Die Erfindung betrifft eine Bohrlochkopfanordnung gemäß dem
Oberbegriff des Anspruchs 1.
Die Erfindung betrifft allgemein Unterwasserbohrlochkopf
anordnungen, bei der Gehäusehänger, die an die oberen
Enden aufeinanderfolgender Gehäusestränge mit geringerem
Durchmesser angeschlossen sind, in die Bohrung eines
Gehäusekopfes absenkbar und darin aufsetzbar sind, der
mit einem Außengehäusestrang auf Unterwasserniveau ver
bunden ist, um die Stränge in dem Außengehäuse des Bohr
loches aufzuhängen. Öffnungen in jedem Hänger, die den
Ringraum zwischen jedem Gehäusestrang und dem nächsten
äußeren Strang mit dem Raum zwischen dem Hänger und der
Bohrung des Kopfes verbinden, um eine Zementrückströmung
durchzulassen, wenn der Strang in dem Bohrloch einzementiert
wird, können, wenn das Gehäuse einzementiert wurde, durch
eine Dichtungsanordnung verschlossen werden, die in den
Raum abgesenkt und darin verriegelt wird.
Die US-PS 43 24 422 zeigt eine Bohrlochkopfanordnung, bei
der eine Dichtungsanordnung, die zwischen zylindrischen
Flächen des Hängers und der Bohrung des Kopfes abgesenkt
wird, innere und äußere nachgiebige Dichtungsringe aus
elastomerem Material und obere und untere Metallkörper
oberhalb und unterhalb der Dichtungsringe aufweist, und
wobei innere und äußere Lippen vorgesehen sind, die sich
jeweils nach oben und unten über die Enden der Dichtungs
ringe erstrecken. Der untere Metallkörper sitzt auf einer
Schulter des Hängers am unteren Ende des Zwischenraumes
und der obere Körper ist mit dem Hänger verschraubt, so
daß darauf ein Drehmoment ausgeübt werden kann, um den
oberen Metallkörper nach unten zu führen, so daß die
Dichtungsringe die Lippen ausdehnen und Metall zu Metall
Kontakt und nachgiebiger Dichtungseingriff zwischen Hänger
und Bohrung entsteht. Die Metall-Lippen werden so durch
den nachgiebigen Dichtungsring in Dichtungseingriff ge
halten und können nicht ohne den Dichtungsring geprüft
werden.
Die Metallkörper haben auch Teile von senkrechter Er
streckung, die zwischen den Dichtungsringen hindurchgehen
und beim Anheben des oberen Metallkörpers aneinander an
gehakt werden können. Wenn es notwendig ist, die Dichtungs
anordnung herauszuholen, können diese Teile sich bei Aus
übung eines aufwärts gerichteten Zuges teilen, so daß ein
unterer Teil in dem Zwischenraum bleibt. Es muß auch ein
erhebliches rechtsgängiges Drehmoment auf das Laufwerk
zeug ausgeübt werden, um die Metall-Lippen und den
Dichtungsring in Dichtungsberührung zu bringen, und er
hebliches linksgängiges Drehmoment, um die Teile aus dem
Dichtungseingriff zu lösen, wenn die Anordnung herausge
nommen werden soll.
Die US-PS 4488 740 zeigt eine Ausrüstung mit etwas ähn
lich gestalteter Dichtungsanordnung, die auch zwischen
konzentrischen Zylinderflächen von Hänger und Bohrung des
Verrohrungskopfes abgesenkt werden kann, und die innere
und äußere Dichtungsringe aus elastomerem Material auf
weist, die jeweils in ringförmigen Taschen gehalten
werden, die zwischen benachbarten Schenkeln des "Z"-
förmigen Metallteiles an dessen inneren und äußeren Seiten
sitzen, wobei die oberen und unteren Enden an obere und
untere Metallkörper angeschlossen sind. Der Anschluß der
Enden der Schenkel des "Z"-förmigen Metallteiles an die
Metallkörper und auch der Anschluß der Enden der Schenkel
der Metallteile aneinander ist flexibel gestaltet, so daß
das Metallteil in senkrechtem Sinne abgeflacht werden
kann, wenn der obere Metallteil nach unten zu dem unteren
gedrängt wird. Auf diese Weise werden die Kanten der
flexiblen Anschlußstellen und auch der Dichtungsring
zwischen den alternierenden Schenkeln ausgedehnt und
stellen Metall zu Metall Berührung und nachgiebige Ab
dichtung her. Diese Anordnung hat jedoch ähnliche Nach
teile wie oben beschrieben, da es erforderlich ist auf
das Laufwerkzeug Drehmoment auszuüben, um den oberen und
unteren Körper durch die Gewindeverbindung mit dem Hänger
anzuheben und zu senken, damit die Dichtungsanordnung in
Dichtlage bewegt oder daraus entfernt werden kann. Das
"Z"-förmige Teil kann sich auch an einer oder mehreren
von seinen flexiblen Anschlußstellen teilen, wenn der
Versuch gemacht wird, die Anordnung herauszuholen.
