DE2925002A1

DE2925002A1 - Stossdaempfer fuer tiefbohrgestaenge

Info

Publication number: DE2925002A1
Application number: DE19792925002
Authority: DE
Inventors: Alfred Ostertag
Original assignee: Christensen Inc
Current assignee: Baker Hughes Holdings LLC
Priority date: 1978-06-28
Filing date: 1979-06-21
Publication date: 1980-01-10
Also published as: DE2925002C2; BE873227A; GB2024284B; US4194582A; US4194582B1; NO153312C; NO850347L; NO153312B; AT367523B; FR2432081A1; NO783315L; FR2432081B1; ATA455179A; GB2024284A; CA1101831A

Description

Stoßdämpfer für Tiefbohrgestänge

Beim Bohren von Bohrlöchern, z.B. öl- oder Gasbohrlöchern unter Anwendung der Drehbohrmethode ist der Bohrmeißel mit dem unteren Ende eines Bohrstrangs aus Bohrgestänge und Schwerstangen verbunden und wird durch einen am Bohrturm oder der Plattform vorgesehenen Drehantrieb oder einen oberhalb des Bohrmeißels befindlichen Flüssigkeitsmotor rotiert, um sein Eindringen in oder durch die Eriformation zu verursachen. Das auf den Meißel aufgebrachte Gewicht bestimmt den Grad seines Eindringens, doch kann die Neigung des Bohrmeißels, sich vom Boden des Bohrlochs abzuheben und ein Schwanken des auf ihn aufgebrachten effektiven Gewichts zu verursachen sowohl einen geringeren Eindringgrad wie auch eine schädliche Einwirkung auf den Bohrmeißel und auf die Verbindungen in dem Schwerstangen- und Bohrgestängestrang zur Folge haben. Bohrflüssigkeit wird in Richtung nach unten durch den Bohrgestänge- und Schwerstangenstrang geführt und durch den Bohrmeißel ausgestoßen, von wo sie durch den Ringraum außerhalb des Bohrgestänge- und Schwerstangenstrangs zum Bohrlocheingang zurückkehrt, um Bohrklein aus dem Ringraum herauszuspülen. Der übliche Bohrmeißel ist mit Austrittsöffnungen oder Düsen versehen, die beim Austreten der Bohrflüssigkeit aus dem Bohrmeißel einen Druckabfall verursachen. Als

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Folge besteht eine Druckdifferenz zwischen dem Druck der Bohrflüssigkeit innerhalb des Bohrgestänge- und .Schwerstangenstrangs und dem Druck der zurückfließenden Bohrflüssigkeit in dem Bohrloch-Ringraum.

Es ist, insbesondere bei Grob- bzw. Vorbohrungen/ allgemein üblich, im Bohrstrang einen Stoß- oder Vibrationsdämpfer zu installieren, um dem Bohrstrang und dem Bohrmeißel erteilte Vibrationen und Stoßbelastungen aufzunehmen, die Beschädigungen an den Verbindungen des Bohrstrangs und an den Lagern und Schneidgliedern des Bohrmeißels verursachen. Es ist für derartige Stoßdämpfer jedoch bezeichnend, daß sie nur dann wirksam sind, wenn durch den Stoßdämpfer genügend Gewicht auf den Bohrmeißel aufgebracht wird, um über den vollen Bereich der Schwingbewegung Druckkraft in dem Stoßdämpfer aufrechtzuerhalten, es sei dem die stoßdämpfende Einrichtung kann auch dann arbeiten, wenn der Stoßdämpfer unter Zugspannung steht.

Bei bestimmten Bohrvorgängen ist es schwierig, wenn nicht unmöglich, zu bewerkstelligen, daß genügend Bohrgewicht auf dem Bohrmeißel durch den Stoßdämpfer aufrechterhalten wird, um die Federeinrichtung über den vollen Bereich der Schwingbewegung unter Druck zu halten. Derartige Bohrvorgänge umfassen z.B. das Bohren von seichten oder Oberflächenlöchern, bestimmte

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Nachbohrvorgänge, bei denen ein zuvor gebohrtes Loch vergrößert wird, und bestimmte Vorgänge im Richtungsbohren.

