DE2339391A1 - Preventereinheit zur herstellung einer abdichtung zwischen einer verrohrung in einem bohrgestaenge beim tiefbohren unter druck - Google Patents
Preventereinheit zur herstellung einer abdichtung zwischen einer verrohrung in einem bohrgestaenge beim tiefbohren unter druckInfo
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Description
Patentanwälte
Dipl.-Ing. W.Beyer 0"5OQ OQ
Dipl.-Wirtsch.-Ing. B.Jochem . *^O303 I
Frankfurt am Main ßtaufenstrasse 36
In Sachen:
Atlas Copco Aktiebolag
Nacka / Schweden
Nacka / Schweden
Preventereinheit zur Herstellung einer Abdichtung zwischen einer Verrohrung und
einem Bohrgestänge beim Tiefbohren unter Druck.
Die Erfindung betrifft eine Preventereinheit zur Herstellung
einer Abdichtung zwischen einer Verrohrung und einem Bohrgestänge beim Tiefbohren unter Druck, bestehend aus einer
drehbar an der Verrohrung angebrachten Dichtungshülse, die außenseitig von einer Druckmittelquelle zur Ausübung eines
Anpreßdruckeβ gegen das Bohrgestänge beaufschlagbar ist.
Vorbekannte Preventereinheiten dieser Art sind darin nachteilig,
daß ihre Lebensdauer wegen des starken Verschleisses am Bohrgestänge stark reduziert ist. Der starke Verschleiß
wird in der Hauptsache durch einen hohen Anpreßdruck und eine ungenügende Schmierung verursacht.
Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden. Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß in einem
zwischen der Druckmittelquelle und der Verrohrung angeordneten Druckregelventil, durch welches der Anpreßdruck
der elastischen Dichtungshülse in Abhängigkeit vom Druck in der Verrohrung durch Auf- bzw. Zusteuern eines druckfreien
Auelasses für die Druckmittelquelle selbsttätig
409808/0446 At 8510/1.8.1973
regelbar ist.
Ein Ausführungsbeispiel einer Preventereinheit gemäß der Erfindung wird nachstehend in Verbindung mit der Zeichnung
näher erlauter. Es zeigen:
Pig. 1 in schematischer Darstellung eine Bohrausrüstung
in Bohrstellung, die mit einer Preventereinheit gemäß der Erfindung versehen ist,
Fig. 2 dieselbe Ausrüstung wie in Fig. 1 in der Rückzugsstellung
des Bohrstrangs, in welcher die Bohrausrüstung mit einem Drucklufteinblassystem
vervollständigt ist,
Pig. 35 einen Längsschnitt durch eine Preventereinheit gemäß der Erfindung, wobei die Einheit in der
rechten Hälfte in Wirkungsstellung und in der linken Hälfte in unwirksamer Stellung gezeigt
ist, und
Pig. 4 einen Längsschnitt durch ein Druckregelventil zur
Anpassung des Anpreßdruckes der Preventereinheit an den wirksamen Druck in der Verrohrung.
Die in Pig. 1 gezeigte Bohrausrüstung besteht in der Hauptsache aus einem Bohrgestänge 1 , einer Bohrmaschine 2 zum
Drehen des Bohrgestänges 1, einer Verrohrungseinrichtung 3 und einem Flüssigkeitsbehandlungssystera 4·.
Das Bohrgestänge 1 besteht aus einer Anzahl herkömmlicher Gestängerohre und ist an seinem unteren Ende mit einem
Kernrohr mit einer ringförmigen Diamantbohrkrone (nicht dargestellt) versehen. Am rückwärtigen Ende des Bohrgestänges
ist ein Spülkopf 5 angeordnet, und ferner befindet sich am
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vorderen Ende des Bohrgestänges ein Rückflußdrosselventil Das Ruckflußdrosselventil 6 muß jedoch oberhalb des Kernrohrs
angeordnet sein.
ausgebildet und Das Rückflußdrosselventil 6 ist als Rückschlagventil/mit
einer gedrosselten Durchlaßöffnung versehen, durch welche das Bohrgestänge sich leicht auffüllen kann, wenn es in
ein Wasseifenthaltendes Bohrloch eingesenkt wird. Die Durchlaßöffnung
sollte eine solche Größe besitzen, daß das Bohrgestänge mit Wasser aufgefüllt ist, wenn es die Sohle des
Bohrlochs erreicht hat. Dadurch kann der Bohrvorgang alsdann sofort beginnen.
