DE2313557C3 - Längsstoßdämpfer für Bohrge- - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Längsstoßdämpfer der im Oberbegriff des Anspruchs I angegebenen Art.
Aus der US-PS 36 60 990 ist ein Längsstoßdämpfer bekannt, bei dem beim Zusammenbau das Kernrohr durch das Außenrohr gesteckt und dann mit einem Adapter bzw. dem Kupplungsteil verschraubt werden muß. Im Bereich des Gewindes zwischen dem Ende des Kernrohres und dem Kupplungsteil sowie im Bereich des Abstandsstücks treten im Betrieb häufig Brüche auf, da diese kraftübertragenden und hoch beanspruchten Teile in ihrer Wandstärke bzw. dem Außendurchmesser zu schwach dimensioniert sind. Diese Unterdirr.onsionierüng ist notwendig, da andernfalls der Zusammenbau des Längsstoßdämpfers in der vorbeschriebenen Weise nicht durchführbar wäre. Weiterhin ist bei diesem bekannten Längsstoßdämpfer die im Inneren geborgene, kompressible Packung nach dem Zusammenbau in

is Druckrichtung nicht vorgespannt, was im Hinblick auf bessere Dämpfungseigenschaften wünschenswert wäre. Schließlich können konstruktionsbedingt beschädigte Teile der Packung nur nach vollständigem Zerlegen des Längsstoßdämpfers ersetzt werden. Dies bedingt ungünstig lange und teure Reparaturzeiten bei beschädigten Packungsteilen.

Aus der US-PS 33 01 009 ist eine Stoßdämpfereinheit bekannt, in der eine Vielzahl federelastischer Ringe enthalten ist Der Zugang zu diesen Ringen ist nur möglich, wenn eine innen liegende Kupplungsmuffe demontiert wird. Infolge des einteilig ausgeführten Außenrohres besteht keine andere Möglichkeit, die Ringe auszutauschen oder auch zu kontrollieren. Nachteilig ist bei dieser bekannten Ausführungsform

jo auch, daß das Kernrohr im Außenrohr über eine Vierkant-Gleitverbirtdung verdrehfest gelagert ist Solche Vierkantverbindungen haben sich in der Praxis bei Bohrgestängen als unzweckmäßig erwiesen, da sie insbesondere nach Beschädigungen schwierig zu demontieren sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Längsstoßdämpfer der genannten Art derart zu verbessern, daß die kompressible Packung zur Aufnahme der Stoßkräfte mit technisch einfachen Mitteln bereits beim Zusammenbau unter eine Druckvorspannung setzbar ist und andererseits gut und schnell zugänglich in der Ringkammer geborgen wird. Gleichzeitig soll bei dem neuen Längsstoßdämpfer die Neigung zu Brüchen der Gewindeverbindungen in den

Anschlußbereichen verringert sein.

Die gestellte Aufgabe wird bei einem Längsstoßdämpfer der eingangs genannten Art durch die im Kennzeichen des Hauptanspruches angegebenen Merkmale gelöst.

Infolge der Verstärkung des Anschlußteiles des Kernrohrs auf den Außendurchmesser des Bohrgestänges werden Brüche in diesen exponierten Bereichen weitgehend ausgeschaltet Die im Zwischenstück des Außenrohres angeordnete Ringkammer für die kom-

•fi pressible Packung gestattet es, dieser beim Zusammenbau des Längsstoßdämpfers durch das Mantelteil eine Vorpressung in Druckrichtung aufzuzwingen. Weiterhin ist es vorteilhaft daß das Kernrohr beim Zusammenbau des Längsstoßdämpfers von der Seite her in das

μ Außenrohr eingeführt werden kann, an der sich das Kupplungsteil des Außenrohres findet.

Bevorzugte Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Nachstehend wird anhand der Zeichnung ein

·>'> Ausführungsbeispiel beschrieben.
Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Schnittansicht eines Längsstoßdämpfers,

Pig,2 eine Explosionsdarstellung des Längsstoßdämpfers nach Fig. 1, mit zum Teil im Schnitt dargestellten Teilen und

F i g. 3 einen Längsschnitt eines Teils des Längsstoßdämpfers.

Der in F i g. 1 und 2 mit IO bezeichnete Längsstoßdämpfer weist ein Kernrohr 12 auf, welches gleitend in einem Außenrohr 14 geführt iät

Das Kernrohr 12 besteht aus einem unteren Teil 20 und einem oberen Teil mit einer Verbindungsmuffe 28 und einem Führungsrohr 34. Die Verbindungsmuffe 28 und das Führungsrohr 34 sind getrennt dargestellt, sie können jedoch auch einstückig sein. Der untere Teil 20 besitzt einen Kupplungsteil 36 mit einem kegeligen Gewindestück 22, ein Abstandsstück 38, ein außenverzahntes Teilstück 44, zwe^; "eile 40, 42 mit stufenweise verringertem Durchmesst >r,d ein Gewinde-Endstück 24.