Der nach dem Stand der Technik übliche Stoßdämpfer besteht im übrigen aus einer abgedichteten Einheit, die eine leckfreie Zirkulation von Bohrflüssigkeit durch den Stoßdämpfer ermöglicht. Als Folge kann die Stpßdämpfereinheit einem über einem Differentialbereich zwischen in Längsrichtung im Abstand zueinander angeordneten Dichtungen zwischen dem Stoßdämpferkörper und dem Stoßdämpfergehäuse wirkenden erheblichen Flüssigkeitsdruck ausgesetzt werden, oder es existiert in anderen Situationen in dem Stoßdämpfer eine auf die Bohrflüssigkeit ansprechende Zone, auf die der Differentialdruck der Bohrflüssigkeit in dem Stoßdämpfer einwirkt in dem Bemühen, sich dem Zusammendrücken der Federeinrichtung in dem Stoßdämpfer zu widersetzen. Im ersteren Fall kann die Federeinrichtung des Stoßdämpfers weitgehend vorgespannt und dadurch mehr oder weniger unwirksam sein, wogegen im zweiten Fall das Gewicht des Bohrstrangs oberhalb des Stoßdämpfers die durch den Druck der Bohrflüssigkeit darauf aufgebrachte nach oben wirkende resultierend Kraft bezwingen muß. Ein derartiger Differentialdruck, nämlich der Druck innerhalb des Stoßdämpfers, der den Druck in dem Ringraum übersteigt, kann bei Ein- -

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wirkung auf die effektive Kolbenfläche des Stoßdämpferkörpers genügend hoch sein, um eine ganz erhebliche Kraft zu erzeugen, die einer Kompression der Federeinrichtung entgegenwirkt. Somit ist diese im Falle des üblichen Stoßdämpfers dann relativ unwirksam, wenn bei geringer Gewichtsbelastung des Bohrmeißels gebohrt wird.

Um Stoßdämpferkonstruktionen für Bohrgestänge zu schaffen, die sowohl bei Beanspruchung auf Druck wie auch Zug betätigbar sind, hat bei derartigen Stoßdämpfer-Konstruktionen ein zwischen den einzelnen Teilen des Stoßdämpfers vorgesehenes und diese miteinander verbindendes Elastomer Anwendung gefunden, um einen gewissen Grad an Stoßdämpfung zu ermöglichen, wenn der Stoßdämpfer auf Zug beansprucht ist. Außerdem wurden auch Stahlfedern in der Form einer Schraubenfeder verwendet, die derart an ihren gegenüberliegenden Enden mit den jewedLigen teleskopischen Körper- und Gehäuseteilen des Stoßdämpfers verbunden ist, daß sie sowohl bei Beanspruchung auf Druck wie auch auf Zug betätigbar ist. Jedoch bestehen die Probleme der Stoßaufnahme und Vibrationsdämpfung bei Bohrvorgängen mit geringer Gewichtsbelastung unverändert weiter.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugmde, einen Stoß-

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dämpfer für Drehbohrgestänge zum Aufnehmen bzw. Dämpfen von Vibrationen und Stoßen beim Bohren im gesamten, auf den Bohrmeißel aufgebrachten Bohrstrang-Gewichtsbereich zu schaffen, wobei die Dämpfung unabhängig davon erreicht werden soll, ob der Stoßdämpfer unter Beanspruchung auf Druck oder auf Zug arbeitet, d.h. ob das durch das sich nach oben erstreckende Bohrgestänge auf den Stoßdämpfer aufgebrachte Gewicht die von dem das Ausfahren des Stoßdämpfers bewirkenden Bohrflüssigkeitsdruck hergeleitete Kraft übersteigt oder nicht. Dabei soll der Stoßdämpfer in der Konstruktion besonders einfach sein und bei geringe Abmessungen der Federmittel für diese eine hohe Lebensdaue sicherstellen.