Die Bohrmaschine 2 besteht aus einem Gehäuse 7» einem Antriebsmotor
8, einem Drehtisch 9» einer Vorschubeinrichtung 10 zur Längsbewegung der Bohrmaschine und einem feststehenden
Putter 11. Die Bohrmaschine 2 ist für positiven Vorschub, Zurückziehen des Bohrgestänges und Verlegung des Bohrgestänges
ausgebildet. Derartige Bohrmaschinen sind an sich bekannt (SW-PS 324
Die Verrohrungseinrichtung 3 besteht aus einer Verrohrung und einem am oberen Ende der Verrohrung angeordneten Absperrventil
13 zum Verschließen der Verrohrune;, wenn das
Bohrgestänge zurückgezogen wird. Die Einrichtung weist ferner einen Eintauchpreventer 14 herkömmlicher Art zur Abdichtung
der Verrohrung 12 auf, wenn das Bohrgestänge 1 darin vorhanden ist, jedoch nicht dreht. Schließlich enthält die Verrohrungseinrichtung
eine Preventereinheit 15 gemäß der Erfindung,'
deren Aufgabe darin besteht, die Verrohrung 12 während des Bohrens und während des Zurückziehens des Bohrgestänges
abzudichten. Der Hauptbestandteil der Preventereinheit 15 ist eine ringförmige, von einem Druckmittel beauf-
- schlagbare Dichtungshülse 17 (Fig. 3)· Die Preventereinheit
15 wird nachstehend in ihren Einzelheiten näher erläutert.
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Das Flüssigkeitsbehandlungssystem 4 dient zur Versorgung
des Bohrlochs mit Spülmittel durch das Bohrgestänge 1. Das System enthält Mittel zur Drosselung des Rückflusses, um
einen überatmosphärischen Druck im Bohrloch zu schaffen. Zu diesem Zweck ist das Flüssigkextsbehandlungssystem 4
in zwei Zweige aufgeteilt, nämlich einen Zuleitungszweig 18 und einen Rückleitungszweig 19· Letzterer hat eine Pumpe P2,
ein Manometer M2 und einen Flußmengenmesser F1 und ist an
den Spülkopf 5 über eine Leitung 21 angeschlossen.
Der Eückleitungszweig 19 des Flüssigkeitsbehandlungssystems 4 ist an die Verrohrung 12 über eine Leitung 20 angeschlossen
und enthält einen Flußmengenmesser F2, ein Manometer M3
und eine veränderliche Drosseleinrichtung S2. Darüber hinaus enthält der Rückleitungszweig 19 noch einen empfindlicheren
Flußmengenmesser 22, der stromabwärts von der Drosseleinrichtung S2 angeordnet ist. An diesen Flußmengenmesser
22 ist eine Auslaßleitung 23 mit einer einstellbaren
Drosseleinrichtung S3 angeschlossen. Weiterhin besteht der Flußmengenmesser 22 aus einem Gefäß, von welchem eine Wandung
aus durchsichtigem Material hergestellt ist. Durch diese Wandung kann der Flüssigkeitsspiegel innerhalb des
Gefässes von außen her beobachtet werden. Ein Ansteigen oder Sinken des Flüssigkeitsspiegels zeigt Veränderungen im
Rückfluß an. Das Gefäß ist weiterhin mit einem Überströmauslaß D6 versehen, durch den Bohrlochgas entlüftet wird.
Aufgrund der Tatsache, daß der Rückflußzweig 19 des Flüssigkeitsbehandlungssystems
zur Durchflußmesser 22 abgeschlossen ist, ist es möglich, den Gasauslaß zu überwachen. Derartiges
Gas ist sehr oft gesundheitsschädlich.
Der Rückflußzweig 19 enthält ferner ein Konstantdruckventil
T2, das parallel zur Drosseleinrichtung S2 angeordnet
und an ein 3-Stellungsventil V4 angeschlossen ist. Während
eines intermittierenden Flusses in dem System wird das
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Ventil Q?2 durch Verstellung des Ventils V4· zur Wirkung gebracht·
Der Rückleitungszweig 19 des Flüssigkeitsbehandlungssystems
enthalt ferner eine regelbare Verdrängerpumpe P3 und zwei zusätzliche Auslässe D3 und D4-. Im Auslaß D3 befindet sich
eine Durchflußdrosseleinrichtung S4, und der Auslaß D4- enthält
ein Sicherheitsventil T1, dessen Öffnungsdruck einstellbar
ist und normalerweise auf die Höchstdruckgrenze der Verrohrung eingestellt ist.
