es dann in diesem Zustand verbleibt, während der Zement zwischen dem Futterrohr und der Wandung des Bohrloches eingebracht wird. Wenn eine Verrohrung aus Zement mit einer solchen Vorrichtung hergestellt wird, so tritt beim Einleiten eines warmen oder heißen Mediums in das Bohrgestänge eine Dehnung, insbesondere eine Verlängerung desselben nicht mehr oder nur in geringem Maß auf, so daß eine nennenswerte Eigenbewegung des Bohrgestänges gegenüber dem Futterrohrstrang nicht mehr vorliegt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird ein Verfahren zum Zementieren von Futterrohren in einem Bohrloch mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgeschlagen, welches darin besteht, daß im Bohrloch zunächst eine nach unten hin gerichtete, erweiterte Anschlagfläche hergestellt wird, daß danach das Futterrohrgestänge bis zu dieser Anschlagfläche hinabgelassen und auf der Anschlagfläche gegen ein Herausziehen aus dem Bohrloch abgestützt wird, daß sodann das Futterrohrgestänge unter Zugspannung gesetzt wird, und daß daran anschließend der Zement in den Ringraum zwischen Bohrlochwand und Gestänge eingebracht wird.

Das Erzeugen einer Zugspannung im Bohrgestänge

ist mit bekannten Mitteln in einfacher Weise möglich, und es bereitet ebenfalls keine Schwierigkeiten, die im Bohrloch erforderliche Anschlagfläche herzustellen. Deshalb erfordert die Handhabung der erfindungsgemäßen Vorrichtung und die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens keinen großen technischen Aufwand. Außerdem ist es möglich, mit Hilfe der Erfindung eine Verrohrung herzustellen, die gegen Temperaturschwankungen nicht oder nur sehr wenig empfindlich ist und durch welche auch ein Medium mit hoher Temperatur hindurchgeleitet werden kann.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung und des Verfahrens nach der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

In der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels wird die Erfindung an Hand einer Zeichnung erläutert. In den Zeichnungen zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine Vorrichtung nach der Erfindung, die nach dem Herstellen der Anschlagfläche in das Bohrloch eingebracht wurde und deren zum Abstützen dienende Ankerfüße noch in eingefahrener Lage sind,

F i g. 2 einen dem Schnitt nach F i g. 1 ähnlichen Längsschnitt des unteren Teiles der Vorrichtung, wobei die Ankerfüße jetzt jedoch ausgespreizt sind,

F i g. 3 einen Querschnitt entlang der Linie 3-3 in Fig.1,

F i g. 4 einen dem Schnitt nach F i g. 1 ähnlichen Schnitt einer anderen Ausführungsform der Erfindung,

F i g. 5 eine der F i g. 4 ähnliche Darstellung, jedoch sind die Ankerfüße der Vorrichtung ausgespreizt,

F i g. 6 in vergrößertem Maßstab einen Teilschnitt durch einen Kupplungsteil der Vorrichtung.