Das Außenrohr 14 setzt sich zusammen aus einem Kupplungsteil 52, einem Zwischenstück 54 und einem Mantelteil 56.

Das Kupplungsteil 52 hat im unteren Teil seiner Innenfläche Rillen 58 für die Aufnahme von mit der Umfangsfläche des Abstandstücks 38 zusammenwirkenden Dichtringen 60 zum Verhindern des Eindringens von Bohrtrübe zwischen das Kernrohr und das Außenrohr. Oberhalb der Dichtungsringe hat das Kupplungsteil 52 eine Innenverzahnung 46, mit welcher sich das außenverzahnte Teilstück 44 des Kernrohrs in Eingriff befindet Eine Stirnseite 48 des Kupplungsteils 52 ist in einigem Abstand von einer Stirnfläche 47 des Kupplungsteils 36 angeordnet Die Enden der inneren und äußeren Verzahnungen stehen ebenfalls in einem gegenseitigen Abstand. Dadurch läßt sich das Kernrohr teleskopartig in das Außenrohr einschieben. Die Stirnfläche eines Gewinde-Endstücks 62 des Kupplungsteils 52 dient als Auflage für die untere Endfläche der Verbindungsmuffe 28 und verhindert so das Herausfallen des Kernrohrs aus dem Außenrohr.

Das Zwischenstück 54 ist mit einem Innengewinde 64 auf das obere Endstück 62 des Kupplungsteils 52 aufgeschraubt. Eine innere Wandfläche 66 des Zwischenstücks 54 begrenzt zusammen mit einer Außenfläche 68 des Führungsrohrs 34 eine Ringkammer. Am oberen Ende hat das Zwischenstück 54 ein Innengewinde 70 für den Anschluß des Mantelteils 56.

Eine Abdichtung sorgt für ein verschleißarmes Arbeiten des Längsstoßdämpfers, denn Dichtungsringe 78 bilden mit der Außenfläche 68 des Führungsrohrs 34 eine Dichtung gegen das Eindringen von Bohrtrübe zwischen das Kernrohr und das Außenrohr. Ferner hat der Mantelteil ein Innengewinde 81 für das (nicht dargestellte) Bohrgestänge. Das Führungsrohr 34 ist im Mantelteil axial auf und ab bewegbar.

Die obere Stirnfläche 50 der Verbindungsmuffe 28 und eine untere Stirnfläche 84 des Mantelteils 56 bilden die unteren bzw. oberen Abschlüsse der Ringkammer.

Wie Fig.3 zeigt, sind in der Ringkammer durch Profilringe 18 voneinander getrennte elastische Büchsen 16 eingesetzt und durch Abstandsringe 80 bzw. 82 vom Man.telteil 56 und von der Verbindungsmuffe 28 gelrennt. Der Ring 80 hat eine obere, radial verlaufende Anlagefläche, an welcher der Mantelteil mit der Stirnfläche anliegt, und eine .schrägverlaufende, konkave Stützfläche 86 für die Auflage an einem gerundeten Rand 88 der anschließenden Büchse 16. Zwischen dem Abstandsring 80 und der anschließenden Büchse 16 ist ein kleiner ringförmiger Hohlraum 90 gebildet, welcher beim Zusammendrücken der Büchsen 16 eine Verformung der jeweils benachbarten Büchse gestattet

Die Profilringe 18 haben eine der Unterseite 86 des s Abstandsrings 80 entsprechend schräg verlaufende Stützfläche 92, welche zusammen mit dem abgerundeten Rand 88 der zugeordneten Büchse 16 den Hohlraum 90 begrenzt Oberseiten 94 der Profilringe 18 haben jeweils ein den Stützflächen 92 angepaßtes Profil,

ίο welches zusammen mit einem angerundeten unteren Rand 96 der anschließenden Büchse 16 einen ringförmigen Hohlraum 98 begrenzt

Der Abstandsring 82 hat eine radiale Stirnfläche 100 zur Anlage an der Stirnseite 50 der Verbindungsmuffe 28 und eine schräge Stützfläche 102 zur Bildung eines weiteren Hohlraums 98.

Wird während des Bohrbetriebs der Längsstoßdämpfer unter Druck gesetzt und einwärts getrieben, so werden die Büchsen durch Kompression in die Hohlräume 90 und 98 hineinverformt und begrenzen schließlich die Aufwärtsbewegung des i^rnrohrs. Nach Aufnahme der Stoßenergie entspannen sich Jie Büchsen wieder und bringen das Kernrohr wieder in die Ausgangsstellung.

Der Längsstoßdämpfer ist so ausgelegt, daß er einen Hub des Kernrohs im Außenrohr von etwa 10 cm gestattet, bis die Anschlagsflächen von Außen- und Innenrohr in die direkte Anlage kommen und eine weitere Bewegung verhindern. Die aus den Büchsen 16

ίο und den Ringen 18 zusammengesetzte Packung ist so ausgebildet, daß in der ringförmigen Kammer Hohlräume vorhanden sind. Die Packung wird beim Zusammensetzen des Längsstoßdämpfers in Druckrichtung vorkomprimiert, um den ungedämpften Hub des Kernrohrs

)5 gegenüber dem Außenrohr möglichst klein zu halten.

