DE3004971A1 - Hydraulischer ruettler zur verwendung in einem bohrgestaenge - Google Patents

Hydraulischer ruettler zur verwendung in einem bohrgestaenge

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DE3004971A1
DE3004971A1 DE19803004971 DE3004971A DE3004971A1 DE 3004971 A1 DE3004971 A1 DE 3004971A1 DE 19803004971 DE19803004971 DE 19803004971 DE 3004971 A DE3004971 A DE 3004971A DE 3004971 A1 DE3004971 A1 DE 3004971A1
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Luther Glen Reaugh
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    • E21B31/107Fishing for or freeing objects in boreholes or wells using impact means for releasing stuck parts, e.g. jars
    • E21B31/113Fishing for or freeing objects in boreholes or wells using impact means for releasing stuck parts, e.g. jars hydraulically-operated

Description

Beschreibung
Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Rüttler zur Verwendung in einem Bohrgestänge. Sie betrifft insbesondere hydraulische Rüttler zum Lösen von Bohrgestängen oder Werkzeugen, die in Bohrlöchern festsitzen.
Während des Bohrens einer Bohrung tritt bekanntlich manchmal ein Festsitzen oder Anhaften des Bohrrohres oder der Bohrwerkzeuge in dem Bohrloch ein. Um ein festsitzendes Werkzeug wieder freizubekommen, wird gewöhnlich ein hydraulischer Rüttler im Bohrgestänge eingefügt.' Diese hydraulischen Rüttler arbeiten nach dem Prinzip von einem hydraulisch verzögerten in Längsrichtung beweglichen Hammer, der wirkungsmässig mit dem Bohrrohr verbunden ist, und nach einer Verzögerungszeit freigegeben wird, um auf einen Amboss, der wirkungsmässig mit den im Bohrloch festsitzenden Teil verbunden ist, einen Stoss aufzugeben. Um die Längsbewegung und die damit verbundenen Stosskräfte vorzusehen, wird das Bohrgestänge über die übliche Hebeanlage unter Spannung gesetzt. Die anfängliche relative Längsbewegung im Rüttler wird durch einen hydraulischen Mechanismus verzögert, um die gewünschte Spannkraft anzulegen.
Ein typischer hydraulischer Mechanismus zur Schaffung der Zeitverzögerung im Rüttler umfasst einen in einer Bohrung beweglichen Kolben zur Komprimierung eines in einer Kammer befindlichen Hydraulikfluides. Das Ausmass der Bewegungsverzögerung des Kolbens wird entweder durch eine Fluiddrosselbohrung, die einen Bypass zum Kolben bildet, oder alternativ dadurch gesteuert, dass der Kolben relativ zur Bohrung eine solche Grosse besitzt, dass zwischen den beiden Teilen eine Fluidleckströmung in gezieltem Umfang stattfindet. Der Rüttler ist mit einer Freigabebohrung mit grösserem Durchmesser als die Kompressionsbohrung versehen, um einen relativ grossen Fluidbypass und eine plötzliche Freigabe des Kolbens in der Kammer zu erhalten. Die Kompression des Hydraulikfluides erzeugt grosse Kräfte im Rüttler. Die Spannkraft, die auf den Rüttler angelegt werden kann, ist häufig
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nur durch die Beanspruchbarkeit des Rüttlers und daneben durch die darin hervorgerufenen hydraulischen Kräfte begrenzt. Diese Kräfte entwickeln häufig einen Bohrlochdruck von mehr als 2810 kp/cm2.