Die Pumpe 3 wird von einem druckkompensierten Hydraulikmotor
(nicht dargestellt) angetrieben und ist dazu bestimmt, in Tätigkeit gesetzt zu werden, um den Bohrlochdruck aufrechtzuerhalten
und dadurch ein Einfallen der Bohrlochwandung zu verhindern, wenn die reguläre Arbeitspumpe P2 abgeschaltet
wird oder wenn die Flüssigkeitsverluste im Bohrloch schnell anwachsen. Im letzteren Fall kann die Pumpe P3
mit einer dickeren Spülflüssigkeit gespeist werden, um eine Abdichtung hochporöser Formationen zu erzielen.
Die Zufluß- bzw. Abflußzweige 18 und 19 sind durch eine Leitung miteinander verbunden, die ein 3-Stellungsventil
V2 und ein Manometer IM- enthält, das Kalibrierungszwecken
dient.
Weiterhin enthält die Bohrausrüstung ein Druckmittelsystem zur Betätigung der Preventereinheit 15· Dieses Druckmittelsystem
weist eine Pumpe P1 auf und ist an das Futterrohr 12 über ein Druckregelventil S1 angeschlossen.
Das Druckregelventil S1 besteht aus einem Gehäuse 31 und
einem federbelasteten Ventilkolben 32 (s. Fig. 4). Der
Ventilkolben 32 ist in einer Richtung teils durch eine Druckfeder 33 und teils durch den Druck inev"errohrung vor-
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belastet. Die Vorbelastung durch die Feder 35 ist mit Hilfe
einer Schraube 35 einstellbar. Der Ventilkolben 32 ist
ferner einer Gegenkraft ausgesetzt, die von dem Druck der Pumpe P1 gebildet wird. Das vom Pumpendruck beaufschlagte
Ende des Ventilkolbens 32 hat einen kleineren Durchmesser
als das entgegengesetzte Ende und ist mit einer Dichtfläche versehen, die mit einem ringförmigen Ventilsitz 34· innerhalb
des Gehäuses 31 zusammenwirkt. Das Gehäuse 31 hat
ferner einen Auslaß D2, der so angeordnet ist, daß, wenn der Kolben 32 vom Ventilsitz 34 durch den Pumpendruck
wegbewegt wird, die Pumpe durch den Auslaß D2 entlastet wird.
Da die Pumpe P1 eine begrenzte Durchflußkapazität besitzt, hängt der Druck im System, d.h. der auf die Dichtungshiilse
der Preventereinheit 15 wirkende Druck von der Größe der Auslaßöffnung ab. Die Auslaßöffnung wird vom Ventilsitz 34-
und dem Ventilkolben 32 bestimmt. Umgekehrt ist die auf den Ventilkolben 32 wirkende Öffnungskraft vom Druck im
System abhängig. Die Größe der Auslaßöffnung ist außerdem abhängig von der entgegengesetzt gerichteten Kraft der
Druckfeder 33 und dem Druck ine^errohrung, der auf das
entgegengesetzte Ende des Ventilkolbens 32 wirkt. Auf diese Weise ist letzterer von zwei entgegengesetzt gerichteten
Flüssigkeitsdrücken beaufschlagt und ergibt bei einer bestimmten
Einstellung der Federkraft eine größere Auslaßöffnung, wenn der Druck ine^errohrung abnimmt. Das Ergebnis
hiervon ist, daß der Druck im System wie auch der auf die Dichtungshülse 17 wirkende Druck abnimmt. Das Verhältnis
zwischen dem Druck in Verrohrung und dem Druck im Flüssigkeitssystem kann durch die Schraube 35 eingestellt werden.
Weiterhin enthält das Druckmittelsystem ein Manometer M1 und eine Leitung zur Verbindung mit dem Eückleitungszweig
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des Flüssigkeitsbehandlungssystems, die mit einem Rückschlagventil
T3 ausgestattet ist.
