DE2701977A1

DE2701977A1 - Stabilisator fuer drehbohrgestaenge

Info

Publication number: DE2701977A1
Application number: DE19772701977
Authority: DE
Inventors: Rainer Dr Ing Juergens
Original assignee: Christensen Inc
Current assignee: Norton Christensen Inc
Priority date: 1976-01-21
Filing date: 1977-01-19
Publication date: 1977-07-28
Also published as: DE2701977B2; US4011918A; DE2701977C3; BE852434A

Description

PATENTANWÄLTE DlPL-INS. DR. IUR. D I HL.-I NtJ. VOLKER BUSSE U DIETRICH

D-4500 Osnabrück » 18. Januar 1977

Großhandelsring 6 · Postfach 12 26 ^/Rl Fernruf (05 41) 58 60 81 u. 58 60 82 Telegramme: patgewar Osnabrück

Christensen, Inc.

2532 South 327O West Street

Salt Lake City, Utah 8^119, USA

Stabilisator für Drehbohrgestänge

Die Erfindung betrifft einen Stabilisator für Drehbohrgestänge, mit einem Grundkörper, der auf seinem Außenumfang eine konische Verbindungsfläche aufweist, auf welcher eine Stabilisatorhülse mit einer der Verbindungsfläche entsprechenden konischen Innenfläche durch Klemmeingriff gehalten ist, und der an dem Ende kleineren Durchmessers seiner konischen Verbindungsfläche mit einer Gewindeverbindung für einen Anschluß an einen Bohrmeißel, Schwerstangen- od. dgl. Bohrstrangteil versehen ist.

Bei einem bekannten Stabilisator dieser Art, der an einer oder mehreren Stellen entlang dem Bohrstrang an Bohrstrangteilen bzw. einem Grundkörper sowie ferner unmittelbar an den Bohrmeißel angrenzend Anwendung findet, wird im Falle der Verbindung des Stabilisators mit dem Bohrmeißel bei dessen Einschrauben in eine untere Gewindemuffe des Bohrstrangs bzw. des Stabilisator-Grundkörpers bis zur Anlage des Bohrmeißels am Ende der Gewindemuffe

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deren unterer Endbereich plastisch verformt. Durch diese plastisc Verformung im Sinne eines Anstauchena der unteren Schulter der Gewindemuffe des Stabilisator-Grundkörpers entstehen störende Durchmeaserveränderungen zwischen der Stabilisatorhülse und dem Stabilisator-Grundkörper bzw. dem die Stabilisatorhül3e tragenden Bohrstrangteil in deren unteren Bereichen. Durch diese Durchmesserveränderung wird die z.B. bei Verschleiß erforderliche Entfernung der Stabilisatorhülse von ihrem Grundkörper erschwert, wobei ferner auch eine Beschädigung der betroffenen Teile eintreten kann. Die Stabilisatorhülse erfährt nämlich nur eine elastische Formänderung und keine entsprechende plastische bzw. bleibende Formänderung, was zu dem störenden Eingriff zwischen den Teilen führt. Ferner entstehen Schwierigkeiten beim Wiederanbringen einer Stabilisatorhülse auf deren Grundkörper.

Ähnliche Schwierigkeiten können bei der Anbringung einer Stabilisatorhülse an ein Bohrstrangteil an einer beliebigen vom Bohrmeißel entfernten Stelle im Bohrstrang auftreten. Eine plastische Verformung kann hierbei am Ende der Stabilisatorhülse auftreten, wodurch eine Verformung zwischen diesfür und dem Bohrstrangteil eintreten kann, auf dem sie angebracht ist, was zu Schwierigkeiten in der Demontage der Stabilisatorhülse vom Bohrstrangteil und beim Wiederaufsetzen einer neuen Stabilisatorhülse führt.