Die National Supply Company, eine Abteilung der Armco, Inc.
bietet eine Einrichtung mit einer Dichtungsanordnung an,
die einen einstückigen Metallkörper mit an dessen inneren
und äußeren Seiten getragenen Dichtungsringen aufweist,
so daß sowohl Metall zu Metall Berührung als auch
nachgiebige Dichtungsstellen mit der Bohrung des Kopfes
und der Außenfläche des Hängers hergestellt werden, wenn
der Metallkörper zwischen ihnen nach unten gedrängt wird.
Die Oberfläche des Hängers und die innere Oberfläche des
Metallkörpers haben Kegelstumpf-Gestalt, wobei die Innen
oberfläche des Metallkörpers einen etwas größeren spitzen
Winkel gegenüber der senkrechten einnimmt, als die Außen
fläche des Hängers. Das untere Ende des Metallkörpers wird
somit beim Einkeilen in den Zwischenraum radial nach
Außen gedrängt. Obwohl dabei erhebliche mechanische Kraft
verstärkung auftritt, muß dennoch eine ganz erhebliche
Abwärtskraft aufgebracht werden, um das untere Ende des
Körpers beim Einkeilen in den Zwischenraum nach Außen
zu biegen. Auch wird die Metall zu Metall Dichtungsbe
rührung dieser Anordnung nicht durch den Druck von
Druckmittel unterhalb des ringförmigen Zwischenraumes
unterstützt, sondern es würde ein solcher Druck trachten,
die Dichtwirkung der Anordnung aufzuheben. Die Dichtungs
anordnung wird auch unabhängig von dem Hänger eingeführt,
und es sind die inneren und äußeren Enden des Metall
körpers möglicher Beschädigung beim Absenken in den
Zwischenraum ausgesetzt. Die nachgiebigen Dichtungen
erfahren auch keine Druckunterstützung durch Ausbiegung
der Metall zu Metall-Dichtungen wie bei den zuvor be
schriebenen Anordnungen, und es muß daher eine größere
Kraft ausgeübt werden, um die Dichtungsanordnung in
Abdichtungslage zu drängen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bohr
lochkopfanordnung der in Rede stehenden Art mit einer
verbesserten Dichtungsanordnung auszustatten.
Die Lösung der Aufgabe ist in dem Hauptpatentanspruch
gekennzeichnet, und die Unteransprüche beziehen sich
auf vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen.
Bei der vorliegenden Erfindung kann die Dichtung mit
erheblicher mechanischer Kraftverstärkung durch Gewicht
in Abdichtlage überführt und ohne Auseinandergehen
zurückgeholt werden. Dabei ist die zur Überführung in
die Abdichtlage erforderliche Abwärtskraft geringer.
Die Dichtungsflächen sind geschützt, und sowohl die
Metall zu Metall Dichtungsstellen als auch die nach
giebigen Dichtungen werden sowohl von unterhalb als
auch von oberhalb des Zwischenraumes druckunterstützt.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Fig. 1 bis 16
beispielsweise erläutert.
Fig. 1A und 1B sind vertikale Teilschnitte der oberen und
unteren Abschnitte eines Hängers, einer Dichtungs
anordnung und eines Laufwerkzeuges gemäß der Er
findung. Diese Teile sind auf einem Laufwerkzeug
in die Bohrung eines Gehäusekopfes abgesenkt, um
sie auf einen Tragring des Hängers auf dem Sitz um
den Kopf aufzusetzen, wobei die Dichtungsanordnung
vom Laufwerkzeug in einer Stellung oberhalb des Ring
raums zwischen der Bohrung und dem Gehäusekopf und
einer Außenfläche des Gehäusehängers abgestützt wird.
Fig. 2 ist ein Vertikalschnitt ähnlich Fig. 1B, jedoch nach
weiterer Absenkung des Laufwerkzeugs aus der Stellung
der Fig. 1B, um den Hauptkörper des Hängers auf den
Sitz in der Bohrung des Gehäusekopfes aufzusetzen und
einen Stützring, der sich am Tragring abstützt, in
eine Abstützstellung in der Nut um die Bohrung des
Gehäusekopfes unterhalb seines Sitzes zu bringen.
