-
Ringförmiger Ausblaspreventer
-
Die Erfindung betrifft einen ringförmigen Ausblaspreventer, in dem
eine Packung, bestehend aus einem massiven Ring aus elastischem Material innerhalb
einer Aussparung angeordnet ist, die eine das Preventergehäuse durchlaufende Bohrung
umgibt, wobei dieser massive Ring aus elastischem Material in der Aussparung so
angeordnet ist, daß er durch Zusammendrücken in einem in der Bohrung befindlichen
Gegenstand in Dichtungsberührung gebracht werden kann oder, falls die Bohrung leer
ist, sich zur Sperrung des Durchtritts aufeinanderdrücken lässt.
-
Es ist eine Vielzahl Ausblaspre venter bekannt. In diesem Zusammenhang
wird beispielsweise auf die US-PS 2 609 836, 3 492 007, 3 737 139, 3 572 627 und
3 572 628 verwiesen.
-
In den letztgenannten beiden Druckschriften sind ringförmige Preventer
beschrieben, deren elastisches Material durch eine kreisförmig angeordnete Reihe
starrer Einsätze versteift ist, die mit dem elastischen Material verbunden und in
ihm eingebettet sind und Rippen aufweisen, welche an ihren gegenüberliegenden Enden
in der Nähe der Stirnflächen des Ringkörpers Flansche besitzen. Die Seiten der Rippen
jedes Einsatzes liegen annähernd in Ebenen geringster Spannung des elastischen Materials,
wenn die Packung zusammengezogen ist, so daß das Bestreben, daß die Bindung zwischen
den Seiten und dem Material unterbrochen wird, verringert wird. Es ist jedoch in
dieser Hinsicht eine Verbesserung wünschenswert, insbesondere für Einsätze mit größeren
radialen Abmessungen.
-
Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, einen ringförmigen
Preventer relativ kurzer Höhe und kleiner radialer Erstreckung zu schaffen, der
sich nicht nur preiswert herstellen lässt, sondern auch so gebaut ist, daß der Kraft,
durch die er in die zusammengezogene Lage bewegt wird, aufgrund des in der Bohrung
des Preventerkörpers herrschenden Bohrlochdruckes eine kleine Kraft entgegenwirkt.
In diesem Zusammenhang soll die zu schaffende pr-eventerkonstruktion ferner so ausgebildet
sein, daß die Packung und die strömungsmittelbetätigte Vorrichtung, durch die die
Packung veranlasst wird, sich zusammenzuziehen, sich leicht und schnell als eine
Einheit austauschen lassen, daß aber andererseits auch die Möglichkeit besteht,
die Packung getrennt auszutauschen, ohne dadurch die Strömungsmittelantriebsvorrichtung
zu
stören. Schließlich soll in diesem Zusammenhang auch die zu schaffende Packung mit
steifen Verstärkungskörpern versehen sein, deren gegenüberliegende Seiten nahezu
in Flächen geringster Spannung bzw.
-
Beanspruchung liegen.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Ausblasbreventer der
genannten Art gelöst, bei dem die Packung durch einen Kolben zusammengezogen wird,
der einen zusammenziehbaren Ringkörper aus elastischem Material aufweist, der in
einer Kammer um die Packungsaussparung in dem Gehäuse abdichtend verschiebbar gelagert
ist, wobei eine Vorrichtung vorgesehen ist, die durch eine Wand des Gehäuses, welche
die Aussparung von der Kammer abtrennt, abgedichtet verschiebbar ist, um dadurch
die Einwärtsbewegung des sich zusammenziehenden Kolbens auf die Packung zu übertragen,
sobald der Kammer durch in dem Gehäuse vorhandene Kanäle Antriebsströmungsmittel
auf ihre äußere Oberfläche zugeführt wird. Wenn sich der Kolben bewegt, bewegt sich
seine innere Oberfläche mit einer größeren Geschwindigkeit radial nach innen als
seine äußere Oberfläche, so daß die radiale Länge der Druckkammer und damit die
radiale Länge des Gehäuses erheblich kleiner sein kann als eine Druckkammer, in
der herkömmliche Kolben mit der Packung in der eingangs geschilderten Weise in Verbindung
stehen, und bei der jedes Inkrement der Einwärtsbewegung des äußeren Packungsdurchmessers
ein gleiches Inkrement der Einwärtsbewegung des Kolbens erfordert. Gleichzeitig
braucht die Vorrichtung, die sich abgedichtet durch die die Kammer von der Aussparung
trennende Wand erstreckt nur eine Querschnittsfläche aufzuweisen, die ausreicht,
um die Kraft des Kolbens auf die Packung zu übertragen, wobei der Bohrlochdruck
innerhalb der Aussparung in der Bohrung des Gehäuses den Kolben mit
einer
kleinen Kraft nach außen in die ausgedehnte Lage drückt.