Wie aus Fig. 3 hervorgeht, besitzt die Preventereinheit ein Gehäuse 40, das mit einer zentralen Durchbrechung für
das Bohrgestänge 1 versehen ist. Innerhalb des Gehäuses ist drehbar ein Haltering 41 angeordnet, der an das Druckmittelsystem
über eine öffnung 42 im Gehäuse 40 angeschlossen ist.
Die Dichtungshülse 17 ist innerhalb des Halterings 41 in solcher Weise befestigt, daß Druckmittel von der Pumpe P1
Zutritt zu ihrer Außenseite zwecks Erzeugung einer radialen Anpreßkraft hat und die Hülse veranlaßt, sich mit
ihrer Innenseite gegen das Bohrgestänge anzuschmiegen. In der linken Hälfte der Fig. 3 ist die Dichtungshülse 17 in
ihrer druckfreien Ruhestellung und in der rechten Hälfte dieser Fig. in ihrer Wirkungsstellung gezeigt.
Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, ist die Dichtungshülse 17
in zwei axial aufeinanderfolgende Anlageabschnitte 45 und
unterteilt, die dazu bestimmt sind, mit dem Bohrgestänge zusammenzuarbeiten, wenn die Dichtungshülse 17 unter Druck
gesetzt wird.
Während der Axialbewegung des Bohrgestänges 1 gleitet di.e Dichtungshülse 17 längs des Bohrgestänges. Um die auf die
Dichtungshülse 17 ausgeübte Reibungskraft zu begrenzen, ist diese mit einer Anzahl Lecköffnungen 43 geringen Durchmessers
versehen, die zwischen den Anlageabschnitten 45 und 46 angeordnet sind. Durch diese Lecköffnungen 43 vermag
Druckmittel zwischen die Dichtungshülse 17 und das Bohrgestänge 1 zu gelangen. Dadurch wird ein Druckausgleich der
Dichtungshülse bewirkt. Durch diese Anordnung wird nicht nur eine Begrenzung des Anpreßdrucks zwischen der Dichtungshülse 17 und dem Bohrgestänge erhalten, sondern zugleich
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eine Schmierung der Berührungsflächen.
Wenn die Differenz zwischen dem Betätigungsdruck der Dichtungshülse
17 und dem Druck im Bohrloch kleiner ist als die
Differenz zwischen dem Betätigungsdruck und dem Atmosphärendruck,
kann die Dichtungshülse I7 sehr wohl unsymmetrisch sein, was bedeutet, daß sie an ihrem oberen Ende dicker als am
unteren Ende ist. Um einen Druckausgleich und eine Schmierung der Dichtungshülse I7 über ihre Länge hinweg zu erhalten,
können die Lecköffnungen 43 etwas näher an demjenigen Ende
der Dichtungshülse I7 sein, das dem Bohrloch zugewendet ist.
Die Dichtungshülse I7 kann sehr wohl aus Gummi oder Kunststoff
hergestellt sein. Wenn Wasser als Druckmittel innerhalb des Systems verwendet wird, läßt sich sehr leicht eine
Schmierung des Halterings 41 durch Verwendung von Lagerflächen aus Gummi, Kunststoff od.dgl. erzielen. Durch diese
Anordnung müssen die Lagerflächen des Halterings nicht abgedichtet sein.
. 2 zeigt die gleiche Bohrausrüstung wie in Fig. 1, jedoch in der Stellung "Zurückziehen des Bohrgestänges".
In dieser Stellung ist der Spülkopf 5 vom rückwärtigen Ende
des Bohrgestänges abgenommen, und es ist stattdessen eine hydraulisch betriebene Lufteinblasvorrichtung 50 angesetzt.
Zweck dieser Vorrichtung ist es, das Bohrgestänge 1 an eine Druckluftquelle anzuschließen. Zur Erzielung einer geeigneten
Verbindung zwischen der Lufteinblasvorrichtung und dem Bohrgestänge ist die Bohrmaschine 2 mit einer Kupplungshülse
48 ausgerüstet, die sich vom Drehtisch 9 nach rückwärts erstreckt.
Die Lufteinblasvorrichtung 50 besteht aus einem Schwenkarm
49, an welchem ein kegeliges Anschlußstück y\ befestigt ist.