Um eine Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung zu erläutern, ist die Anordnung der Vorrichtung zusammen mit dem unteren Teil eines Futterrohrgestänges B in einem Bohrloch A dargestellt Das Gestänge erstreckt sich nach oben hin bis zum Ende der Bohrung und wurde von dort aus in das Bohrloch hinabgelassen. Wie aus den F i g. 1 bis 3 erkennbar, gehört zu der Vorrichtung ein Futterrohrschuh tO mit einem Hauptrohr 11, das einen oberen, mit Gewinde versehenen Muffenteil 12 hat, mit dem es in das Gewinde eines unteren Steckteils 13 eines Ventilkörpers 14 eingeschraubt ist, der zu einem Sperrventil 15 gehört. Die obere Seite des Sperrventils 15 ist ebenfalls über ein Gewinde an einem Rohr des Gestänges B befestigt, das. sich bis zum oberen Ende des Bohrloches A erstreckt. Das Sperrventil 15 kann eine beliebige Ausführungsform haben und dann angewendet werden, wenn ver- hindert werden soll, daß sich das Gestänge B während des Herabsenkens in das Bohrloch A bereits mit der Bohrflüssigkeit oder einer anderen Flüssigkeit füllt Der Innenraum 16 des Sperrventils IS ist im übrigen mit einem Material gefüllt das sich leicht herausbohren läßt, z. B. also mit Beton. Im Innenraum 16 sind Rippen 17 vorgesehen, während das Hauptstück 19 des Sperrventils 15 in Lage und Form entsprechende Nuten 18 aufweist Auch sind innen im Bereich eines mittig liegenden Kanals 23 an einem Kanalrohr 22 Nuten 21 vorgesehen, in die Rippen 20 des den Innenraum 16 füllenden Betons hineinreichen. Am unteren Ende des Kanalrohrs 22 ist eine Ventilklappe 24 mittels eines Drehzapfens 25 befestigt; diese kann durch eine Bewegung in Aufwärtsrichtung mit einem das Kanalrohr 22 6s umgebenden Ventilsitz 26 in Eingriff gebracht werden. Das Kanalrohr 22 und die Ventilklappe 24 können z. B. aus Gußeisen oder anderem Material hergestellt sein.

das sich leicht bohren läßt. Wenn das Eindringen von Flüssigkeit in das Gestänge B während des Herabsenkens desselben in das Bohrloch A nicht verhindert zu werden braucht, kann das Sperrventil 15 entfallen; der Rohrschuh 10 wird dann direkt am untersten Rohr des Gestänges B befestigt.

Das Hauntrohr 11 des Rohrschuhs 10 ist an seiner unteren Spitze mit einer Betoneinlage 27 versehen, die durch eine Schrägfläche 28 die Form einer Spitze erhält, so daß diese während des Absenkens des Gestänges B in das Bohrloch A den Rohrschuh 10 an irgendwelchen dort befindlichen Hindernissen vorbeiführen kann. Die Betoneinlage 28 weist ebenfalls Rippen 29 auf, die in Nuten 30 einer Buchse 31 hineinragen; letztere ist am Hauptrohr 11 des Rohrschuhs 10 beispielsweise mit einer Anzahl von Schrauben 32 befestigt. Durch die Betoneinlage 27 führt eine mittig gelegene Leitung 33, die durch eine Hülse 34 aus leicht bohrbarem Material, wie z. B. Fiber od. dgl., gebildet wird. Die Buchse 31 ist ferner mit mehreren, sich in axialer Richtung erstreckenden Klauen 35 versehen, deren Zweck später noch näher erläutert wird.

Am Umfang des Hauptrohres 11 befinden sich mehrere längsgestreckte Aussparungen 36, in denen jeweils ein Ankerfuß 37 angeordnet ist. Wie erkennbar, ist der obere Teil eines jeden Ankerfußes 37 drehbar an einem Drehzapfen 38 befestigt, der quer über die Aussparung 36 verläuft und am Hauptrohr 11 in geeigneter Weise. z. B. durch Schweißen befestigt ist. Der Hauptteil eines Ankerfußes 37 hat einen T-förmige:n Querschnitt mit einem in der Mitte gelegenen Fußstück 39, das sich im wesentlichen in das Hauptrohr 111 hinein erstreckt, wenn sich die Ankerfüße 37 in ihrer eingefahrenen Lage befinden. Das. Fußstück 39 geht an seiner Außenseite in zwei in entgegengesetzter Richtung verlaufende, und quer zu ihm liegende Schenkelstücke 40 über, die sich in Längsrichtung über einen wesentlichen Teil des Fußstückes 39 erstrecken. Wie in den F i g. 1 und 3 dargestellt, liegen auch die Schenkelstücke 40 bei eingefahrener Lage der Ankerfüße 37 innerhalb der Umfangslinien des Hauptrohrs U jeweils innerhalb einer Aussparung 36, deren unterer Hauptteil 51 breiter ist als ihr oberer Teil 42; durch dieses erstrecken sich nämlich nur das Fußstück 39 und der Drehzapfen 38. In der in den F i g. 1 und 3 gezeigten eingefahrenen Lage haben die Ankerfüße 37 schräg nach unten verlaufende Spreizflächen 43, wobei sich die aus den Fußstücken 39 und den Schenkelstücken 40 gebildeten Außenflächen

