DE3249846C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Ausblaspreventer und einen Stößel für einen solchen Ausblaspreventer gemäß den Oberbegriffen von Anspruch 1 und Anspruch 5.

Bekannt sind ein derartiger Ausblaspreventer und ein solcher Stößel aus der US-PS 30 36 807.

Beim Erdbohren von Erdöl- und Gasbohrlöchern werden Aus­ blaspreventer oftmals so übereinander angeordnet, daß dann, wenn der obere Preventer geschlossen ist, die Bohrlochflüssigkeit auf die Querschnittsfläche der Kolbenstangen der Rammen der unteren Preventer einwirkt, um dadurch eine Kraft zu erzeugen, die der Schließbewegung der Stößel Widerstand entgegensetzt. Deshalb besteht die Notwendigkeit zur Verwendung von Kolben, die so groß sind, daß die aufgrund der Betriebsflüssigkeit zum Schließen der Stößel benötigte Kraft die Gummipackung auf den Stirnflächen der Stößelkörper so fest zusammenpreßt, daß die Packung oder Abdichtung infolge der Bewegung der Rohrleitung innerhalb der Rohrleitungsaussparungen der Packung vorzeitig verschleißt.

Bei den bekannten Preventern dieser Art befinden sich üblicherweise zwischen den unteren Seiten der Stößel und den die Stößel aufnehmenden Kammern Ausnehmungen, welche die Bohrung unterhalb der geschlossenen Stößel mit den Kammern hinter den Stößeln verbinden. Auf diese Weise kann das in der Bohrung befindliche Strömungsmittel bei geschlossenen Stößeln auf wenigstens einen Teil der Fläche an den äußeren Enden der Stößel einwirken und eine Kraft ausüben, welche die Kraft der hydraulischen Betätigungsvorrichtung zum Schließen der Stößel unterstützt. Damit ergibt sich aber eine Erhöhung des auf die Dichtungs­ anordnung der Stößel ausgeübten Druckes auf ein Vielfaches.

Aus der US-PS 30 36 807 ist nun auch bereits bekanntgeworden, die Kraft, die zum Öffnen der Stößel erforderlich ist, dadurch zu verringern, daß die Stößel mit Durchgangs­ kanälen versehen werden, welche die Stößelkammer an dem äußeren Ende jedes Stößels mit der Bohrung des Preventer­ gehäuses sowohl unterhalb als auch oberhalb der geschlossenen Stößel verbinden. Der Durchfluß durch diese Durchgangskanäle wird dabei so gesteuert, daß die Kammer mit der Bohrung unter den geschlossenen Stößeln beim Einwärts­ bewegen der Kolbenstange verbunden wird und beim Öffnen der Stößel mit der Bohrung über den geschlossenen Stößeln, um dadurch die Kammer zu belüften und damit den auf den Enden der Stößel liegenden Druck auszugleichen, sobald die Kolbenstange sich nach außen bewegt. Bei dieser Konstruktion wird jedoch ein Wechselventil benötigt, das mit dem inneren Ende der Kolbenstange verbunden ist und in der Ventilkammer, die in dem Stößelkörper ausgebildet ist, hin- und herbeweglich ist, um dadurch eine Verbindung zu schaffen, die einen toten Gang hat. Dies kompliziert aber nicht nur die Konstruktion der Stößel, sondern er­ schwert auch ihren Aus- und Einbau unabhängig von den Antrieben, zu Reparatur- oder Austauschzwecken.

Bei anderen Ventilen erfolgt ein wahlweises Öffnen und Schließen von in dem Verschlußstück vorgesehenen Kanälen, welche die äußere Seite des Verschlußstückes mit der Bohrung oder dem Durchflußweg des Ventilgehäuses stromauf­ wärts und stromabwärts von dem Verschlußstück verbinden, mittels eines am inneren Ende einer Betätigungsstange ange­ ordneten Ventilkopfes, der in einer Totgangverbindung mit dem Verschlußstück steht.

