DE2619210A1 - Stabilisiervorrichtung fuer einen bohrstrang - Google Patents

Stabilisiervorrichtung fuer einen bohrstrang

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DE2619210A1
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John Michael Fuller
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    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
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    • E21B10/56—Button-type inserts
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    • E21B17/1078—Stabilisers or centralisers for casing, tubing or drill pipes

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Description

DIPL.-CHEM. dr. HARALD STACH
PATENTANWALT ^χ
2 HAMBURS 1 · A D EN AU ER ALLEE 3O - TELEFON (040) 244523
Aktenzeichen: Neuanmeldung
Anmelderint L. M. Van Hoppes & Sons Limited, Basingstoke/GB
Stabilisiervorrichtung für einen Bohrstrang
Die Erfindung betrifft eine Stabilisiervorrichtung für einen Bohrstrang in Form eines im wesentlichen hohlzylindrischen Stahlkörpers mit einstückig angearbeiteten, jeweils durch Nuten getrennten Außenrippen, in deren Außenflächen angeordneten Ausnehmungen und in diese kalt eingepreßten, stopfenartigen Einsatzelementen aus Hartmaterial, sowie die hierfür verwendeten Einsatzele?ente·
Pur Tiefbohrungen im Erdboden, wie diese beispielsweise zur Erschließung von Öl- oder Gasquellen notwendig sind, wird üblicherweise ein rotierendes Bohrwerkzeug verwendet, da» durch ein als "Bohrstrang" bezeichnetes, langes Gestänge aus einer Vielzahl von durch Schraubverbindungen zusammengefügten Elementen angetrieben wird· Die einzelnen Elemente des Bohrstranges sind durchweg hohl und dienen dazu, dem Bohrwerkzeug zur Kühlung und zur Abführung des Bohrmehls eine Bohrflüssigkeit oder einen Bohrschlamm unter Druck zuzuführen· In einigen Fällen wird dabei in den Bohrstrang zwischen dem Bohrwerkzeug und dem Bohrkragen eine Bohrloch-Schlaramturbine oder ein Hydraulikmotor eingebet!t, um die hydraulische Kraft der durch den Bohrstrang gepumpten Bohrflüssigkeit für die Rotation des Bohrwerkzeugs auszunutzen, wobei dies gewöhnlich mit einer höheren Geschwindigkeit umläuft, als dies durch Rotation des Bohrstranges erreicht werden kann»
Xn einen derartigen Bohrstrang werden üblicherweise als "stabilizer" bezeichnete Stabilisiervorrichtungen eingebaut,
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die im allgemeinen als hohlzylindrisches Element des Bohrstränges ausgebildet und durch an ihrem oberen und an ihrem unteren Ende angeordnete Schraubverbindungen oder sonstige Verbindung«· vorrichtungen mit anderen Bohrstrangelementen verbunden sind und auf ihrer Außenfläche mehrere Außenrippen tragen, zwischen denen jeweils Nuten für den Durchtritt der Bohrflüssigkeit vorgesehen sind. Derartige Stabilisiervorrichtungen können im Bohrstrang nahe dem Bohrwerkzeug und/oder an jedem anderen Punkt über die Länge des Bohrstranges eingebaut werden, wobei alle Elemente des Bohrstranges mit Ausnahme des Bohrwerkzeuges und der Stabilisiervorrichtung einen kleineren Außendurchmesser haben, als das durch das Bohrwerkzeug erzeugte Bohrloch. Zu den Funktionen derartiger Stabilisiervorrichtungen gehört die zentrische Ausrichtung der benachbarten Bohrstrangelemente zur Vermeidung oder Verringerung des Schiagens oder Vibrieren· und des Verschleißes anderer Bestandteile. Eine wichtige Funktion derartiger Stabilisiervorrichtungen besteht auch darin, die Bohrrichtung oder deren Veränderungen nach Höhe und Azimuth zu kontrollieren. Dies ist besonders wichtig beim Bohren mehrerer gerichteter Bohrungen von der gleichen Ausgangestell·, beispielsweise einer Bohrinsel. Diese Kontrο-le erfolgt durch Veränderung der Stellung eines oder mehrerer Stabil!«leitvorrichtungen in der Anordnung nahe dem Bohrort sowie durch Veränderung des Gewichtes des Bohrwerkzeuges und anderer Faktoren, wie dem Verhältnis zwischen den Durchmessern des Bohrwerkzeuges und der StabiIiaiervorrichtung. Die Kombination dieser Variablen mit den äxgenschaften der gebohrten Formation beeinflußt das allmählich Anwachsen oder Abnehmen des Höhenwinkels und die Verlagerung des Azimuths nach links oder rechts.