Ogleich Drosselbohrungen, die den Kolben umgehen, wie vorbeschrieben ,bekannt und in weitem umfang eingesetzt werden, besteht die Gefahr, dass die Drosselbohrungen teilweise oder vollständig durch Fremdstoffe während der Betriebszeit verstopft werden, was den Rüttler beeinträchtigt oder ausser Betrieb setzt. Wenn ein Bohrwerkzeug im Bohrloch so fest sitzt, dass eine Zugkraft alleine keine Lösung bringt, ist es von grundlegender Bedeutung, dass, wenn vorgesehen, der Rüttler sich in einem richtigen Arbeitszustand befindet. Ein Rüttler,der hier versagt, hat keinerlei Sinn, und es ist wahrscheinlich, dass das festgefressene Werkzeug verlorengeht, wenn das Bohrgestänge unter der Zugkraft bricht.
Die Erfindung bezieht sich auf die zweite vorgenannte Ausbildung von hydraulischen Rüttlern, d.h. solchen, bei denen die notwendige Zeitverzögerung dadurch erhalten wird, dass der Kolben relativ zur Kompressionsbohrung eine solche Grosse hat, dass das Fluid zwischen den beiden Teilen während des Rüttelhubes in einer gezielten Weise leckmässig strömen kann.
Um eine gleichförmige und beständige Zeitverzögerung bei einem Rüttler dieser Art vorzusehen, ist es natürlich bekannt, den Aussendurchmesser des Kolbens sorgfältig in Bezug auf den Innendurchmesser der Kompressionsbohrung im Rüttler auszubilden. Die Auswirkung auf die Zeitverzögerung von Verschleiss an den entsprechenden Stellen und von Änderungen der Flächengestalt, die am Kolben infolge der während der Verwendung auftretenden Drücke auftreten kann, ist ebenfalls bekannt und war Gegenstand verschiedener Untersuchungen. Ein weiteres bedeutendes Gebiet, dem Beachtung geschenkt werden muss, beläuft sich jedoch auf die Flächen an innerem Dorn und Kolben, die in dichtendem Ein-
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griff miteinander gebracht werden müssen, um während des Rüttelhubes eine Bypass-Strömung des · Hydraulikfluides zu verhindern. Es wurde festgestellt, dass, wenn diese Flächen nicht extrem genau bearbeitet sind, zwischen ihnen gewisse Leckverluste eintreten, was die Einhaltung einer gleichmässigen Freigabezeit von einem Rüttler zum nächsten unmöglich macht. Ferner entsteht während des Normalgebrauches an den sich berührenden Flächen -insbesondere dann ein gewisser Verschleiss, wenn in dem Hydraulikfluid irgendwelche Fremdmaterialien enthalten sind, was zu: Verschleiss und Zerstörung der aufeinandertreffenden Flächen führt, so dass sich die Dauer der Verzögerungszeit während der normalen Einsatzdauer ändern kann.
Ein Hauptziel der Erfindung ist daher die Schaffung von einem verbesserten hydraulischen Rüttler, bei dem die vorbeschriebenen Probleme beseitigt sind.
Der erfindungsgemässe hydraulische Rüttler umfasst langgestreckte teleskopartig·ineinander angeordnete Dorn- und Gehäuseelemente, die zwischen einer eingezogenen und ausgefahrenen Stellung relativ beweglich sind und einen Hammer bzw. einen Amboss aufweisen, wobei der Amboss in Abstand vom Hammer steht, wenn sich die Elemente in der eingezogenen Stellung befinden, und in Berührung mit uem Awboss kartmt, wenn sich die Elemente in der ausgefahrenen Stellung befinden. Der Rüttler enthält eine hydraulische Einrichtung, um die Bewegung des Dornelementes relativ zum Gehäuseelement über eine bestimmte Zeit während eines Rüttelhubes zu verzögern, wenn der Rüttler gespannt wird. Die hydraulische Einrichtung umfasst eine fluidgefüllte Kammer mit aneinander angrenzender erster und zweiter Bohrung, wobei die erste Bohrung einen geringeren Durchmesser als die zweite Bohrung hat, und einen am Dornelement angeordneten sowie in der ersten Bohrung aufnehmbaren Kolben mit einem etwas kleineren Durchmesser als die erste Bohrung, so dass eine Fluidströmung längs des Kolbens eingeschränkt wird, wenn dieser sich während des Rüttelhubes relativ zur ersten Bohrung bewegt. Wenn der Kolben aus der ersten Bohrung austritt, bewegen sich die Elemente rasch in die ausgefahrene Stellung, so
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dass der Hammer auf den Amboss einen Stoss aufgibt. Der Kolben hat eine ringförmige Gestalt und ist um das Dornelement zur Bewegung längs diesem zwischen einem ersten und einem zweiten axial davon beabstandeten Anschlag am Dornelement angeordnet. Der Kolben hat ein erstes Ende, das mit dem ersten Anschlag dergestalt zusammenwirken kann, dass eine freie Fluidströmung zwischen Kolben und Dornelement möglich ist, wenn sich die Elemente in die eingezogene Stellung bewegen. Der Kolben hat einen weiteren Abschnitt, der mit dem zweiten Anschlag so zusammenwirkt, dass während der Bewegung des Kolbens durch die erste Bohrung im Laufe des Rüttelhubes zwischen diesen Teilen eine dichtende Eingriffnähme vorliegt.