-
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiele näher erläutert. In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 eine senkrechte
Schnittsansicht eines Ausblaspreventers gemäß einer ersten Ausführungsform, dessen
Packung in der ausgedehnten, vollständig offenen Lage bezüglich der Bohrung des
Preventergehäuses gezeigt ist, Fig. 2 eine isometrische Schnittsansicht der Packung,
des scheibenförmigen Körpers und der Kolbenanordnung, die aus dem Preventergehäuse
von Fig. 1 entfernt sind und zur Verdeutlichung weggebrochen sind, Fig. 3 eine waagrechte
Schnittsansicht des Preventers längs der Linie 3-3 in Fig. 1, Fig. 4 eine vergrößerte
Seitenansicht eines der starren Einsätze, die in die Preventeranordnung der Figuren
1-3 eingebettet sind, Fig. 5 eine waagrechte Schnittsansicht des Einsatzes längs
der Linie 5-5 in Fig. 4, Fig. 6 eine senkrechte Teilschnittsansicht des Preventers,
ähnlich der von Fig. 1, wobei sich jedoch in der Bohrung des Preventergehäuses ein
Leitungsrohr befindet, und die Packung zusammengezogen ist, so
daß
sie mit dem Leitungsrohr in Dichtungsberührung steht, Fig. 7 eine senkrechte Schnittsansicht
eines Ausblaspreventers gemäß einer zweiten Ausführungsform, bei der die Packung
in ausgedehnter Form die Bohrung des Preventergehäuses vollständig öffnenden Lage
gezeigt ist, Fig. 8 eine auseinandergezogene, isometrische Darstellung der Packung
des Kolbens, des scheibenförmigen Körpers und der Ringanordnung des Preventers von
Fig. 7, die aus dem Gehäuse entfernt und teilweise weggebrochen sind, Fig. 9 eine
isometrische Darstellung eines der starren Einsätze, die in die Packung von Fig.
8 eingebettet sind, Fig.10 eine waagrechte Teilschnittsansicht des Kolbens, des
scheibenförmigen Körpers und der Ringanordnung und der Packung des Preventers von
Fig. 7 längs der Linie 10-10 in Fig. 7, und Fig.ll eine senkrechte Teilschnittsansicht
des Preventers, die der von Fig. 7 ähnlich ist, wobei jedoch die Packung zusammengezogen
ist, um sich gegen sich selbst abzudichten und damit die offene Durchgangsbohrung
des Pr.eventerkörpers zu verschließen.
-
Die erste Ausführungsform des Preventers, die in ihrer Gesamtheit
mit 20 bezeichnet ist, weist ein Gehäuse 21 mit einer senkrechten Bohrung 22 auf
sowie obere und untere Enden, die mit Teilen eines nicht dargestellten Bohrlochkopfes
verbunden werden können, wobei die Bohrung 22 eine Fortsetzung der Bohrlochbohrung
bildet. Somit ist bei einem typischen Einbaufall ein Flansch 23 an dem unteren Ende
des Gehäuses mit einem anderen Preventer eines Ausblaspreventerstapels verschraubbar,
und Löcher 24 im oberen Ende dienen zur Aufnahme von Schrauben zum Anschluß des
unteren Endes eines Steigersystems, daß sich nach oben zu bis zum Wasserspiegel
erstreckt. Ringnuten 25 und 26 sind in den oberen und unteren Enden des Gehäuses
um die Bohrung 22 herum ausgebildet und dienen zur Aufnahme von Dichtungsringen,
die zwischen dem Preventergehäuse und den benachbarten Teilen des Bohrlochkopfes
eine Abdichtung herstellen.
-
Das Gehäuse 21 weist einen Körper mit einem unteren rohrförmigen Endteil
27A auf, in dem das untere Ende 22A der Gehäusebohrung 22 ausgebildet ist, sowie
eine Stirnwand 27B, die sich von dem oberen Ende des rohrförmigen Teils 27A aus
nach außen erstreckt, und eine äußere Ringwand 27C, die sich von der Stirnwand 27B
nach oben erstreckt. Das Gehäuse ist außerdem mit einem Deckel 28 ausgerüstet, der
einen Innenumfang aufweist, welcher das obere Ende 22B der Bohrung 22 bildet, sowie
einen Außenumfang, der mit der Körperwand 27C durch Gewinde 29 verbunden ist. Deckel
und Körper sind so verbunden, daß die Bodenseite des Deckels mit Abstand über der
Oberseite der Stirnwand 27B des Körpers liegt, so daß sich in dem Gehäuse radial
außerhalb der Bohrung 22 ein Ringraum bildet.