Fig. 3 ist ein Querschnitt des Gehäusekopfes und des Hängers
längs der unterbrochenen Linien 3-3 in Fig. 2,
Fig. 4 ist ein vertikaler Teilschnitt ähnlich Fig. 2, jedoch
nach Drehung des Dorns des Laufwerkzeugs, das mit dem
unteren Ende eines Bohrgestänges verbunden ist, um die
Verbindung einer Hülse des Laufwerkzeugs mit dem Haupt
körper des Hängers und die Abstützung eines Rohrkörpers
des Laufwerkzeuges, den der Dorn trägt, von der Hülse
zu lösen.
Fig. 5 ist ein vergrößerter Vertikalschnitt der Dichtungs
anordnung und des unteren Endes des Rohrkörpers nach
Absenken der Anordnung in den Ringraum zwischen der
Bohrung des Gehäusekopfes und der Außenfläche des
Hängers in eine Lage, in der Rippen an der Innenseite
der Innenwand und Vorsprünge an deren Außenseite die
äußere Hängerfläche und die Bohrung des Gehäusekopfes
abdichten.
Fig. 5A ist ein weiterer vergrößerter Vertikalschnitt einer
Stift- und Schlitzverbindung des Rohrkörpers mit
der Dichtungsanordnung längs der unterbrochenen
Linien 5A-5A in Fig. 5.
Fig. 6 ist ein weiterer vergrößerter Vertikalschnitt des
Rohrkörpers des Laufwerkzeugs und der Dichtungs
anordnung ähnlich Fig. 5, jedoch nach weiterem Ab
senken der Dichtungsanordnung in Abhängigkeit vom
Gewicht oder dem Fluiddruck oder bei dem in eine
voll aufgesetzte Stellung am Hänger, in der ein daran
sitzender Verriegelungsring gegenüber einer Verriege
lungsnut um den Hänger liegt.
Fig. 7 ist ein weiterer vergrößerter Teilschnitt ähnlich
Fig. 6, jedoch nach Drehung und Absenken des Rohr
körpers des Laufwerkzeugs, um eine Verriegelungshülse
der Dichtungsanordnung in eine Stellung abzusenken,
in der der Verriegelungsring in der Nut des Hängers
gehalten wird, um die Dichtungsanordnung bezüglich
des Hängers zu verriegeln und einen gezahnten Ring,
der an der Dichtungsanordnung sitzt, in einer Stellung
zu halten, in der er in die Nuten um die Bohrung ein
greift, um den Hänger und die Dichtungsanordnung be
züglich des Kopfes festzuhalten.
Fig. 7A ist ein weiterer vergrößerter Vertikalschnitt der
Stift- und Schlitzverbindung des Rohrkörpers und der
Dichtungsanordnung ähnlich Fig. 5A, jedoch längs der
unterbrochenen Linien 7A-7A in Fig. 7.
Fig. 8 ist ein Vertikalschnitt ähnlich Fig. 7, jedoch nach
Heben des Rohrkörpers des Laufwerkzeugs, um die
Verbindung des Körpers mit der Dichtungsanordnung
zu lösen.
Fig. 8A ist ein weiterer vergrößerter Vertikalschnitt der
Stift- und Schlitzverbindung ähnlich den Fig. 5A
und 7A, jedoch längs der unterbrochenen Linien
8-8A in Fig. 8,
Fig. 9 ist eine detaillierte Schnittdarstellung des unteren
Endes der Dichtungsanordnung der Fig. 1 bis 8, ab
gesenkt in die Stellung der Fig. 5.
Fig. 10 ist eine Fig. 9 ähnliche Darstellung, jedoch nach
Absenken der Dichtungsanordnung in die Stellung der
Fig. 7.
Fig. 11 ist eine vertikale Teildarstellung von Teilen eines
Hängers, einer Dichtungsanordnung und eines Lauf
werkzeugs entsprechend einer weiteren Ausführungs
form der Erfindung nach Aufsetzen des Hängers, wobei
jedoch die Dichtungsanordnung vom Rohrkörper des Lauf
werkzeugs oberhalb des Raum zwischen der Außenfläche
des Hängers und der Bohrung des Gehäusekopfes abge
stützt wird.
Fig. 12 ist eine Fig. 11 ähnliche Darstellung, jedoch nach
Drehung des Dorns des Laufwerkzeugs, um die Verbin
dung des Rohrkörpers des Laufwerkzeugs mit dem Hänger
und die Abstützung des Rohrkörpers zu lösen und die
Dichtungsanordnung zusammen mit dem Körper in den
Raum abzusenken.