Hierzu ist nach der Erfindung ein Stoßdämpfer für Tiefbohrgestänge vorgesehen, bestehend aus einem Innenrohrkörper und einem Außengehäuse, die koaxial relativ zueinander verschieblich in das Gestänge einsetzbar und von Bohrflüssigkeit durchströmbar sind und zwischen sich eine Drehmoment-Übertragungsvorrichtung ausbilden sowie mit Federmitteln für eine Stoßaufnahme unter Stoßdämpfung versehen sind, der dadurch gekennzeichiet ist, daß die Federmittel wechselweise für eine Itoßdämpfung bei zusammen- und bei auseinandergefahrenem lUstand von Innenrohrkörper und Außengehäuse in Anlage wischen diesen überführbar und von einer einzigen edereinrichtung gebildet sind, deren beiden einander egenüberliegenden Enden je eine Schulter des Innenrohrörpers und eine Schulter des Außengehäuses zugeordnet

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ist_f die wechselweise bei zusammen- und bei auseinandergefahrenem Zustand von Innenrohrkörper und Außengehäuse in Druckanlage mit der Federeinrichtung überführbar sind.

Die einzige Federeinrichtung wird hierbei in einer Richtung zusammengedrückt, wenn hohe Bohrbelastungen oder hohes Gewicht durch den Stoßdämpfer übertragen werden, und in der entgegengesetzten Richtung, wenn der Bohrflüssigkeitsdruck hoch genug ist, um eine aufwärtsgerichtete Hebekraft auszuüben, die den oberen Rohrkörper in bezug auf den unteren Rohrkörper ausfährt. Dementsprechend ist die einzige Federeinrichtung bei allen Bohrverhältnissen auf Druck beansprucht und bewirkt ein Aufrechterhalten einer Druckkraft auf den Stoßdämpfer, die in der Lage ist, beim Bohren auf den Bohrstrang ausgeübte Vibrations- und Stoßbelastungen aufzunehmen bzw. zu dämpfen. Die Ausbildung des Stoßdämpfers mit nur einer einzigen Federeinrichtung erbringt hierbei eine besonders einfache Konstruktion bei geringen Abmessungen des Stoßdämpfers. Bei niedrigen Kosten für die Herstellung und Instandhaltung des Stoßdämpfers trägt insbesondere das ständige Belastethalten der Federeinrichtung während aller beim Bohren angetroffenen verschiedenartigen Bedingungen zur Herbeiführung einer ungewöhnlich hohen Lebensdauer der Federeinrichtung bei.

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Zahlreiche weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachstehenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel des Gegenstands der Erfindung veranschaulicht ist. Es zeigen:

Fig. 1a, 1b, 1c, einen Viertellängsschnitt durch einen 1d und Ie

erfindungsgemäßen Stoßdämpfer, wobei

die Fig. 1b, 1c, 1d und 1e untere Fortsetzungen der Fig.1a, 1b, 1c bzw. 1d darstellen,

Fig. 2 einen Querschnitt nach der Linie 2-2

der Fig. 1b,

Fig. 3 einen Querschnitt nach der Linie 3-3

der Fig. 1c,

Fig. 4 eine Teildarstellung nach Fig. 1c

und 1d bei in Richtung nach unten zusammengedrückter Federeinrichtung des Stoßdämpfers und

Fig. 5 eine Ansicht entsprechend Fig. 4 bei

in Richtung nach oben zusammengedrückter Federeinrichtung.