-
Dieser Ringraum ist durch eine Ringwand 30, die sich durch
ihn
hindurch in senkrechter Richtung erstreckt, in eine Aussparung 31, welche der Bohrung
22 auf der Innenseite der Wand gegenüberliegt, und eine äußere Kammer 32 unterteilt
ist, die sich auf der Innenseite der Außenkörperwand 27C befindet. Die Wand weist
einen oberen Teil 30A auf, der sich von dem Deckel aus nach unten erstreckt, sowie
einen unteren Teil 30B, der sich von der Körperstirnwand 27B aus nach oben erstreckt
und von dem Ende des Teils 30A mit Abstand getrennt ist, so daß in der Wand ein
Ringschlitz S ausgebildet ist.
-
Eine Packung 33, bestehend aus einem verstärkten Ring aus Gummi oder
einem anderen elastischen Material, sitzt in der Aussparung 31 und lässt sich zwischen
einer äußeren, ausgedehnten Lage, in der die Bohrung im wesentlichen mit der Bohrung
22 des Preventergehäuses fluchtend ausgerichtet ist, wie aus Fig. 1 ersichtlich,
und einer inneren, zusammengezogenen Lage, in der die Packung die Durchgangsbohrung
des Gehäuses verschließen kann, bewegen. Auf diese Weise dichtet die Packung 33,
wie aus Fig. 6 hervorgeht, sobald ein Rohr P in der Gehäusebohrung angeordnet ist,
rund um das Rohr- ab, um auf diese Weise den Ringraum zwischen der Bohrung und dem
Rohr zu verschließen. Alternativ dazu kann die Packung, sobald die Bohrung leer
ist, noch weiter zusammengezogen werden, um sich in sich selbst abzudichten, wie
dies im folgenden im Zusammenhang mit der zweiten Ausführungsform näher erläutert
ist.
-
Ein Kolben 34, bestehend aus einem verstärkten Ringkörper aus demselben
Material, befindet sich in der Kammer 32 und lässt sich in dieser Kammer in bezug
auf die Bohrung des Preventergehäuses abgedichtet hin- und herverschieben, und ein
verstärkter scheibenförmiger Körper 35 aus dem Material
erstreckt
sich abdichtend durch den Schlitz S hindurch und bildet mit dem Packungsring und
dem Kolbenringkörper auf seiner inneren bzw. auf seiner äußeren Oberfläche eine
integrale Einheit. Wenn sich also der Kolben unter Krafteinwirkung in radialer Richtung
so nach innen bewegt, wie dies noch beschrieben wird, bewirkt sein Zusammenziehen
ein Zusammenziehen des scheibenförmigen Körpers, wodurch wiederum die Packung zusammengezogen
wird. Darüberhinaus nimmt das Ausmaß des Zusammenziehens der ringförmigen Masse,
bestehend aus Packung, scheibenförmigem Körper und Kolben, in Richtung von ihrer
äußeren zu ihrer inneren Oberfläche zu, so daß durch den hier beschriebenen Preventer,
wie ebenfalls bereits erwähnt wurde, die radiale Länge der Kammer, in der sich der
Kolben hin- und herbewegt, kleiner ist, als sie sein würde, wenn der Kolben und
seine Verbindung mit der Packung herkömmlicher Konstruktion entsprächen.
-
Der Kolben wird durch den Druck des Betriebsfluid, das in die Kammer
32 auf die äußere Oberfläche des Kolbens durch einen Kanal 36 im Gehäuse eingelassen
wird, nach innen gepresst. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der hier beschriebenen
Konstruktion wird der Kolben veranlasst, sich nach außen zu bewegen, so daß die
Packung und der scheibenförmige Körper zwangsläufig mit ihm gedehnt werden, indem
Betriebsfluid in die Kammer 32 auf die innere Oberfläche des Kolbens 34 durch einen
Kanal 37 eingeleitet wird. Die Kanäle 38 erstrecken sich durch den scheibenförmigen
Körper 35 neben dem Kolben 34, um eine Strömungsmittelverbindung zwischen der Kammer
32 über dem scheibenförmigen Körper und dem Teil unterhalb des scheibenförmigen
Körpers herzustellen, so daß das Betriebsfluid durch denselben Kanal 37 eingeleitet
oder ausgeleitet werden kann. Sebstverständlich
sind hier nicht
dargestellte passende Steuerelemente vorgesehen, mit denen das Einleiten von Betriebsfluid
unter Druck in den einen Kanal gesteuert werden kann, während es durch den anderen
Kanal herausgeleitet wird.