Die Erfindung schafft hier Abhilfe und erreicht dies ausgehend

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von einem Stabilisator der eingangs angegebenen Art dadurch, daß die Stabilisatorhülse an dem Ende kleineren Durchmessers ihrer konischen Innenfläche mit einem Vorsprung versehen ist, der sich quer nach innen zur Achee des Grundkörpers erstreckt und eine vergrößerte Auflagefläche für den anzuschließenden Bohrstrangteil darbietet, welcher beim Herstellen der Gewindeverbindung eine die Stabilisatorhülse in Richtung zum Ende großen Durchmessers der konischen Verbindungsfläche des Grundkörpers beaufschlagende axiale Druckkraft auf den Vorsprung ausübt.

Beim Herstellen der Gewindeverbindung des Bohrstrangteils mit dem Grundkörper des Stabilisators unter Pestziehen bzw. Kontern des Bohrstrangteils gegen die Stabilisatorhülse wird durch die vergrößerte Auflagefläche zwischen dem Bohrstrangteil und der Stabilisatorhülse, die ohne eine Verkleinerung deren Außendurchmessers erreicht ist, die plastische Verformung der zusammenwirkenden Teile auf ein vernachlässigbares Minimum herabgesetzt. Auf diese Weise ist die Demontage oder Montage der Stabilisatorhülse vom Bohrstrangteil bzw. ihrem Grundkörper nicht durch Verformung oder Verklemmung beeinträchtigt oder sogar verhindert.

Der innere Vorsprung der Stabilisatorhülse kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung das Ende kleinen Durchmessers des konischen Grundkörperbereichs untergreifen oder sich in eine

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Ringnut des Bohrstrangteils bzw. Grundkörpers hineinerstrecken.

Zusätzlich kann der innere Vorsprung der Stabilisatorhülse mit einem inneren Freiraum ausgestattet sein, was zu einem Spiel zwischen dem Vorsprung und dem angrenzenden Bohrstrangteil führt, das etwaige plastische Verformungen der Teile auffangen kann. Im Falle des Einschraubens eines Bohrmeißels in ein Bohrstrangteil bzw. eine Schwerstange wird der Bohrmeißel zur schulternden Anlage gegen die z.B. auf der Schwerstange oder einem Zwischenstück montierte Stabilisatorhülse gebracht, wodurch ausgeschlosser ist, daß da3 zum Kontern aufgebrachte Drehmoment eine plastische Verformung der Schwerstange hervorruft, die, insbesondere im Falle einer Schwerstangen-Gewindemuffe geringer Dicke an ihrem Ende, anderenfalls in der Weise verformt würde, üaß störende Durchmesserveränderungen zwischen der Stabilisatorhülse und dem unteren Schwerstangenende eintreten würden.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachstehenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung, in der mehrere Ausführungsbeispiele des Gegenstands der Erfindung veranschaulicht sind. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht des unteren Bereichs eines Drehbohrstranges mit an diesem angebrachten Stabilisatoren,

Fig. 2a gemeinsam einen bereichsweise in Ansicht gezeichneten und 2b

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Längsschnitt nach der Linie 2-2 der Fig. 1 eines oberen und eines unteren, an Teilen des Bohrstrangs befestigten Stabilisators, wobei Pig. 2b eine untere Portsetzung der Fig. 2a darstellt,

Fig. 3 einen Viertellängsschnitt durch einen Stabilisatorbereich zur Veranschaulichung des Kräfteverlaufs,und

Fig. 4 je ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel einer bis 8

Stabilisatorhülse.

Nach der Zeichnung ist ein unterer Bereich 10 eines Drehbohrstranges 11 in einem Bohrloch 12 angeordnet. Ein Bohrmeißel 14 zum Bohren des Bohrlochs ist in das untere Ende des untersten Schwerstangenbereich3 16 eingeschraubt, der das untere Ende des Bohrstrangs darstellt, wobei eine Bohrmeißelschulter l4a gegen das untere Ende einer unteren Stabilisatorhülse 18 gedrückt ist. Das auf den Bohrmeißel wirkende Bohrgewicht wird in der Hauptsache von dem Strang von Schwerstangen 16 aufgebracht Der obere Bereich des Bohrstrangs 11 erstreckt sich zum oberen Ende des Bohrlochs 12 und dient der übertragung eines Drehmoments auf den Bohrmeißel sowie der Zufuhr von Spülflüssigkeit zur Bohrlochsohle, um das Bohrloch und den Bohrmeißel zu säubern, wobei das Bohrklein durch den Ringraum um den Bohrstrang nach oben gefördert wird.