Das Anschlußstück 51 kann mit Hilfe des Schwenkarms 49
zwischen einer Wirkungsstellung (wie in Fig. 2) und einer
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unwirksamen Stellung (wie in Fig. 1) verschwenkt werden und hat eine konische Außenfläche 53 zum Eingriff in das rückwärtige
Ende der Kupplungshülse 48. Der Schwenkarm 49 wird durch einen Hydraulikzylinder 52 betätigt, der an eine Pumpe
54 über ein Steuerventil 55 angeschlossen ist.
Das Druckluftsystem, das mit dem Anschlußstück 51 in Verbindung
steht, enthält einen Verdichter 57» einen Druckluftbehälter 58 und ein Steuerventil 59·
Die Wirkungsweise der vorbeschriebenen Bohrausrüstung - ist folgende:
Zu Beginn der Bohrarbeit wird der untere Teil des Bohrgestänges 1 mit der Bohrkrone, dem Kernrohr und dem Rückflußdrosselventil
6 durch die Bohrmaschine 2 und die Verrohrung eingeführt. Daraufhin wird der Bohrbetrieb in herkömmlicher
Weise dadurch ausgeführt, daß der Drehtisch 9 das Bohrgestänge 1 gleichzeitig dreht, während die Vorschubeinrichtung
10 das Bohrgestänge 1 nach unten drückt. Die Leitung 21 des Zuleitungszweiges 18 ist über den Spülkopf 5 an das Bohrgestänge
angeschlossen. Während des Bohrens sind der Sicherheit spr event er 14 und das Absperrventil 13 voll geöffnet,
während die Preventereinheit 15 durch die Druckmittelsystempumpe P1 aktiviert wird. Das Bohrloch wird fortgesetzt mit
einer von der Pumpe P2 gelieferten Flüssigkeit gespült, wobei der Zuleitungsdruck am Manometer M2 und die Durchflußmenge
am Flußmengenmesser F1 angezeigt werden. Die. Spülflüssigkeit wird durch das Innere des Bohrgestänges 1
in das Bohrloch hinabgepumpt und kehrt zur Oberfläche an der Außenseite des Bohrgestänges zurück. Da das Bohrloch
durch die Preventereinheit 15 verschlossen ist, wird die Spülflüssigkeit in den Rückflußzweig 19 des Flüssigkeitsbehandlungssystems
4 gedrückt. Wegen der Porosität in den durchdrungenen Erz- und Gesteinsschichten treten ständig
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Verluste an Spülflüssigkeit auf, was bedeutet, daß der Rückfluß geringer ist als der Spülfluß. Der tatsächliche
Rückfluß wird am Flußmengenmesser F2 angezeigt.
Während des Bohrens ist das Ventil V3 geöffnet, das Ventil V2 ist zwischen dem ZuIeitungszweig 18 und dem Rückleitungszweig
19 geschlossen, und das Ventil V4 ist zur Durchflußdrosseleinrichtung
S2 hin offen. Der Druck in dem Rückleitungszweig
19 wird an den Manometern IM- und M3 angezeigt.
Zu Beginn des Bohrvorgangs werden die Flußbegrenzungseinrichtungen
S2 und S3 so eingestellt, daß sie einem geschätzten Rückfluß angepaßt werden, oder so, daß sie einem
bestimmten Verlust an Flüssigkeit im Bohrloch angepaßt werden. Die Begrenzungseinrichtung S2 liefert einen gewünschten
Rückflußdruck. Die Begrenzungseinrichtung S3 sollte derart eingestellt werden, daß der Flüssigkeitspegel
innerhalb des Gefässes 22 auf einer bestimmten Höhe erhalten bleibt. Wenn ein beträchtliches Anwachsen oder
Absinken der Spülflüssigkeitsverluste auftritt, kann dies an dem Flußmengenmesser F2 beobachtet werden. Wenn andererseits
die Flüssigkeitsverluste im Bohrloch sehr gering sind, kann dies am Flußmengenmesser 22 beobachtet werden. Der
Flußmengenmesser 22 ist aufgrund des Umstandes sehr empfindlich,
das schon eine sehr geringe Änderung im Rückfluß als ein fortgesetztes Ansteigen oder Absinken des Flüssigkeitspegels angezeigt wird. Diese hohe Empfindlichkeit macht
es möglich, Gaseinbrüche in das Bohrloch zu einem sehr frühen Zeitpunkt zu erkennen, was aus Sicherheitsgründen
von großer Wichtigkeit ist, weil die Bedienungsmannschaft mehr Zeit zur Durchführung vorsorglicher Maßnahmen zur
Vermeidung von Ausströmungen gewinnt·
Um den Flüssigkeitsdruck im Bohrloch aufrechtzuerhalten,
wenn der Spülkopf 5 und die Zuleitung 18 des Jlüssigkeits-
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behandlungssysteins vom Bohrgestänge 1 entfernt sind, wird
das Ventil V2 zum Spülkopf 5 hin geschlossen, und das Ventil
T2 wird durch Verstellung des Ventils V4- betätigt· Durch
diese Anordnung wird der Flüssigkeitsdruck im Bohrloch aufrechterhalten.
