DE2530501A1 - Bohrwerkzeug mit stossabsorption fuer ein bohrgestaenge - Google Patents

Description

682O - 89 Avenue, Edmonton, Alberta, Canada

Celle, den 3.7-1975

Bohrwerkzeug rait Stoßabsorption für ein Bohrgestänge

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug für die Benutzung in Bohrgestängen, und zwar insbesondere ein Werkzeug, das die Schlagbeanspruchungen absorbieren kann, die bei Bohrarbeiten durch die axiale Bewegung des Bohrmeißels hervorgerufen werden.

Wenn ein Bohrmeißel auf dem Grund der Bohrung rotiert, bewegt er sich konstant stoßartig auf und nieder. Eine allgemein anerkannte Erklärung für diesen Vorgang wird darin gesehen, daß der mit drei Schneiden versehene Bohrmeißel auf dem Grund der Bohrung drei Erhebungen erzeugt und daß der Bohrmeißel, wenn er sich über diese Erhebungen bewegt, bei jeweils einer Umdrehung dreimal axial bewegt wird.

Die Beschleunigung des Bohrmeißels von dem Grund des Bohrloches hinweg bewirkt eine hohe axiale Belastung des Bohrgestänges. Insbesondere wird die Last durch das Gewicht des Bohrgestänges ausgeübt. Zum Beispiel kann der gesamte Strang 5^t t wiegen, wobei dieses Gewicht zur Hälfte mit etwa 27 t von der Bohranlage aufgenommen wird. Die übrige Last von 27 t würde dann auf dem Bohrmeißel lasten. Wenn der belastete Bohrmeißel von dem Grund des Bohrloches hinweg etwa über eine Strecke von 12 - 25 mm beschleunigt wird, so wird das im wesentlichen starre Bohrgestänge oberhalb des Bohrmeißels einer hohen Schlagbeanspruchung ausgesetzt. Diese klingt sofort ab, wenn der Bohrmeißel zu dem Grund des Bohrloches zurückkehrt. Z.B. kann diese zyklische

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Belastung auf den Bohrstrang zwischen O und 50 t oder mehr von einem Augenblick zum nächsten Augenblick schwanken. Das Bohrgestänge wird also nicht nur starken, sondern auch schnell wechselnden Schlagbeanspruchungen ausgesetzt.

Durch diese beträchtlichen zyklischen Schlagbeanspruchungen, denen das Bohrgestänge ausgesetzt ist, ergeben sich verschiedene schädliche Wirkungen. Z.B. stellen diese Beanspruchungen einen wesentlichen Grund für die Abnutzung und das Versagen des Bohrstranges dar. Auch wird die Bohranlage beschädigt; bei besonders harten Bohrbedingungen wird die gesamte Bohranlage starken Erschütterungen ausgesetzt. Die einzige Möglichkeit, derartige Erschütterungen zu verringern, besteht darin, die Drehgeschwindigkeit des Bohrmeißels und/oder das Gewicht auf den Bohrmeißel zu verringern. Dadurch wird jedoch die Bohrgeschwindigkeit herabgesetzt.

In der Bohrindustrie ist es daher bekannt, in den Bdrstrang oberhalb des Bohrkopfis ein Werkzeug einzusetzen, das als Vibrationsdämpfer oder Absorber für die Schlagbeanspruchungen bekannt ist. Dadurch soll erreicht werden, daß der Bohrstrang von dem Bohrmeißel für diese starken Beanspruchungen isoliert wird.

Im allgemeinen enthält ein solcher Vibrationsdämpfer ein Innenrohr, das an seinem oberen Ende mit dem Bohrstrang verbunden ist, und ein Außenrohr, das an seinem unteren Ende mit dem Bohrmeißel verbunden ist oder mit den Schwerstangen, die sich direkt über dem Bohrmeißel befinden. Das Innenrohr ist dabei verschiebbar in dem Außenrohr gelagert oder mit diesem teleskopartig verbunden. Die beiden Rohre sind dabei über besondere Mittel wie z.B. Keile so miteinander verbunden, daß sie sich nicht gegeneinander verdrehen, jedoch axial gegeneinander verschieben können. Außerdem sind Mittel vorgesehen, die die Längsbewegung

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in Axialrichtung der Rohre begrenzen, so daß sie sich nicht voneinander entfernen können. Bei einem bekannten Werkzeug dieser Art ist ein Teil des Innenrohres in seinem Außendurchmesser so verringert, daß ein ringförmiger Zwischenraum, eine Kammer, zwischen dem Innenrohr und dem Außenrohr gebildet wird. An jedem Ende dieses Zwischenraumes sind zwischen den beiden Rohren G-Ringdichtungen vorgesehen, die ein Eintreten der Bohrspülflüssigkeit in diesen Zwischenraum verhindern. Die Rohre enthalten an ihren entgegengesetzten Enden entsprechende Druckschultern. Diese Schultern erstrecken sich quer in den ringförmigen Zwischenraum, der sich zwischen dem oberen und unteren Ende befindet. Zwischen den Druckschultern befindet sich in dem genannten Zwischenraum ein deformierbares Element.

Wenn im Betrieb der Bohrmeißel nach oben beschleunigt wird, so wirkt die Druckschulter des Rohres auf die Unterkante des deformierbaren Elementes. Dieses Element ist an einer axialen Bewegung durch die Druckschulter verhindert, die sich an ihrem oberen Ende befindet. Wenn die beiden Druckschultern gegeneinander gedrückt werden, so wird das Element verformt. Theoretisch soll das deformierbare Element die axialen Stoßlasten des Bohrmeißels absorbieren und eine Übertragung der Schlagbeanspruchung auf das Bohrgestänge verhindern..In der Praxis ist dieses meistens nicht der Fall, und zwar aus dem im folgenden diskutierten Grund.

Die bekannten Werkzeuge der beschriebenen Art können in drei Gruppen aufgeteilt werden.