Durch die Anordnung von Stabilisatoren in Abständen entlang dem Schwerstangenstrang sowie an dessen unterem Ende unmittelbar über dem Bohrmeißel wird eine Zentrierung des Schwerstangen-

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stranges im Bohrloch 12 erreicht. Die größten Anforderungen werde hierbei an den Stabilisator 18 unmittelbar über dem Bohrmeißel 14 gestellt, da bereits bei einem verhältnismäßig geringem Verschleiß an letzterem, verglichen mit den an höheren Stellen am Bohrstrang angeordneten Stabilisatoren, eine unerwünschte Ablenkung bzw. Richtungsänderung des Bohrlochs auftreten kann.

Der in Pig. 2a dargestellte Stabilisator 18 ist von einer Hülse 20 gebildet, die auf einem Grundkörper bzw. Abschnitt 22 des Bohrstrangs angeordnet und mit mehreren äußeren spiralförmigen Rippen 24 versehen ist, die einstückig mit der Hülse 20 ausgebildet sind. Für ein ordnungsgemäßes Zentrieren des Bohrstrangs und des Bohrmeißels im Bohrloch hat jeder Stabilisator 18 einen wirksamen Durchmesser, der dem Bohrlochdurchmesser entspricht, wobei die schräg verlaufenden Rippen 24 einander überlappen, damii diese gemeinschaftlich die Bohrlochwandung auf deren vollem Umfang berühren können. Bohrschlamm und -klein können durch die spiraligen Kanäle 26 zwischen den Rippen 24 aufwärts strömen. Die äußeren Berührungsflächen der spiraligen Rippen 24 sind in hohem Maße verschleißfest, sollten jedoch vorzugsweise keine Schneidkanten aufweisen, die den Bohrlochdurchmesser unerwünscht vergrößern würden. Die Verschleißfestigkeit wird durch Hart stoff teilchen 24a, z.B. Wolframkarbidteilchen, erhöht, die in an sich bekannter Weise in den Außenbereichen der Rippen angebracht sind.

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Das obere Ende des Grundkörpers 22 ist als konische Gewindemuffe (nicht dargestellt) zur Verbindung mit einem entsprechenden Gewindezapfen (nicht dargestellt) eines angrenzenden Schwerstangenabschnitts 16 ausgebildet. Das untere Ende des Grundkörpers 22 ist mit einem konischen Gewindezapfen 30 zur Verbindung mit einer entsprechenden Gewindemuffe 31 eines unteren Schwerstangenabschnitts 16 versehen.

Zwischen dem Gewindezapfen 30 und dem zylindrischen Bereich 38 des Grundkörpers 22 besitzt dieser einen geringfügig konischen Bereich 40, der eine konische Außenfläche zur Aufnahme einer entsprechenden konischen Innenfläche 42 der Stabilisatorhülse 20 darbietet. Der konische Bereich 40 weist gegenüber dem Durchmesser des zylindrischen Bereichs 38 des Grundkörpers 22 einen verringerten Durchmesser auf, wobei zwischen diesen eine Querschulter 44 gebildet ist. Die konische Innenfläche der Hülse 20 des Stabilisators l8 ist auf die konische Gegenfläche des Grundkörperbereichs 40 aufgeschrumpft, wobei die Innenflä :he 42 der Hülse 20 mit Umfangsnuten zur Aufnahme von inneren mit Abstand voneinander angeordneten oberen und unteren Dichtungen 46 und aus elastomerem Werkstoff versehen ist, die dem Anbringen des Stabilisators l8 auf dem Grundkörperbereich 40 mittels Schrumpfsitz dienen. Der Konuswinkel des Grundkörperbereichs 40 und der Innenfläche der Stabilisatorhülse 20 kann im Bereich von etwa 1/4° bis 4° liegen und für eine wirksame Stabilisatorbefestigung etwa 1/2° betragen.