Fig. 13 ist eine Fig. 12 ähnliche Darstellung, jedoch bei
Beaufschlagung mit Prüffluid des Raums unter um das
Bohrgestänge geschlossenen Stößeln, mit dem der Dorn
verbunden ist, um die Dichtungsanordnung mit Druck
zu beaufschlagen und auf einen Teil des Rohrkörpers
über eine Kolbeneinrichtung zu wirken, und sie bezüg
lich eines weiteren Teils abzusenken, der an die
Dichtungsanordnung angeschlossen ist, so daß Ver
riegelungselemente an den Körper der Anordnung in
eine Nut um den Hänger geschoben werden.
Fig. 14 ist eine weitere vergrößerte Darstellung des unteren
Endes der Dichtungsanordnung der Fig. 11 bis 13, ab
gesenkt in den Raum um den Hänger.
Fig. 15 ist eine Fig. 14 ähnliche Darstellung, jedoch nach
weiterem Absenken der Dichtungsanordnung.
Fig. 16 schließlich ist eine Fig. 15 ähnliche Darstellung,
jedoch nach Schließen der Stößel und der Zufuhr
von Prüfdruck zum weiteren Absenken der Dichtungs
anordnung und zu deren Verriegelung in dem Raum,
wie Fig. 15 zeigt.
Die erste, anhand der Fig. 1 bis 12 näher beschriebene Aus
führungsform hat einen Gehäusekopf 20 mit einer Bohrung 21
und einem nach oben gerichteten Sitz 22 um die Bohrung.
Wie zuvor beschrieben, wird der Gehäusekopf normalerweise
am Meeresboden installiert, wobei sein unteres Ende mit
einem Außengehäuse 23 verbunden wird, das sich vom Gehäuse
kopf nach unten in das Bohrloch erstreckt. Das obere Ende
des Gehäusekopfes kann an einen Ausblaspreventerstapel
(nicht gezeigt) angeschlossen werden, der wiederum mit
einem Steigrohr verbunden wird, das sich zur Oberfläche
erstreckt und durch das das zu beschreibende Gerät während
des Bohrens und der Erstellung der Bohrung gehoben und
gesenkt werden kann.
Ein Gehäusehänger 24 kann auf den Sitz 22 um die Bohrung 21
des Gehäusekopfes gesenkt und aufgesetzt werden, und ein
Zwischengehäuse 25 ist mit seinem unteren Ende zur Auf
hängung in dem Außengehäuse 23 verbunden. Der Gehäuse
hänger 24 besteht aus einem rohrförmigen Hauptkörper 26,
der eine Bohrung 27 hat, die eine obere Verlängerung des
Zwischengehäuses 25 bildet, sowie eine Schulter 28 zum Auf
setzen auf den Sitz 22 des Gehäusekopfes. Die Außenfläche
29 des Hauptkörpers des Gehäusehängers über seiner Schul
ter 28 ist zur Bohrung 21 des Gehäusekopfes beabstandet,
um einen Ringraum AS dazwischen zu bilden. Schlitze 30
sind in Umfangsrichtung beabstandet um den Hauptkörper des
Hängers gebildet, um Öffnungen zu schaffen, die, wenn der
Hänger auf den Sitz im Kopf aufgesetzt wird, den Ring zwi
schen dem Außengehäuse 23 und dem Zwischengehäuse 25 mit
dem Ringraum AS verbinden. Eine Mutter 31 ist auf einen
Abschnitt des Hauptkörpers mit reduziertem Durchmesser
geschraubt, in dem die Schlitze gebildet sind, und die
Schulter 28 ist am unteren Ende der Mutter ausgebildet.
Der Hänger wird mittels eines Laufwerkzeugs 32 in den
Gehäusekopf abgesenkt. Das Laufwerkzeug hat einen Dorn 33,
der am oberen Ende mit dem unteren Ende eines Bohrgestänges
DS (Fig. 1A) verbunden ist, sowie einen Rohrkörper 36B,
der vom Dorn zur Drehung mit diesem von einem Flansch 37B
an seinem oberen Ende gehalten ist, um einen Ringraum 37
dazwischen zu bilden. Das Laufwerkzeug hat auch eine Hülse
34, die vom Dorn 33 vertikal beweglich hierzu gehalten wird
und die sich auf einem Sitz 25a um die Bohrung 27 des Hängers
abstützt, sowie eine Hülse 35, die auf die Stützhülse 34
geschraubt ist. Die oberen Enden der Hülsen sind im Ring
raum 37 aufgenommen, wie später beschrieben wird. Die
Hülse 35 ist mit dem Rohrkörper 36B zur Drehung mit diesem
verbunden, so daß der Dorn gedreht werden kann, um die
Hülse 35 zwischen einer ersten, unteren Stellung (Fig. 1A
und 2), in der die Hülse 34 und damit der Dorn 33 mit dem
Hänger 24 verbunden wird und der Rohrkörper 36A und damit der
Dorn 33 sich am Hänger 24 abstützt, und einer zweiten, oberen
Stellung (Fig. 4, 5, 7 und 8) bewegt werden kann, in der
die Verbindung zwischen der Hülse und dem Hänger 24 und die
Abstützung der Hülse 35 (Fig. 4 und 5) aufgehoben wird.