Bei dem ersten Typ sind die O-Ringdichtungen an der Wand des Rohres jeweils an den beiden Enden der Kammer mit dem deformierbaren Element befestigt. Das hat zur Folge, daß der auf das Werkzeug einwirkende hydrostatische Druck des Bohrloches das Rohr nach oben gegen das deformierbare Element drückt, und

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zwar mit einer Kraft, die gleich ist dem Druck multipliziert mit der Differenz der Querschnitte der beiden Dichtungen. Um diese Verlast zu beherrschen, die bereits auftritt, wenn das Werkzeug sich vor dem eigentlichen Bohrvorgang schon in dem Bohrloch befindet, ist es bekannt, ein sogenanntes hartes deformierbares Element in der genannten Kammer vorzusehen. Unter einem harten Element wird dabei ein Element verstanden, das eine Federkonstante von mindestens 100.000 Pfund pro Zoll aufweist, üblicher Weise aber in der Größenordnung von I5O.OOO - 250.000 Pfund pro Zoll liegt. Unter Pfund wird im folgenden die englische Gewichtseinheit verstanden. 1 Pfund ist = 453,6 g. 1 Zoll ist = 2,54 cm. Dabei beschreibt die Federkonstante die Kraft, die erforderlich ist, um das Werkzeug um ein Zoll anzuheben. Bei die sen bekannten Werkzeugen kann sich das Werkzeug bei einer Last von 100.000 Pfund etwa 3/4 Zoll zusammendrücken, drückt sich aber bei der nächsten Erhöhung der Last um weitere 100.000 Pfund um weniger als 1/4 Zoll zusammen. Das bedeutet, daß ein solches Werkzeug mit ansteigender Last außerordentlich hart und starr wird. Nach Berechnungen verliert das deformierbare Element bei tiefen Bohrungen seine Fähigkeit zur Absorbierung von Schlagbeanspruchungen, die es ursprünglich hatte, bevor noch das Werkzeug seine gesamte Tiefe erreicht hat, also noch bevor der eigentliche Bohrvorgang beginnt. Wenn z.B. ein Werkzeug in einer Tiefe von 12.000 Fuß (l Fuß = 304,8 mm = 12 Zoll) < arbeitet und eine wirksame Differenz .in den Dichtungsflächen von 30 Quadratzoll hat, würde die aufwärts wirkende Kraft auf das Rohr durch den hydrostatischen Druck etwa in der Größenordnung von 300.000 Pfund liegen. U_nter diesen Umständen wäre das deformierbare Element im wesentlichen starr und unwirksam, da das Werkzeug bereits praktisch über seinen ganzen Hub zusammengedrückt ist. Es ist ersichtlich, daß ein Element, das an der Oberfläche noch verhältnismäßig weich ist, in der Arbeitstiefe aufgrund der besonders hohen auf das Werkzeug einwirkenden Vorlast außerordentlich hart wird.

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Das Werkzeug vom zweiten Typ ist in der CA-PS 837 970 beschrieben. Bei diesem Werkzeug ist an der Unterkante der Kammer mit dem deformierbaren Element eine schwimmende Dichtung vorgesehen, um einen Druckausgleich zwischen dem Inneren dieser Kammer mit dem hydrostatischen Druck am Grund der Bohrung zu ermöglichen. Dabei wird jedoch diese vorteilhafte Wirkung mit kompressiblen Metalldrahtelementen kombiniert, die bereits beim eigentlichen Bohrbeginn harte Elemente darstellen und während des Einsatzes sehr schnell verdichtet werden. Dadurch entstehen praktisch undeformierbare Elemente, die geringe Fähigkeit zur Absorbtion von Schlagbeanspruchungen aufweisen. Dieses bekannte Element hat außerdem den Nachteil, daß es mit beiden Wänden der Kammer in Berührung steht, wodurch eine axiale Bewegung der teleskopartig ineinandergreifenden Werkzeugteile verhindert wird, weil nämlich das Element innerhalb der Kammer verdichtet wird.

Bei dem dritten Werkzeugtyp wird in der Kammer ein verhältnismäßig weiches Element vorgesehen, d.h. ein Element mit einer niedrigen Federkonstante. Dabei sind außerdem Mittel vorgesehen, die einen Druckausgleich zwischen der Kammer und dem Bohrloch herstellen. Ein solches Werkzeug ist in der CA-PS 826 529 beschrieben- Bei diesem Werkzeug ist ein gedichteter Abschnitt vorgesehen, der die eigentliche Kammer bildet und über Tage mit einem kompressiblen Gas bei einem bestimmten Druck gefüllt wird. Die Kammer wird mit einem Arbeitsöl gefüllt und trägt eine Membran, die das Gas von dem Arbeitsöl trennt. Ein Beutel oder eine Membran, die zum Bohrloch hin offen ist, erstreckt sich in den mit Öl gefüllten Abschnitt der Kammer. Die Kammer ist an ihren beiden Enden mit festen 0-Ringdichtungen abgedichtet. Bine Ausdehnung des Beutels mit der Bohrflüssigkeit setzt das Öl unter Druck und demzufolge auch das die Schlagbeanspruchungen absorbierende, kompressible Gas. Jedoch ändern sich der Druck und demzufolge die Federkonstante des Gaspolsters

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beträchtlich, wenn das Werkzeug bei verschiedenen Tiefen.verwendet wird. Veröffentlichungen zeigen, daß bei einer Tiefe von 16.000 Fuß und einem Gewicht des Bohrkopfes von 8O.OOO Pfund die Federkonstante einer solchen Anordnung etwa lAO.OOO Pfund pro Zoll beträgt, während bei einer Tiefe von 3.000 Fuß bei demselben Gewicht die Federkonstante etwa 6O.OOO Pfund pro Zoll beträgt. Demzufolge hat das Werkzeug bei einer größeren Tiefe ein hartes Element mit einer hohen Federkonstante, während.es bei einer geringen Tiefe noch als relativ weich mit einer mittleren Federkonstante angesehen werden kann.

Sine Eigenart der meisten stoßabsorbierenden Elemente, bei denen durch die Stoßbeanspruchung das Material deformiert wird, besteht in einer proportional zur Last ansteigenden Federkonstante. Bei einer geringen Last auf das Federelement ist nämlich das Element sehr viel weicher als bei einer hohen Last. In Fig. 5 ist die Federkonstante für drei Elemente A,B und C dargestellt. Es ist ersichtlich, daß die Federkonstante der Elemente kontinuierlich mit wachsender Last auf die Elemente ansteigt. Die Federkonstante ist dargestellt durch die jeweilige Steigung der Kuve. Deshalb muß die Federkonstante als ein Durchschnittswert für eine bestimmte Wegstrecke, also Zusammendrückung der Feder angegeben werden. Die Federkonstante wird daher festgelegt als diejenige Last, die das Werkzeug um ein Zoll zusammendrückt.

Das Element A kann als relativ hart bezeichnet werden, weil für den Federweg von ein Zoll annähernd eine Federkonstante von 3OO.OOO Pfund pro Zoll erforderlich ist. Wenn beim Betrieb des Ölbohrers in Arbeitstiefe das Element mit ca. 3OO.OOO Pfund belastet ist, was durch den Punkt χ in Fig. 15 angedeutet ist, so ist ersichtlicherweise das Element in unerwünschter Weise außerordentlich hart. Die Fähigkeit zur Absorption von Stoßbeanspruchungen ist dann ziemlich gering.