Der in der Zeichnung veranschaulichte Stoßdämpfer 10 kann in einem Bohrstrang aus Bohrgestänge und Schwerstangen 11 und an einem (nicht dargestellten) beim Drehbcjh: eines Bohrlochs in Erdformationen benutzten Bohrmeißel

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befestigt sein. Der Stoßdämpfer' umfaßt einen Innenrohrkörper 12, der teleskopisch innerhalb eines Außengehäuses 13 angeordnet ist. Wie dargestellt, ist ein oberer Innenrohrabschnitt 14 mit seiner oberen, mit Gewinde versehenen Muffe 15 mit dem Gewindszapfen 16 des benachbarten Schwerstangenabschnitts 11 *e.s Bohrstrangs verschraubt, während das untere Ende des oberen Abschnitts mit dem oberen Ende eines Zwischenrohrkörpers 17 verschraubt ist, dessen unteres Ende mit dem oberen Ende eines unteren Rohrabschnitts 18 verschraubt ist. Das Außengehäuse umfaßt einen oberen Gehäuseabschnitt 19 mit einer daran,z.B. durch eine Schweißnaht 21, fest angebrachten Dichtungsbuchse 20, die einen für eine Gleitabdichtung gegen den Umfang des oberen Körperabschnitts 14 geeigneten Dichtungsring 22 trägt. Die Buchse trägt weiter einen gegen den Umfang des Innen rohrabschnitts 14 drückenden geeigneten elastomeren Schleifring 23, der durch einen zusammenziehbaren Ring 24 gegen diesen Umfang gedrückt wird. Zwischen dem Schleifring 23 und dem Dichtungsring 22 ist ein geeigneter Gleitring 25 angeordnet, der von einem O-Ring 26 umgeben ist.

Innerhalb des oberen Gehäuseabschnitts 19 unterhalb der Dichtungsbuchse 20 ist eine Gleitbuchse 27 angeordnet, die mit dem Umfang des Innenrohrabschnitts in Gleiteingriff steht, auf einer nach oben weisenden

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Schulter 28 des oberen Gehäuseabschnitts aufsitzt und dazu dient, den Innenrohrabschnitt 14 in angemessenem Gleitverhältnis zu dem Außengehäuse 13 zu halten. Das untere Ende des oberen Gehäuseabschnitts 19 ist an das obere Ende eines Gehäusezwischenabschnitts 29 angeschraubt, dessen unteres Ende an das obere Ende eines weiteren Gehäusezwischenabschnitts 30 angeschraubt ist, dessen unteres Ende an das obers Ende eines unteren Gehäuseabschnitts 31 angeschraubt ist, der einen mit Gewinde versehenen Zapfen 32 aufweist, welcher mit einer Gewindemuffe 33 verschraubt ist, die aus einem Schwerstangenabschnitt oder Rohrteil 34 bestehen kann, mit dem ein (nicht dargestellter) Drehbohrmeißel verbunden ist. Der Teil 34 kann das obere Ende eines (nicht dargestellten) Flüssigkeitsantriebs darstellen, dessen unteres Ende mit einem Drehbohrmeißel verbunden ist.

Der Innenrohrkörper 12 und das Außengehäuse 13 können sich in axialer Richtung zwischen einem ein- und einem ausgefahrenen Zustand zueinander bewegen. Außerdem kann durch eine gleitbare Keilverbindung 36 Drehmoment zwischen dem Innenrohrkörper und dem Außengehäuse übertragen werden. Wie dargestellt, hat der innere Rohrabschnitt 14 sich in Längsrichtung erstreckende äußere Nuten 37, die Federn oder Keile 38 aufnehmen, welche in gegenüberliegenden Innennuten 39 in dem Gehäuse-

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zwischenabschnitt 29 angeordnet sind, wobei die Keile durch Anlage an dem unteren Ende 40 des oberen Gehäuseabschnitts 19 und durch eine nach oben weisende Schulter 41 in dem Gehäusezwischenabschnitt 29 daran gehindert sind, sich in einem nennenswerten Ausmaß in Längsrichtung zu bewegen. Die äußeren Rillen oder Keilnuten 37 in dem oberen Rohrabschnitt sind in bezug auf die Keile 38 verlängert, um dem Innenrohrkörper 12 eine Längsbewegung in beiden Richtungen innerhalb des und in bezug auf das Gehäuse unter Übertragung von Drehmoment von dem Bohrstrang 11 und dem Innenrohrkörper 12 auf das Außengehäuse 13 und von letzterem auf den Bohrmeißel oder den damit verbundenen SchwerStangenabschnitt 34 zu ermöglichen.