Eine Dichtungsanordnung 40 ist mit dem unteren Ende des
Rohrkörpers 36B lösbar verbunden, um sie damit aus der ge
hobenen Stellung der Fig. 1B, wenn das Laufwerkzeug, der
Hänger und die Dichtungsanordnung in die Bohrung des Ge
häusekopfes gesenkt sind, in die untere Stellung der Fig. 5
abzusenken, in der die Dichtungsanordnung nach unten in den
Ringraum bewegt wurde, sowie in eine unterste Stellung, wie
Fig. 6 zeigt, um sowohl eine Metall/Metall-Dichtung ebenso
wie eine elastische Dichtung bezüglich der Hängeroberfläche
und der Bohrung des Gehäusehängers zu bilden. In dieser
Lage kann die Dichtungsanordnung am Hänger verriegelt und
gegen eine Aufwärtsbewegung im Gehäusekopf gehalten wer
den, wie nachfolgend beschrieben wird.
Der Gehäusehänger 24 hat zusätzlich zum Hauptkörper 26 einen
Tragring 41, der um den Hauptkörper unter der Schulter 28
angeordnet und von einer Mutter 42 abgestützt wird, die
mit dem unteren Ende des geschlitzten Teils des Haupt
körpers verbunden ist. Wenn sich der Tragring 41 auf der
Mutter 42 abstützt, wird er zum Hauptkörper des Hangers von
einem nach oben gerichteten Flansch 43 um die Mutter zentriert.
Der Tragring 41 hat mehrere in Umfangsrichtung beabstandete
Öffnungen 44, und nach außen gerichtete Zahnsegmente 46
eines Spaltrings 45 erstrecken sich durch die Öffnungen und
werden von diesen zur Bewegung zwischen der kontrahierten
Stellung der Fig. 1 und der expandierten Stellung der Fig. 2
abgestützt. Wenn der Ring 45 kontrahiert ist, sind die Zahn
segmente frei und können sich in eine Stellung gegenüber
Nuten 47 bewegen, die um die Bohrung des Gehäusekopfes unter
dem Sitz 22 ausgebildet sind, und wenn er expandiert ist,
passen sie in die Nuten und werden damit vom Kopf abgestützt.
Der Stütz-Spaltring 45 ist so konstruiert, daß er normaler
weise seine kontrahierte Stellung einnimmt, so daß, wenn
der Hänger in die Bohrung des Gehäusekopfes abgesenkt ist,
sein Innendurchmesser an einer zylindrischen Fläche 48 einer
Steuerfläche am Hauptkörper des Hängers unter einer nach
unten und innen gerichteten Steuerfläche 49 am unteren Ende
eines Abschnittes 50 des Hauptkörpers mit erweitertem
Außendurchmesser angreift. Das obere Ende des kontrahierten
Stützrings befindet sich unter dem Hauptkörper des Hängers,
und die Schulter 28 des Hauptkörpers befindet sich über dem
oberen Ende des Tragrings. Wenn sich der Hänger nach unten
in die Stellung der Fig. 1B bewegt, gelangt eine Schulter 50A
um das obere Ende des Tragrings auf den Sitz 22 des Gehäuse
kopfes, um den Stützring 45 mit seinen Zahnsegmenten 46
gegenüber den Nuten 47 im Gehäusekopf anzuordnen.
Der Tragring und damit der Stützring werden gegen eine wei
tere Abwärtsbewegung gehalten, und das Gewicht des Bohrge
stänges bewirkt, daß die Steuerfläche 49 am Hauptkörper
über das obere Ende des Stützringes 45 gleitet, um ihn in
der Nut 47 in die Verriegelungsstellung zu bringen. Wenn
sich der Hauptkörper des Hängers weiter nach unten bewegt
und die Schulter 28 auf den Sitz 22 gelangt, bewegt sich der
einen erweiterten Durchmesser aufweisende Abschnitt 50 um
den Hauptkörper des Hängers über der Steuerfläche 49 nach
unten in dem Innendurchmesser des Stützrings 45, um ihn nach
außen in der Verriegelungsstellung zu halten, und eine Schul
ter 52 am oberen Ende des Abschnittes 50 gelangt auf das
obere Ende des Stützrings 45, um die nach unten gerichtete
Belastung des Stützrings auf die Stützflächen der Nut 47
zu übertragen. Gleichzeitig gelangt die Schulter 28 am
Hauptkörper auf den Sitz, um die Belastung direkt auf den
Kopf zu übertragen, und eine Schulter 53 am unteren Ende des
Hauptkörpers des Hängers radial innerhalb der Schulter 28
bewegt sich nach unten, um auf dem oberen Ende 54 des Trag
rings aufzusitzen, um ebenfalls die Belastung des Hängers
durch den Trag- und den Stützring auf die Nuten 47 im Kopf
zu übertragen.