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Das Element B in Fig. 15 kann als mittelmäßig hartes Element bezeichnet werden. Es hat eine Federkonstante von ca. 55.000 Pfund pro Zoll für die erste Wegstrecke von ein Zoll. Wenn das Element in der Arbeitstiefe mit 300.000 Pfund belastet ist, was wiederum durch den Punkt χ dargestellt ist, so wird das Federelement wiederum sichtbar sehr hart. Das bedeutet, daß für eine weitere Verformung des Elementes eine extrem hohe Last erforderlich wäre. Wenn das Element mit nur 30.000 Pfund vorgespannt wird, was dem Arbeitspunkt y in Fig. 15 entspricht, wäre das Element mittelmäßig weich mit einer Federkonstante von ca. 60.000 Pfund pro Zoll. Es könnte dann mit einer relativ geringen Last weiter verformt werden.

Das Element C in Fig. 15 kann als weich bezeichnet werden mit einer Federkonstante von ca. 15.000 Pfund pro Zoll für die erste Wegstrecke von 1 Zoll. Im Arbeitspunkt χ in Fig. 15 wäre die Federkonstante sehr hoch, und das Element würde demzufolge sehr hart. Im Arbeitspunkt y würde das Element eine Federkonstante von ca. 20.000 Pfund pro Zoll aufweisen.

Wie beschrieben, ist also bei bekannten Ölbohrern das zur Absorptio» von Stoßbeanspruchungen dienende deformierbare Element bereits so stark vorbelastet, daß es schon außerordentlich hart und somit für die Absorption der beim Bohren auftretenden Stoßbelastungen kaum noch wirksam ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil zu beseitigen und zu erreichen, daß das zur Absorption der Stoßbelastungen beim Bohren dienende deformierbare Element auch beim Betrieb des Ölbohrers nicht in unerwünschter Weise hart, aondern noch so weich ist, daß es die gewünschte Absorption der Stoßbelastungen übernehmen kann.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 beschriebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Ausführungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

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Bei der erfindnngsgemäßen Lösung wird also in der Kammer zwischen dem Innenrohr und dem Außenrohr, in der sich das deformierbare Element befindet, absichtlich mittels der Arbeitsflüssigkeit ein Druck erzeugt, der gleich dem Bohrlochsohlendruck ist. Die Kammer ist vorzugsweise an ihrem dem Bohrmeißel zugewandten Ende von einem Dichtungsring abgeschlossen, der sich axial frei bewegen kann, die Arbeitsflüssigkeit von der Spülflüssigkeit trennt und durch seine axiale Verschiebung den gewünschten Druckausgleich zwischen dem Druck in der Kammer und dem Bohrioc hsohlendruck ermöglicht. Die starke Vorbelastung des deformierbaren Elementes durch den Bohrlochsohlendruck, die zu dem unerwünscht harten deformierbaren Element führt, wird dann vermieden. Beim Bohren ist dann das deformierbare Element in erwünschter Weise relativ weich und kann die gewünschte Absorption der stoßförmigen Beanspruchungen durch den Bohrmeißel übernehmen.

Bei der erfindungsgemäßen Lösung gestattet das verwendete, deformierbare Element eine relativ weite teleskopartige Bewegung zwischen dem Innenrohr und dem Außenrohr. Das deformierbare Element hat vorzugsweise eine kleine Federkonstante von weniger als 100.000 Pfund pro Zoll. Der gesamte Hub kann durch zusätzliche Mittel auf 1 - 1,5 Zoll begrenzt werden, wobei jedoch bei einer Last von 80.000 Pfund ein Hub von 2 Zoll gewährleistet sein sollte.

Das deformierbare Element besteht vorzugsweise aus der Schichtung mehrerer einzelner ringförmiger Elemente und hat z.B. eine Gesamtlänge von 40 Zoll. Dadurch, daß gemäß einer Ausführungsform die das deformierbare Element bildenden Ringe die Rohrwandungen nicht berühren, wird eine Zerstörung in der Kontaktzone vermieden. Durch eine Berührung dieser Ringe mit den Oberflächen der Rohre wurden sich außerdem die Kenndaten des Werkzeuges in unerwünschter Weise ändern. Die Ringe haben daher einen Innendurchmesser, der größer ist als der Außendurchmesser

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des Innenrohres und einen Außendurclimesser, der kleiner ist als der Innendurchmesser des Außenrohres, so daß die Ringe die Wände der Rohre nicht berühren.

Durch die genaue, stramme Führung zwischen Innenrohr und Außenrohr wird eine gute Stabilität des gesamten Werkzeuges erreicht und eine Verbiegung des gesamten Bohrgestänges vermieden. Die strammen Lagerpunkte durch enge Passungen zwischen Innen und Außenrohr sind-vorzugsweise an drei Stellen vorgesehen, insbesondere unmittelbar oberhalb und unterhalb des das deformierbare Element tragenden Druckraumes, d.h. der genannten Kammer. Bei der genannten strammen Lagerung wird nur ein Spiel von etwa 2/10.000 Zoll zwischen den Oberflächen der Rohre vorgesehen und zusätzlich ein harter Elestomerring in eine der Oberflächen eingebaut. Dadurch werden seitliche Bewegungen zwischen den teleskopartig verschiebbaren Teilan an den Lagerpunkten möglichst gering gehalten. Diese strammen Lagerungen zur Erhöhung der Stabilität sind mit Durchflußöffnungen zum Durchfluß der Arbeitsflüssigkeit versehen. Die zur Stabilisierung dienenden Ringe können auch aus anderem Material hergestellt werden, wie z.B. Phosphorbronze oder Berylliumkupfer.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel erläutert. Darin zeigen Fig. la,b,c drei in Axialrichtung aneinander gereihte Schnitte einer Ausführung des Vibrationsdämpfers gemäß der Erfindung in unbelasteter, d.h. ausgezogener Arbeitsstellung, Fig. 2a,b,c entsprechend in Axialrichtung aneinander gereihte Schnitte ähnlich Fig. 1 des Dämpfers in komprimierter, d.h. belasteter Arbeitsstellung,

Fig. 3 einen Längsschnitt das unteren Werkzeugteils einer anderen Ausführung des Vibrationsdämpfers in unbelasteter Arbeitsstellung,

Fig. 3b eine Ansicht der Ausführung von 3a in belasteter Arbeitsstellung,

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Fig. ka einen Längsschnitt des unteren Werkzeugteils einer anderen Ausführung in unbelasteter Stellung des Vibrationsdämpfers ,

Fi,";. 4b einen Längsschnitt der Ausführung von i''±g. 'ta in unbelasteter Arbeitsstellung,

Fig. 5 einen Querschnitt entlang der Linie 55 der Fig. 2a, Fig. 6 einen Querschnitt entlang der Linie 66 der Fig. 2b, Fig. 7 einen Querschnitt entlang der Linie 77 der Fig. 2b, Fig. 8 einen Querschnitt entlang der Linie 88 der Fig. 2c, Fig. 9 eine Draufsicht eines komprimierbaren Elementes, Fig. 10 einen Querschnitt entlang der Linie 10-10 der Fig. 9, Fig. 11 eine Draufsicht einer anderen Ausführung des komprimierbaren Elementes,

Fig. 12 einen Querschnitt entlang der Linie 12-12 der Fig. 11, Fig. 13 eine Draufsicht einer anderen Ausführung des komprimierbaren Elementes,

Fig. l4 einen Querschnitt entlang der Linie ik-lk der Fig. und

Fig. 15 die Federkennlinien von weichen, mittelmäßig gedämpften und harten deformierbaren Elementen.