Gemäss einem Hauptmerkmal der Erfindung ist entweder der weitere Abschnitt oder der zweite Anschlag ein glatter.ringförmiger Wandbereich, der relativ zur Längsachse des Rüttlers geneigt ist, während das betreffende andere Teil eine glatte ringförmige Fläche mit einem konvex bogenförmigem Umriss im Längsschnitt aufweist, wobei der geneigte ringförmige Wandbereich und die ringförmige konvex bogenförmige Fläche relativ zueinander so angeordnet sind, dass sie während des Rüttelhubes in dichtendem Eingriff miteinander kommen.
Gemäss einer Weiterbildung der Erfindung ist der weitere Abschnitt des Kolbens inseitig des ringförmigen Kolbens zwischen dessen ersten Ende und dessen gegenüberliegendem Ende angeordnet. Vorzugsweise befindet sich der weitere Abschnitt des Kolbens näher beim ersten Ende als bei dem gegenüberliegenden Ende des Kolbens.
Gemäss einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist der geneigte Wandabschnitt ein kegelstumpfförmiger Wandbereich, der an dem ringförmigen Kolben angeordnet ist, während die ringförmige konvex bogenförmige Fläche am Dornelement angeordnet ist. Vorzugsweise hat die konvex bogenförmige Fläche im Längsschnitt einen halbkreisförmigen Umriss.
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Gemäss einer anderen typischen Weiterbildung der Erfindung steht das Dornelement in einer Keilzahnverbindung mit dem Gehäusaslement, so dass es sich relativ zu letzterem nicht drehen kann, jedoch eine Relativbewegung zwischen der ausgefahrenen und eingezogenen Stellung zum Gehäuseelement möglich ist.
Es wurde festgestellt, dass erfindungsgemäss aufgebaute hydraulische Rüttler eine wesentlich längere Lebensdauer als bekannte Vorrichtungen der in Rede stehenden Art haben und dass über die Lebensdauer eine geringere Änderung der durchschnittlichen Freigabezeit eintritt. Ferner zeigen Rüttler der erfindungsgemässen Art geringere Unterschiede in der Freigabezeit von einer Anfertigung zur anderen, wenn man davon ausgeht, dass sämtliche Rüttler nach den gleichen Fertigungstechniken und mit den gleichen Toleranzen und Maschinen hergestellt worden sind.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische längsgeschnittene Ansicht von einem erfindungsgemäss aufgebauten hydraulischen Rüttler,
Fig. 2 eine längsgeschnittene Ansicht von einem Teil des hydraulischen Rüttlers mit Darstellung der hydraulischen Einrichtung zur Verzögerung der Bewegung des Domes relativ zum Gehäuse,
Fig. 3 eine vergrösserte Ansicht des ringförmigen Kolbens und des damit zusammenwirkenden Dornabschnittes,
Fig. 4 eine geschnittene Ansicht des hydraulischen Rüttlers längs der Linie 4-4 in Fig. 2 bei Betrachtung auf das obere Ende des ringförmigen Kolbens,
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Fig. 5 eine geschnittene Detailansicht bei Betrachtung längs der Linie 5-5 in Fig. 4, und
Fig. 6 eine geschnittene Ansicht längs der Linie 6-6 in Fig. 1 mit Darstellung der Keilzahnverbindung zwischen Dorn und Gehäuse.