44 im wesentlichen parallel zur Achse des Rohrschuhs 10 erstrecken. In ihrer anfangs eingenommenen Ausgangslage werden die Ankerfüße 37 innerhalb des Hauptrohrs 11 mittels eines leicht zu lösenden Gurtes

45 festgehalten, der um die Ankerfüße 37 herumgelegt ist

Die Ankerfüße 37 können zur Seite hin ausgespreizt und in dieser Lage festgehalten werden, und zwar mittels eines Spreizkopfes 46, der wie ein Kolben hydraulisch betätigt werden kann. Der Spreizkopf 46 weist ein äußeres Spreizrohr 47 auf, das an der Innenwand des Hauptrohrs 11 gleitet und in der Ausgangstage bei eingefahrenen Ankerfüßen 37 oberhalb derselben liegt. In dieser Lage wird das Sp'-eizrohr 47 durch einen auskuppelbaren Kupplungsring 48 gehalten, der die Form eines geschlitzten, federnd zusammendrückbaren Ringes hat und in eine Süßere Ringnut 49 des Spreizrohres 47 eingreift; zugleich liegt der Kupplungsring 48 in einer gegenüberliegenden, inneren Ringnut 5*8 des Kauptrohrs 11. Die obere innere Schrägfläche 51 des

Kupplungsringes; is» nach unten hin abgeschrag und kann mit einer Schrägfläche 52 der Ringnut 49 inE.n griff gebracht werden. Wenn jetzt auf den Spreizkopf 56 eine nach unien wirkende Kraft von ausreichender Größe ausgeübt wird, wird der Kupplungsring 48 durch die Wirkung der Schrägflachen 511 und 52 JJJ* außen gedehnt, so daß er weiter in.die R.ngnu.»hj«nre^ und die Ringnut 49 vollständig ^fi/'t^lbVnL_n T₇ entlang sich der Spreizkopf 46 an den Arkerfußen 37 entlang

nach unten bewegen. „....,, 50

In, Spreizkopf 46 befindet sich.eine Be o™"^·

die gegenüber dem Spre.zrohr 47 mit Hilfe von Kippen

54 aus Beton verankert ist. die in entsprechende Nuu.n

55 des Spreizrohr, 47 passen. Durcn die M tte der be toneinlage 53 führt eine Leitung 5.6. de durc.. e η Le.

unwrohr 57 aus leicht bohrbarem Material, wie 7 B. SbTr gebHdei wird. Das obere Ende J- Leuungsro r 57 sitzt in einem Rohrstück 58, das ebenialls aus ie.cn Z SrSn Material besteh, und ein - -chf en g ; richteten Ventilsitz aufweis,. Der obere Te. des Spn^ ro^rs 47, der Betoneinlage 53 und des Ventilsitze .59 im nach unten hin abgeschrägt, um eine gu,e Fuhrung Richtung auf die Leitung 56 zu erzielen.

.5

Der Rohrschuh 10 und das Sperrventil 15 werden

_aneinander befestigt, wobei das Sperrventil 15 mit

_Rohr ^ _{Gestanges B ver}bunden ,st Zu

demu _{der s izkopf} 46 _{in sei}ner obe-

Aesej*'£ _{durch den} Kupplungsring 48 festge-

renAusg g » _{rf e 37 werden durch den} , _ba.