Die in Berührung mit der Bohrlochwand stehenden Außenflächen der Stabilisiervorrichtung en1qpr«chen einer unterbrochenen Zylinderfläche und sind Infolg· der Reibung auf den durchbohrten Formationen dem Verschl«i$fcusg·setzt. Zur Geringhaltung de· Verschleiß·· werden vielfach dl· Arbvlisf lachen der Rippen der Stabilisiervorrichtung ganz oder zum
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ORIGINAL INSPECTED
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Teil mit speziellen Hartmetallen, wie beispielsweise Wolframkarbid belegt« Der Verschleiß ist besonders stark, wenn die Stabilisiervorrichtung mit sehr hoher Geschwindigkeit in einer harten, abriebsaktiven Formation rotiert, was insbesondere beim Einbau dicht über einem durch eine Bohrloch—Schlammturbine angetriebenen Bohrwerkzeug der Fall ist.
Zur Verbesserung der Abriebebeständigkeit der Außenrippen einer Stabilisiervorrichtung kann diese entweder aus einem mit den Außenrippen einstückigen Stahlkglrper mit an den Außenrippen befestigten Elementen aus Hartmaterial, beispielsweise Wolframkarbid bestehen oder aus mehreren Einzelteilen mit ein oder mehreren getrennt gefertigten, gegebenenfalls hülsenartigen Rippeneleraenten mit an diesen befestigtem Hartmaterial ausgebildet sein, wobei das oder die Rippenteile jeweils nachfolgend mit den übrigen Teilen der Stabilisiervorrichtung verfcunden werden. Während die erstgenannte Ausführungsform hinsichtlich der Vermeidung des Abriebverschleißes nicht zufriedenstellend ist, hat die mehrteilige Konstruktion den Nachteil komplizierten Aufbaus und der Verwendung einer größeren Anzahl von Einzelteilen, deren jedes zu eines Versagen führen kann.
Die Stabilisiervorrichtungen der eingangs genannten Art alt einem mit den Außenrippen einstückigen Stahlk^örper und in bohrungsartige Ausnehmungen der Außenrippen eingepreßten Ein« satzelementen verringern nicht nur die Bruchfeefahr, sondern gestatten darüber hinaus auch ein durchgehendes und/oder lokales Barten und Tempern des Stahls, so daß die Oberflächen der Außenrippen gehärtet sind und die Schraubverbindungen eine hohe Widerstandsfähigkeit besitzen, wobei die durch die Wärmebehandlung erzielten Eigenschaften beim Einpressen der Einsatzelemente nicht beeinträchtigt werden» Dies ist ein wichtiger Vorteil gegenüber solchen Konstruktionen, bei welchen der Stahl über seine kritische Temperatur erwärmt und in seinen mechanischen Eigenschaften gestört wird.