Herkömmlicherweise sind die Hydraulikantriebe für beide Stößel eines Ausblaspreventers der genannten Art, die von einem aus einer gemeinsamen Quelle kommenden Hydraulikmittel angetrieben werden, so beschaffen, daß sich die Stößel nicht gleichzeitig in die Schließstellung bewegen. Dies bedeutet also, der eine Stößel erreicht seine Schließstellung eher als der andere. Die Stößelbe­ wegung wird gewöhnlich dadurch begrenzt, daß der Antriebs­ kolben mit dem inneren Ende seines Zylinders in Berührung kommt. Aufgrund des Verschleißes der vorderen Stößel­ packungen, die aus den inneren Enden der Stößelkörper, von denen sie getragen werden, herausragen, ist man bestrebt, das Betriebssystem für die Stößel so abzustimmen, daß sich die vordere Stößelpackung jedes Stößels um eine bestimmte Strecke an der Mittellinie der Bohrung des Preventergehäuses vorbei nach innen bewegen kann. Aufgrund von bestehenden Toleranzen, zu denen auch diejenigen ge­ hören, die zwischen dem Kolben und dem Zylinder vorhanden sind, läßt sich feststellen, daß ein oder beide Stößel sich noch weiter über die Mittellinie der Gehäusebohrung hinausbewegen können. Infolgedessen können die Stößel beim Verschließen einer Rohrleitung dieselbe eine beträcht­ liche Strecke zu der einen Seite der Mittellinie der Preventerbohrung verschieben. Dieses Problem ist insbe­ sondere in einem Preventer der oben genannten Art kritisch, bei dem die Kolbenstangen Leerlauf- oder Totgangverbin­ dungen mit den Stößel haben. Obgleich bereits vorgeschlagen wurde, zur Begrenzung der Einwärtsbewegung der Stößel andere Mittel vorzusehen als das Antriebssystem und dadurch das oben erwähnte Toleranzproblem zu lösen, sind diese Vorschläge deshalb weniger brauchbar, weil sie erhebliche Änderungen am Preventer selbst erforderlich machen.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, einen Ausblaspreventer zu schaffen, bei dem die Einwärtsschließbewegung der Schieber oder Stößel auf ein gewünschtes Maß mit Hilfe einer Vorrichtung beschränkt wird, die nur eine geringfügige oder keinerlei Änderung des Preventers erfordert, wobei darüber hinaus diese vorhandenen, ungenutzten Raum im Preventer in Anspruch nehmen soll.

Die Lösung der Aufgabe ist hinsichtlich eines Ausblas­ preventers im Anspruch 1 und hinsichtlich eines Stößels für einen Ausblaspreventer im Anspruch 5 gekennzeichnet. Die Unteransprüche beziehen sich auf zweckmäßige Ausge­ staltungen und Weiterbildungen.

Die Anordnung der Anschläge in der Ausnehmung zwischen Stößelunterseite und Stößelkammer begrenzt die Einwärts­ bewegung der Vorderseite jedes Stößels wesentlich über die Mittellinie der Bohrung hinaus, so daß sich der vor­ springende Teil der an der vorderen Fläche angebrachten Packung darüber hinaus erstreckt. Dieser Aspekt der Erfindung bewährt sich insbesondere im Hinblick auf die Ausführung des Hydraulikantriebes zur Hin- und Herbewegung der Stößel mit einer Kolbenstange, die eine Totgang­ verbindung mit dem Stößel hat, um den Stößel zum Schließen mit der Kolbenstange nach innen zu bewegen und zum Öffnen nach außen. Auch in diesem Falle, bei welchem der Bereich der Über-Bewegung als größer zu erwarten wäre, als wenn keine solche Totgangverbindung zwischen Betätigungsstange und Stößel vorhanden ist, sorgen die gemäß Erfindung vorgesehenen Anschläge für eine Begrenzung der Einwärtsbewegung der Stößel unabhängig von der Bewegung der Kolbenstange. An sich könnte aufgrund der Totgangverbindung zwischen Kolbenstange und Stößel, die das Öffnen und Schließen des Endes der Kanalanordnung gestattet, bei Anschlag des Kolbens des Hydraulikantriebes am Zylinderende vor Anhalten des Stößels, der Stößel gegenüber der Kolbenstange nach innen gehen und so das äußere Ende der Kanalanordnung öffnen und verhindern, daß der Stößel die Bohrung verschließt. Die zusammenwirkenden Anschläge sorgen dafür, daß das nicht geschieht.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine senkrechte Schnittansicht eines Bohrlochkopfes mit einem Paar senkrecht übereinander angeordneter Ausblaspreventer des Stößeltyps, wobei die Stößel des oberen Preventers um eine in den fluchtend aus­ gerichteten Bohrungen der Preventergehäuse befind­ liche Rohrleitung geschlossen sind und die Stößel des unteren Preventers zurückgezogen sind, um den Ringraum zwischen der Rohrleitung und den Bohrungen zu öffnen,

Fig. 2 eine vergrößerte senkrechte Schnittansicht der einen Seite des unteren Ausblaspreventers von Fig. 1, wobei der sich auf dieser Seite befindende Stößel in die Öffnungsstellung bewegt ist und das Innere der Betätigungsstange zum Bewegen des Stößels von dem äußeren Ende des Stößeldurchgangs­ kanals mit Abstand getrennt ist,

Fig. 2A eine der Fig. 2 ähnliche Ansicht nach der Bewegung des Betätigungskolbens und der Stange nach innen, um dadurch den Stößel nach innen zu bewegen, so daß er an einer in der Gehäusebohrung befindlichen Rohrleitung anliegt, wobei eine derartige Einwärts­ bewegung dadurch begrenzt ist, daß Stifte auf der Kammer und dem Stößel innerhalb der zwischen ihnen befindlichen Aussparung in Berührung treten,