Gemäß der Erfindung enthält der Vibrationsdämpfer für den Bohrstrang ein teleskopartig verschiebbares Innenrohr und Außenrohr, zwischen denen ein deformierbares Element vorgesehen ist. Das deformierbare Element dient dabei als Stoßabsorptionsmittel mit geringer Federkonstante. Das Außenrohr und das Innenrohr bilden eine Vielzahl untereinander verbundener Kammern oder Zwischenräume, die mit einer relativ inkompressiblen . Flüssigkeit gefüllt sind. Die Kammern sind durch enganliegende Lager voneinander getrennt, um eine axiale Stabilität zwischen dem Innenrohr und dem Außenrohr zu gewährleisten. Die Lageroberflächen sind mit Durchflußöffnungen versehen, durch die hindurch die Arbeitsflüssigkeit von einer Kammer in die andere fließen kann. Das Innenrohr und das Außenrohr sind jeweils am Ende der Kammer durch flüssigkeitsdichte Dichtmittel gegeneinander abgedichtet.

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Dabei ist an einem Ende jeweils ein bewegbares Dichtungselement vorgesehen, um einen Eintritt der SpüliTüssigkeit in das Hammersystem zu verhindern und die Arbeitsflüssigkeit darin vorzuspannen, um einen Druckausgleich mit dem hydrostatischen Druck an der Bohrlochsohle zu gewährleisten.

Fig. 1 zeigt ein Außenrohr 10 sowie ein Innenrohr 12. Das Innenrohr 12 befindet sich innerhalb des Außenrohres 10 und ist in diesem axial verschiebbar.

Der obere Abschnitt 13 des Innenrohres 12 ist mit einer vorspringenden, also männlichen Verzahnung versehen und enthält ein Innengewinde lh zur Verbindung mit dem nicht dargestellten Bohrstrang. Uaiar dem Innengewinde Ik befindet sich ein Abschnitt l6 mit gex* ing er em Durchmesser, und unterhalb dieses Abschnittes ist über eine bestimmte Länge eine vorspringende, also männliche Keilverzahnung lö vorgesehen, die in die Oberfläche des Innenrohres 12 eingearbeitet ist. Die Keilverzahnung l8 ist an der Oberfläche verchromt und mit engen Toleranzen gearbeitet. Unter der Keilverzahnung l8 ist ein Abschnitt 20 mit geringerem Durchmesser, engen Toleranzen und einer verchromten Oberfläche vorgesehen, in dessen Oberflächen Nuten 22 eingearbeitet sind. Diese Nuten erstrecken sich in Richtung der jeweiligen Grundflächen der männlichen Keilverzahnung. Die Nuten 22 sind geradlinig und parallel zueinander, wenngleich auch andere Ausbildungen benutzt werden können. Am unteren Ende des die Keilverzahnung tragenden Teiles 13 befindet sich eine Zapfenverbindung 2k. Im Zentrum des Teiles 13 ist eine zentrale Bohrung 25 vorgesehen. Diese dient dazu, die Spülflüssigkeit durch das Werkzeug hindurch zum nicht dargestellten Bohrmeißel hindurchtreten zu lassen.

Das nächste nach unten folgende Teil des Innenrohres 12 ist ein Dichtungsrohr 26, dessen oberes Ende mit einer Gewinde-Muffenverbindung 28 mit der Zapfenverbindung 24 des die Keilverzahnung

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tragenden Teiles 13 verbunden ist. Das Dichtungsrohr 26 hat einen Abschnitt 32 mit verringertem Durchmesser unterhalb der Muffenverbindung 28, wodurch eine Druckschulter 27 gebildet wird. Die Muffenverbindung 28 ist mit einem O-Ring 30 versehen, der eine Abdichtung mit der Zapfenverbindung des die Keilverzahnung tragenden Teiles 13 bewirkt. Die Muffenverbindung 28 ist von dem Außenrohr 10 durch einen ringförmigen Durchflußraum 31 getrennt. Die Druckschulter 27 ist mit radial verlaufenden Nuten 110 versehen, deren Zweck später noch erläutert wird.

Der Abschnitt 32 mit dem verringerten Durchmesser des Dichtungsrohres 26 trägt an seinem unteren Ende ein Gewinde 34, das eine Mutter 36 aufnimmt. Der Durchmesser des Abschnittes 32 ist so gewählt, daß er durch eine Vielzahl von deformierbaren Ringen hindurchgeführt ist, die das beschriebene deformierbare Element bilden. Die Oberfläche des Abschnittes 3² ist außerdem mit gerade verlaufenden Nuten 37 versehen, deren Zweck später erläutert wird. Der Abschnitt 3² enthält außerdem eine zentrale Bohrung 33 > die mit der Bohrung 25 in Verbindung steht und dazu dient, das Bohrspülmittel zu dem Bohrmeißel zu führen.

Das Außenrohr 10 enthält an seinem oberen Ende eine Dichtungsmuffe 42 mit einer axialen Bohrung oder Lageroberfläche 44, die den Abschnitt l6 des die Keilverzahnung tragenden Teiles 13 eng umfaßt, wobei eine Toleranz von ungefähr 0,002 Zoll vorgesehen ist. Die innere Oberfläche der Lageroberfläche 44 ist mit vier umlaufenden Nuten 45 versehen, in die Flüssigkeitsdichtungen 45a und harte Stabilisatorringe 45b eingesetzt sind. Die Dichtungsmuffe 42 bewirkt eine flüssigkeitsdxchte Abdichtung mit dem Abschnitt l6 des die Keilverzahnung tragenden Teiles und stabilisiert außerdem das Außenrohr 10 auf dem Innenrohr 12. Außerdem ist noch ein Abstreifring 45c vorgesehen. Der Abschnitt l6 ruht mit einer engen Passung in den Stabilisatorringen 45b. Das untere Ende der Dichtungsmuffe 42 trägt eine Zapfenverbindung 46, die in eine Muffenverbindung 48 am oberen Ende des die

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■weibliche Keilverzahnung tragenden Außenrohres 10 im Abschnitt 50 eingeschraubt ist. Ein O-Ring 52 dichtet diese Schraubverbindung ab. Der die weibliche Verzahnung tragende Abschnitt 50 enthält eine innere Bohrung 54, in deren Oberfläche weibliche Nuten 56 eingeschnitten sind. Die Nuten 56 sind so bemessen, daß sie mit der männlichen Keilverzahnung l8 des Teiles 13 zusammenpassen.