Aufgrund der Tatsache, daß der hydrostatische Druck innerhalb des Bohrloches ansteigt, wenn die Tiefe des Bohrloches
zunimmt, muß der Druck der Spülflüssigkeit hieran angepaßt werden, um das Auftreten von Gaseinbrüchen in das Bohrloch
zu kontrollieren. Um die Preventereinheit 15 dazu zu bringen,
das Bohrloch ringsum das Bohrgestänge bei ansteigendem Druck abzudichten, muß ein höherer Anpreßdruck auf die Dichtungshülse 17 ausgeübt werden. Diese Druckanpassung wird durch
das Druckregelventil S1 vorgenommen, das mit der Verrohrung 12 in Verbindung steht. Wenn der Druck in Verrohrung ansteigt,
nimmt auch der für die Entlastung der Pumpe P1 erforderliche Druck zu. Dies bedeutet, daß die Entlastung der Pumpe P1 abnimmt,
und der Druck im Druckmittelsystem ebenso wie der
Anpreßdruck der Dichtungshülse 17 innerhalb der Preventereinheit nehmen zu. Der tatsächliche Druck im Druckmittelsystem
kann am Manometer M1 abgelesen werden und läßt sich manuell durch Verstellung der Schraube 15 am Druckregelventil
S1 anpassen.
Beim Zurückziehen und Verlegen des Bohrgestänges 1, das in
herkömmlicher Weise durch Zusammenarbeit zwischen dem Drehtisch 9 und dem Futter 11 der Bohrmaschine und der Vorschubeinrichtung
10 ausgeführt wird, wird der Spülkopf 5 entfernt, wodurch der Flüssigkeitsdruck im Bohrgestänge 1
abfällt. Um zu verhindern, daß die Flüssigkeit innerhalb des Bohrgestänges ansteigt und die Bohrmaschine oberhalb
der Preventereinheit 15 überflutet, wird das Anschlußstück
51 in Eingriff mit der Kupplungshülse 48 eingeschwenkt.
Nun wird Druckluft in das Bohrgestänge in Form eines Druck-
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luftimpulses eingeleitet. Der Zweck dieses Druckluftimpulses besteht darin, den Flüssigkeitsspiegel innerhalb
des Bohrgestänges auf einen bestimmten Abstand unterhalb der obersten Bohrgestängeverbindung herabzudrücken. Daraufhin
wird die Lufteinblasvorrichtung 50 durch Verstellen des
Ventils 55 abgeschaltet, und das oberste Gestängerohr wird abgeschraubt. Sobald das abgeschraubte Gestängerohr entfernt
ist, wird das Druckluftsystem erneut an das Bohrgestänge angeschlossen.
Der Flüssigkeitsspiegel innerhalb des Bohrgestänges muß bis zu einer solchen Höhe abgesenkt werden, daß ein Druck,
der innerhalb des Bohrgestänges verbleiben kann, nicht in der Lage ist, den Flüssigkeitsspiegel bis zu derjenigen
Gestängeverbindung anzuheben, - die soeben während des Zeitintervalls, in welchem das Lufteinblassystem entfernt
ist, gelöst worden ist. Die Anstiegsgeschwindigkeit des Flüssigkeitsspiegels hängt von der Größe der Durchflußöffnung
des EücZ-c^tromdrosselventils 6 ab. Wenn die Durchflußöffnung
durch dieses Ventil 6 eine geeignete Größe besitzt, wird der Flüssigkeitsspiegel das obere Ende des
Bohrgestänges nicht erreichen, und es wird keinerlei überlaufen von Flüssigkeit auftreten. Am obersten Ende der
Verrohrungseinrichtung 3 befindet sich ein Trichter 56
der den Zweck hat, überfließende Flüssigkeit für den Fall aufzufangen, daß der Flüssigkeitsspiegel im Bohrgestänge
zu schnell ansteigt. Der Trichter ist mit einem Auslaß D7
versehen, durch welchen Flüssigkeit zu dem Flüssigkeitsbehälter abgeleitet wird.