-
Der in radialer Richtung äußere Teil des oberen Endes des Packungsringkörpers
ist über der unteren Seite des Deckels innerhalb der Aussparung abdichtend verschiebbar,
wenn die Packung nach innen in die zusammengezogene Lage bewegt wird.
-
Das untere Ende der Packung 33 ist auf einer Brücke 40 abgestützt
und auf ihr verschiebbar, die auf der Oberseite der Körperstirnwand 27B am unteren
Ende der Aussparung getragen wird. Löcher 40A sind in der Brücke ausgebildet und
übertragen den in der Bohrung des preventergehäuses herrschenden Druck in die Aussparung
hinter die Packung. Ferner sind Kanäle 39 in dem scheibenförmigen Körper neben der
Packung 33 vorgesehen, die eine Fluidverbindung zwischen der Aussparung in der Bohrung
des Gehäuses über dem scheibenförmigen Körper und der Aussparung darunter herstellen.
Demzufolge übt der Bohrlochdruck, sobald die Bohrung der Packung mit einem Rohr
P in Dichtungsberührung steht, oder sich in sich selbst abdichtet, wenn die Bohrung
leer ist, eine große Kraft aus, die diejenige ergänzt, die von dem Betriebsfluid
erzeugt wird, um die Packung dicht gegen das Rohr zu pressen. Auch steht der Kraft,
mit der der Kolben nach innen in die geschlossene Lage bewegt wird, eine nur verhältnismäßig
kleine Kraft entgegen, die von dem in der Bohrung des Breventers über der Querschnittsfläche
des scheibenförmigen Körpers 35 wirkenden Bohrlochfluids erzeugt wird.
-
Der scheibenförmige Körper 35. ist in den oberen Dichtungsringen 41A
und 42A und den unteren Dichtungsringen 41B und
42B gleitend abgedichtet,
die in ausgesparten Teilen der oberen und unteren Enden der Wandteile 30A und 30B
getragen werden, welche den Schlitz S bilden. Ein Kanal 43A verbindet das untere
Ende des Wandteils 30A zwischen den Dichtungsringen 41A und 42A mit dem Raum außerhalb
des Deckels 28, während ein Kanal 43B das obere Ende des Wandteils 30B zwischen
den Dichtungsringen 41B und 42B mit dem Raum außerhalb des Körpers verbindet. Auf
diese Weise strömt Fluidleckage entweder an den inneren oder den äußeren Dichtungsringen
vorbei aus dem Preventergehäuse heraus und nicht aus der Kammer in die Aussparung
oder von der Aussparung in die Kammer hinein.
-
Wie bereits oben erwähnt wurde und unter Bezugnahme auf die Figuren
1 und 6 verständlich wird, lässt sich der Deckel 28 in bezug auf den Körper so drehen,
daß die Gewinde 29 voneinander getrennt werden, wodurch der Deckel sich entfernen
lässt, um dadurch den Austausch der Packung, des Kolbens und des verbindenden scheibenförmigen
Körpers zu ermöglichen. Das Anheben des Deckels lässt sich durch die Löcher 45 erleichtern,
die an seinem oberen Ende zur Aufnahme von Haken einer passenden Hubvorrichtung
vorgesehen sind.
-
Das elastische Material jedes Packungsri ngs, Kolbenrings und scheibenförmigen
Körpers wird durch eine in etwa kreisrunde Reihe metallener Einsätze 46 verstärkt,
die mit dem Material verbunden sind und sich mit Abstand nebeneinander in etwa von
der inneren Oberfläche der Packung zur äußeren Oberfläche des Kobens erstrecken.