Gemäß Fig. 5 sind die weiblichen Nuten 56 mit einem Stahlkern 56a versehen, auf den ein syntetischer Überzug 58 aufgebracht ist, der eine große Verschleißfestigkeit und Abriebfestigkeit und außerdem eine Dämpfungswirkung für den Torsionseingriff der Teile bildet. Ein geeigneter überzug 58 wird z.B. gebildet aus einer Molybdän dxsulfitgefüllten Urethankomposxtion mit einer Schor-D-Härte von etwa 50· Dieses Material wird in einer 1/4 Zoll dicken Lage 60 auf die antreibenden Kanten der Vorsprünge der Keilverzahnung aufgebracht. Eine Schicht 62 von etwa 1/8 Zoll Dicke wird auf die rückläufigen, also ablaufenden Kanten gemäß Fig. 5 aufgebracht.

Das untere Ende des Außenrohres 10 ist im Abschnitt 50 mit einer Zapfenverbindung 64 versehen, die zur sicheren Abdichtung einen O-Ring 65 trägt. Das untere Ende 66 der Bohrung ^k enthält einen verringerten Durchmesser, der eine Schulter 68 bildet. Dadurch wird eine eng anliegende Lageroberfläche 68a gebildet, die das untej?e Ende oder die entsprechenden Lageroberflächen des die männliche Keilverzahnung tragenden Teiles 13 fest in sich aufnimmt. In der Bohrung des Teiles 66 sind einige Stabilisatorringe 67 vorgesehen, die eine Stabilisierung zwischen Innenrohr und Außenrohr bewirken.

Die Zapfenverbindung 64 des Abschnittes 50 des Außenrohres 10 ist über eine Muffenverbindung 70 am oberen Ende mit dem Abschnitt 72 des Außenrohres 10 verschraubt, die das deformierbare

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Element trägt. In dem Abschnitt 72 des Außenrohres 10 ist eine innere Bohrung 7k vorgesehen. Die Bohrung 74 erstreckt sich nahezu bis zum unteren Ende des Abschnittes 72, wo eine Bohrung 76 mit verringertem Durchmesser vorgesehen ist, um eine Gegendruckschulter 77 zu bilden. Die Bohrung 76 ist so bemessen, daß sie das untere Ende des Abschnittes 32 des Dichtungsrohres in stabilisierter Lage an der Lageroberfläche 76a aufnimmt. Stabilisatorringe 78 sind in Nuten angeordnet, die in die Wandung des Außenrohres 10 im Bereich des Abschnittes 72 eingeschnitten sind, um einen flüssigkeitsdichten lind festen Sitz zwischen Außenrohr und Innenrohr zu gewährleisten.

Das untere Ende des Abschnittes 72 des Außenrohres 10 endet in einer Zapfenverbindung 80, die in eine Muffenverbindung 82 am oberen Ende des Druckrohres 8k eingreift. Ein O-Ring 86 ist in der Zapfenverbindung 80 vorgesehen, um die Gewindedichtung einwandfrei abzudichten.

Das Druckrohr 84 ist mit einer verchromten axialen Bohrung 88 versehen, deren Durchmesser größer ist als der des unteren Endes des Dichtungsrohres 26. Ein Dichtungsring 90 ist mit O-Ringen 92 und 9k versehen, die eine flüssigkeitsdichte Abdichtung zwischen der Oberfläche der Bohrung 88 des Druckrohres Qk und der äußeren. Oberfläche des im Durchmesser verringerten Teiles des Dichtungsrohres 26 gewährleisten. Der Ring 90 wird an dem Dichtungsrohr 26 durch die Mutter 36 gehalten. Das untere Ende des Druckrohres 8k ist mit einer Zapfenverbindung 96 ver.sehen, die zum Ankuppeln des Werkzeuges an das untere Ende des Bohrstranges dient. Die Bohrung 88 hat am unteren Ende des Druckrohres 8k einen Abschnitt 98 mit verringertem Durchmesser, dessen Zweck später noch erläutert wird.

In der Wandung des Abschnittes 72, der das deformierbare Element enthält, ist eine Bohrung 97 vorgesehen. Die Bohrung 97 ist mit einem Stöpsel 99 verschlossen. Dieser kann entfernt werden, um

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eine hydraulische Flüssigkeit oder ähnliches in das Innere des Werkzeuges einzufüllen, wie später näher erläutert wird. Eine ähnliche Bohrung 101 und ein Stöpsel IO3 sind in dem oberen Ende der weiblichen Kcilverzalmuiig des Außenrohres im Abschnitt $0 vorgesehen.

Gemäß Fig. 5 verläuft jeweils in jeder zweiten Keilnut eine Nut 22, die atich in Fig. 6 ersichtlich ist. Fig. 6 zeigt außerdem Öldui-chflußöf fnungen I08, die sich durch die Zapfenverbindung 6k der weiblichen Keilverzahnung erstrecken. In Fig. 7 sind Nuten 110 dargestellt, die sich durch die Druckschulter der Muffenverbindung des Dichtungsrohres 26 erstrecken. Ss ist ersichtlich, daß die Ringe 45a zwischen dem Abschnitt l6 und der Dichtungsmuffe 4 2 ein otabilisatorpaar bilden. Die Stabilisatorringe 67 zwischen dem Abschnitt ^O des mit der Keilverzählung versehenen Außenrohres und dem Abschnitt 13 der männlichen Keilverzalmung bilden ein weiteres Stabilisatorpaar. Die Stabilisatorringe 78 zwischen dem Abschnitt 72 des unteren Endes des Außenrohres und dem Dichtungsrohr 26 bilden eine dritte Stabilisierungszone, während der Ring 90 noch einen weiteren Stabilisator zwischen dem Druckrohr Qk und dem unteren Ende des Dichtungsrohres 26 bildet. Diese Stabilisierungsmittel wirken derart, daß sie das Außenrohr 10 und das Innenrohr 12 seitlich miteinander verbinden und auf diese Weise das Werkzeug versteifen.

Zwischen der äußeren Oberfläche des Innenrohres 12 und der inneren Oberfläche des Außenrohres 10 ist ein ringförmiger Zwischenraum 107a gebildet. Die Enden dieses Zwischenraumes 107a sind durch Flüssigkeitsdichtungen k5a und die 0-Ringe 92 und 9*1 abgeschlossen. Die Stabilisatorringe 67 und 78 unterteilen den Zwischenraum 107a in eine die Keilverzahnung tragenden Kammer 107» in eine das deformierbare Element tragende Kammer IO9 und eine Kammer 111, die die bewegliche Dichtung enthält. Der Zwischenraum 107a enthält die deformierbaren Ringe 38 und die Arbeitsflüssigkeit. Die Flüssigkeit kann sich zwischen den Kammern IO7 und 109 über

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die Nuten 22, Öldurchflußöffnungen 108 und den Durchflußraum frei bewegen. Außerdem kann sie zwischen den Kammern 109 und 111 über den Durchflußräum ^l sowie die Nuten 110 und 37 fließen.