Wie oben erwähnt, wird eine ringförmige Diamantbohrkrone
hindurch verwendet, und es wird durch das Bohrloch/ein Kern gebildet.
Zu diesem Zwecke wird ein einwandiges Kernrohr benutzt, um einen größtmöglichen Kerndurchmesser zu erzielen. Dies bedeutet,
daß das Bohrgestänge Jedesmal dann aus dem Bohr-
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loch zurückgezogen werden muß, wenn das Kernrohr entleert
werden soll. Die Bohrmaschine der vorbeschriebenen Art ist jedoch besonders gut für diesen Zweck dadurch ausgerüstet,
daß die Handhabung der Bohrgestängeabschnitte voll mechanisiert ist und dadurch das Verbinden und Trennen der Bohrgestängeabschnitte
sehr schnell ausgeführt wird.
Auf der anderen Seite macht es ein einwandiges Kernrohr möglich, auch eine dünnwandige Bohrkrone zu verwenden, die
eine ziemlich geringe Kraft sowohl für ihre Drehung wie für die Vorschubbewegung benötigt. Ferner macht es dieses
Verfahren möglich, fortgesetzt Informationen über die durchbohrten Erdschichten zu erhalten.
Bei der gezeigten Bohrausrüstung wird eine leichte Spülflüssigkeit
mit niedriger Viskosität benutzt, deren Dichte im wesentlichen derjenigen von Wasser entspricht. Jedoch
enthält die Spülflüssigkeit einige Zusätze beispielsweise für den Transport des Bohrkleins und zur Stabilisierung
des Bohrlochs. Zu Stabilisierungszwecken kann das erzeugte Bohrklein als Verstärkung in den Bohrlochwandungen verwendet werden.
Patentansprüche /
t4. oc . 409808/0446
At 8510/1.8.1973
Claims (3)
1. Preventereinheit zur Herstellung einer Abdichtung
zwischen einer Verrohrung und einem Bohrgestänge beim Tiefbohren unter Druck, bestehend aus einer drehbar an der Verrohrung
angebrachten Dichtungshiilse, die außenseitig von einer Druckmittelquelle zur Ausübung eines Anpreßdruckes
gegen das Bohrgestänge beaufschlagbar ist, gekennzeichnet durch ein zwischen der Druckmittelquelle
(P1) und der Verrohrung (12) angeordnetes Druckregelventil (S1), durch welches der Anpreßdruck der elastischen Dichtungshülse
(17) in Abhängigkeit vom Druck in der Verrohrung (12) durch Auf- bzw« Zusteuern eines druckfreien Auslasses
(D2) für die Druckmittelquelle (P1) selbsttätig regelbar ist.
2. Preventereinheit nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet , daß das Druckregelventil (S1) aus einem Gehäuse (31),einem darin verschieblichen Ventilkolben
(32) einem Ventilsitz (32O sowie einem Auslaßkanal
besteht und der Ventilkolben (32) eine mit dem Ventilsitz (34-) zusammenwirkende Oberfläche an dem der Druckmittelquelle
(P1) ausgesetzten Ende aufweist, während das andere Ende an die Verrohrung angeschlossen ist, wobei der Auslaß
mit der Druckmittelquelle (PI) über den Ventilsitz (34-) in
Verbindung steht.
3. Preventereinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
elastische Dichtungshülse (17) mit mindestens einer Lecköffnung
(43) versehen ist, durch welche Druckmittel Zutritt
zur Innenseite der Dichtungshülse (17) erhält.
4« Preventereinheit nach Anspruch 3« dadurch
gekennzeichnet , daß die Dichtungshülse (17)
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zwei axial getrennte Anlageabschnitte (45» 46) aufweist,
zwischen denen die Lecköffnung (4-3) angeöffnet ist.
At 8510/1.8.1973
409808/0446
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