Fig. 2B eine senkrechte Schnittansicht eines Teils des Preventers, längs der Linie 2B-2B in Fig. 2A, die die Enden der miteinander in Eingriff stehenden Stifte zeigt,

Fig. 3A eine waagrechte Schnittansicht der einen Seite des Ausblaspreventers von Fig. 2 und Fig. 2A, wobei die Stößel in die Öffnungsstellung von Fig. 2 zurückgezogen sind,

Fig. 3B eine waagrechte Schnittansicht des äußeren Endes der einen Seite des Ausblaspreventergehäuses von Fig. 3A, wobei eine Verriegelungsschraube in eine äußere Lage in der äußeren Kammer des Gehäuses zurückgezogen ist,

Fig. 4 eine waagrechte Schnittansicht der einen Hälfte der einen Seite des Preventers, ähnlich der von Fig. 3A, wobei jedoch beide Stößel, wie in Fig. 2A gezeigt, in die Schließlage bewegt sind und die Verriegelungsschraube nach innen bewegt ist, um den rechten Stößel in der Schließlage zu ver­ riegeln.

Die in Fig. 1 dargestellten oberen und unteren, senkrecht übereinanderliegenden Preventer, sind in ihrer Gesamtheit mit 10 bezeichnet und weisen Gehäuse 11 mit senkrechten Durchgangsbohrungen auf, die axial miteinander fluchten wenn sich die Preventer in ihrer übereinandergesetzten Lage befinden und in dieser Lage, wie bei 13 gezeigt, mit­ einander verschraubt sind. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, erstreckt sich von dem Bohrloch und durch die fluchtenden Bohrungen des Preventers hindurch eine Rohrleitung 14, die normalerweise eine Bohrrohrleitung ist, durch die Bohrflüssigkeit umgewälzt und abwärts in das Bohrloch hineingeführt werden kann, um von dort dann in dem zwischen der Rohrleitung und den Bohrungen des Preventers vorhandenen Ringraum 15 wieder nach oben zurückgeführt zu werden.

Jeder Preventer weist außerdem ein Paar Stößel 16 auf, die in Kammern 17 sitzen, welche einander gegenüberliegende Seiten der Gehäusebohrungen 12 schneiden. Wie erläutert, lassen sich die Stößel in den Kammern zwischen Außen­ stellungen, in denen sie in ihre Kammern zurückgezogen sind, so daß die Bohrung offen ist, so daß im Falle des unteren Preventers ein Durchfluß durch den Ringraum möglich ist, und Innenstellungen bewegen, in denen sie mit der Rohrlei­ tung und untereinander in Berührung stehen, um den Ringraum zu verschließen, wie dies in Fig. 1 im Falle des oberen Preventers dargestellt ist. Es versteht sich, daß dann, wenn die Stößel des oberen Preventers geschlossen sind, der Druck der Bohrlochflüssigkeit unter ihnen und damit in den Kammern 17, in denen die Stößel 16 des unteren Preventers sitzen, ziemlich hoch sein kann.

Jeder Stößel wird mit Hilfe eines Kolbens 19 zwischen einer Öffnungs- und einer Schließstellung bewegt. Der Zylinder 18 ist in dem Gehäuse außerhalb jeder Stößel­ kammer ausgebildet und enthält einen hin- und herbeweg­ lichen Kolben 19 sowie eine Kolbenstange 20, die sich von dem Kolben wegerstreckt und die abgedichtet durch eine Packung oder Dichtung 21 a hindurchgeführt ist, die in einer Durchgangsöffnung einer Wand des Gehäuses getragen wird, welche die Stößelkammer von dem Zylinder trennt. Wie noch beschrieben werden wird, kann Hydraulikmittel von einer äußeren Quelle zugeführt oder aus dem Zylinder abgeführt werden, und zwar auf entgegengesetzten Seiten des Kolbens 19, um den Kolben dadurch hin- und herzubewegen und damit den Stößel in Richtung auf die Bohrung und von der Bohrung weg zu bewegen. Der Kraft, die das hydraulische Arbeits­ mittel zum Schließen des Stößels liefert, wirkt eine entgegengesetzt gerichtete Kraft entgegen, die von der Bohrlochflüssigkeit geliefert wird, welche über der Quer­ schnittsfläche der Stange wirkt, um den Stößel in die Öffnungsstellung zu drücken.