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Im ordnungsgemäß auf den Grundkörperbereich 40 aufgeschrumpften Zustand des Stabilisators l8 befindet sich das obere Ende 50 der Hülse 20 an der Schulter 44 des Gruridkörpers 22 in Anlage, wodurch zwischen diesen beiden Teilen eine Metalldichtung gebildet ist. In gleicher Weise ist eine Metalldichtung von der oberen Schulter 52 der unteren Gewindemuffe 31 gebildet, die gegen das untere Ende 54 der Stabilisatorhülse 20 aufgrund des Einschraubens und Festziehens der Gewindemuffe 31 auf dem Zapfen 30 gedrückt ist. Durch diese Metalldichtungen sowie durch die Dichtungsringe 46 und 48 ist die Spülflüssigkeit bzw. der Bohrschlamm daran gehindert, in das Innere der Hülse 20 einzudringen und die konischen gegenseitigen Eingriffs flächen der Hülse 20 und des Grundkörperbereichs <*0 zu verunreinigen.

Gemäß der Darstellung in Fig. 2b ist ein Grundkörper bsi*. Bohrstrangabschnitt 56 durch eine obere Gewindemuffe (nicht dargestellt) mit einem Gewindezapfen (nicht dargestellt) eines unteren Schwerstangenabschnitts l6 verschraubt. Der untere Endbereich des Grundkörpers oder Bohrstrangabschnitts ist mit einer Gewindemuffe 62 für einen Gewindeeingriff mit dem üblichen oberen Gewindezapfen 64 versehen, der den oberen Bereich des Bohrmeißels 14 bildet. Der Grundkörper 56 besitzt ferner einen unteren Bereich 66 verringerten Durchmessers mit einer konischen Oberfläche 68, die sich nach unten verjüngt.

Ein Stabilisator 18 mit einer konischen bzw. sich verjüngenden

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Innenfläche entsprechend der Innenfläche 4 2 nach Pig, 2a ist auf den konischen unteren Endbereich 66 des Grundkörpers 56 aufgeschrumpft, wobei das obere Ende 50 des Stabilisators an der Schulter 44 des Grundkörpers 56 und das untere Ende 54 des Stabilisators an der Bohrmeißelschulter l4a anliegt.

Das Aufschrumpfen der Stabilisatorhülsen auf ihren jeweiligen Grundkörper kann nach an sich bekannten Verfahren erfolgen. Die Stabilisatorhülsen können hierbei beide auf ihren jeweiligen Grundkörpern in der gleichen Weise angebracht werden. Zunächst werden die konischen Endbereiche 40 bzw. 66 gereinigt. Der Reibungskoeffizient zwischen der inneren Hülsenfläche und der konischen Außenfläche kann durch Aufbringen einer Oberflächenschicht eines reibungserhöhenden Mittels, z.B. in einem leichten öl suspendierten Wolframkarbidpulvers mit einer Korngröße entsprechend der Siebnummer 200, erhöht werden. Für ein hydraulisches Aufschrumpfen wird die Stabilisatorhülse sodann auf den konischen Endbereich 40 bzw. 66 aufgeschoben, bis die obere und die untere Dichtung 46 bzw. 48 beide mit der Außenfläche der End- bzw. Grundkörperbereiche 40 oder 66 in Eingriff sind, zu welchem Zeitpunkt ein Abstand in Längsrichtung zwischen dem oberen Ende der jeweiligen Hülse und deren Gegenschulter 44 vorhanden ist. Sodann wird ein unter hohem Druck stehendes Hydraulikmedium durch einen geeigneten Kanal 20b in den Raum zwischen der Hülse und dem Grundkörperbereich bzw. 66, auf dem sie angebracht ist, eingeführt, so daß die

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Hülse hydraulisch aufgeweitet wird, während sie gleichzeitig in geeigneter Weise in Längsrichtung nach oben entlang dem konischen Grundkörperbereich 40 bzw. 66 gedrückt wird, bis das obere Ende-der Hülse an der Gegenschulter hk des Grundkörpers anliegt. Der Hydraulikdruck wird dann aufgehoben, so daß sich die Stabilisatorhülse zusammenzieht und dadurch mit ihrer Innenfläche in einen starken Klemmeingriff mit der konischen Außenfläche des Grundkörperbereichs 40 bzw. 66 gelangt. Bei Auf heben des Hydraulikdrucks verbleibt eine hohe Schrumpfpressung in der Stabilisatorhülse, die z.B. etwa 500 kp/cm oder mehr betragen kann und eine starke Klemmkraft zwischen der Hülse und dem Grundkörperbereich 40 bzw. 66 gewährleistet.