In Fig. 1 betrifft das Bezugszeichen 10 den hydraulischen Rüttler, der wiederum aus zwei grundlegenden Unteranordnungen, nämlich einem Dorn 12 und einem äusseren Gehäuse 14,aufgebaut ist. Der Dorn 12 ist teleskopartig im Gehäuse 14 angeordnet und in Bezug auf das Gehäuse in Längsachse des Rüttlers zwischen einer eingezogenen und ausgefahrenen Stellung relativ beweglich.
Der Dorn 12 besteht aus drei Hauptabschnitten, nämlich einem oberen Abschnitt 12a, einem zwischenliegenden Abschnitt 12b und einem unteren Abschnitt 12c. Die drei Abschnitte sind durch betreffende mit Aussen- und Innengewinden versehenen Bereiche miteinander verbunden, was ihre Montage und Demontage erleichtert. Der obere Abschnitt des Domes 12 trägt einen Verbindungskopf 20, der ein konisches Innengewinde 22 aufweist, in das ein Aussengewinde am Zapfenende von einem Bohrgestänge eingeschraubt ist. Bei Anordnung in einem Bohrloch ist daher der Verbindungskopf 20 das zuoberst liegende Teil des hydraulischen Rüttlers 10.
Der obere Abschnitt 12a des Domes ist ferner mit einer Vielzahl von in Längsrichtung verlaufenden und längs des Umfanges des Domes in Abstand voneinander liegenden Keilzähnen 24 versehen, deren Zweck später noch beschrieben wird. Der zwischenliegende Dornabschnitt 12b trägt einen ringförmigen Hammer 26, auf den ebenfalls später noch im Detail eingegangen wird, während der untere Dornabschnitt 12c sich u.a. durch eine hydraulische Kammer erstreckt, die nahe dem unteren Ende des Gehäuses 14 vorgesehen ist. Der gesamte Dorn 12 weist eine zentrale sich in Längsrichtung erstreckende Durchgangsbohrung
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30 auf, durch die ein Bohrfluid aus bekannten Gründen hindurchgeführt werden kann.
Das Gehäuse 14 besteht ebenfalls aus einer Vielzahl von Abschnitten 14a, 14b, 14c und 14d. Der zuoberst liegende Gehäuseabschnitt 14a umfasst eine Vielzahl von Keilzähnen 32, die zwischen die Keilzähne 24 am Dorn eingreifen, so dass ohne Verdrehung eine Relativbewegung des Domes 12 gegenüber dem Gehäuse 14 zwischen der ausgefahrenen und zurückgezogenen Stellung möglich ist. Die miteinander in Eingriff stehenden Keilzähne am Gehäuse und Dorn sind in grösserem Detail in Fig. 6 gezeigt.
Der nächste Abschnitt des Gehäuses, d.h. der Abschnitt 14b, kann als Ambossabschnitt bezeichnet werden, da er eine ringförmige Absatzfläche 34 an seiner Innenwand aufweist, die mit dem ringförmigen am benachbarten Dornabschnitt ausgebildeten Hammer 26 zusammenwirken kann. Wenn der Dorn 12 sich relativ zum Gehäuse 14 von der eingezogenen Stellung in die ausgefahrene bewegt, vermag der Hammer 26 auf den Amboss 34 einen kräftigen Schlag aufzugeben, um die gewünschte Rüttelkraft zu erhalten.