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Die bekannten βtopfenartigen Einsatzelemente aus Wolfrainkarbid werden durch Sinterung von Wolframkarbidpulver unter Zugabe von Kobalt hergestellt und besitzen eine im wesentlichen zylindrische Form mit einer das Einpressen in die in den Außenrippen der Stabilieiervorrichtung vorgeformten Bohrungen erleichternden Abschrägung· Diese Einsatzelemente weiden ohne Erwärmen soweit in die Sackbohrungen der Außenrippen eingepreßt, daß ihre Außenfläche mit der Außenfläche der Außenrippen im wesentlichen fluchtet. Diese bekannten Stabilisiervorrichtungen haben sich zwar im Prinzip durchaus bewährt, lassen jedoch hinsichtlich ihrer Verschleißfestigkeit noch zu wünschen übrig. Dieser Gesichtspunkt gewinnt wachsende Bedeutung, da der versehleißbedlngte Austausch einer im Bohrstrang nahe dem Bohrwerkzeug angeordneten Stabulatorvorrichtung viele Stunden dauert und bei modernen Bohrinseln jede zusätzliche Betriebsstunde enorme Kosten verursacht«
Aufgabe der Erfindung ist es nun, eine Stabilisiervorrichtung der Üngange genannten Art so zu verbessern, daß eine besonders hohe Verschleißfestigkeit und eine mlfglichst lange wirksame Sinsatzzeit im Bohrbetrieb ohne Auswechslung erzielt wird·
Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Stabilisiervorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß einige Einsatzelemente jeweils mindestens einen in ihre außenseitige Oberfläche eingebetteten natürlichen oder synthetischen Diamanten oder kubischen Bornitridkristall auf* weisen«
Die erfindungsgemäße Stabilisiervorrichtung besitzt eine wesentlich verbesserte Verschleißfestigkeit und kann wesentlich längere Zelt im Bohrstrang eingebaut arbeiten, ohne einen Austausch su erfordern· Da die Sinsatsseleaente ohne Erwärmen in die Ausnehmungen der Außenrippen eingepreßt werden, bleibt Jede durch Värneeinwirkung und ungleichmäßige Kontraktion bedingte Beeinträchtigung der mechanischen Eigenschaften des Stahlkurpers und der Außenrippen vermieden·
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Die in den in vorgefertigte Bohrungen der Außenrippen eingepreßten Einsatzelementen enthaltenen Diamanten können natürlicher oder synthetischer Herkunft sein und zweckmäßig eine Größe von i/20 bis 2 Karat besitzen. Anstelle der Diamanten können auch Kristalle mit ähnlicher Härte aus kubischem Bojfrnitrid oder dergleichen verwendet werden. Vorzugsweise weist das Einsatzelement in seiner außenseitigen Oberfläche jeweils vier oder mehr Diamanten auf, die vorteilhaft im Bereich der höheren Teilchengrößen von i/8, 1/5 oder sogar i/2 Karat im allgemeinen kubisch ausgebildet sein können und zweckmäßig diagonal zur beabsichtigten Bewegungsrichtung des Einsatzelementes relativ zur Bohrlochwand ausgerichtet werden.
Weitere bevorzugte Aueführungsformen der Stabilisiervorrichtung sind in den Unteransprächen beschrieben.
Die Außenrippen der Stabilisiervorrichtung können zweckmäßig eine in einer zur Längsachse konzentrischen Zylinderfläche liegende, mit der Bohrlochwand zusammenwirkende Außenfläche sowie eine an deren vorderen Ende anschließende, vordere Schrägfläche sowie gegebenenfalls eine an das rückwärtige Ende der Außenfläche anschließende, hintere Schrägfläche aufweisen, wobei die Außenfläche und mindestens die vordere Schrägfläche vorgefertigte Bohrungen zur Aufnahme von Einsatzelementen aufweisen.
Da die Diamanten zur Erzielung der vorbestimmten Abmessungen der Stabilisiervorrichtung und iur Aufrechterhaltung derselben gegen Verschleiß an der Außenseitigen Oberfläche der Einsatzelemente angeordnet sein müssen und infolge des zunächst die Bereiche relativ weicheren Materials um die Diamanten herum erfassenden Verschleißes nach einiger Zeit aus der Oberfläche der Außenrippen herausragen und in diesem Zustand weniger geschützt und in höhecrem Maße mechanischen Stößen und anderen Kräften ausgesttet sind, welche die Diamanten aus ihren Halterungen herauszubrechen suchen, ist es trotz der im Vergleich zu diamantfreien Einsatzeleraenten insgesamt ersielten höheren
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Verschleißfestigkeit notwendig, die Halterung der Diamanten im Einsatzelement möglichst zu verbessern, um ein vorzeitiges Herausbrechen der Diamanten zu vermeiden. Nach, einer bevorzugten Ausführungsform sind die Diamanten im Einsatzelement in einer Matrix aus Volframkarbid bei Temperaturen zwischen 100O0C und 115O°C eingebunden und zusätzlich durch Infiltration der Matrix mit einer geschmolzenen Metallegierung, vorzugsweise einer Kupfer-Nickel-Zink-Legierung mit dieser verbunden. Dabei wird einerseits durch die Schrumpfung der Poren der Wolframkarbidmatrix eine Klemmwirkung auf den Diamanten ausgeübt und andererseits durch die infiltrierende Legierung eine Haftungsartige Bindung zwischen der Wolframkarbidmatrix und dem Diamanten erzielt. Der Gehalt der Matrix an Wolframkarbid beträgt dabei 65 bis 70#.