Bei aufgetretenem Verschleiß kann die Stabilisatorhülse 18 durch Einbringen eines Hydraulikdrucks durch den Kanal 20b in die Hülse und durch deren von der Schulter 44 fort gerichtetes Ver schieben nach unten abgenommen werden. Wegen der konischen Ver jüngung zwischen dem Grundkörperbereich und der Hülse bewirkt die Anwendung des Hydraulikdruckes selbst die Ausübung einer in Längsrichtung wirkenden Kraft auf die Hülse für deren von der Schulter 44 fortgerichtetes Verschieben nach unten und Frei kommen aus dem Klemmeingriff mit dem konischen Grundkörperbereich 40 bzw. 66, so daß die Hülse mühelos entfernt werden kann.

Zur Vermeidung einer bleibenden Verformung im Sinne eines An- stauchens der Gewindemuffe 62 des an den Bohrmeißel 14 angrenzen den Stabilisators 18 ist dessen unteres Hülsenende 70 nach innen

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vorgezogen und erstreckt r,icn bereichaweise unter das untere Ende der Gewindemuffe 62. Der nach innen vorgesogene Bereich in Form eines Vorsprungs oder Ringkragens ist ferner mit einem Freiraum 71 vorgesehen und weist vom unteren Ende der Gewindemuffe einen kleinen Abstand auf, wenn das obere Ende der Stabilisatorhülse an der Schulter U'4 des Grundkörpers anliegt. Wenn der Bohrmeißel 14 mit der Gewindemuffe 62 verschr.aubt und in die ser fest angezogen bzw. gekontert wird, wird das Ausmaß der Festspannung zwischen den Gewinden durch Anlegen der Bohrmeißelschulter l4a an dem unteren nach innen vorgezogenen Ende 54 der Stabilisatorhülse begrenzt. Die hierbei auftretende Axialkraft wird vom Bohrmeißel 14 durch die Stabilisatorhülse 18 selbst und durch die Grundkörperschulter 4 4 übertragen, wobei kein Anteil dieser Axialkraft auf das Ende der Gewindemuffe 62 wirkt, was anderenfalls dessen Verformung hervorrufen könnte. Aufgrund des inneren Ringkragens 70 besitzt das untere Ende der Stabilisatorhülse eine vergrößerte ringförmige Auflager- bzw. Berührungsfläche mit der Bohrmeißelschulter l4a, mit der Folge, daß die in Axialrichtung wirkende Kraft durch die Stabilisator hülse auf die Grundkörperschulter 44 ohne irgendeine nennenswerte einwärtsgerichtete Verformung des nach innen vorgezogenen Ringkragens 70 übertragen wird. Allenfalls könnte eine etwaige Ver formung zu einer geringfügigen Verengung des Freiraums 71 zwischen dem Ringkragen 70 und dem unteren Endbereich der Gewindemuffe führen.

Im Endergebnis kann also, selbst bei geringen radialen Abmessungen I

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des unteren Endes der Gewindemuffe 62, nur eine plastische Verformung der Gewindemuffe 62 in einem vernachlässigbar geringen Ausmaß eintreten. Durch die Vermeidung einer nennenswertem Verformung der zusammenwirkenden Teile tritt keine störende gegenseitige Beeinflussung zwischen der Stabilisatorhülse 18 und der Gewindemuffe 62 ein, was anderenfalls die Entfernung der StabJLisatorhülse von dem konischen Bereich 66 des Grundkörpers und das Auswechseln der Stabilisatorhülse verhindern würde.