Beim Drehbohren des Bohrlochs werden durch den Bohrmeißel Vibrationen in dem Bohrstrang erzeugt, und es besteht der Wunsch, daß der Stoßdämpfer derartige Vibrationen aufnimmt bzw. dämpft, um zu verhindern, daß solche Schwingungen oder Stoßbelastungen den Stoßdämpfer und Teile des Bohrstrangs beschädigen. Wie dargestellt, ist eine Federeinrichtung 50 in dem Ringraum 51 zwischen dem Zwischenrohrabschnitt 17 und dem unteren Gehäusezwischenabschnitt 30 angeordnet und besteht aus übereinander geschichteten kegelstumpfförmigen Federelementen 52 in Form von Scheiben oder Tellern. Das obere Ende der Federelemente drpckt gegen

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einen oberen Stützring 53, der an dem unteren Ende einer Buchse bzw. eines Federanschlags 54 in Anlage kommen kann, wobei die Buchse bzw. der Federanschlag 54 zwischen einer durch den oberen Gehäusezwischenabschnitt gebildeten Schulter 55 und einer an dem unteren Gehäusezwischenabschnitt 30 vorgesehenen Schulter 56 innerhalb ces Gehäusezwischenabschnitts eingeschlossen ist. Der obere Stützring 53 kann weiter an einer nach unten weisenden Schulter 57 an dem Zwischenrohrabschnitt 17 in Anlage kommen. Das untere Ende des Federelementensatzes 50 (auch als Stapelsatz aus Tellerfedern bekannt) drückt gegen einen unteren Stützring 60, dessen unteres Ende an einem nach oben weisenden unteren Federanschlag 61 an dem unteren Gehäusezwischenabschnitt 30 und an dem oberen Ende 62 des unteren Rohrabschnitts 18 des Innenrohrkörpers 12 zur Anlage kommen kann.

Bei der vorbeschriebenen Anordnung kann der Innenrohrkörper 12 sich in bezug auf das Außengehäuse 13 in Richtung nach unten bewegen, um die Federeinrichtung 50 zwischen der oberen Druckschulter 57 des Innenrohrkörpers und dem unteren Federanschlag 61 des Außengehäuses zusammenzudrücken. Der Innenrohrkörper 12 kann sich ferner innerhalb des Außengehäuses 13 in Richtung nach oben bewegen, um die Federeinrichtung zwischen der unteren Druckschulter 62 und dem unteren Ende der Buchse bzw. des Federanschlages 54 zusammenzudrücken.

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Somit wird die Federeinrichtung 50 als Folge sowohl einer relativen Abwärtsbewegung des Innenrohrkörpers innerhalb des Außengehäuses wie auch einer relativen Aufwärtsbewegung des Innenrohrkörpers innerhalb des Außengehäuses unter Druck gesetzt, wie dies aus Fig. und 5 ersichtlich ist.

Beim Bohren wird Bohr schlamm od. dgl. Bohrflüssigkeit durcjh den Bohrstrang 11, den Stoßdämpfer 10, den Rohrteil und den darunter befindlichen Bohrmeißel hindurchgepumpt zu dem Zweck, das Bohrklein aus der Bohrzone in dem Bohrloch herauszuspülen und es nach oben durch den den Bohrstrang umgebenden Ringraum zum Eingang des Bohrlochs zu befördern. Um die Freiheit der Bewegung der Teile des teleskopischen Stoßdämpfers zueinander zu gewährleisten, ist zwischen dem Außengehäuse und dem Innenrohrkörper eine Schmiermittelkammer 51 ausgedehnter Länge vorgesehen, die von einem ringförmigen Ausgleichskolben 7O ausgeht, der den unteren Teil des unterejn Rohrabschnitts 18 umgibt und mit der Innenwand 71 des unteren Gehäuseabschnitts 31 in Eingriff steht. Dieser Kolben trägt geeicnete innere Dichtungsringe 72, die mit dem Umfang des Rohrabschnitts 18 in Eingriff stehen, und äußere Dichtungsringe 73, die mit der Innenwand des unteren Gehäuseabschxtts 31 in Eingriff stehen. Die Schmi mittelkammer 51 erstreckt sich von dem Kolben 70 nach obeι zwischen dem Rohrabschnitt 18 und dem Gehäuseabschnitt