Jjhen «^ _eingefahrenen Lage gehalten; d.ese

t ^^. _dje -_{n den F}, _g., _und 3 dargeMllie

Lage ein. Dann wird das Gestänge in das Bohrloch A ^ _{hjnabgelassen< bis die} Ankerfüße 37. die sich noch in ihrer eingefahrenen Lage befinden, den au gen^ _Bohr,_ochtejl Cunterhalb der zuvor hergestell-

_Anscnlagn_äche D erreicht haben

^^ ^ ^ _{Futterrohrges}tange β und

j Sperrventil 15 BohrflOssigkeit hinabgepumpt

ζ Ventilklappe 24 von ihrem Ventilsitz

*^e™^e"'_{h b wird s0 daB der} Flüssigkeitsstrom durch

* -Jgehobe^ ^ _{durch die} darunterliegende L«

_weiterfließen kann; er mündet dann in dem Bohr-

J3™ _{Cund dann durch den} Ringraum 70 to

^^ _{Epde des Bohr},_{ochs A Dann wr}d e.nege-

Ventilkugel 71 mi, einem kleineren Durchmesg ^ ^ ^ ^₅ ^ .^ Sperrventil 15. jedoch m Durchmesser als dem der durch den

oberhalb der Ringräume 60 e.ne _{3? entlangge}schoben *.rd una

D₃; C Ende des Spreizrohrs 47 is, m.t menreren ° I^richteten Kupplüngsklau«, 65 versehen^ mit den In der Oberseite der Buchse 31JeUn^hen Klauen 35 zusammenwirken, um den Spmzkopf 4b mn

der unteren Buchse 31 drehfest 711 verbinden.

JÄ!! tr

45

derM^JKh g _{Anschiagfläche}n 73, die sich am

An* ^ ^ ^ ^ ^^ Aussparungen

_{36 b}^_lndcn. Der Spreizkopf 46 und das Spre, rohr ^ .^^^ _{Fußstück de}r Ankerfuße g Spreizrohr 47 an der darunterliegenden

verhindert

ESSST der zur Bildung der jj teten AnschlagHäche D dient, die nach unten tnch'erförmiR auseinanderlaufen kann.

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reichen kann und die in der Praxis sich demjenigen Wert annähern kann, der der Zugbelastbarkeit der Verbindungen des Gestänges B entspricht. Während diese auf das Gestänge B wirkende Zugspannung aufrechterhalten wird, wird durch dieses und durch die Ringräume 60 und Durchlässe 61 in bekannter Weise Zementschlamm nach unten gepumpt, wozu man hier nicht dargestellte Zementierstopfen bekannter Ausführung verwendet. Das Hinabpumpen von Zement wird fortgesetzt, bis der im Ringraum 70 befindliche Zement die gewünschte Höhe erreicht hat. Die auf das Gestänge B wirkende Zugspannung wird so lange aufrechterhalten, bis der Zement sich gesetzt hat und ausgehärtet ist.

Dann wird an einem geeigneten Leitungs- oder Rohrgestänge ein Drehschlagbohrer oder ein Mahlwerkzeug in das Futterrohrgestänge B hinabgelassen, was hier nicht dargestellt ist; mit diesem Werkzeug werden dann die inneren Teile des Sperrventils 15 und des Rohrschuhs 10 herausgebohrt, die einen kleineren Durchmesser haben als es dem Innendurchmesser des Gestänges B entspricht. Dies sind im wesentlichen der Innenraum 16, das Kanalrohr 22, die Ventilklappe 24, die Betoneinlage 53, das Leitungsrohr 57 und das Rohrstück 58. Das Freibohren des Spreizkopfes 46 wird dadurch erleichtert, daß die Kupplungsklauen 65 mit den darunterliegenden Klauen 35 in Eingriff sind und eine Drehbewegung des Spreizkopfes 46 verhindern. Das Bohren wird so lange fortgesetzt, uis alle innen hervorstehenden Teile des Sperrventils 35 und des Rohrschuhs 10 innerhalb der Umfangslinien des Spreizrohrs 47 und der darunterliegenden Buchse 31 völlig herausgelöst oder auf die Sohle des Bohrlochs A gestoßen sind.