Bei der oberen, in der in Fig. 2a dargestellten Stellung angeordneten Stabilisatorhülse 18 herrschen die gleichen Bedingungen vor. Der nach innen vorgezogene Ringkragen 70 des unteren Hülsenbereichs schafft eine große ringförmige Berührung-^läche zwischen der Gewindemuffenschulter 52 und dem unteren Ende 5^ der Stabilisatorhülse. Jede Tendenz der Stabilisatorhülse, sich durch das zum Anziehen bzw. Kontern der Gewindeverbindung aufgebrachte Drehmoment zwischen der Schwerstangengewindemuffe 31 und dem Gewindezapfen 30 zu verformen, was zu einer übermäßig hohen Anklemmung der Stabilisatorhülse an den konischen Grundkörperbereich Ί0 führen könnte, ist hierdurch vermieden. Sollte dennoch eine Verformung des inneren Ringkragens 70 eintreten, so würde sich dieser allenfalls um ein geringes Ausmaß radial nach innen in Richtung auf die von ihm umgebene Oberfläche des Grundkörperbereichs 40 bewegen. Da jedoch ein anfänglicher Preiraum bzw. Spiel 71 zwischen dem Ringkragen 70 und dem Grundkörperbereich ΊΟ vorgesehen ist, würde eine solche radiale Ver-

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formung des Ringkragens keinen störenden Eingriff mit dem Grundkörperbereich 40 verursachen und daher nicht die Entfernung der Stabilisatorhülse vom Grundkörperbereich 40 und da3 leichte Auswecheln der Stabilisatorhülse verhindern.

Wie aus den in Fig. 3 eingezeichneten Kräftepfeilen ersichtlich ist, wird beim Einschrauben des Gewindezapfens 64 des Bohrmeißels 14 in die Gewindemuffe 62 des Grundkörpers 56 des Stabilisators 18 die Axialkraft F durch den nach innen vorgezogenen Ringkragen bzw. Vorsprung 70 aufgenommen und auf die Stabilisatorhülse 72 unter Vermeidung einer plastischen Verformung übertragen. Die in die Stabilisatorhülse 72 eingeleitete Axialkraft wird zum Teil durch die Reibungskraft F_R zwischen der Stabilisatorhülse 72 und dem konischen Grundkörperbereich 66 aufge nommen. Die in axialer Richtung wirkende Restkraft F¹ führt zu einer Vorspannung der oberen Hülsenschulter 50, die sich an der Gegenschulter 44 des Grundkörpers 56 abstützt. Durch diese Vorspannung der Schulter 50 wird die Biegespannung im Querschnitt 73 reduziert, weil das auf die Wirklinie der Axialkraft bezogene Widerstandsmoment W2 größer ist als das auf den Außendurchmesser des konischen Grundkörperbereichs 66 bezogene Widerstandsmoment Wl, das maßgebend ist, wenn keine Vorspannung der oberen Hülsenschulter 50 vorhanden ist. Durch das größere Widerstandsmoment W2 wird die Biegesteifigkeit des Grundkörpers verbessert.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 ist der Stabilisator

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durch eine obere Stabilisator-Tandemhülse 74 ohne einen inneren Vorsprung bzw. Ringkragen verlängert. Die Kräftewirkung ist hierbei ähnlich wie anhand der Fig. 3 erläutert. Die Stabilisatorhülse 72 stützt sich mit ihrer oberen Schulter 50 am unteren Ende 75 der Tandemhülse 74 ab, das als Gegenschulter wirkt, während sich die Tandemhülse 74 mit ihrer oberen Schulter 76 an der Gegenschulter 44 des Grundkörpers 56 abstützt. Die Vorspannung der Schulter 50 mit der Axialkraft P¹ führt zur Verstärkung des Stabilisators in der Ebene der Schulter 50, ebenso wie die Axialkraft P" in der Ebene der Schulter 76 der Tandemhülse 74 eine Verstärkung des Stabilisators herbeiführt.