Wie zuvor beschrieben, wird die Hülse 34 vom Dorn 33 des Lauf
werkzeugs 32 zur vertikalen Bewegung bezüglich diesem gehalten.
Wenn der Hänger 24 in die Aufsitzlage geht, hängt die Hülse 34
vom Dorn 33 mittels einer nach unten
gerichteten Schulter 55 der Hülse, die
von einer nach oben gerichteten Schulter 56 um den Dorn abgestützt
wird, nach unten. Wenn somit die Hülse 34 mit dem Hänger 24 verbunden
ist, wie beschrieben wird, stützt sich der Hänger am Dorn
des Laufwerkzeugs zum Absenken in die Stellung der Fig. 1B
ab, in der der Tragring 41 auf den Sitz 22 gelangt. Wenn der
Dorn des Laufwerkzeugs 32 weiter abgesenkt wird, bewegt sich
der Hauptkörper 26 des Hängers 24 nach unten und gelangt auf den
Sitz ebenso wie das obere Ende des Tragrings, und der Dorn 33
wird bezüglich der Hülse 34 abgesenkt, wie Fig. 2 zeigt. Zu
diesem Zeitpunkt befindet sich jedoch die Dichtungsanordnung
40 noch in der bezüglich des Ringraums AS angehobenen
Stellung.
Das Bohrgestänge und damit der Dorn 33 des Laufwerkzeugs 32 wer
den nun gedreht, um die Verriegelungshülse 35 bezüglich der
Hülse 34 zu heben und die Verbindung der Hülse 35 mit dem
Hänger 24 und die Abstützung des Rohrkörpers 36B des Laufwerk
zeugs 32 an der Verriegelungshülse 35 zu lösen, wie Fig. 4 zeigt,
so daß die Dichtungsanordnung im Rohrkörper in den Ringraum
bewegt werden kann, wie Fig. 5 zeigt. Für diesen Zweck ist
das obere Ende 35A der Hülse 35 mit der Hülse 34 durch ein
Gewinde 57 verbunden, und das untere Ende 35B, das mit dem
oberen Ende drehbar verbunden ist, gleitet vertikal zwischen
Vorsprüngen 58 an der Hülse 34, zwischen denen und der Boh
rung des Hängers eine Keilverbindung besteht. In ihrer ersten,
unteren Stellung bezüglich der Hülse 34 ist, wie die Fig. 1B
und 2 zeigen, die Verriegelungshülse 35 mit dem äußeren Teil 36 B des Rohrkörpers
36A des Dorns durch Keile 59 vertikal
beweglich ohne Drehung bezüglich diesem verbunden, so daß
die Drehung des Rohrkörpers durch den Dorn und das Bohr
gestänge die Hülse 35 bezüglich der Hülse 34 aus der Stel
lung der Fig. 2 in die der Fig. 4 nach oben bewegt.
Das Heben der Hülse 35 hebt ihr unteres Ende aus einem Spalt
ring 60, der ringsum Zähne aufweist, die in Verriegelungs
nuten 61 passen, die um die Bohrung des Hängers unterhalb
der Keilvorsprünge 58 gebildet sind. Der Ring 60 ist so
konstruiert, daß er normalerweise seine kontrahierte Stel
lung einnimmt, wie Fig. 4 zeigt, in der er in einen einen
reduzierten Außendurchmesser aufweisenden Abschnitt der
Hülse 34 unterhalb der Vorsprünge an dieser zurückgezogen
ist. Gleichzeitig sind Segmente 62, die radial beweglich
in Öffnungen 63 in der Hülse 35 angeordnet sind, in der Hülse 35
in eine Stellung gegenüber einer Nut 66 um das obere Ende
der Hülse 34 gehoben. Die Segmente 62 gegeben, wenn sie in der
Nut 66 nach außen bewegt werden, den Rohrkörper 36B des Lauf
werkzeugs zur Abwärtsbewegung bezüglich diesem und damit
der Hülse 34 und des Hängers frei. Dies bedeutet, daß sich
der Abschnitt des Keils 59, der an der Innenseite der Außen
wand des Rohrkörpers gebildet ist, der von den Verriegelungs
segmenten 62 abgestützt wurde, nach dem Absenken des Dorns aus
seiner Stellung in Fig. 1B in die der Fig. 2 nun frei ist
und sich nach unten vorbei an den Außenseiten der Ver
riegelungssegmente 62, 66 bewegen kann.