Nach einer weiteren, bevorzugten Ausführungeform bestehen die ALamanthaltigen Einsatzelemente aus einer unter einem DjMlck von mindestens 790 Bar unter Anwendung von Temperaturen im Bereich zwischen 1200°C und 1^50°C für ein bis fünf Minuten verdichteten Mischung aus Wolframkarbidpulver, 10 bis 25$ Kobaltpulver und den Diamanten. Da« dabei erhaltene Produkt hat einen Wolframkarbidgehalt von mindestens 80$o Die Diamanten sind dabei in der Wolframkarbid-Kobalt-Matrix chemisch gebunden und mechanisch gehaltert, wobei die Bindung zwischen dem Diamanten und der Matrix hohe Zug— und Schlagfestigkeit besitzt.
Der beim Vorpressen angewendete Druck kann zweckmäßig etwa Bar betragen· Die abei angewendeten Temperaturen oberhalb der für Diamanten dieser Größe bei 1200°C liegenden Temperatur des Zersetzungsbeginn· werden nur für eine zur Erzielung einer Bindung ausreichende, jedoch für einen merklichen Abbau der Diamanten unzureichende kurze Zeit angewandte I» Anschluß an die Einwirkung von Temperaturen im Bereich zwischen 12000C und 1&50°e> wird zweckmäßig eine relativ zum Abkühlen an der Luft beschleunigte Kühlung durchgeführt. Hierzu kann beispielsweise die das Einsatz-
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element enthaltende Form auf eine If aseergekühlte Platte aufgesetzt werden«
Die Herstellung des diamanthaltigen Einsatzelements erfolgt zweckmäßig in einer zylindrischen Form zwischen zwei Preßstempein, wobei der oder die Diamanten vor dem Verpresaen auf der Stirnfläche des die außenseitige Oberfläche erzeugenden Preßstempels aufgeklebt oder auf andere Weise befestigt werden« Die Diamanten besitzen dabei eine Größe von mindestens 1/20 Karat und vorzugsweise etwa 1/2 Karat. Diamanten der letztgenannten Größe haben normalerweise eine Form mit einer flachen Fläche, die leicht auf die Stirnfläche eines Preß« stempeis aufgeklebt werden kann, wobei die Diamanten jeweils in der gewünschten Orientierung ausgerichtet werden können* Bei den erfindungsgemäß bevorzugten, kubisch ausgebildeten Diamanten werden diese diagonal zur beabsichtigten Bewegungsrichtung des Einsatzelementes relativ zur Bohrlochwand ausgerichtet, da dies nach dem Einpressen der Eineatzelemente in die Bohrungen der Außenrippen der Stabilisiervorrichtung die höchste Verschleißfestigkeit ergibt·
Da die Einsatzeleiaente kalt in die vorgefertigten Bohrungen in den Außenrippen eingepreßt und in der dabei erzielten Stellung zuverlässig gehalten werden sollen, besitzen sie zweckmäßig einen im Vergleich zum Durchmesser der Bohrungen um etwa 5$ größeren maximalen Durchmesser, während die Bohrungen eine größere Tiefe besitzen, als die Einsatzelenente. Zur Erleichterung des Einpressenβ und zur Erzielung eines sichereren Sitzes besitzen die Einsatzelemente auf ihrer Umfangfläche angeordnete Längsnuten und an ihrem von den Diamanten abgewandten Ende eine kegelartige Anschrägung· Di· am anderen End· angeordnete, die liamanten enthaltend· Oberfläche kann zweckmäßig »ine Perm besitzen, die den Konturen der das eingepreßt· Einsatz«l«a»nt ung«benden Bereiche der Oberfläche der Außenrippe entspricht« Sin· derartig· For» der auß«ns»itig«n Ober fläch· das Einsatz«lei«»nts kann s«hr
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einfach während dee Formpressen» durch entsprechende Formgebung der Stirnfläche des Preßstempels erzeugt werden.