Jedes Gehäuse 11 weist einen Hauptkörper 21 auf, in dem sich die Bohrung 12 des Gehäuses und das innere Ende der Kammer 17 befinden, in der jeder Stößel sitzt. Das Ge­ häuse ist ferner mit einem Paar Deckel 22 versehen, von denen jeder an der einen Seite des Hauptkörpers 21 ange­ lenkt ist, wie noch beschrieben werden wird. Der Zylinder 18 des Stößelbetätigungssystems ist am äußeren Ende des Hauptkörpers 21, außerhalb des äußeren Endes der Stößelkammer 17 ausgebildet, das mit dem inneren Ende des Zylinders 18 ausge­ richtet ist, wenn die Deckel ihre Schließstellungen ein­ nehmen.

Jeder Stößel weist einen metallenen Stößelkörper 25 in etwa ovalen Querschnitts auf, der eine Packung oder Dichtung aus gummiartigem Material trägt, die zur Abdichtung gegen den anderen Stößel und an einer Rohrleitung dient, welche in der Gehäusebohrung angeordnet ist, sowie zur Abdichtung in bezug auf die Kammer 17 im Preventergehäuse, so daß eine durchgehende Dichtung zum Verschließen der Bohrung vorhanden ist. Obgleich die dargestellten Stößel in ihren Stirnflächen mit halbrunden Aussparungen versehen sind, die mit einer ähnlichen Aussparung in dem anderen Stößel zusammenwirkt, um Rohrleitung eng zu um­ schließen, können in anderen Fällen die Stößel dem Blind­ typ entsprechen, bei dem die Stirnflächen sich geradlinig quer erstrecken, um sich aneinander abzudichten, wenn die Bohrung leer ist. In jedem Fall weist die Packung einen vorderen Flächenteil 26 auf, der auf jeder Seite mit hinteren Verlängerungen versehen ist, welche in eine Aus­ sparung hineinpassen, die sich quer zur Vorderseite und den Seiten des Stößelkörpers 25 erstreckt, sowie einen oberen Teil 27, der von einer Aussparung über der Ober­ seite des Stößelkörpers aufgenommen wird, die sich von der einen Seite zur anderen der seitlichen Verlängerungen der vorderen Stirnseite der Packung erstreckt, um über der oberen Stirnseite und dem vorderen Ende der Oberseite des Stößels eine Fläche zu umschreiben.

Bei bestimmten im Handel erhältlichen Preventerstößeln ist aber auch festzustellen, daß jeder Stößelkörper 25 mit einer Nut G in seiner Unterseite versehen ist, die die Bohrung 12 des Gehäuses an seinem inneren Ende mit der Kammer 17 an dem äußeren Ende des Stößels verbindet. Auf diese Weise wirkt der Bohrlochflüssigkeitsdruck in der Bohrung des Preventergehäuses ständig auf das äußere Ende des Stößels in der Kammer ein, so daß, wie noch beschrieben werden wird, dann, wenn sich die Stößel in der Schließ­ stellung befinden, der Flüssigkeitsdruck zusätzlich zu der von der Arbeitsflüssigkeit erzeugten Kraft eine Kraft erzeugt, die die Stößel in dieser Stellung halten, d. h. dann, wenn die Stößel geschlossen sind, ist der Druck der Bohr­ lochflüssigkeit in der Bohrung des Preventers über den Stößeln, der auf die Fläche auf der inneren Oberseite und der oberen Frontseite einwirkt, welche von der durchgehenden Packung begrenzt ist, relativ niedrig im Vergleich zu dem Bohrlochdruck unterhalb der geschlossenen Stößel und damit in der Kammer 17 hinter den Stößeln.

Wie am besten aus Fig. 2 ersichtlich, sitzt der Dichtungsring 21, in dem die Kolbenstange 20 verschiebbar ist, in einer Nut in der Gehäusewand, die die Stößelkammer 17 von dem Zylinder 18 trennt. Wie ebenfalls aus Fig. 2 ersichtlich, kann in einem Gegenbohrungsteil des hinteren Endes der Stößelkammer eine zusätzliche Packung 28 angeordnet sein, die dort von einem Ring 29 an Ort und Stelle gehalten wird und dadurch eine zusätzliche Dichtung bildet, die die Kolben­ stange umgibt.

Bei der Erfindung wird nun in dem Stößelkörper 25 ein Durchgangs­ kanal 30 vorgesehen, dessen äußeres Ende mit dem oberen inneren Teil des Stößelkörpers 25 verbunden ist, der von der durchgehenden Packung umgeben ist, um dadurch die Stößelkammer 17 mit der Bohrung des Preventers über den geschlossenen Stößeln zu verbinden. Wie beispielsweise aus Fig. 2 und 3 hervorgeht, wird der Durch­ gangskanal 30 von einer zentralen Bohrung 30 A gebildet, die sich zum äußeren Ende des Stößels hin öffnet und mit der Kolbenstange 20 axial fluchtet, sowie von einem Paar sich nach oben zu und nach innen zu erstreckenden Abzweigen 30 B, die die Oberseite des Stößels in etwa in der Mitte zwischen seinem inneren Ende und der sich in Quer­ richtung erstreckenden oberen Packung 27 sowie auf ent­ gegengesetzten Seiten der Längsmittellinie des Stößel­ körpers durchdringen.