Fig. 9 und IQ zeigen in Draufsicht und im Schnitt eine mögliche Ausführungsform der deformierbaren Ringe 38 · D^er deformierbare Ring 38 gemäß Fig. 9jlO enthält einen abgesetzten Metallring 100, der ein paar hochstehende, umlaufende Stege 102 und 104 aufweist. Diese bilden zwischen sich eine ringförmige Vertiefung 112. Ein elastischer Ring lik, dessen Dicke größer ist als die nach oben gerichtete Abmessung der Stege 102 und 104, ist in der Vertiefung 112 angeordnet. Der elastische Ring Il4 verformt sich unter Druck, nimmt aber elastisch wieder seine ursprüngliche Form ein, wenn der Druck nachläßt.

Der deformierbare Ring gemäß den Fig. 11,12 enthält einen flachen Metallring II6, auf den durch geeignete Mittel ein elastischer Ring 118 aufgesetzt ist, der einen trapezförmigen Querschnitt aufweist, dessen größere Kontaktfläche mit dem Metallring Ho verbund en ist.

Die deformierbaren Segmente in Fig. 13, 14 enthalten Metallringe 120,121, von denen jeder jeweils eine äußere Rippe 122 und eine innere Rippe 126 aufweist. Diese bilden jeweils ringförmige Aussparungen 130 und 132. Ein Elastoeerring 134 ist jeweils in einer Aussparung vorgesehen und zwischen zwei aufeinanderliegenden Ringen eingefaßt. Die Seitenflächen der Elastomerringe 134 haben eine konkave Form, wodurch ein einwandfreier Sitz zwischen den Aussparungen der Ringe gewährleistet wird.

Jedes deformierbare Element ist so ausgebildet, daß die Auslenkung des Werkzeuges bei geringer Belastung größer ist als bei hoher Belastung. Die Kennlinien der deformierbaren Elemente liegen vorzugsweise innerhalb des in Fig. 15 dargestellten Bereiches.

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Für das deformierbare Element können auch andere Elastomere verwendet werden, wie Gummi,.SiIikongummi, Neopren oder Urethan. Ebenso kann ein harter nicht metallischer Ring an Stelle der Metallringe verwendet werden oder auch ein einzelner deformierbarer Körper an Stelle der Schichtung von abwechselnden Metallelementen und Elastomerelementen.

Fig. 1 läßt erkennen, daß die Schulter der Muffenverbindung 28 am Innenrohr 12 die Schulter der Zapfenverbindung 64 des Außenrohres 10 berührt, so daß die teleskopartige Bewegung zwischen Innenrohr 12 und Außenrohr 10 begrenzt ist und diese beiden Rohre nicht auseinander gezogen werden können.

Beim Einsatz des Dämpfers ist die Zapfenverbindung *)6 des Druckrohres 84 in den Bohrmeißel eingeschraubt, wobei das Innengewinde l4 des Abschnittes l6 in die Schwerstangen oder Stabilisatoren am Ende des Bohrstranges eingeschraubt ist. Das Werkzeug ist für Arbeitsbedingungen entworfen, wie sie in der Bohrindustrie üblich sind, und zwar für flache oder tiefe Bohrungen und rauhes oder vibrationsfreies Bohren. Beispielsweise arbeitet das Werkzeug, wenn der Dämpfer direkt oberhalb des Bohrmeißels in einem tiefen Bohrloch bei rauhen Bohrbedingungen eingesetzt wird,* unter folgenden Bedingungen.

Hydrostatischer Kopfdruck = 10.000 psi Druckabfall am Bohrwerkzeug = 1.000 psi Last auf den Bohrmeißel = 55.000 Pfund gesamtes Stranggewicht = 105.000 Pfund axiale Meißelbewegung = +^ 1/2 Zoll
Drehzahl = 60 Umdrehungen pro Minute.

Das Werkzeug wird am Bohrstrang in voll ausgezogener Position in das Bohrloch herabgelassen, bis der Bohrmeißel die Bohrlochsohle erreicht. Der Innendruck in dem Zwischenraum 107a ist dabei gleich dem Druck an der Bohrlochsohle von 10.000 psi, der

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durch die Säule der Spülflüssigkeit innerhalb des Bohrloches verursacht wird. Dabei wird durch den üohrlochsohlendruck der frei bewegliche Ring 90 aufwärts bewegt. Anschließend wird von oben Druck auf den Meißel ausgeübt, wodurch das Werkzeug belastet wird. Sie Ringe 3$ werden dabei durch die Druckschultern 27,77 deformiert, da sich Irmenrohr 12 und Außenrohr 10 teleskopartig ineinanderschieben. Nach Anschalten der Spülungspumpe der Bohranlage steigt der Innendruck des Bohrstranges im Werkzeug um ca. 1.000 psi. Wenn dieses erreicht ist, verringert sich diese Belastung der Ringe 3$ durch den erhöhten Innendruck entsprechend dem Pumpendruck, der auf die Querschnittfläche des Dichtungsrohres 26 und des Abschnittes 13 einwirkt. Dieser Druck versucht, das Werkzeug wieder auseinander zu pumpen. Bei einem typischen Einsatzfall mit einer Fläche von 30 Quadratzoll beträgt diese Pumpkraft annähernd 3O.OOO Pfund für die oben beschriebenen Bedingungen. Dadurch wird die Last auf die Elemente von 55-0OO auf 25-000 Pfund verringert, obwohl der Bohrmeißel immer noch mit 55-000 Pfund belastet ist.

Anschließend wird der Bohrstrang in Rotationsbewegung versetzt. Durch diese Rotationsbewegung bewegt sich der Bohrmeißel senkrecht mit einer Amplitude von etwa +_ 1/2 Zoll um einen Mittelpunkt mit einer Frequenz von 3 Hz, wobei das deformierbare Element 40 mit dieser Frequenz um etwa 1 1/2 Zoll komprimiert und ausgedehnt wird, bezogen auf eine Gesamtbewegung von 1 Zoll. Insbesondere werden die Ringe lld deformiert und drücken die Arbaeitsflüssigkeit durch die Nuten 37 des Dichtungsrohres in den Abschnitt 32 mit verringertem Durchmesser des Dichtungsrohres und in die Kammer 111, wodurch sich die Dichtung 90 abwärts bewegt. Da die Federkonstante des Elementes bei dieser Belastung vorzugsweise ca. 20.000 Pfund pro Zoll beträgt, ändert sich die Last auf das deformierbare Element 40 zwischen I5.OOO und 35.000 Pfund. Das Ergebnis ist, daß die Belastung des Bohrmeißels sich zwischen ^5.000 und 65.000 Pfund ändert. Wenn das Werkzeug komprimiert und expandiert wird, wird das

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Arbeitsöl zwischen den Druckkammern hin und her gepumpt und verzehrt demzufolge Energie.