Unter entsprechender Bemessung der Dicke des inneren Vorsprungs 70 bzw. der Größe dessen Berührungsfläche mit der oberen Schulter I¹Ia des Bohrmeißels 14 kann die während des Bohrbetriebs vom Bohrmeißel 14 aufgebrachte Axialkraft anteilmäßig auf den Schrumpfverband zwischen der Stabilisatorhülse 72 und dem konischen Verbindungsbereich 66 des Grundkörpers 56 einerseits und auf die obere Gegenschulter 44 des Grundkörpers 56 andererseits aufgeteilt werden. So können bei der Ausgestaltung gemäß Pig. 5 beispielsweise etwa 40 % der vom Bohrmeißel 14 aufgebrachten Axialkraft P vom Schrumpfverband zwischen der Stabilisatorhülse 72 und dem Grundkörper 56 aufgenommen werden, während die restlichen 60 % der Axialkraft durch die Stabilisatorhülse 72 selbst auf die obere Gegenschulter 44 des Grundkörpers 56 wirken.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 ist eine weitere Vergrö-

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ßerung der Berührungsfläche des unteren Endes 54 des nach innen vorspringenden Ringkragens 70 der Stabilisatorhülse 20 mit der oberen Schulter 52 des Schwerstangenteils Iu vorgesehen. Bei dieser Ausgestaltung kann ein wesentlich größerer Anteil von beispielsweise etwa 90 % der in den Bohrstrang eingeleiteten Axialkraft P auf die obere Gegenschulter 44 des Grundkörpers zur Wirkung gebracht werden.

Es versteht sich, daß aufgrund der hohen Axialkraftanteile, die bei diesen Ausgestaltungen durch die Stabilisatorhülse selbst auf die obere Gegenschulter 44 des Grundkörpers übertragen werden können, ein starker hydraulischer Schrumpfverband bzw. eine hohe Schrumpfspannung der Stabilisatorhülse auf ihrem Grundkörper zur Kraftübertragung nicht zwingend erforderlich ist, vielmehr ein weniger fester, z.B. auf thermischem oder mechanischem Wege hergestellter Verband zwischen Stabilisatorhülse und Grundkörper, z.B. ein enger Paßsitz, für den Bohrbetrieb ausreicht, indem hohe Drehmomentanteile aufgrund der vorgespannten oberen Schulter der Stabilisatorhülse übertragen werden können, wie auch anstelle der geringfügig konischen Verbindungsfläche 40 bzw. 66 des Grundkörpers eine zylindrische Verbindungsfläche bei entsprechender, zylindrischer Innenfläche der Stabilisatorhülse vorgesehen sein kann.

Der Ringkragen 70 ist in seinem unteren Endbereich 54 mit einer zylindrischen Innenfläche versehen, an die sich zur Ausbildung des Freiraums bzw. Spiels 71 ein schräg nach oben verlaufender

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Innenflächenbereich 77 anschließt, der bei den Ausführungsbeispielen nach den Pig. 5 und 6 oben durch einen im wesentlichen axial verlaufenden Innenflächenbereich 78 verlängert ist. Die Innenflächenbereiche 77 und 78 folgen der Kontur des Grundkörpers, Die axiale Erstreckung des nach innen verdickten Ringkragens kann hierbei, wie auch bei den anderen Ausführungsbeispielen, etwa der Länge des hinteren Gewindefreistiches üblicher API-Gewinde entsprechen.

Da3 Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 veranschaulicht, daß der in Fig. 2a dargestellte Stabilisator l8 auch in einer um l80° gedrehten Stellung in den Bohrstrang eingebaut werden kann, wobei sich der Gewindezapfen 30 mit angrenzender Stabilisatorhülse 20 oben und unten eine Gewindemuffe 79 des Gr idkörpers befindet.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 8 ist wegen der, wenn überhaupt» nur vernachlässigbar geringen plastischen Verformungsmöglichkeit der Gewindemuffe 62 des Grundkörpers 56 des Stabilisators 18 auf den Freiraum 71 des Vorsprungs 70 der Stabilisatorhülse gegenüber dem Ende der Gewindemuffe 62 verzichtet. Statt dessen untergreift der Vorsprung 70 mit einer Schrägschulter 8l spielfrei eine entsprechende Schrägschulter 80 am Ende der Gewindemuffe 62, Die eine Drehmomentübertragung ermöglichende Verspannung zwischen dem Grundkörper 66 und der Stabilisatorhülse erfolgt hierbei mittels der aneinanderliegenden Schrägschultern 80 und 8l bei Druckanlage der oberen Schulter 52 eines eingeschraubten Bohrstrangteils

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an der unteren Schulter 5¹* des Vorsprungs 70 der Stabilisatorhülse, wie es durch die Kräftepfeile veranschaulicht ist.