Im einzelnen weist jeder Einsatz einen Teil 46A auf seinem inneren Ende innerhalb
des Packungsrings auf, der in etwa C-förmig ausgebildet und mit oberen und unteren
Flanschen versehen ist, die sich in radialer Richtung von sich verjüngenden oberen
und unteren Teilen
33B und 33C oberhalb und unterhalb des Mittelteils
33A der Stirnfläche des Packungsrings nach innen erstrecken, jedoch in radialer
Richtung ausserhalb des Mittelteils und damit außerhalb der Bohrung des Gehäuses
enden, wenn sich die Packung in der offenen Stellung befindet. Jeder Einsatz ist
ferner mit einem zentralen Teil 46B versehen, der sich innerhalb des elastischen
Materials des scheibenförmigen Körpers befindet, jedoch eine etwas kleinere senkrechte
Breite hat als das elastische Material dieses Körpers, so daß die obere Oberfläche
und untere Oberfläche des scheibenförmigen Körpers in dem Schlitz S gleitend abgedichtet
sind. Desweiteren weist jeder Einsatz einen Teil 46C auf, der sich an seinem äußeren
Ende und innerhalb des Kolbenrings befindet und in etwa dieselbe radiale Länge und
Höhe des Kolbenrings aufweist.
-
Die oberen und unteren Enden des Packungs rings sind an ihrem Innenumfang
und Außenumfang mit Lippen 47 versehen, die sich in senkrechter Richtung über dem
benachbarten Flansch des Einsatzteils 46A hinauserstrecken. Die oberen Lippen bewirken
eine gleitende Dichtung mit der Oberseite der Aussparung 31, während die unteren
Lippen ermöglichen, daß die Packung bezüglich ihrer Enden umgedreht werden kann.
Shniiche Lippen 48 befinden sich auf den oberen und unteren Enden des Kolbenrings
und ragen in senkrechter Richtung über die benachbarten Enden des Einsatzteils 46C
hinaus, um eine gleitende Abdichtung mit der Kammer 32 herbeizuführen.
-
Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, sind die gegenüberliegenden Seiten
jedes Einsatzes logarithmischen Spiralen angenähert, die ihre Mittelpunkte auf der
Achse des Packungsrings haben, so daß sie, wie oben ausgeführt, in bezug auf jede
beliebige
schneidende Radialebene überall unter demselben Winkel
angeordnet sind. Wie ebenfalls bereits erwähnt wurde, bilden die Spiralen Oberflächen
geringster Spannung für den Gummi in bezug auf die Einsätze, wobei der Winkel in
bezug auf eine Radialebene, angenommen sei hier 45', vom Fachmann auf die beispielsweise
in der US-PS 3 572 628 beschriebene Art näherungsweise ermittelt werden kann.
-
Die zweite Ausführungs.form des Preventers, die in den Figuren 7-11
dargestellt ist, ist in ihrer Gesamtheit mit 50 bezeichnet und weist ein Gehäuse
51 auf, das in vielfacher Hinsicht dem Gehäuse 21 des Preventers 20 ähnlich ist.
Dieses Gehäuse einer senkrechten Durchgangsbohrung 52 sowie oberen und unteren Enden
versehen, die sich in herkömmlicher Weise, so beispielsweise wie im Zusammenhang
mit der ersten Ausführungsform beschrieben, mit Teilen eines nicht dargestellten
Bohrlochkopfes verbinden lassen, wobei die Gehäusebohrung eine Fortsetzung der Bohrlochkopfbohrung
bildet.
-
Das Gehäuse 51 ist dem Gehäuse 21 auch darin ähnlich oder gleich,
daß es einen Körper mit einem rohrförmigen Teil 57A aufweist, in dem der untere
Teil 52A der Gehäusebohrung 52 ausgebildet ist, sowie eine Stirnwand 57B, die sich
von dem oberen Ende des rohrförmigen Teils 57A aus nach außen erstreckt, und eine
äußere Ringwand 57C, die sich von der Stirnwand nach oben erstreckt.
-
Das Gehäuse ist ferner mit einem zweiteiligen Deckel 58 versehen,
der einen Innenumfang aufweist, welcher das obere Ende 52B der Bohrung 52 bildet,
sowie einen Außenumfang, der mit der Körperwand 57C durch Gewinde 59 verbunden ist.
Wie im Falle des Gehäuses des Preventers 20 bilden bei so verbundenem Körper und
Deckel die untere Seite des Deckels,
die obere Seite der Stirnwand
57B und die Außenwand 57C des Körpers einen Ringraum in dem Gehäuse, der sich in
radialer Richtung außerhalb der Bohrung 22 befindet. Darüberhinaus ist dieser Ringraum
ebenfalls durch eine Ringwand 60, die sich in senkrechter Richtung durch den Raum
hindurcherstreckt, in eine Aussparung 61 auf der Innenseite der Wand, die der Bohrung
52 zugewendet ist, und eine Kammer 62 unterteilt.