Um den Eintritt von Verunreinigungen ins Innere des Rüttlers zu vermeiden, ist das obere Ende des Gehäuses 14 mit geeigneten Abdichtungselementen 36 versehen, die in einer Reihe von Ringnuten in der Innenwand des Gehäuses liegen. Die Dichtungen können irgendeinen geeigneten Aufbau haben, der den anliegenden hohen Fluiddrücken gerecht wird; so kann es sich z.B. um die bekannten "Parker-Dichtungen" handeln. Zur Erzielung eines weiteren Schutzes gegen den Eintritt von Verunreinigungen ins Gehäuse und insbesondere gegen den Eintritt von Verunreinigungen in die Bereiche zwischen den ineinandergreifenden Keilzähnen 24 und 32 an Dorn und Gehäuse ist der zwischenliegende Dornabschnitt 12b mit einem■ringförmigen Kompensationskolben 38 versehen (vgl. insbesondere Fig. 2), der in dichtendem Eingriff mit sowohl der Innenwand des Gehäuses als auch der Aussenwand des Domes steht. Dieser Kompensationskolben weist sowohl äussere als auch innere Ringnuten auf, die geeignete Dichtringe 40 und 42 ent-
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halten. Das Gehäuse 12 ist nahe dem unteren Ende von seinem zwischenliegenden Abschnitt 1.2b)mit einer Vielzahl von radial sich erstreckenden Kanälen 46 versehen, die einen Eintritt der in dem Bohrloch befindlichen Fluide in das Gehäuse hinter dem Kompensationskolben 38 ermöglichen. Wird daher der Dorn 12 relativ zum Gehäuse 14 ausgefahren, bewegt sich der Kompensationskolben längs der Innenwand des Gehäuses 14, so dass die Bohrfluide über die Kanäle 46 eintreten können. Der Innendruck steht auf diese Weise zu sämtlichen Zeiten im Gleichgewicht zum Aussendruck, was mit dazu beiträgt, dass cdie verwendeten Schmiermittel, die einen Verschleiss an den ineinandergreifenden Keilzähnen 24. und 32 verhindern, nicht durch Fremdmaterialien,z.B. Bohrabschläge, verunreinigt werden.
Der Abschnitt 14c des Gehäuses kann als hydraulischer Abschnitt bezeichnet werden, da in diesem Bereich des Gehäuses die hydraulischen Einrichtungen vorgesehen sind, die die Bewegung des Domes 12 relativ zum Gehäuse 14 zwischen der eingefahrenen und ausgefahrenen Stellung über eine bestimmte Zeit während eines Rüttelhubes verzögern, wenn der Rüttler gespannt wird. Mit dem Abschnitt.14c des Gehäuses ist der zuunterst liegende Abschnitt 14d verbunden, bei dem es sich um den Verbindungsabschnitt handelt, der ein konisches Innengewinde 50 aufweist, das mit dem Gewindebereich am Zapfen von einem Werkzeug, z.B. einem Bohrmeissel, in Verbindung gebracht werden kann.
Der Gehäuseabschnitt 14c ist mit drei aufeinanderfolgenden Bohrungen 52, 54 und 56 versehen. Die Bohrung 54 hat einen geringeren Durchmesser als die Bohrungen 52 und 56. Die gesamte Kammer, in der sich die drei Bohrungen 52, 54 und 56 befinden, ist mit einem Arbeitsfluid, z.B. einem Fluid auf Silikonbasis, gefüllt, das über einen weiten Temperaturbereich nur geringe Viskositätsänderungen zeigt. Ein ringförmiger Kolben 60 ist am Dornbereich 12c angeordnet und relativ zu diesem zwischen einem ersten und zweiten Anschlag 62 und 64 in Axialrichtung beweglich; die Anschläge 62 und 64 sind am Dornabschnitt 12b bzw. 12c vorgesehen. Der Ringkolben 60
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hat einen Aussendurchmesser, der nur etwas kleiner als der Durchmesser der Bohrung 54 ist, so dass eine Störmung des Arbeitsfluides längs des Kolbens 60 eingeschränkt wird, wenn sich der Kolben durch die erste Bohrung 54 während eines Rüttelhubes bewegt, bis der Kolben 60 aus der Bohrung 54 heraus und in die grössere Bohrung 52 hineintritt, worauf sich Dorn und Gehäuse rasch in die relativ ausgefahrene Stellung bewegen, so dass der Hammer 56 dem Amboss 34 einen kräftigen Schlag verleiht. Diese gesamte Wirkung braucht im Detail nicht weiter erläutert zu werden, da sie grundsätzlich bekannt ist.