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durch die Federkammer 51 und durch den Feder-Nut-Drehantriebteil 36 des Stoßdämpfers und entlang der Gleitbuchse 27 und endet an dem Dichtungsring 22 in der Dichtungshülse 20. Ein Gleitring 75 ist in dem oberen Gehäusezwischenabschnitt vorgesehen, der mit dem Außenumfang des oberen Rohrabschnitts 14 in Eingriff steht. Damit jedoch Schmiermittel an einem derartigen Gleitring entlangfließen kann, ist er mit inneren Längsrillen 76 versehen, wie in Fig. 3 dargestellt.

Der Ausgleichskolben 70 dient dazu, den Druck der durch den Stoßdämpfer gepumpten Bohrflüssigkeit auf das Schmiermittel innerhalb der Kammer 51 zu übertragen, die die Kammer zwischen dem Ausgleichskolben und dem Dichtungsring 22 vollständig ausfüllt. Die Abwärtsbewegung des Ausgleichskolbens in bezug auf den unteren Rohrabschnitt 18 wird durch den gegenseitigen Eingriff des Kolbens und des oberen Endes eines Arretierrings 77 begrenzt, der zwischen einer Schulter 78 in dem unteren Rohrabschnitt und einem in einer Rille 80 in dem unteren Rohrabschnitt angebrachten geteilten Schnappring 79 gehalten ist, auf dem der Arretierring 77 abgestützt ist.

Das Schmiermittel kann durch eine geeignete öffnung 81 im unteren Ende der Federkammer in die langgestreckte Schmiermittelkammer 51 eingeführt werden, wobei das Schm

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mittel in der Kammer bis zu einer oberen öffnung 82 in dan oberen Gehäuseabschnitt steigt, um das Verdrängen von Luft aus der Kammer zu ermöglichen. Das Auffüllen des Stoßdämpfers kann erfolgen, wenn dieser in eine im wesentlichen horizontale Lage gebracht, jedoch leicht in Richtung nach oben verkantet wird, was das vollständige Auffüllen der gesamten Kammer 51 mit öl praktisch ohne Zurückbleiben von Luft ermöglicht, woraufhin die untere öffnung 21 durch einen geeigneten Gewindestopfen 83 und die obere öffnung 82 durch einen geeigneten Gewindestopfen 84 verschlossen werden.

Beim Bohren wird die Bohrflüssigkeit durch das Bohrgestänge und den Stoßdämpfer hindurchgepumpt und durch die (nicht dargestellten) Düsen oder Austrittsoffnungen des Bohrmeißels ausgestoßen, von wo sie nach oben um die Vorrichtung und den Bohrstrang herum zum Eingang des Bohrlochs gelangt. Innerhalb der Vorrichtung ist ein Druckunterschied vorhanden, der auf die durch die Austrittsoffnungen bzw. Düsen auferlegte Drosselung des Flüssigkeitsflusses zurückzuführen ist. Der Druckunterschied innerhalb der Vorrichtung kann z.B. 20 bis 50 bar betragen. Dieser Druckunterschied wirkt auf die Stirnfläche P (Fig. 1a) des Innenrohrkörp'ers 12 und versucht diesen mitsamt dem darüberbefindlichen Bohrstrang 11 anzuheben. Beim Bohren in geringer Tiefe oder beim Nachbohren eines Bohrlochs ist das Bohrgewicht, das auf