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Claims

Patentansprüche:

1. Stabilisator für Drehbohrgeetänge, mit einem Grundkörper, der auf seinem Außenumfang eine konische Verbindungsfläche aufweist, auf welcher eine Stabilisatorhülse mit einer der Verbindungsfläche entsprechenden Innenfläche durch Klemmeingriff gehalten ist, und der an dem Ende kleineren Durchmessers seiner konischen Verbindungsfläche mit einer Gewindeverbindung für einen Anschluß an einen Bohrmeißel, Schwerstangen- od. dgl. Bohrstrangteil versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Stabilisatorhülse (18) an dem Ende kleineren Durchmessers ihrer konischen Innenfläche (42) mit einem Vorsprung (70) versehen ist, der sich quer nach inrfen zur Achse des Grundkörpers (22;56) erstreckt und eine vergrößerte Auflagefläche für den anzuschließenden Bohrstrangteil darbietet, welcher beim Herstellen der Gewindeverbindung eine die Stabilisatorhülse in Richtung zum Ende großen Durchmessers der konischen Verbindungsfläche (4O;66) des Grundkörpers beaufschlagende axiale Druckkraft auf den Vorsprung ausübt.

2. Stabilisator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (22;56) am Ende großen Durchmessers seiner konisc-hen Verbindungsfläche (4O;66) mit einer Schulter (44) versehen ist, an der ein Endbereich (50) der Stabilisatorhülse (18) anliegt, und daß im eingebauten Zustand des Stabilisators die Stabilisatorhülse von dem angeschlossenen Bohrstrangteil in Richtung auf die Schulter druckbeaufschlagt ist.

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ORIGINAL INSPECTED

3. Stabilisator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Vorsprung (70) sich nach innen auf einen kleineren Durchmesser erstreckt als der kleine Durchmesser der konischen Verbindungsfläche (4O;66) des Grundkörpera (22;56).

4. Stabilisator nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß der innere Vorsprung (70) das Ende kleinen Durchmessers der konischen Verbindungsfläche (4O;66) des Grundkörpers (22;56) untergreift.

5. Stabilisator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Vorsprung (70) in einem berührungsfreien Abstand von der konischen Verbindungsfläche (4O;66) des Grundkörpers (22;56) gehalten ist.

6. Stabilisator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindeverbindung des Grundkörpers (56) von einer Gewindemuffe (62) für eine Verbindung mit einem Gewindezapfen (64) eines Bohrmeißels (14) oder dgl. Bohrstrangteils gebildet ist.

7. Stabilisator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindeverbindung des Grundkörpers (22) von einem Gewindezapfen (30) für eine Verschraubung mit einer Gewindemuffe (31) einer Schwerstange (16) od. dgl. Bohrstrangteils gebildet ist. j

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8. Stabilisator nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Vorsprung (70) der Stabilisatorhülse (18) mit einer oberen Schulter (l4a;52) des anzuschließenden Bohrstrangteils in Eingriff bringbar ist,

9. Stabilisator nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Erstreckung des inneren Vorsprungs (70) der Stabilisatorhülse (18) etwa der Länge des hinteren Gewindefreistiches üblicher API-Gewinde entspricht.

ICf. Stabilisator nach einem der Ansprüche 1 bis 4 oder bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Vorsprung (70) mit axialem Abstand von seiner Auflagefläche für den anzuschließenden Bohrstrangteil mit einer inneren Schulter (81) versehen ist, die mit einer entsprechenden Gegenschulter (80) des Grundkörpers (56) in Anlage gehalten ist.

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