Die im Gestärge B herrschende Zugspannung wird durch den zwischen diesem und dem Erdreich befindlichen, abgebundenen Zement aufrechterhalten. Eine nachfolgende Erhöhung der im Gestänge B herrschenden Temperatur, wie sie sich z. B. durch das Einführen von Dampf in das Bohrgestänge und eine Förderzone ergeben kann, ist dann nicht mit einer bedeutenden Verlängerung des Gestänges B verbunden, da dieses zuvor bereits unter Zugspannung gesetzt und in Längsrichtung gedehnt wurde. Hierdurch wird eine Zerstörung des Bohrlochs A. des abgebundenen Zementes und des Gestänges B vermieden.

In den Fig.4 und 5 ist eine abgewandelte Ausführungsform der Erfindung dargestellt, bei der der Rohrschuh 10 mit den Ankerfüßen 37 als Steuerschieber ausgebildet ist; das obere Ende des Rohrschuhs 10 ist mit dem Sperrventil 15 verbunden, während am unteren Ende mit einem Gewinde ein unteres Futterrohr 80 befestigt ist Der Rohrschuh 10 ist im wesentlichen genau so aufgebaut wie der in den F i g. 1 bis 3 dargestellte Rohrschuh 10. wobei die untere Betoneinlage 27a in den unteren Teil des Hauptrohres 11a unmittelbar unterhalb der Aussparungen eingegossen und mit einer leicht herausbohrbaren inneren Hülse 34a versehen ist die eine mittig liegende Leitung 33a aufweist. Diese führt in Seitenauslässe 81, die unterhalb der Aussparungen 36 aus dem Hauptrohr 11a hinaus nach außen führen. Falls es gewünscht wird, können die Seitenauslässe 81 entfallen und die mittig liegende Leitung 33a ganz durch die Betoneinlage 27a hindurchgeführt werden, um Flüssigkeit in das darunterliegende Futterrohr 80 zu leiten und zum unteren Ende des Gestänges zu führen, von wo aus die Flüssigkeit in das Bohrloch A und den Bohrlochteil C gelangt

Der obere Teil des Spreizkopfes 46, der Kupplungs

ring 48, die Ringnuten 49 und 50 und die Anschlagflä ehe 66 sind im wesentlichen genau so ausgebildet wit bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform der Er findung; es besteht nur die Ausnahme, daß es keine Sei tenauslässe im Hauptrohr 11 gibt, die in der Ausgangs stellung durch das Spreizrohr 47 verschlossen werden Es ist jetzt ein innerer Rohreinsatz 83 gleitend in da; Leitungsrohr 57a eingesetzt, die beide aus leicht bohr barem Material bestehen. Der Rohreinsatz 83 befinde

ίο sich in seiner Ausgangsstellung in einer unteren Lage in der sein oberer Ringansatz 84 auf einer Auflageflä ehe 85 am inneren Leitungsrohr 57a aufliegt; zu diese: Zeit sind die im oberen Teil des Rohreinsatzes 83 be findlichen Seitenöffnungep 86 geschlossen, und dei

Rohreinsatz 83 erstreckt sich ein wesentliches Stück von der Unterseite der Betoneinlage 53 und dem Lei tungsrohr 57a aus nach unten.