-
Diese Trennwand besteht aus einem oberen Teil 60A, der sich von der
Unterseite des Deckels aus nach unten erstreckt, und einem unteren Teil 60B, der
sich von der Oberseite der Stirnwand 57B aus nach oben erstreckt und von dem Ende
des Teils 60A mit Abstand getrennt ist, so daß ein Ringschlitz S in der Wand gebildet
wird.
-
Wie im Falle der ersten, oben beschriebenen Ausführungsform so weist
auch dieser Pro center eine Packung 63 auf, die einen verstärkten Ring aus Gummi
oder einem anderen elastischen Material bildet, der in der Aussparung 61 so angeordnet
ist, daß er sich zwischen einer äußeren ausgedehnten Lage (Fig. 7), in der seine
Bohrung im wesentlichen mit der Bohrung 52 des Preventergehäuses fluchtend ausgerichtet
ist, und einer inneren, zusammengezogenen Lage (Fig. 11) bewegt, in der die Packung
sich auf sich selbst abdichtet und dadurch die Durchgangsbohrung des Gehäuses verschließt,
wenn die Bohrung leer ist. Alternativ dazu lässt sich natürlich die Packung 63 dann,
wenn sich in der Gehäusebohrung eine Rohrleitung befindet, in geringerem Maße zusammenziehen,
um um die Rohrleitung herum eine Abdichtung zu schaffen.
-
Der Preventer 51 ist ferner mit einem Kolben 64 ausgerüstet, der einen
Ringkörper aus einem elastischen Material aufweist, welcher sich in der Kammer 62
befindet und in dieser in radialer Richtung in bezug auf die Bohrung des Preventergehäuses
gleitend
abgedichtet verschiebbar ist. im Vergleich zu der ersten Ausführungsform sind jedoch
die Packung 63 und der Kolben 64 voneinander getrennt. Wie im Falle der ersten Ausführungsform
wird aber die radiale Einwärtsbewegung des Kolbens 64 auf die Packung 63 durch einen
verstärkten scheibenförmigen Körper 65 übertragen, um diese zusammenzuziehen. Dieser
scheibenförmige Körper 65 besteht aus einem elastischen -Material, das sich abdichtend
durch den Schlitz S erstreckt. Um die Kraft des Kolbens gleichmäßiger über die Außenseite
der Packung 63 zu verteilen, ist ein Ring aus einem verstärkten elastischen Material
mit der inneren Oberfläche des scheibenförmigen Körpers 65 untrennbar verbunden
und ist so gekrümmt, daß er die Packung eng umfasst.
-
Obgleich die Packung und der Kolben voneinander getrennt sind, findet
das Zusammenziehen der elastischen Materialmasse der Packung, des scheibenförmigen
Körpers, des Rings und des Kolbens in zunehmendem Maße in Richtunv on ihrer äußeren
Oberfläche zu ihrer inneren Oberfläche statt. Demzufolge kann die radiale Erstreckung
der Kammer, in der sich der Kolben hin- und herbewegt, wie im Falle der ersten Ausführungsform
kleiner sein als sie sein würde, wenn der Kolben und seine Verbindung mit der Packung
herkömmlicher Konstruktion entsprächen.
-
Bei radialer Auswärtsbewegung des Kolbens 64, des scheibenförmigen
Körpers 65 und des Rings 66 kann die Packung 63 in ihre normalerweise eingenommene,
ausgedehnte Stellung, wie sie in Fig. 7 dargestellt ist, zurückkehren. Darüberhinaus
bildet bei dieser Ausführungsform der scheibenförmige Körper
65
mit dem Kolben ein einheitliches Ganzes, so daß er sich zusammen mit dem Ring 66
durch radiales Auswärtsbewegen des Kolbens 64 zurückziehen lässt.
-
Der Kolben 64 wird mit Hilfe eines Betriebsfluids, das in die Kammer
62 durch einen Kanal 67A im Gehäuse eingeleitet wird und auf die äußere Oberfläche
des Kolbens gelangt, veranlasst, sich in radialer Richtung nach innen zu bewegen.