Die Einsatzelemente können so in die Bohrungen der Außenrippen eingepreßt werden, daß ihre Diamanten mit der Oberfläche der Außenrippen fluchten oder gegenüber dieaen um bis zu etwa 2 mm vorstehen. Eine Stabilisiervorrichtung mit einer Länge von etwa 700 mm und 6 Außenrippen von je 250 mm Länge und einer Breite von etwa 50 mm kann bis zu 500 Einsatzelemente aufweisen, von denen etwa k%0 aus Wolframkarbid bestehen und die übrigen 50 zusätzlich Diamanten aufweisen können. Vorzugswelse ist jede Außenrippe auf ihrer Außenfläche und ihren vorderen und hinteren Schrägflächen mit in vorgefertigte Bohrungen eingepreßten Einsatzelementen versehen, wobei vorteilhaft höchstens 25% der auf der Außenfläche angeordneten Eineatzelerasnte eingebettete Diamanten enthalten. Zweckmäßig enthalten ferner höchstens 25$ der auf der hinteren Schrägfläche angeordneten Einsatzelemente und mindestens 20$ der auf der vorderen Schrägfläche angeordneten Einβatzelemente eingebettete Diamanten.
Zum Anbringen der Einsatzelemente werden die Außenrippen der Stabilisiervorrichtung zunächst an allen fUr Elnsatzelemente vorgesehenen Stellen mit Bohrungen versehen, deren Tiefe etwa der Gesamtlänge der Einsatzelemente entspricht. Nach dem Einpressen der diamantfreien Einsatzelemente in die für diese vorgesehenen Bohrungen mittels einer Presse für Drücke bis zu etwa 16OOO Bat* werden die Außenrippen einem Schlelftarbeitsgang unterzogen, bei welchem alle vorspringenden Teile der eingepreßten Einsatzelemente entfernt werden, so daß die Einsatselemente in ihren Außenflächen der Zylinderteilfläche der Außenrippe entsprechend« Nachfolgend werden die noch offenen Bohrungen durch Nachbohren so vertieft, daß sie eine im Vergleich zu den diamanthaltigen Elnsatzelementen um etwa 5$ größere Tiefe besitzen. Dann werden die diamanthaltigen Einsatzelemente so in die Bohrungen eingepreßt, daß ihre die Diamanten enthaltenden Außenflächen im wesentlichen mit der
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Zylinderteilfläche der Außenrippen fluchtet«
Im folgenden wird eine bevorzugte Ausführungeform der erfindungsgemäßen Stabilisiervorrichtung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigen:
Pig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Einsatzelements, Pig· 2 eine perspektivische Ansicht eines abgewandelten Einsatzelements,
Pig. 3 eine Seitenansicht einer Stabilisiervorrichtung, Pig. k eine Aufsicht auf die Stabilisiervorrichtung gemäß
Fig. h und
Fig. 5 eine vergrößerte schematische Ansicht einer Außenrippe der Stabilisiervorrichtung gemäß der Fig. 3 und k»
Die in den Fig. 3 bis 5 dargestellte Stabilisiervorrichtung 10 beseitzt einen zylindrischen Stahlkörper 13t der an einem Ende mit einem einstückig ee β angearbeiteten, kegeligen Außengewinde 11 und am anderen Ende mit einem einstückig angearbeiteten, kegeligen Innengewinde 12 versehen 1st. Die Gewinde dienen zur Verbindung der Stabilisiervorrichtung mit den benachbarten Teilen eines Bohrstranges. Am zylindrischen Stahlkörper 13 sind bei der dargestellten Ausführungsform sechs Außenrippen 15 aus gehärtetem Stahl einstückig angearbeitet· Die Außenrippen 15 besitzen eine mit der Bohrlochwand zusammenwirkende, einer Zylinderteilfläche entsprechende Außenfläche 152, eine am vorderen Ende angeordnete, vordere Schrägfläche 151 und eine am rückwärtigen Ende angeordnete, hintere Schrägfläche 153* Auf der Außenfläche 152 der Außenrippe 15 ist eine Vielzahl von zylindrischen Sackbohrungen angeordnet, in welche jeweils Einsatzelemente aus im Vergleich zum Stahl härtere« Material eingepreßt sind« Weitere Bohrungen sind in den konisch abgeschrägten vorderen und hinteren Schrägflächen 151 bzw. 153 vorgesehen. Diese enthalten ebenfalls eingepreßte Einsatzelemente aus im Vergleich zum Stahlmaterial der Stabilisiervorrichtung härterem Material.