Die Arbeitsweise der in den F i g. 4 und 5 dargestell ten Ausführungsform ist im wesentlichen die gleiche

wie die der zuvor beschriebenen Ausführungsform. Dei Rohrschuh 10 ist mit dem Sperrventil 15 verbunden welches seinerseits an dem darüberliegenden Gestänge B befestigt ist; der Rohrschuh 10 kann aber auch direkt am Gestänge B befestigt sein, falls ein Rückschlagven

til. wie es durch das Sperrventil 15 dargestellt wird nicht mehr benötigt wird. Das untere Ende des Rohr schuhs 10 ist mi! dem darunterliegenden Futterrohr 8C oder einem anderen geeigneten Teil verbunden. Da: Gestänge B wird in das Bohrloch A abgesenkt, bis di«

Ankerfüße 37 sich in dem vergrößerten Bohrlochteil C unterhalb der Anschlagfläche D befinden. Dann kanr Flüssigkeit durch die Vorrichtung nach unten in Umlaul gebracht werden, um das Bohrloch A auszuspülen Wenn die Ankerfüße 37 ausgespreizt werden sollen

wird die Ventilkugel 71 durch das Gestänge B hinabgeworfen oder -gepumpt, wobei sie durch das Sperrvenii Io hindurch bis zu dem Ventilsitz 59a des verschiebbai eingesetzten Rohreinsatzes 83 gelangt, um die durch den Rohreinsatz 83 führende Leitung 56a zu verschlie-

Ben. Anschließend wird der Druck der Flüssigkeit im Gestänge B oberhalb der Ventilkugel 71 verstärkt, wodurch auf den Spreizkopf 46 eine nach unten wirkende Kraft ausgeübt und der Kupplungsring 48 nach außer in eine solche Lage gebracht werden, daß sich dieser

vom Spreizkopf 46 löst; letzterer wird dann nach unter geschoben, wobei er mit den Spreizflächen 43 der Ankerfüße 37 in Eingriff gelangt und diese zur Seite ausspreizt. Der Spreizkopf 46 bewegt sich weiter nach unten, bis er die unter ihm liegende Betoneinlage 27a be

rührt; zu dieser Zeit befindet sich der Spreizkopf 4t hinter den Ankerfüßen 37, so daß er sie in ihrer ausge spremen Lage festhält Der Kupplungsring 48 ziehi sich über dem Ansatzteil 67 des Spreizrohres 47 unc über die Anseh!agfläche 66 zusammen, so daß er der

x?^rei^{Zkopf 4}^ '" ^{seiRer unter}en Lage festhält (F i g. 5) Mit der Abwärtsbewegung des Spreizkopfs 46 in seine tiefste Lage, kommt die Unterseite 88 des Rohreinsatzes 83 mit der inneren Hülse 34a in der Zementeinlag« -«7a in Berührung, so daß eine weitere Abwärtsbewe

gung des Rohreinsatzes 83 verhindert wird, während der übrige Teil des Spreizkopfes 46 sich am Rohren satz 83 vorbei bis zu seiner unteren Endlage beweger kann. Hierbei verschiebt sich das obere Ende des Lei tungsrohres 57a gegenüber dem oberen Ende des

Rohreinsatzes 83 so. daß die Oberkante des Leitungsrohres 57a unterhalb der Seitenöffnungen 86 liegt, die dann entsprechend der Darstellung nach F i g. 5 geöff-

Wenn dann die Ankerfüße 37 ausgespreizt und in dieser Lage verriegelt sind, wird das Futterrohrgestänge B angehoben, um die Ankerfüße 37 zu einer festen Auflage gegenüber der Anschlagfläche D zu bringen und um das Gestänge ßmit einer geeigneten Zugspannung zu beaufschlagen. Dann kann ein durch das Gestänge B und durch das Sperrventil 15 in den darunterliegenden Rohrschuh 10 führender Flüssigkeitsumlauf in Gang gesetzt werden, der durch die Seitenöffnungen 86 im oberen Teil des Rohreinsatzes 83 und in die Leitung 56a führt, von wo er sich nach unten durch diese und durch die Leitung 33a der unteren Betoneinlage