Die Segmente 62 haben eine radiale Dicke, die größer als die
der Hülse 35 ist, damit sie radial zwischen den verschiede
nen gezeigten Stellungen bewegt werden können. Wenn sich die
Hülse 35 in ihrer unteren Stellung befindet, in der sie den
Spaltring 60 in der Nut 61 hält, um die Hülse mit dem Hänger
zu verbinden, befinden sich die Segmente unter der Nut 66
und um den Außendurchmesser der Hülse 34, so daß sie in
ihrer äußeren Stellung gehalten werden und den unteren Ab
schnitt des Keils 59 erfassen, der am Rohrkörper gebildet
ist. Wie zuvor bemerkt, besteht die Hülse 35 aus einem obe
ren und einem unteren relativ drehbaren Teil 35A und 35B.
Das Gewinde 57 ist an dem oberen Teil 35A gebildet, die Seg
mente 62 werden vom oberen Teil 35A gehalten, und Vorsprünge
am unteren Teil 35B erstrecken sich durch Schlitze 70 nach
unten, die zwischen den Vorsprüngen 58 gebildet sind. Wie
die Zeichnungen zeigen, befinden sich die Vorsprünge 58 im
Abstand oberhalb des unteren Endes des einen reduzierten
Durchmesser aufweisenden Abschnittes der Hülse 34, um den
Spaltring 60 zur Expansion und Kontraktion zwischen seiner
ver- und entriegelten Stellung aufzunehmen.
Dichtungsringe 71 sitzen um dem Durchmesser des Dorns 33,
um eine Gleitdichtung mit dem Durchmesser der Hülse 34
während der relativen Vertikalbewegung zwischen diesen zu
bilden. Dichtungsringe 72 sitzen um den Außendurchmesser
des unteren Endes der Hülse 34, um die Bohrung des Hängers
über dem Sitz 25 abzudichten. Wenn daher die Dichtungsan
ordnung 40 abgesenkt wird, um die Bohrung und den Hänger
abzudichten, wie im einzelnen anhand der Fig. 19 beschrieben
wird, und Stößel des Ausblaspreventer (nicht gezeigt)
über dem Gehäusekopf um das Bohrgestänge geschlossen wer
den, an dem der Dorn des Laufwerkzeugs aufgehängt wird,
wirkt ein Testdruck im Raum unter den Stößeln über dem oberen
Ende der Dichtungsanordnung, um sie nach unten zu drücken.
Da die Dichtungsverbindung der Stößel das Bohrrohr normaler
weise an seiner Abwärtsbewegung hindert, kann eine Gleit
verbindung oder eine Vertikaltotgangverbindung (nicht gezeigt)
im Dorn 33 über dem Flansch 37B vorgesehen sein, so daß sich
die Dichtungsanordnung aufgrund der Kraft des Druckfluids,
das über sie wirkt in die Stellung der Fig. 6 nach unten
bewegen kann.
Die Dichtungsanordnung 40 hat einen Körper 75, der aus einem
oberen und einem unteren Gewindeteil 75A und 75B besteht.
Der untere Teil 75B hat eine Innenwand 80, die in den Ring
raum AS abgesenkt werden kann, um bezüglich der Bohrung des
Gehäusekopfes und der ringförmigen Außenfläche 29 um den
Hänger abzudichten. Der obere Teil 75A ist mit dem unteren
Ende des Rohrkörpers des Laufwerkzeugs lösbar verbindbar.
Für letzteren Zweck ist ein Schlitz 76 am Innendurchmesser
des oberen Endes des Gewindeteils 75A vorgesehen, und ein
Vorsprung 77 ist am Außendurchmesser einer Vertiefung 78
des Außendurchmessers des Rohrkörpers unter einer nach unten
weisenden Schulter 79 daran gebildet. Wie bei 80r angegeben,
sind in der Außenwand des Rohrkörpers 36A Schlitze gebildet,
um die Rückströmung von Zement über die Dichtungsanordnung
zu erleichtern, wenn die Dichtungsanordnung gehoben und das
Gehäuse 25 im Bohrloch einzementiert wird.