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Die in den Fig. 1 und 2 darges tell ten, diaiaanthaltigen Einsatzelemente 20 besitzen eine im wesentlichen zylindrische Form und bestehen aus einer harten metallischen Matrix mit einer Mehrzahl von in die im Einbauzustand nach außen gewandte Oberfläche eingebetteten Diamanten 21. Da die Einsatzelemente einen im Vergleich zu den Bohrungen etwas größeren Außendurchmesser besitzen, sind si«» zur Erleichterung de« Einführenβ in die zugehörige Bohrung an ihrer zylindrischen Außenfläche mit einer Mehrzahl von zur Zylinderachse parallelen Längsnuten 22 und einer an dem von den Diamanten 21 abgewandten Ende angeordneten, konischen Abschrägung versehen, die beim kalten Einpressen des Einsatzelements in die Bohrung als Führung dient·
Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsfona sind in der Außenfläche des Einsatzelementes 20 vier kubische Diamanten ähnlicher Größe diagonal zu der dem Pfeil X entsprechenden, beabsichtigten Bewegungsrichtung des Elnsatzelements 20 relativ zur Bohrlochwand angeordnet.
Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform 1st eine Mehrzahl ion in entsprechender Welse diagonal angeordneten, kubischen Diamanten sowie eine weitere Anzahl kleinerer Diamanten vorgesehen.
Wie Fig. 5 zeigt, sind von den neun Einsatzelementen auf der vorderen Schrägfläche 151 der Außenrippe 15 drei mit Diamanten versehen, während ein weiteres diamanthaltiges Einsatzelement auf der Grenzlinie zwischen der vorderen Schrägfläche 151 und der Außenfläche 152 angebracht ist. Auf der Außenfläche 152 sind die diamanthaltigen Eineatzelemente 20 an deren vorderem Ende und an der bsi der · üblicherweise im Uhr- «eigersinne erfolgenden Drehung der Stabilisiervorrichtung im Bohrloch vorderen Kante des rückwärtigen Teiles der Außenfläch· 152 angeordnet.
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ORIGINAL
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Die vorstehend anhand einer bevorzugten Aueführungsform erläuterte Stabilisiervorriehtung kann vom Fachmann je nach den An« forderungen in verschiedener Weise zweckentsprechend abgewandelt werden, sofern dabei in den Außenflächen der Außenrippen kalt eingepreßte diamanthaltige Binsatzelemente und weitere,
diamantfreie Einsatzeleraente in Kombination verwendet werden.
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ORIGINAL INSPECTED

Claims (1)

  1. DIPL.-CHEM. dr. HARALD STACH
    PATENTANWALT
    HAMBURG 1 · AD ENAU ERALLEE 3O - TELEFON (O4O) 24 45 23
    Aktenzeichen; Neuanmeldung
    Anmelderin t L. M. Van Μορρθβ & Sons Limited
    PATENTANSPRÜCHE
    1) Stabilisiervorrichtung für einen Bohrstrang in Form eines im wesentlichen holilzylindriechen Stahlkörpers mit einstückig angearbeiteten, jeweils durch Nuten getrennten Außenrippen, in deren Außenflächen angeordneten Ausnehmungen und in diese kalt eingepreßten, stopfenartigen Einsatzelementen aus Hartmaterial, dadurch gekennzeichnet, daß einige Einsatzeleraente (20) jeweils mindestens einen in ihre außenseiteige Oberfläche eingebetteten natürlichen oder synthetischen Diamanten (21) oder kubischen Bornitridkristall aufweisen.
    2) Stabilisiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Außenrippe (15) im wesentlichen aus Volframkarbid bestehende Einsatzelemente trägt und jeweils 3 bis 20$ der Einsatzelemente (20) jeder Außenrippe (15) in ¥olframkarbid eingebettete Diamanten (21) aufweisen.
    3) Stabilieiervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die äianaanthaitigen Einsatzeleaxente (20) in den Bereichen scharfer Konturänderungen dor Außenflächen der Außenrippen (15) konzentriert sind.
    k) Stabilisiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß jede Außenrippe (15) «ine in einer zur Längsachse konzentrischen Zylinderfläche liegende Außenfläche (152) und eine an deren vorderem Ende angeordnete, vordere Schrägfläche (151) sowie gegebenenfalls eine am rückwärtigen Ende der Außenfläche (152) angeordnete, hintere Schrägflache (153) aufweist und die diamant-
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    haltigen Einsatzeleraente (2θ) jeweils in dem Bereich konzentriert sind, in dem die Außenfläche (152) und die vordere Schrägfläche (151) aneinandergrenzen·
    5) Stabilieiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis'**, dadurch gekennzeichnet» daß höchstens 25$ der auf der Außenfläche (i52) angeordneten Einsatzelemente (20) Diamanten (21) enthalten·
    6) Stabilieiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet» daß mindestens 20$ der auf der vorderen Schrägfläche (151) angeordneten Einsatzelemente (20) Diamanten (21) enthalten.