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den Bohrmeißel oder den Erweiterungsbohrer aufgebracht werden kann, relativ gering. Als Folge bewegt sich der Innenrohrkörper 12 innerhalb des Außengehäuses nach oben und verhindert, daß nach unten gerichteter Andruck von dem Innenrohrkörper 12 durch die Federeinrichtung 50 auf den unteren Federanschlag 61 in dem Außengehäuse übertragen wird (s. Fig. 5). Die erforderliche Kraft für das Andrücken der Schneidwerkzeuge des Bohrmeißels gegen die Erdformation wird dann durch den Flüssigkeitsdruck erzeugt, der über der Querfläche S des unteren Gehäuseabschnitts 31 und des darunter befindlichen Bohrmeißels (mit Ausnahme der relativ kleinen Flächenbereiche durch die Bohrmeißeldüsen bzw. -austrittsöffnun gen) wiftsam ist. Ungeachtet der Tatsache, daß bei den genannten Bedingungen keine nach unten wirkende Druckkraft von dem Innenrohrkörper 12 durch die Federeinrichtung 50 übertragen wird, ist die Federeinrichtung noch immer auf Druck beansprucht, indem sie zwischen der nach oben weisenden Schulter 62 des unteren Rohrabschnitts 18 und dem unteren Ende des Federanschlags 54 innerhalb des äußeren Gehäuseabschnitts 30 zusammengedrückt ist. Von der Tätigkeit des in dem Bohrloch rotierenden Bohrmeißels herrührende Vibrationen bzw. Schwingungen werden alsdann durch die zusammengedrückte Federeinrichtung aufgenommen und gedämpft.

Auf der anderen Seite, wenn das durch den Bohrstrang

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auf den Bohrmeißel aufgebrachte Bohrgewicht größer als die nach oben wirkende Kraft des Flüssigkeitsdrucks auf den Innenrohrkörper ist, wird die Federeinrichtung zwischen der oberen Schulter 57 des Innenrohrteils und dem unteren Federanschlag 61 an dem Außenteil zusammengedrückt (Fig. 4). Die dem Bohrmeißel erteilte Gesamt-

raft ist praktisch dem von dem Bohrstrang 11 aufgebrachten nach unten wirkenden Gewicht und der Hydraulikkraft zuzuschreiben, die durch die Bohrflüssigkeit innerhalb des

toßdämpfers in Richtung nach unten auf den Gehäuseabschnitt 31 und den darunter befindlichen Bohrmeißel wirkt. Bei dem hier beschriebenen Zustand ist die Federeinrichtung ebenfalls auf Druck beansprucht und schafft eine Vorrichtung, die in der Lage ist, in dem Bohrloch erzeugte Bohrmeißelschwingungen und andere Stoßkräfte zu dämpfen und aufzunehmen.

Obgleich auf das Bohren eines Bohrlochs durch Rotieren des Bohrstrangs 11, Stoßdämpfers 10 und Bohrmeißels Bezug genommen ist, kann der Stoßdämpfer auch mit dem oberen Ende eines Meißeldirektantriebs 34 verbunden werden, wie ar zum Rotieren eines Bohrmeißels ohne Drehen des darüber befindlichen Bohrstrangs 11 und Stoßdämpfers benutzt wird. Bei dieser Situation wird das untere Ende des Stoßdämpfers mit dem oberen Ende des Antriebs 34 verbunden, dessen (nicht dargestellte) Antriebswelle mit dem Bohrmeißel verbunden wird. Bei dieser Kombination