-
Der Kolben wird mit Hilfe von Betriebsfluid, das in die Kammer auf
die innere Oberfläche des Kolbens gelangt, nach außen gedrückt. Dieses Betriebsfluid
strömt dabei durch einen Kanal 67B und Kanäle 68, die in dem scheibenförmigen Körper
65 neben der inneren Oberfläche des Kolbens ausgebildet sind, um den Teil der Kammer
62 unterhalb des Körpers 65 mit dem Teil oberhalb des Körpers 65 zu verbinden. Wie
bereits im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform erwähnt wurde, sind passende
Steuerelemente zur Steuerung des unter Druck erfolgenden Betriebsfluideintritts
und -austritts in die bzw. aus den Kanälen vorgesehen.
-
Ebenfalls wie im Falle der ersten Ausführungsform so ist auch hier
der äußere Randteil des oberen Endes des Packungsrings über der Oberseite der Aussparung
61 abgedichtet verschiebbar, während der untere Teil der Packung auf einer Brücke
70 abgestützt ist, die auf der Bodenseite der Aussparung getragen wird und Kanäle
bzw. Uffnungen aufweist, durch die der Bohrlochdruck des Präventergehäuses hinter
die Packung dringen kann. Im einzelnen ist die innere Oberfläche des Rings 66 mit
senkrechten Nuten oder Rinnen 69 versehen, die die Aussparung in der Bohrung des
Gehäuses über dem Körper 65 und dem Ring 66 mit der Aussparung darunter verbinden.
Wenn somit die Bohrung der Packung mit der Rohrleitung in abgedichteter Berührung
steht oder sich
selbst berührt, falls die Packung leer ist, und
wenn ihr oberes Ende gegen die Oberseite der Aussparung 61 abgedichtet ist, dann
dringt der Bohrlochdruck durch die Brücke 70, auf der die Packung abgestützt ist,
um auf eine große Fläche des äußeren Packungsumfanges einzuwirken, wodurch sich
aufgrund des Bohrlochdruckes eine große Kraft ergibt, die den Betriebsdruck insofern
unterstützt, als sie die Packung mit der Rohrleitung in Dichtungsberührung hält.
-
Wie im Falle der ersten Ausführungsform so wirkt auch hier der Bohrlochdruck
über eine nur relativ kleine Querschnittsfläche des scheibenförmign Körpers 65,
wenn die Packung nach innen in die geschlossene Stellung bewegt wird.
-
Der scheibenförmige Körper 65 ist in den oberen inneren und äußeren
Dichtungsringen 71A und 72A, die in den ausgesparten Teilen des unteren Endes des
Wandteils 60A sitzen, und in den unteren inneren und äußeren Dichtungsringen 71B
und 72B, die in den ausgesparten Teilen des oberen Endes des Wandteils 60B sitzen,
abgedichtet verschiebbar. Außerdem verbindet ein Kanal 73A das untere Ende des Wandteils
60A zwischen den Dichtungsringen 71A und 72A mit dem Raum außerhalb des Deckels,
während der Kanal 73B das obere Ende des Wandteils 60B zwischen den Dichtungsringen
71B und 72B mit dem Raum außerhalb des Körpers 71 verbindet. Somit findet wie bei
der ersten Ausführungsform Fluidleckage entweder an den inneren oder äußeren Dichtungsringen
vorbei aus dem Preventergehäuse eher statt als aus der Kammer in die Aussparung
hinein oder umgekehrt.
-
Wie im Falle der ersten Ausführungsform so kann auch hier der Deckel
58 gedreht werden, um die Gewinde 59 zu lösen und damit ein Entfernen des Deckels
zu ermöglichen, so daß die Packung, der Kolben, der scheibenförmige Körper und der
Ring ausgetauscht werden können. Auch ist eine Öse 75 im Deckel vorgesehen, die
sein Entfernen und Austauschen erleichtert.
Im Unterschied zu der
erstgenannten Ausführungsform besteht jedoch hier der Deckel aus zwei Teilen, nämlich
einem äußeren Teil 76 mit an ihm ausgebildeten Gewinde 59 und einer inneren Haube
77, in der sich ein Gehäusebohrungsteil 52B befindet und die bei 78 mit dem äußeren
Deckelteil 76 verschraubt ist. Wird die Haube von dem Deckelteil 76 entfernt, so
lässt sich die Packung 63 unabhängig von dem Kolben, dem scheibenförmigen Körper
und dem Ring ersetzen, ohne daß dadurch die Dichtungen, die den Kolben 64 in seiner
druckdichten Kammer 62 umgeben, beeinträchtigt werden.