    7) Stabilieiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß höchstens 25$ der auf der hinderen Schrägfläche (153) angeordneten Einsatzeleraente (20) Diamanten (21) enthalten·
    3) Stabilieiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Diamanten (21) eine Größe zwischen 1/20 und 2 Karat besitzen·
    9) Stabilisiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet» daß jedes diamanthaltige Einsatzelement (20) mindestens vier in seiner außenseitigen Oberfläch· angeordnete Diamanten (21) aufweist·
    10) Stabilisiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9« dadurch gekennzeichnet, daß die Diamanten (21) kubisch ausgebildet und diagonal zur beabsichtigten Bewegungsrichtung des Einsatatelementes (2θ) relativ zur Bohrlochwand ausgerichtet sind»
    11} Stabilisiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die diamanthaltigen Einsatzelemente
    (20) aus einer bei Temperatur·» zwischen 12000C und 1*»50°C bei Drücken von mindestens 790 Bar 1 bis 5 Minuten verdichteten Mischung aus Wolframkarbidpulver, einer auf d*ss«n Gewicht bezogenen Menge von 10 bis 25$ Kobaltpulver und den Diamanten
    (21) b..t.h.n. 6 U 9 ti A 7/0 320
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    12) Stabilisiervorrichtung nach eine/m der Ansprüche t bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Diamanten (21) im Einsatzelement (20) in Wolfrainkarbid eingebettet und durch Infiltration mit einer Metallegierung, insbesondere einer Kupfer-Nickel-Zink-Legierung mit diesem Verbunden sind.
    13) Einsatzelement für eine Stabilieiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß dieses im wesentlichen aus Wolframkarbid besteht und mindestens einen in dessen außenseitige Oberfläche eingebetteten Diamanten aufweist.
    14) Einsatzelement nach Anspruch 13t dadurch gekennzeichnet, daß die Diamanten (21) im Wolframkarbid durch Infiltration mit einer Metallegierung, vorzugsweise einer Kiffer-Nickel-Zink-Legierung eingebunden sind.
    15) Einsatzelement nach Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet, daß dieses aus einer bei Temperaturen zwischen 1200 C und
    C und Drücken von mindestens 790 Bar 1 bis 5 verdichteten Mischung aus Wolframkarbidpulver, einer auf dessen Gewicht bezogenen Menge von IO bis 25$ Kobaltpulver und den Diamanten besteht.
    16) Einsatzelement nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß in dessen außenseitiger Oberfläche mindestens ύ±*τ Diamanten -ron jeweils 1/2O bis 2 Karat enthalten sind.
    17) Binsatzelentent nach einem der Anspruch· 13 bis 16", mit im wesentlichen zylindrischer Form und «insta gegenüber der zugshörigen Ausnehmung in dsr Außenrippe der Stabilisiervorrichtung etwas größeren Durehmesser, gekennzeichnet durch auf dsr Uufangsfläch· angeordnete Längsnuten (22) und sins an dem von den Diamanten (21) entfernten Ende angeordneten kegeligen Abschrägung.
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    ORIGINAL INSPECTED
    18) Verfahren zur Herstellung von Einsatzelementen nach Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet, daß man das pulverförmige Ausgan smaterial, vorzugsweise Wolframkarbidpulver, in einer zylindrischen Form zwischen zwei Preßstempeln bei Temperaturen zwischen 1200 C und 1^50 C und Drücken von mindestens 790 Bar 1 bis 5 Minuten verpresst und den oder die Diamanten vor dem Verpressen auf der Stirnfläche des die außenseitige Oberfläche erzeugenden Preßstempels befestigt.
    19) Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Verpressen zw/ischen Preßstempeln erfolgt, von denen mindestens einer eine der Kontur der zu erzeugenden Endfläche des Einsatzelements (20) entsprechende Form besifzt.
    20) Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Mischung aus Wolframkarbid, einer auf dessen Gewicht bezogenen Menge von 10 bis 25$ Kobalt sowie den Diamanten verpreßt.
DE19762619210 1975-05-06 1976-04-30 Stabilisiervorrichtung fuer einen bohrstrang Withdrawn DE2619210A1 (de)

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