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herrschen die gleichen Druckverhältnisse in dem Stoßdämpfer. Da, wo das auf den Bohrmeißel aufgebrachte
Gewicht relativ gering ist, obliegt es dem Flüssigkeitsdruck, einen angemessenen Andruck des Bohrmeißels gegen die Sohle des Bohrlochs bereitzustellen (Fig. 5),
wobei der Innenrohrkörper 12 hydraulisch in einem so
ausreichenden Ausmaß angehoben wird, daß die Federeinrichtung 50 zwischen der unteren Druckschulter 62 an dem Innenrohrkörper und dem unteren Ende der innerhalb des Gehäuses angebrachten Buchse oder des Federanschlags zusammengedrückt wird. Wenn das Bohrgewicht ausreicht, die Hebekraft des Flüssigkeitsdruckes zu bezwingen
(Fig. 4), veranlaßt es den Innenrohrkörper 12, sich in bezug auf das Gehäuse 13 nach unten zu bewegen, so daß die Federeinrichtung 50 zwischen der oberen Innenrohrschulter 57 und der unteren Gehäuseschulter 61 zusammengedrückt wird.

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Claims

Patentansprüche:

1. Stoßdämpfer für Tiefbohrgestänge, bestehend aus einem Innenrohrkörper und einem Außengehäuse, die koaxial relativ zueinander verschieblich in das Gestänge einsetzbar und von Bohrflüssigkeit durchströmbar sind und zwischen sich eine Drehmoment-übertragungsvorrichtung ausbilden sowie mit Federmitteln für eine Stoßaufnahme unter Stoßdämpfung versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Federmittel wechselweise für eine Stoßdämpfung bei zusammen- und bei auseinandergefahrenem Zustand von Innenrohrkörper (12) und Außengehäuse (13) in Anlage zwischen diesen überführbar und von einer einzigen Federeinrichtung (50) gebildet sind, deren beiden einander gegenüberliegenden Enden je eine Schulter (57,62) des Innenrohrkörper s (12) und eine Schulter (54,61) des Außengehäuses (13)zugeordne ist, die wechselweise bei zusammen- und bei auseinandergefahrenem Zustand von Innenrohrkörper und Außengehäuse in Druckanlage mit der Federeinrichtung überführbar sind.

Stoßdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

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zwischen dem jeweiligen Ende der Federeinrichtung (50) und den diesem zugeordneten Schultern (57,547 62,61) des Innenrohrkörpers (12) und des Außengehäuses (13) je ein frei schwimmender Feder-Stützring (53,60) angeordnet ist.

3. Stoßdämpfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Federeinrxchtung (5O) aus ring- bzw. kegelstumpfförmigen Federelementen (52) besteht.

4. Stoßdämpfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Federelemente (52) in gegensinnig geschichteten Federpaketen angeordnet sind.

5. Stoßdämpfer nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Innenrohrkörper (12) in Längsrichtung über ein Ende des Außengehäuses (13) hinaus erstreckt und innerhalb des Außengehäuses anderenends endet, eine jenseits des einen Endes der Federeinrichtung (50) vorgesehene erste Dichtung (20) zwischen dem Umfang des Innenrohrkörpers und dem Außengehäuse und eine jenseits des anderen Endes der Federeinrxchtung vorgesehene zweite Dichtung (72,73) zwischen dem Umfang des Innenrohrkörpers und dem Außengehäuse vorgesehen sind und der Ringraum (51) zwischen dem Innenrohrkörper und dem Außengehäuse zwischen der ersten und der zweiten Dichtung

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mit Schmierflüssigkeit befüllbar ist.

6. Stoßdämpfer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehmoment-Übertragungsvorrichtung (36) in dem Ringraum (51) angeordnet ist.

7. Stoßdämpfer nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Dichtung (72,73) einen Au gleichskolben (70) umfaßt, der mit dem Umfang des Innenrohrkörpers (12) und der Innenwand des Außengehäuses (13) in abdichtender Gleitanlage steht.

8. Stoßdämpfer nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Dichtung (20) oberhalb der Drehmoment-übertragungs vorrichtung (36) angeordnet ist.

9. Stoßdämpfer nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenrohrkörper (12) und das Außengehäuse (13) Querflächen aufweisen, die auf den Druck der durch sie hindurchfließenden und sie auszufahren suchenden Flüssig keit ansprechen.

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