Während des Rückkehrhubes ist es erwünscht, dass zwischen Kolben 60 und Dorn 12 bei dessen Bewegung in die eingezogene Stellung relativ zum Gehäuse eine freie Strömung des Arbeitsfluides gegeben ist. Um dies zu erreichen, ist der obere Eridabschnitt des Kolbens 60 mit einer Vielzahl von radial sich erstreckenden Nuten 68 versehen, wie dies am besten in Fig. 4 zu sehen ist. Diese Nuten 68 haben vorzugsweise einen halbkreisförmigen Querschnitt, vgl. Fig. 5. Während der Bewegung in die eingezogene Stellung kommt daher der Anschlag 62 an dem Endabschnitt 66 des Kolbens 60 zu liegen, wobei das Arbeitsfluid zwischen Dorn 12 und Kolben 60 über die radial gerichteten Nuten 68 abfHessen kann; dies ist insbesondere der Fall, wenn sich der Kolben 60 durch die Bohrung 54 mit verkleinertem Durchmesser bewegt. Die äussere relativ grosse Bohrung 56 braucht hier im Detail nicht näher erläutert zu werden; es reicht aus, darauf hinzuweisen, dass das Gegenteil von einer Rüttlerwirkung mit der dargestellten Anordnung erzielt werden kann, d.h. es kann eine Stosswirkung erhalten werden, wenn das Gehäuse und der Dorn in die relativ eingezogene Stellung- bewegt werden. Der ringförmige Kolben 60 ruht auch in dieser zweiter Bohrung 56 mit vergrössertem Durchmesser, wenn der Dorn und das Gehäuse sich in der relativ eingezogenen Stellung, d.h. vor Beginn eines Rüttlerhubes befinden.
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Wie am besten in Fig. 2 und 3 zu sehen ist, besitzt der ringförmige Kolben 60 einen Abschnitt 70, der so gestaltet ist, dass er mit dem zweiten Anschlag 64 am Dorn zusammenwirken kann, um zwischen diesem Teil während der Bewegung des Kolbens durch die Bohrung 54 im Laufe eines Rüttlerhubes eine dichtende Eingriffnähme vorzusehen. Wie in der Zeichnung dargestellt, hat dieser Abschnitt 70 des Kolbens die Gestalt von einem stetigen ringförmigen Wandbereich, der relativ zur Längsachse des Rüttlers geneigt ist. Wie dargestellt, hat dieser geneigte Wandbereich bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung eine kegel stumpf förmige Aüsüiraung una ist vorzugsweise unter einem Winkel von-etwa 45° zur Rüttlerachse geneigt,obgleich dieser Winkel nicht besonders kritisch ist. Der Anschlag 64 am Dorn ist in Form von einem stetigen ringförmigen Oberflächenelement mit einer konvex bogenförmigen Gestalt bei Betrachtung im Längsschnitt ausgebildet. Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hat die konvex bogenförmige Fläche einen halbkreisförmigen Umriss mit einem Mittelpunkt C, vgl. z.B. Fig. Beide vorbeschriebenen Flächen sind glatt bearbeitet und vorzugsweise mit einer Hartchrombeschichtung versehen, die die Verschleissfestigkeit erhöht.