Das innere Ende der Stange 20 in der Kammer 17 hat einen vergrößerten Kopf 31, der sich seitlich im wesentlichen über die ganze Breite der Stößelkammer erstreckt und "T"-Stücke 32 besitzt, die aus seinem inneren Ende auf jeder Seite der Stange herausragen, um in T-Schlitze 33 einzugreifen, die in der Rückseite des Stößelkörpers auf gegenüberliegenden Seiten des Durchgangskanals 30 ausgebildet sind. Im einzelnen erstrecken sich die Schlitze 33 von der Unterseite des Stößelkörpers nach oben und enden in etwa in der Mitte seiner oberen und unteren Seiten, so daß dann, wenn die Stößel zurückgezogen sind, wie in Fig. 3A dargestellt, der Stößel mit der Stange 20 dadurch verbunden werden kann, daß die T-Schlitze auf die "T"-Stücke abgesenkt werden, und von der Stange ent­ fernt werden kann, indem die T-Schlitze von den "T"-Stücken abgehoben werden. Im einzelnen ist darauf hinzuweisen, daß der Hals jedes "T"-Stücks 32 enger ist als der ver­ kleinerte Hals des T-Schlitzes 33, so daß jedes "T"-Stück und damit der Ventilkopf und die Kolbenstange in bezug auf den Stößel einen toten Gang oder ein totes Spiel be­ sitzen.

Von dem inneren Ende des Ventilkopfes wird in der Mitte der "T"-Stücke 32 in axialer Fluchtungslage mit der Stange 20 eine ringförmige Packung 34 getragen, die von der Stirn­ seite des Ventilkopfes 31 so absteht, daß sie mit einer Sitzoberfläche auf dem hinteren Ende des Stößelkörpers in Berührung bringbar ist, die die Öffnung der Bohrung 30 A des Durchgangskanals 30 zum hinteren Ende des Stößels umgibt, um diesen Durchgangskanal zu verschließen. Wenn also die Stange in bezug auf den Stößel nach vorne be­ wegt wird, dann kommt die Packung 34 aufgrund ihrer Leer­ laufverbindung oder Totgangverbindung zwischen der Stange und dem Stößel mit der Sitzoberfläche des Stößels in abdichtende Berührung, um dadurch den Durchgangskanal zu verschließen. Alternativ dazu wird, sobald die Stange in bezug auf den Stößel so weit nach außen bewegt wird, wie dies die Totgangverbindung zuläßt, die Packung 34 von der Sitzoberfläche abgehoben, so daß sich der Durch­ gangskanal 30 öffnet und damit die Stößelkammer auf der Außenseite des Stößels an die Bohrung des Gehäuses über den geschlossenen Stößeln angeschlossen wird. Wie aus der Zeichnung hervorgeht, wird die Packung 34 auf einem Haltering 35 getragen, der mit dem vorderen Ende des Ventilkopfes lösbar verbunden ist und um den Außendurch­ messer seines Gummikörpers einen Extrusionshemmring 36 aufweist.

Vom Kolben 10 erstreckt sich eine äußere Kolbenstange 37 nach außen und läuft abgedichtet durch eine Wand oder einen reduzierten Durchmesserteil des Gehäuses, der den Zylinder 18 von einer äußeren Kammer 38 innerhalb des Gehäuses trennt. Somit ist ein Dichtungsring 39 in einer Bohrung einer Mutter 40 vorhanden, die das äußere Ende des Zylinders 18 bildet, und ein rohrförmiger Körper 41 mit einem ge­ schlossenen Ende wird von der Mutter getragen und erstreckt sich so, daß die Kammer 38 entsteht. Die Packung 42 kann in einer Nut in dem inneren Ende des rohrförmigen Körpers 41 getragen werden, um eine zusätzliche Dichtung zu schaffen, die die Stange 37 umgibt. Wie bereits oben erwähnt wurde, wird die Bohrlochflüssigkeit, die auf das vordere Ende der Stange 20 einwirkt, der äußeren Kammer 38 zugeführt, so daß sie über dem hinteren Ende der Stange 37 wirkt und dadurch wenigstens einen Teil der Kraft ausgleicht, die sonst beim Öffnen der Stößel überwunden werden muß.

Im einzelnen ist ein Loch 43 vorhanden, das durch beide Stangen 20 und 37 sowie durch den Kolben 19 läuft, so daß das innere Ende der Stange 20 innerhalb der Packung 34 mit dem äußeren Ende der Stange 37 verbunden wird. Vorzugsweise sind die oben beschriebenen Dichtungsringe, in denen die Stangen 20 und 37 verschiebbar sind, durch­ messergleich, so daß dann, wenn der Ventilkopf 31 in bezug auf den Stößel nach außen bewegt ist, wie dies aus Fig. 3A ersichtlich ist, Bohrlochflüssigkeit in der Bohrung des Preventers über den gleichen Flächen auf den entgegen­ gesetzten Enden der Stangen zur Einwirkung gelangt, um dadurch ein Druckgleichgewicht herzustellen und jegliche Kraft zu eliminieren, die bestrebt ist, die Stange nach innen oder außen zu bewegen. Dazu kommt, daß die Packung 34, die von dem Ventilkopf 31 getragen wird, im wesentlichen denselben Innendurchmesser hat wie die Dichtungen, durch die die Stangen 20 und 37 gleiten, so daß dann, wenn der Ventilkopf nach innen bewegt wird, so daß die Packung 34 mit der Dichtungsoberfläche auf dem äußeren Ende des Stößels in abdichtende Berührung tritt, wie dies aus Fig. 4 ersichtlich ist, die Stangen ebenfalls unter Druck­ gleichgewicht kommen, wenn die Stößel in die Schließstellung bewegt werden. Das heißt, der normalerweise höhere Bohrloch­ flüssigkeitsdruck in der Bohrung des Preventers unter den geschlossenen Stößeln wirkt auf die Fläche außerhalb der Packung 34, während der verhältnismäßig niedrige Druck innerhalb der Bohrung über den geschlossenen Stößeln auf die Fläche innerhalb der Packung 34 wirkt, so daß die Stange unabhängig davon, ob der Durchgangskanal offen oder geschlossen ist, unter Druckgleichgewicht steht.

Wie aus Fig. 3B ersichtlich, ist auf dem äußeren geschlossenen Ende des rohrförmigen Körpers 41 des Gehäuses eine Verriegelungs­ schraube 44 gelagert, die sich innerhalb der äußeren Kammer 38 zwischen der inneren Position von Fig. 3B und der inneren Position von Fig. 4, in der sie die Stößel in der Schließ­ stellung verriegelt, bewegen kann. Wie oben bereits er­ wähnt wurde, ist darauf hinzuweisen, daß insofern der Druck in der Kammer 38, in die die Verriegelungsschraube hinein­ bewegt wird, demjenigen der Bohrflüssigkeit in der Bohrung des Preventers über den geschlossenen Stößeln entspricht, ein verhältnismäßig kleiner Widerstand der Einwärtsbewegung der Verriegelungsschraube entgegengesetzt wird.

Was nun den Gesamtbetrieb des Preventers anbelangt, so wird, angenommen, daß die Stößel aus der Öffnungsstellung in die Schließstellung bewegt werden sollen, Hydraulikmittel im Zylinder 18 hinter dem Kolben 19 zugeführt und aus dem Zylinder vor dem Kolben abgeführt, um dadurch die Betätigungs­ stange 20 zu veranlassen, sich nach innen zu bewegen. Wie gerade beschrieben wurde, ist die Kraft, die dann zur Bewegung der Stange erforderlich ist, wenn die Stange unter Druckgleichgewicht steht, nur die, welche zur Überwindung des Gewichtes und des Reibungswiderstandes des Stößels benötigt wird, so daß die erforderliche Betriebsflüssigkeit auf eine Mindestmenge beschränkt wird. In jedem Fall bewegt sich die Stange aufgrund der Totgangverbindung, die durch die T-Stücke und T-Schlitze auf dem Ventilkopf und dem Stößel geschaffen wird, zunächst nach vorne, um die von dem Ventilkopf 31 getragene Packung 34 mit der Sitzober­ fläche auf dem hinteren Ende des Stößels, die die Durch­ gangskanalbohrung 30 A umgibt, in Berührung zu bringen und dadurch die Flüssigkeitsverbindung des Durchgangs­ kanals 30 mit der Kammer 17 zu schließen. Wenn die Stange weiter einwärtsbewegt wird, bewegt sich der Stößel solange nach innen, bis die Aussparung 26 auf seiner vorderen Stirnseite um die im Bohrloch befindliche Rohrleitung greift. Wenn der gegenüberliegende Stößel bereits in die Schließstellung bewegt worden ist, die durch die oben­ genannten Anschläge bestimmt wird, stehen die Stirnflächen der Packungen auf gegenüberliegenden Seiten der Aussparungen beider Stößel miteinander in dichtender Berührung, um die Preventerbohrung zu schließen. Somit ragen, wie oben beschrieben, die vorderen Stößelpackungen aus der Stirn­ seite des metallenen Stößelkörpers nicht nur deshalb heraus um um die Rohrleitung herum abzudichten und sich gegen­ seitig abzudichten, sondern auch deshalb, damit die Seiten­ packungen und die Kopfpackungen der Stößel mit den Stößel­ kammern in Dichtungsberührung treten. Wenn sich die Stößel in der Schließstellung befinden und der Stößeldurchgangs­ kanal 30 von den Dichtungsringen 34 auf den Ventilköpfen verschlossen wird, wirkt der verhältnismäßig hohe Bohr­ lochflüssigkeitsdruck unterhalb der geschlossenen Stößel auf eine erhebliche Fläche der hinteren Enden der Stößel ein, um dadurch eine Kraft zu erzeugen, die die Schließ­ kraft der Betätigungsflüssigkeit ergänzt, um die Stößel geschlossen zu halten.