-
Somit weist, wie aus der Zeichnung hervorgeht, der äußere Deckelteil
76 eine reduzierte Bohrung 79 auf, die wenigstens genau so groß ist wie die ausgedehnte
Packung, und das untere Ende der Haube ist mit einem reduzierten Außendurchmesser
80 versehen, der eng in die reduzierte Bohrung hineinpasst, sowie mit einer Schulter
81, die auf einem Rand 82 auf dem äußeren Deckelteil 76 aufsitzt, um dadurch die
Haube in einer Stellung anzuordnen, in der ihre Bodenseite die Oberseite der Aussparung
61 bildet. Ein Dichtungsring 82a wird von dem Durchmesser 80 getragen und steht
mit einer Bohrung 79 in Dichtungsberührung, sobald die Haube sich an ihrem Platz
befindet.
-
Die getrennte Packung 63 kann mit der in den US-Patentschriften 3
572 627 und 3 572 628 beschriebenen Packung identisch sein.
-
Somit sind, wie am besten aus Fig. 8 hervorgeht, die Einsätze 83 aus
Metall oder einem anderen starren Material mit dem Ringkörper aus elastischem Material
verbunden und erstrecken sich innerhalb dieses Ringkörpers, wobei jeder derartige
Einsatz eine Rippe 84 mit Flanschen 85 an ihren beiden entgegengesetzten Enden aufweist.
Die oberen und unteren Enden der Flansche sind in etwa mit den Enden des Packungsrings
bündig,
während die äußeren Enden der Flansche innerhalb der äußeren Oberfläche des Packungsrings
liegen, um dadurch eine Oberfläche 86 zu schaffen, die gegen die Oberseite der Aussparung
61 abdichtbar ist, sobald die Packung zusammengezogen wird, um sich gegen sich selbst
abzudichten oder einen in der Bohrung des Gehäuses befindlichen Gegenstand abzudichten.
Wie aus der Zeichnung hervorgeht, stehen die gegenüberliegenden Seiten benachbarter
Einsätze miteinander in gleitender Berührung, so daß dann, wenn der Ringkörper zusammengezogen
wird, diese Einsätze veranlasst werden, sich in mehr radialerere Lage zu verschwenken,
wie dies in den oben genannten Patentschriften genauer erläutert ist.
-
Bei dieser zweiten Ausführungsform ist jeder Kolbenring 64, scheibenförmige
Körper 65 und Ring 66 durch eine in etwa kreisrunde Reihe metallener Einsätze 87
verstärkt, die mit ihnen verbunden sind und sich mit Abstand nebeneinander in etwa
von der inneren Oberfläche des aus elastischem Material bestehenden Ringkörpers
zur äußeren Oberfläche des Kolbenrings erstrecken. Die Einsätze 87 weisen im allgemeinen
einen H-förmigen Querschnitt auf, um damit in etwa im Aufriß dem elastischen Material
zu entsprechen. in das sie eingebettet sind. Somit besitzt, wie aus Fig. 8 ersichtlich,
jeder derartige Einsatz einen inneren Teil 87A, der in etwa dem Querschnitt des
Ringkörpers entspricht, ferner einen Mittelteil 87B, der eine etwas geringere senkrechte
Breite hat als das elastische Material des scheibenförmigen Körpers 65, und einen
äußeren Körper 87C von in etwa demselben Querschnitt wie der Kolbenring. Außerdem
sind auf den oberen und unteren Enden des Kolbenrings Lippen 88 ausgebildet, die
über und unter den Einsatzteilen 87C vorstehen, um dadurch
eine
gleitende Abdichtung mit der Kammer 62 zu bewirken.
-
Wie aus Fig. 10 hervorgeht und weiter oben im Zusammenhang mit der
ersten Ausführungsform erläutert ist, sind die Seiten der Einsätze logarithmischen
Spiralen angenähert, deren Mittelpunkte sich auf der Achse der Packung befinden.
Im einzelnen schneiden diese Seiten Radialebenen unter einem Winkel, der an ihrer
Verbindung mit dem elastischen Material des Ringkörpers auftretende Spannung auf
ein Mindestmaß beschränkt, wenn die Packung zusammengezogen wird.
-
In Fig. 11 ist die Packung der Ausführungsform von Fig. 7 in einem
Zustand dargestellt, in dem sie sich auf sich selbst abdichtet, was bedeutet, daß
sie so weit zusammengezogen wurde, daß die ihrer Bohrung gegenüberliegenden Wände
63 aufeinanderstoßen. In dieser Stellung ist die offene Durchgangsbohrung des Preventerkörpers
vollständig geschlossen.
-
Leerseite