Der Vibrationsdämpfer nach der Erfindung ist so ausgebildet, daß folgendes erreicht wird.

1. Es wird ein Druckausgleich zwischen dem Raum der dsformierbaren Elemente und dem hydrostatischen Bohrlochsohlendruck erreicht, um das Problem der Vorbelastung, wie eingangs beschrieben, zu beseitigen.

2. Es wird eine gedichtete Differenzfläche vorgesehen, derart daß der auf das Werkzeug wirkende Pumpendruck so widsfc, daß Innenrohr und Außenrohr auseinander gepumpt werden, wodurch der größte Anteil des Werkzeughubes zur Absorption von axialen Lasten des Bohrmeißels zur Verfugung steht.

3· Es wird ein weiches deformierbares Element vorgesehen, mit einer solchen Federkonstante, daß das Werkzeug bei einer Belastung von 80.000 Pfund sich wenigstens um zwei Zoll ineinander verschiebt, und nicht mehr als zwei Zoll bei einer Belastung von 10.000 Pfund, Dadurch wird vorteilhafterweise erreicht, daß der größte Teil der zyklischen Belastungen durch die Bewegung des Bohrmeißels von dem Werkzeug aufgenommen wird.

4. Es wird eine gute Stabilisierung des gesamten Werkzeuges erreicht, so daß minimale Abweichungen vom gewünschten Bohrloch auftreten.

5. Es sind deformierbare Elemente vorgesehen, die einen hinreichenden Abstand von den Wandungen des Raumes haben, in den sie eingebaut sind. Dadurch wird eine Deformation der Urethanringe ohne Berührung der Wandungen ermöglicht.

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6. Es wird eine Dämpfung der teleskopartigen Bewegung der Teile ineinander-dadurch vorgesehen, daß das Arbeitsöl beim Vor- und Rückwärtsfließen durch die flüssigkeitsdichten Lagerzonen über Nuten mit verengten Querschnitt fließen muß, die nur einen begrenzten Querschnitt aufweisen.

7· Es ist eine verbesserte Keilverzahnung vorgesehen, die die Arbeitsbedingungen für einen relativ langen Werkzeughub und hohe Frequenzen in der Verschiebung des Werkzeuges ermöglichen.

Fig. 3a,3^D zeigen eine andere Ausführung, bei der die unteren Enden des Dichtungsrohres 26 und des Druckrohres 84 anders ausgebildet sind. Die Bohrung 88 des Druckrohres 84 geht in eine Bohrung l40 über. Diese hat einen solchen Durchmesser, daß sie den Abschnitt 32 mit dem verringerten Durchmesser des Dichtungsrohres 26 in enger Passung aufnehmen kann. Am oberen Ende der Bohrung l40 ist ein Paar von Dichtungen l42 vorgesehen. In den Seitenwänden des Druckrohres 84 sind eine oder mehrere Offnungen l44 vorgesehen, die den umgebenden Außenraum mit dem unteren Ende der Bohrung 88 verbinden. Das Gewinde 3^ und die-Mutter am unteren Ende des Dichtungsrohres 26 sind weggelassen. Der Abschnitt 32 ist mit einer Verlängerung 145 versehen, die in die Bohrung l40 hineinreicht und durch Dichtungen 142 im unbelasteten Zustand abgedichtet ist. Fig. 3^ zeigt den Dämpfer in der belasteten Stellung. In dieser Stellung ist der Ring 90 dem Bohrlochdruck ausgesetzt und nicht dem Innendruck des Bohrstranges. Das Ergebnis ist, daß die Flüssigkeit in der inneren Kammer des Dämpfers in der Höhe des Bohrlochdruckes gehalten wird, so daß sich der Druckabfall oberhalb des Meißels nur auf den Querschnitt der Verlängerung 145 des Dichtungsrohres auswirkt. Demzufolge ist die Kraft, die den Stoßdämpfer auseinanderpumpt, gegenüber der Anordnung gemäß Fig. 1,2 beträchtlich verringert, wobei jedoch der beschriebene Druckausgleich erhalten bleibt.

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Eine solche Anordnung ist besonders nützlich bei Werkzeugen mit großem Durchmesser, die bei riachen Bohrungen eingesetzt werden, wo die Kraft auf den Meißel nicht wesentlich größer ist als die Kraft, die durch den Differentialdruck auf die Druckringfläche verursacht wird.

Fig. 'ia,b zeigen eine Ausführung ohne Ring 90 und Nuten 37, die keinen inneren und äußeren Druckausgleich ermöglicht. Bei einer solchen Werkzeugausführung wird der Dämpfer nicht völlig mit Öl gefüllt und ist besonders nützlich in flachen Bohrungen mit großem Durchmesser. Eine zusätzliche Stabilisierung wird durch Stabilisatorringe 78 oberhalb und unterhalb der Dichtungen 79 erreicht.

In Fig. 1,2 bewirkt der Dichtungsring 90 den Ausgleich des Flüssigkeitsdruckes zwischen der inneren Kammer mit dem Spülungsdruck. Es wurde auch gezeigt, daß der Üifferentialdruck des Bohrmeißels gegen den frei beweglichen Dichtungsring 90 und das Innenteil wirkt, um den Stoßdämpfer in die ausgezogene Stellung zu pumpen mit einer Kraft, die gleich ist diesem ifferenzdruck multipliziert mit der Fläche, die durch den Außendnrchmesser der Druc lan enge umschrieben wird.

In der Praxis kann es vorkommen, daß der Wert der durch den Außendurchmesser des Druckringes umschlossenen Fläche multipliziert mit dem Differenzdruck die Last überschreitet, mit der der Bohrmeißel belastet wird. In diesem Fall würde der Dämpfer in der offen gepumpten Stellung verbleiben und nicht die beabsichtigte Funktion ausüben. In diesem Fall darf sich der Druckdichtungsring nicht frei bewegen. Dies wird erreicht durch die Anordnung eines Elastomerringes l46, der gestrichelt eingezeichnet ist zwischen dem Druckdichtungsring und der Zapfenverbindung 80 des Abschnittes 72. Zusätzlich wird der Dämpfer teilweise mit Öl aufgefüllt. Auf diese Weise drückt der hydrostatische Druck den Druckdichtungsring gegen den Elastomerring lA6, während sich das

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Dichtungsrohr axial durch die O-Ringe 90 bewegt. So findet kein Druckausgleich im ilingraum des Dämpfers statt, wodurch infolge des hydrostatischen Druckes der Dämpfer in die geschlossene Stellung gepumpt wird. Der Druckabfall entlang des Bohrmeißels wirkt jedoch auf die Fläche des Abschnittes 3^ und versucht, das Werkzeug offen zu pumpen. Deshalb kann gemäß einer Ausführung der Erfindung der beschriebene Dämpfer für eine Benutzung in flachen Bohrlöchern abgeändert werden, und zwar durch nachträgliches Einfügen des Elastomerringes l'±6 und nicht vollständiges Auffüllen der inneren Druckkammer.