Wie bereits beschrieben, sind Anschläge vorhanden, um die Einwärtsbewegung dieses Stößels zu begrenzen, die aus Stiften 61 bestehen, welche in in den unteren Seiten der Stößel vorhandene Löcher eingepreßt sind, so daß ihre unteren Enden in der Nut im Boden des Stößels zu liegen kommen. Ferner werden die obigen Anschläge durch Stifte 62 gebildet, welche in in dem Preventergehäuse vorhandene Löcher eingepreßt sind, so daß ihre oberen Enden sich innerhalb der Stifte 61 in die Nut hineinerstrecken. Wie insbesondere aus Fig. 2A hervorgeht, sind eine nach innen gerichtete Oberfläche auf dem unteren Ende des Stiftes 61 und eine nach außen gerichtete Oberfläche des oberen Endes des Stiftes 62 so angeordnet, daß sie in Eingriff kommen und dadurch eine weitere Einwärtsbewegung des rechten Stößels verhindern, wenn die Innenflächen des metallenen Körpers des Stößels in einer senkrechten Ebene liegen, die durch die Achse der Preventerbohrung läuft. Obgleich die Rohrleitung aufgrund der Tatsache, daß sich dieser Stößel nach innen bewegt, bevor der linke Stößel bewegt wird, die Rohrleitung etwas aus ihrer Mittellage heraus­ bewegt wird, ist das Ausmaß dieser Verschiebung aus der Mittellage nicht größer als die Strecke, um die die vordere Stößelpackung übersteht, und wird in jedem Fall kleiner, sobald die vorderen Stößelpackungen verschleißen. Wie bereits oben beschrieben, wird aufgrund der Tatsache, daß die miteinander in Eingriff tretenden Enden der Anschlag­ stifte in der Nut im Boden des Stößels verschoben sind, in dem Stößel kein zusätzlicher Raum benötigt. Wie dar­ gestellt, sind die Löcher, die die Stifte aufnehmen, schräg angeordnet, um das Einbohren der Bohrung zur Aufnahme des Stiftes 62 von der Außenseite des Hauptkörpers des Preventer­ gehäuses aus zu erleichtern.

Wenn die Stößel geöffnet werden sollen, wird Betätigungs­ flüssigkeit den Zylindern 18 auf den Innenseiten der Kolben zugeführt, und von den Außenseiten der Kolben abgeführt, um dadurch die Stangen zurückzuziehen. Während der an­ fänglichen Auswärtsbewegung der Stangen wird die Packung 34 von der Sitzoberfläche auf dem hinteren Ende des Stößels abgehoben, so daß der Durchgangskanal 30 im Stößel geöffnet wird, wodurch unter hohem Druck stehende Bohrflüssigkeit in der Stößelkammer hinter dem Stößel zur Bohrung des Preventergehäuses, über die geschlossenen Stößel gelangen kann. Wie oben beschrieben, ist die Querschnittsfläche jedes Durchgangskanals 30 erheblich größer als die Quer­ schnittsfläche der Nut G im Boden jedes Stößels, deren inneres Ende mit der Stößelkammer verbunden ist, so daß die unter hohem Druck stehende Bohrflüssigkeit schnell aus der Kammer am hinteren Ende jedes Stößels entweicht, wodurch über dem Stößel ein Druckgefälle erzeugt wird, das den Stößel während des anfänglichen Zurückziehens der Betätigungsstange in die Öffnungsstellung drückt. Die Stößel setzen natürlich ihre Rückzubewegung fort, wenn sich der Kolben 19 in seine äußerste Stellung in der Kammer 18 bewegt, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist.