Während des Rüttelhubes bewirken die hohen auf den ringförmigen Kolben 60 durch das Arbeitsfluid ausgeübten Drücke, dass.die konvex bogenförmige Ringfläche des Anschlages 64 in enge dichtende Eingriffnähme mit dem schrägen ringförmigen Wandbereich.70 kommt. Hierdurch wird ein verkeilender Effekt erzielt, und es wurde festgestellt, dass aufgrund dieser Kombination eine gute Dichtwirkung über eine sehr lange Betriebszeit im Vergleich zu herkömmlichen Vorrichtungen erhalten werden kann, was eine erhebliche Einsparung an Arbeitskosten und Ausfallzeiten bedeutet. Die Dichtwirkung der vorbeschriebenen Flächen wird selbst dann nicht nachteilig beeinflusst, wenn der Verschleiss einen erheblichen Umfang angenommen hat. Das Gesamtergebnis ist, dass das grundsätzliche Arbeitsverhalten des hydraulischen
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Rüttlers während des Einsatzes nicht so rasch beeinträchtigt wird, wie des bei vergleichbaren herkömmlichen Vorrichtungen der Fall ist. Ferner erwies es sich als einfacher, ein im wesentlichen gleichförmiges Arbeitsverhalten zwischen den einzelnen hydraulischen Rüttlern zu erhalten, wenn diese mit grundsätzlich den gleichen Toleranzen angefertigt werden.
Die gesamte Betriebsweise des vorbeschriebenen hydraulischen Rüttlers als auch dessen Verwendung als Rüttler und Stosswerkzeug dürften für den Fachmann bekannt sein. Eine weitere Erläuterung erübrigt sich daher.
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Claims (10)

PATENTANWÄLTE ." * .A..GRUNECKER H. KINKELDEY or-»» W. STOCKMAIR OR-INa ■ AteiCALTECH K. SCHUMANN P. H. JAKOB G. BEZOLD OR KRMT- OH-ΟβΛ 8 MÜNCHEN MAXIMILIANETRASSE 11. Peb. 1980 711 OPI Ltd. · 5105 - 75 Street, Edmonton, Alberta, Kanada T6C 4G2 Hydraulischer Rüttler zur Verwendung in einem Bohrgestänge PATENTANSPRÜCHE
1. Hydraulischer Rüttler zur Verwendung in einem Bohrgestänge, gekennzeichnet durch ein langgestrecktes Dornelement (12) und Gehäuseelement (14), die. teleskopartig zueinander angeordnet und relativ zueinander längs der Längsachse des Rüttlers zwischen einer eingezogenen und ausgefahrenen Stellung bewegbar sind, wobei eines der Elemente einen Hammer (26) und das andere einen Amboss (34) aufweist, der in Abstand vom Hammer angeordnet liegt, wenn
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TELEFON (OSS) 99 38 Ba TELEX ΟΒ-Οβ 38Ο TELEGRAMME MONAPAT TBt-EKOPIERKR
sich die Elemente in einer eingezogenen Stellung befinden, während Hammer und Amboss in Berührung miteinander treten, wenn die Elemente die ausgefahrene Stellung einnehmen, eine hydraulische im Rüttler vorgesehene Einrichtung, die die Bewegung des Dornelementes relativ zum Gehäuseelement zwischen der eingefahrenen und ausgefahrenen Stellung über eine bestimmte Zeit während eines Rüttelhubes verzögert, wenn der Rüttler gespannt wird, wobei die hydraulische Einrichtung eine Kammer umfasst, die beim Betrieb mit dem Fluid im Gehäuseelement gefüllt ist und die eine angrenzende erste und zweite Bohrung (54, 52) aufweist, wobei die erste Bohrung einen kleineren Durchmesser als die zweite Bohrung hat, und einen am Dornelement angeordneten und in der ersten Bohrung aufnehmbaren Kolben (60), der einen etwas kleineren Durchmesser als der Durchmesser der ersten Bohrung hat, um eine Fluidströmung längs des Kolbens einzuschränken, wenn dieser sich relativ zur ersten Bohrung während des Rüttelhubes bewegt, bis der Kolben aus der ersten Bohrung heraustritt, wonach sich die Elemente rasch in die relativ ausgefahrene Stellung bewegen, so. dass der Hammer auf den Amboss einen Stoss aufgibt, wobei der Kolben eine ringförmige Gestalt hat und um das Dornelement zur Bewegung längs diesem zwischen einem ersten und einem zweiten am Dornelement in Abstand voneinander angeordneten Anschlag (62, 64) angeordnet ist, wobei ein erstes Ende (66) des Kolbens mit dem ersten Anschlag (62) dergestalt zusammenwirkt, dass eine freie Strömung des Fluids zwischen Kolben und Dornelement vorliegt, wenn sich die Elemente in die eingezogene Stellung bewegen, während der Kolben einen weiteren Abschnitt (70)aufweist, der mit dem zweiten Anschlag (64) so zusammenwirkt, dass dazwischen eine dichtende Eingriffnahme während der Bewegung des Kolbens durch die erste Bohrung im Lauf des Rüttelhubes eintritt, und wobei entweder der weitere Abschnitt (70) oder der zweite Anschlag (64) einen glatten ringförmigen Wandbereich darstellt, der relativ zur Längsachse des Rüttelers geneigt ist, während das verbleibende andere Teil eine glatte ringförmige Fläche ist, die einen konvexen bogenförmigen Umriss bei Betrachtung im Längschnitt hat, wobei der geneigte ringförmige Wandbereich und die ringförmige konvexe
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bogenförmige Fläche relativ zueinander so angeordnet sind, dass sie während des Rüttelhubes in dichtendem Eingriff miteinander kommen.
2. Rüttler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Abschnitt (70) des Kolbens (60) inseitig des ringförmigen Kolbens zwischen dessen erstem Ende und dessen gegenüberliegendem Ende angeordnet ist.
3. Rüttler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichne t , dass der weitere Abschnitt (70) des Kolbens (60) näher am ersten Ende als an dem gegenüberliegenden Ende des Kolbens angeordnet ist.
4. Rüttler nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , dass der geneigte Wandbereich (70) eine kegelstumpf förmige Ausbildung hat.
5. Rüttler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich-It.,.e t , dass der geneigte Wandbereich (70) eine kegelstumpfförmige Ausbildung hat und am ringförmigen Kolben (60) angeordnet ist, während die ringförmige konvex bogenförmige Fläche (64) am Dornelement (12) angeordnet ist.
6. Rüttler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der geneigte Wandbereich (70) eine kegelstumpfförmige Ausbildung hat und am ringförmigen Kolben (60) angeordnet ist, während die ringförmige konvex bogenförmige Fläche (64) am Dornelement (12) angeordnet ist.
7. Rüttler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der geneigte Wandbereich (70) eine kegelstumpfförmige Ausbildung hat und am ringförmigen Kolben (60) angeordnet ist, während die ringförmige konvex bogenförmige Fläche (64) am Dornelement (12) ausgebildet ist.
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8. Rüttler nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die konvex bogenförmige Fläche (64) im Längsschnitt einen halbkreisförmigen Umriss hat.
9. Rüttler nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet , dass die konvex bogenförmige Fläche (64) im Längsschnitt einen halbkreisförmigen Umriss hat.
10. Rüttler nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Dornelement (12) in Keilverbindung (24, 32) mit dem Gehäuseelement (14) steht, so dass es relativ zum Gehäuseelement eine Bewegung zwischen der ausgefahrenen und eingezogenen Stellung, jedoch keine Drehbewegung vornehmen kann.
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