27a fortsetzt; der Flüssigkeitsstrom tritt dann durch die Seitenauslässe 81 aus dem Gestänge B und dem Rohrschuh 10 heraus. Zerr.entschlamm oder ein anderes ze· menthaltiges Material kann ebenso auf dem soeben be schriebenen Wege durch das Gestänge B gepumpi werden, wobei sich dieser Weg durch den aas Gestänge S umgebenden Ringraum 70 bis zum oberen Ende de; Bohrlochs A fortsetzen kann. Während des Zementier Vorganges wird die im Gestänge B herrschende Zug spannung aufrechterhalten, und zwar bis zum Setzer und Aushärten des Zements.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (25)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Zementieren von Futterrohren in Bohrlöchern, mit einem am Ende des Futterrohrstranges befestigten Futterrohrschuh, an welchem ausspreizbare, in den Futterrohrschuh einschwenkbare Ankerfüße angebracht sind, denen eine Spreizvorrichtung zugeordnet ist. dadurch gekennzeichnet, daß die Ankerfüße (37) selbsttätig in in den Umfang des Futterrohrschuhs (10) eingeschwenkter Lage haltbar sind sowie Schenkelstücke (40) aufweisen, welche an eine erweiterte Anschlagfläche (D) des Bohrloches (A) anlegbar sind, und daß die Spreizvorrichtung längsverschieblich im Futterrohrschuh (10) angeordnet ist

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spreizvorrichtung in Höhe der ausgespreizten Ankerfüße (37) im Futterrohrschuh (10) arretierbar ist, wobei die Ankerfüße (37) in ausgespreizter Lage haltbar sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spreizvorrichtung in ihrer Ausgangslage bei nicht ausgespreizten Ankerfüßen (37) arretierbar ist.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spreizvorrichtung durch ein Hauptrohr (11) des Futterrohrschuhs (10) und durch ein in dem Hauptrohr (11) längsverschiebliches Spreizrohr (47) gebildet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Spreizrohr (47) eine axiale Leitung (56) aufweist, deren oberes Ende als Ventilsitz (59) für eine Ventilkugel (71) ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Hauptrohr (11) Seitenöffnungen aufweist, die durch das Spreizrohr (47) verschließbar sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenöffnungen durch den unteren Teil des Spreizrohres (47) in dessen Ausgangsstellung verschließbar sind und in die Ankerfüße (37) ausgespreizt verriegelnder Stellung oberhalb der Oberkante des Spreizrohres (47) liegen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Spreizrohr (47) mit einer Betoneinlage (53) gefüllt ist, in die ein die Leitung (56) bildendes Leitungsrohr (57) eingesetzt ist.

9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Spreizrohr (47) an seinem unteren Ende eine Ringnut (49) aufweist, der in der Ausgangsstellung des Spreizrohres (47) eine Ringnut (50) des Hauptrohres (11) gegenüberliegt, und daß in der Endstellung des Spreizrohres (47) die Ringnut (50) des Hauptrohres (11) einer Verengung des Spreizrohres (47) gegenüberliegt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringnut (50) eine Tiefe aufweist, in der sie einen in der Ringnut (49) des Spreizrohres (47) liegenden geschlitzten, aus der Ringnut (49) herausdrückbaren Kupplungsring (48) ganz aufnimmt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zum Herausdrücken des Kupplungsringes (48) aus der Ringnut (49) diese und der Kupplungsring (48) entsprechende SchrägP.ächen (51,52) aufweisen.

12. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß in der unteren Endstellung des Spreizrohres (47) der Kupplungsring (48) in die Verengung am oberen Ende des Spreizrohres (47) einrastbar und eine Aufwärtsbewegung des Spreijrohres (47) durch den Kupplungsring sperrbar ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zum Herausdrücken des Kupplungsringes (48) aus der Ringnut (49) des Spreizrohres (47) eine Ventilkugel (71) auf den Ventilsitz (59) auflegbar und die Oberseite des Spreizrohres (47) mit Druck beaufschlagbar ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Spreizrohr (47) an seiner Unterseite Anschläge (72) aufweist, an denen in der Endlage des Spreizrohres (47) Anschlagflächen (73) der Ankerfüße (37) aufliegen, wobei ein weiteres Ausspreizen der Ankerfüße (37) blockiert ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Häuptrohr (11) des Futterrohrschuhs (10) an seinem unteren Ende Aussparungen (36) aufweist, in denen sich die Ankerfüße (37) in eingefahrener Lage befinden, und daß die Ankerfüße (37) mit in das Innere des Hauptrohres (11) hineinragenden schrägen Spreizflächen (42) versehen sind, die bei einer Abwärtsbewegung des Sprei/rohres (47) mit diesem im Eingriff stehen und zum Ausspreizen der Ankerfüße (37) ausgebildet sind.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der Aussparungen (36) im Hauptrohr (11) Klauen (35) vorgesehen sind, durch die eine relative Drehbewegung zwischen Hauptrohr (11) und Spreizrohr (47) in der unteren Endstellung desselben durch Eingriff mit an der Unterseite des Spreizrohres (47) vorgesehenen Kupplungsklauen (65) verhinderbar ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Spitze des Hauptrohres (11) eine Betoneinlage (27) und eine axiale Leitung (33) aufweist, an denen die Betoneinlage (53) und die axiale Leitung (56) des Spreizrohres (47) in der unteren Endlage desselben anliegen.

18. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenöffnungen des Hauptrohres (11) als Ringräume (60) ausgebildet sind, von denen aus Durchlässe (61) in senkrechter Richtung nach oben führen, und daß die Seitenöffnungen oberhalb der Ankerfüße (37) liegen.

19. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der Ankerfüße (37) Seitenauslässe (81) vorgesehen sind, die mit der axialen Leitung (33a) in der unteren Spitze des Hauptrohres (Ha) in Verbindung stehen, wobei beim Anliegen der axialen Leitung (56a) im Spreizrohr (47) an der axialen Leitung (33a) eine Verbindung der Seitenauslässe (81) mit dem oberhalb des Hauptrohres (Ha) befindlichen Futterrohrgestänges (^gebildet ist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rohreinsatz (83) in einem die axiale Leitung (56a) im Spreizrohr (47) bildenden Leitungsrohr (57a) längsverschieblich eingesetzt ist, welcher in der Ausgangsstellung des Spreizrohres (47) unier diesem hervorsteht und beim Aufliegen auf der axialen Leitung (33a) der unteren Spitze des Hauptrohres (Ha) mit der weiteren Abwärtsbewe-

• gung des Spreizrohres (47) im Leitungsrohr (57a)

nach oben verschiebbar ist, wobei er in den oberen Innenraum des Spreizrohres (47) hineinragt.

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das obere Teil des Rohreinsatzes (83) Seitenöffnungen (86) aufweist, die in der unteren Endlage des Spreizrohres (47) freiliegen und beim Aufliegen einer Ventilkugel auf der oberen Stirnseite des Rohreinsatzes (83) eine Verbindung in den oberen Innenraum des Spreizrohres (47) herstellen.

22. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Hauptrohr (11) und dem nach oben hin anschließenden Futterrohrgestänge (B) ein Sperrventil (15) angeordnet ist, das einen Druck- oder Strömungsdurchgang in Rieh- κ tung von unten nach oben sperrt.

23. Verfahren zum Zementieren von Futterrohren in einem Bohrloch mittels einer Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß im Bohrloch zunächst eine nach unten hin gerichtete, erweiterte Anschlagfläche hergestellt wird, daß danach das Futterrohrgestänge bis

zu dieser Anschlagfläche hinabgelassen und auf der Anschlagfläche gegen ein Herausziehen aus dem Bohrloch abgestützt wird, daß sodann das Futterrohrgestänge unter Zugspannung gesetzt wird und daß daran anschließend der Zement in den Ringraum zwischen Bohrlochwand und Gestänge eingebracht wird.

24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugspannung bis zum Aushärten des Zements aufrechterhalten wird.

25. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß das Futterrohrgestänge in durch die Zugspannung gedehnter Lage im Bohrloch festgehalten wird.