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Claims (5)

Pat entansprüche

1. Bohrwerkzeug für ein Bohrgestänge beim Abteufen von Bohrungen mit Spülfliissigkeit mit einem an seinem oberen Ende mit dem Bohrgestänge verbundenen Innenrohr und einem dazu koaxialen, an seinem unteren Ende mit dem Bohrmeißel verbundenen Außenrohr, die gegeneinander unverdrehbar wnd teleskopartig axial verschiebbar sind und zwischen sich eine Kammer mit einem darin angeordneten, zur Absorption von Stoßbeanspruhhungen durch den Meißel dienenden deformierbaren Element bilden, das an seinen Enden durch radial in die Kammer ragende Vorspriinge der Rohre eingefaßt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (109) mit einer Arbeitsflüssigkeit gefüllt ist und Mittel vorgesehen sind, die einen Druckausgleich zwischen der Kammer (109) und dem durch die Spülflüssigkeit erzeugten hydrostatischen Bohrlochsohlendruck bewirken.

2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils am Ende der Kanuner (109) ein flüssigkeitsdichtes Dichtungsmittel (45a, 90) zwischen Innenrohr (12) und Außenrohr (lO) vorgesehen ist.

3- Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Rohren (10,12) ein in Axialrichtung der Rohre (10,12) frei beweglicher·, flüssigkeitsdicht abdichtender, Spülflüssigkeit und Arbeitsflüssigkeit voneinander trennender Dichtungsring (90) vorgesehen ist.

4. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, die die axiale Verschiebbarkeit der Rohre (10,12) zueinander begrenzen.

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5. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenrohr (12) an seinem oberen Ende mit einem Gewinde (l4) zur Verbindung mit dem Bohrgestänge versehen ist.

6. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenrohr (12) aus mehreren in Axialrichtung aufeinanderfolgenden Teilen (13,26) besteht, die über Gewinde miteinander verbunden sind.

7. Werkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil als Dichtungsrohr (26) ausgebildet ist und einen Abschnitt (32) mit verringertem Durchmesser aufweist, der die Kammer (IO9) und eine Druckschulter (27) für das deformierbare Element (ko) bildet.

8. Werkzeug nach Anspruch 3 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsring (90) in dem Abshhnitt (32) mit verringertem Durchmesser angeordnet ist (Fig. Ic).

9· Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Innenrohr (12) und Außenrohr (lO) mehrere voneinander getrennte ringförmige Kammern vorgesehen und über Durchflußöffnungen für die Arbeitsflüssigkeit miteinander verbunden sind.

10. Werkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschnitt (32) mit dem verringerten Durchmesser eine über das deformierbare Element (4θ) hinausgehende Verlängerung aufweist und über Druckringe (78) an der Bohrung (76) des Außenrohres (lO) anliegt, deren Durchmesser zwischen dem des Abschnittes (32) mit verringertem Durchmesser und dem der großen Bohrung (7^) des Außenrohres (lO) liegt.

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11. Werkzeug nach Anspruch 10, dadurch gekennzeiclinet, daß in der Bohrung (76) mit dem mittleren Durchmesser Dichtungsmittel vorgesehen sind und daß die das deformierbare Element (4o) enthaltende große Bohrung (7^zf) des Attßenrohres (lO) über eine Durchflußöffnung (97) mit der Außenseite dieses Rohres (lO) verbunden ist.

12. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Innenrohr (12) und Außenrohr (lO) an mehreren Stellen flüssigkeitsdicht aneinanderliegende Lagerflächen (44,68a) (76a) aufweisen, die mit Durchflußkamilen für die Arbeitsflüssigkeit versehen sind.

13. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenrohr (12) über Teilstrecken seiner Längsrichtung mit enger Passung in dem Außenrohr (lO) geführt ist.

14. Werkzeug nach Anspruch 13j dadurch gekennzeichnet, daß die engen Passungen oberhalb und unterhalb der Kammer (IO9) vorgesehen sind.

15. Werkzeug nach AnsxDruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in die Kammer (IO9) ragenden VorSprünge durch am Iimenrohr (12) und am Außenrohr (lO) vorgesehene, durch Durchniesseränderung gebildete ringförmige Druckschultern (27,77) gebildet sind.

16. Werkzeug nach Anspruch 1, daduch gekennzeichnet, daß das Innenrohr (12) an seiner äußeren Oberfläche axial verlaufende, keilförmige Vorsprünge (l8) aufweist, die in entsprechende Nuten (56) an der Innenwandung des Außenrohres (lO) eingreifen und zwischen den Rohren die axiale Bewegung ermöglichen und die Drehbewegung verhindern (Fig. 5).

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17- Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Außenrohr (1O) an seiner inneren Oberfläche Stabilisierung ringe (45b) für das Innenrohr (12) enthält.

lo. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das deformierbare Element (^;±O) eine Federkonstante von weniger als 100.©00 Ibs/Zoll aufweist.

19. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch ^kennzeichnet, daß das deformierbare Element (ko) so bemessen ist, daß bei einer axialen Werkzeugbelastung von 8O.OOO l^Jfund eine teleskopartige Bewegung der beiden Rohre (10,12) zueinander tun 2 Zoll und bei einer Werkzeugbelastung von 10.000 Ffund eine Bewegung um nicht mehr als 2 Zoll möglich ist.

20. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das deformierbare Element (4o) im wesentlichen nichtmetallisch ist.

21. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das deformierbare Element (ko) aus einer Schichtung; fester, ringförmiger Teile (3*->) besteht, deren seitliche Oberfläche von der Außenwand des Innenrohres (12) und von der Innenwand des Außenrohres (lO) einen Abstand aufweisen.

22. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch ;',ekermzeichnet,, daß die ringförmig ausgebildeten deformierbaren Elemente aus Urethan bestehen.

23. Werkzeug nach Ansx^ruch 1, dadurch gekonnzeichnet, daß das deformierbare Element (.kO) abwechselnd Ringe aus Urethan und MetallZwischenringe enthält.

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2h. iiferkzcug nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die He tall Zwischenringe (3") an ihrem ijineren und äußeren Umfang zwei hervorstehende umlaufende Rippen (122,126) aufweisen, zwischen denen die Urethanringe (l3'O durch Reibung gehaltert sind (Fis. 13,14.).

2;j- Werkzeug nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das defonnierbare Element (40) wechselnde ringförmige Lagen eines Elastomers enthält, der aus Gruppen von Urethanen, Silicongummi, Neoprenen oder natürlichem Gummi ausgewählt ist, wobei zwischen den Lagen Metallzwischenringe vorgesehen sind.

26. Werkzeug nach Anspruch 2'i, dadurch gekennzeichnet, daß die Elastomerringe mit den Metallringeu verbunden sind.

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