Bei fortgesetzten Schwingungen oder Stoßen besteht die Gefahr, daß sich der untere Teil des Kernrohrs von dem im Außenrohr festgehaltenen Teil löst. In diesem Fall fiele der untere Teil zusammen mit dem

4(i Bohrwerkzeug vom Bohrgestänge ab. Zum Entfernen der abgefallenen Teile aus dem Bohrloch wäre dann ein aufwendiges Fangverfahren erforderlich. Beim beschriebenen Längsstoßdämpfer sind die beiden Teile derart formschlüssig miteinander verbunden, daß sie

is sich unter Einwirkung von Schwingungen bzw. Stößen nicht voneinander lösen können.

Der obere Gewindeteil des unteren Teils des Kernrohrs 12 für die Verbindungsmuffe 28 erstreckt sich bis oberhalb der Schraubverbindungsteile 62 des

so Außenrohrs und ist beim Zusammenbau des Längsstoßdämpfers zugänglich. Daher läßt sich die Verbindungsmuffe 28 aufschrumpfen. Diese Art der Verbindung schließt ein Lösen der Teile voneinander durch Erschüt";ningen od. dgl. aus. Die Ausbildung des Mantelteils ergibt die Schraubverbindungsstelle des Außenrohrs nächst dem oberen Ende der die Pickung enthaltenden Ringkammer (bei 76). Dadurch sind die Büchsen und Ringe der Packung leicht zugänglich, und zur Erzielung einer Vorkompression können schon vor

M) dem Aufschrauben Ces Mantelteils zusätzliche Ringe eingelegt werden, Die Ausbildung des Kupplungsteils schafft eine verschraubte Trennstelle des Außenrohrs am unteren Ende der Ringkammer. Nach Abnahme des Zwischenteils und des Mantelteils sind die Ringe und

h i Buchsen der Packung freigelegt und ohne Schwierigkeit auswechselbar.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Ungsstoßdämpfer für Bohrgestänge, insbesondere Drehbohrgestänge zum Tiefbohren, aus einem Außenrohr, das aufeinanderfolgend aus einem Kupplungsteil, einem Zwischenstück und einem Mantelteil besteht, und einem im Außenrohr teleskopartig verschiebbaren Kernrohr, das ein einstückiges Teil aufweist, welches aufeinanderfolgend aus einem Kupplungsteil, einem ersten Abstandsstück, einem außenverzahnten Teilstück und einem zweiten Abstandsstück besteht, wobei zwischen Außen- und Kernrohr mindestens eine Ringkammer gebildet ist, in der eine kompressible Packung mit mindestens einer federelastischen Büchse angeordnet ist, und wobei die Teile von Außen- und Kernrohr miteinander verschraubt sind und der Kupplungsteil des Außenrohrs eine zum Eingriff mit der Außenverzahnung des Teilstücks des Kernrohrs vorgesehene Innenverzanung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupplungsteil (36) des Kernrohrs (12) einen dem Gestängeaußendurchmesser entsprechenden Außendurchmesser aufweist und die die kompressible Packung aufnehmende Ringkammer von dem Zwischenstück (54) des Außenrohrs (14) umschlossen ist, wobei die kompressible Packung durch den Mantelteil (56) des Außenrohrs (14) zusammenpreßbar und das Kernrohr (12) von dem den Kupplungsteil (52) aufweisenden Ende des Außenrohrs (14) her in dieses einsetzbar ist

2. LängsstObdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß d;s Schf-jibverbindung zwischen dem Zwischenstück (54) und dem Kupplungsteil (52) des Außenrohrs (K\ außerhalb des Erstreckungsbereiches der Ringkammer angeordnet ist

3. Längsstoßdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die federelastischen Büchsen (16) durch Profilringe (18) voneinander getrennt sind.

4. Längsstoßdämpfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilringe (18) einen gegenüber der Dämpferlängsachse schräg verlaufenden Querschnitt aufweisen und den Stirnseiten der benachbarten Büchsen (16) mit konkaven, gleichsinnig geneigten Stützflächen gegenüberstehen.

5. Längsstoßdämpfer nach einem der Ansprüche I, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweils erste bzw. letzte Büchse (16) der Packung Ober je einen Abstandsring (80,82) abgestützt ist, dessen der Büchse (16) zugewandte Stützfläche ein schrägverlaufendes, vorzugsweise konkaves Profil (102) aufweist

6. Längsstoßdämpfer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß alle Büchsen (16) der Packung über die Abstandsringe (80, 82) zwischen der Stirnfläche (50) einer Verbindungsmuffe (28) und der Stirnfläche (84) des Mantelteils (56) unter Druckvorspannung gelagert sind.