Claims (6)

1. Ausblaspreventer aufweisend ein Gehäuse (11) mit einer Bohrung (12), die Bohrung schneidende Kammern (17), in den Kammern (17) zwischen Öffnungs- und Schließstellungen hin- und herbewegliche Stößel (16), einen Hydraulikantrieb zur Hin- und Herbe­ wegung jedes Stößels, der einen Zylinder (18) und einen Kolben (19) mit einer Kolbenstange (20) zur Ein­ wärtsbewegung des Stößels mit der Kolbenstange in die geschlossene Stellung und zur Auswärtsbewegung mit dem Stößel in die geöffnete Stellung aufweist, eine Dichtungsanordnung (26, 27), zur Abdichtung zwischen den inneren Enden der Stößel (16) und zwischen jedem Stößel und seiner Kammer (17), wenn die Stößel geschlossen sind, eine erste und zweite Kanalanordnung (30, G), die die Bohrung (12) an gegenüberliegenden Seiten der Dichtungsanordnung (26, 27) an den inneren Enden der ge­ schlossenen Stößel mit der Kammer (17) hinter wenigstens einem Stößel verbinden, wobei sich die erste Kanalanordnung (30) durch den einen Stößel erstreckt, und die Verbindung des einen Stößels mit seiner Stange eine Totgangverbindung (32, 33) ist, und an Stößel oder Kolbenstange eine Ein­ richtung vorgesehen ist, um die Öffnung der ersten Kanalanordnung zu der Kammer zu öffnen, wenn der Stößel öffnet und zwischen, wenn der Stößel schließt, gekennzeichnet durch

• a) eine Packung (34 bis 36) an dem Stößel oder der Kolbenstange, die die Öffnung der ersten Kanalanordnung (30) freigibt und in Abhängigkeit von der Aus- oder Einwärtsbewegung der Kolbenstange mit der Kolbenstange oder dem Stößel abdichtet oder diese(n) freigibt, und
• b) durch zusammenwirkende Anschläge (61, 62) an jedem Stößel (16) und dem Gehäuse (11), die eine Schließbewegung des inneren Endes jedes Stößels wesentlich über die Achse der Bohrung (12) hinaus verhindern, wobei der Anschlag (61) an dem einen Stößel (16) an dem Anschlag (62) am Gehäuse (11) angreift, bevor der Kolben (19) des Hydraulikantriebs die Grenze seiner Einwärtsbewegung erreicht.

2. Ausblaspreventer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Anschläge (62) am Gehäuse (12) in den Kammern (17) befinden.

3. Ausblaspreventer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Kanalanordnung (G) eine Nut in der Unterseite des einen Stößels (16) ist, und daß sich der Anschlag (62) in der Kammer innerhalb der Nut (G) befindet, um am Anschlag (61) am Stößel mit der Nut fluchtend anzugreifen.

4. Ausblaspreventer nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der auf den beiden Seiten der Bohrung angeordneten Stößel (16) mit einer Kanalanordnung (30, G) ausgestattet ist.

5. Stößel für einen Ausblaspreventer aufweisend ein Gehäuse (11) und eine Bohrung (12) und sich mit der Bohrung schneidende Kammern (17), wobei der Stößel in einer der Kammern zwischen einer inneren Stellung, in der er an einem weiteren, in einer weiteren Kammer hin- und herbeweglichen Stößel angreift, um die Bohrung (12) zu schlie­ ßen, und einer äußeren Stellung, in der er in die eine Kammer zurückgezogen ist, um die Bohrung zu öffnen, gleitbeweglich gelagert ist, und wobei der Stößel einen Körper (25) mit einer Packung (26, 27) aufweist, die sich über die Vorderseite erstreckt, um an der Vorder­ seite der Packung des weiteren Stößels anzugreifen, sowie über die Seiten des Stößelkörpers außerhalb der Vorderseitenpackung, und über die Oberseite des Stößelkörpers (25), um die äußeren Enden der seitlichen Packungsteile zu verbinden, so daß, wenn der Stößel nach innen in die geschlossene Lage bewegt ist, die Packung eine durchgehende Dichtung zwischen dem Stößel und dem weiteren Stößel und der einen Kammer, in der er hin- und herbeweglich ist, bildet, und eine Nut (G) in der Unterseite des Stößel­ körpers (25), um die Gehäusebohrung unter den geschlossenen Stößeln (16) mit der Kammer (17) am äußeren Ende des Stößelkörpers (25) strömungsmittelmäßig zu verbinden, und einen Kanal (30) im Stößelkörper (25), der die Kammer am äußeren Ende mit dem Bereich verbindet, der von der durchgehenden Dichtung umgeben ist, sowie gekennzeichnet durch eine Einrichtung am Stößelkörper (25) mit einer nach innen gerichteten Anschlagfläche (61), die mit der Nut (G) fluchtet, um an einer Anschlagfläche (62) in der Kammer (17) anzugreifen und sich in die Nut zu erstrecken.

6. Stößel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Kanal (30) zum äußeren Ende des Stößelkörpers (25) etwa in der Mitte seiner gegenüberliegenden Seiten öffnet, und daß eine Einrichtung (32, 33) am Stößelkörper an jeder Seite der Kanalöffnung vorgesehen ist, um eine vertikal ineinandergreifende Totgangverbindung mit der Kolbenstange (20) eines Hydraulikantriebs (18, 19) des Stößels zu bilden.