Wie die Fig. 5A, 7A und 8A am besten zeigen, hat der Schlitz
76 einen ersten Abschnitt 76A, der sich vom oberen Ende des
Dichtungsteils 75A nach unten erstreckt, und einen Abschnitt
76B, der sich von dem Abschnitt 76A aus zwischen dessen
oberem und unterem Ende seitlich erstreckt. Der Abschnitt
76B hat eine solche Höhe, daß er den Vorsprung 77 dicht
sitzend aufnimmt, so daß, wenn der Rohrkörper in der ge
zeigten Drehstellung ist, sich der Vorsprung 77 in dem
Schlitzteil 76B befindet, um die Dichtungsanordnung zu
sammen mit dem Rohrkörper zu heben oder zu senken. Dies
ist selbstverständlich die Stellung, die der Vorsprung
einnimmt, wenn die Dichtungsanordnung mit dem Dorn in den
Ringsraum abgesenkt ist, wie Fig. 5 zeigt.
Wenn festgestellt wird, daß die Dichtungsanordnung den
Druck nicht aushält, wenn sie sich in der Stellung der
Fig. 6 befindet, kann die Dichtungsanordnung aus dem Hänger
nach Anheben des Laufwerkzeugs gehoben werden, da der Vor
sprung 77 sich noch im Schlitzabschnitt 76B befindet. In
diesem Zusammenhang und wie zuvor festgestellt, wurde die
Hülse 34 des Laufwerkzeugs vom Hänger gelöst, so daß sie
zusammen mit dem Dorn vom Hänger gehoben werden kann. Dann
erfaßt die Schulter am Dorn, da der Dorn bezüglich der
Hülse gehoben ist, die Schulter 55 der Hülse, um sie zu
heben. Wenn die Dichtungsanordnung den Druck aushält,
können der Dorn und damit der Rohrkörper nach links (ab
wärts gesehen) nach dem Zurückziehen der Freventerstößel
gedreht werden, um den Vorsprung 77 aus dem Schlitzabschnitt
76B und in den Abschnitt 76A zu bewegen, wie Fig. 7A zeigt,
so daß der Dorn nach unten geschoben werden kann, um ihn
bezüglich der Dichtungsanordnung abzusenken und die Dich
tungsanordnung am Hänger zu verriegeln, und dann von diesem
nach oben, um das Laufwerkzeug wiedergewinnen zu können.
Die Außenfläche 29 des Hängers verjüngt sich über seiner
Schulter nach oben und innen unter einem kleinen Winkel von
etwa 4° bezüglich der Vertikalen. Die Innenseite der Innen
wand des unteren Teils 75B des Körpers der Dichtungsanord
nung ist in gleicher Weise verjüngt, so daß sie etwa parallel
zur Fläche 79 verläuft, wenn die Dichtungsanordnung in den
Ringraum AS abgesenkt wird. Ein unterer und oberer Vorsprung
81 und 82 befinden sich an der Außenseite der Wand 80. Der
obere Vorsprung 81 erstreckt sich bezüglich der Horizontalen
nach oben und außen, und der untere Vorsprung 82 verläuft
hierzu nach unten und außen.
Eine Ausnehmung 83 ist im unteren Körperteil der Dichtungs
anordnung über dem Vorsprung 81 gebildet, um einen Dichtungs
ring 84 aufzunehmen, und eine Ausnehmung 85 ist darin unter
dem Vorsprung 82 gebildet, um einen Dichtungsring 86 auf
zunehmen. Wie am besten Fig. 9 zeigt, füllt jeder Dichtungs
ring im wesentlichen seine Ausnehmung, wobei seine Außen
fläche mit den Außenseiten des oberen und unteren erweiterten
Endes des unteren Gewindeteils 75B des Dichtungsanordnungs
körpers über und unter den Ausnehmungen im wesentlichen
fluchtet. Die äußeren Enden der Vorsprünge 81 und 82 dagegen
sind um eine kurze Strecke nach innen zurückgesetzt. Wenn die
Dichtung in den Ringraum abgesenkt wird, damit die Innen
seite der Wand 80 an der Fläche 29 des Hängers angreift,
wie Fig. 9 zeigt, greifen diese Flächen nicht an der Boh
rung des Gehäuseskopfes an.
Eine erste Rippe 87 ist um die Innenseite der Wand 80 etwa
in der Mitte der Vorsprünge 81 und 82 gebildet, und eine zweite und
dritte Rippe 88 und 89 sind um die Innenseite der Wand 80
über und unter der Rippe 87 gebildet. Wenn sich die Dich
tungsanordnung im Ringraum nach unten bewegt, wird die
Rippe 87 nach außen gedrückt, damit sich die Innenwand 80
nach außen biegt und die Rippen 88 und 89 an der Fläche
29 angreifen können. Das fortgesetzte Absenken der Dich
tungsanordnung bringt die äußeren Enden der Vorsprünge 81
und 82 und die Außenseite der Dichtungsringe 84 und 86 in
Eingriff mit der Bohrung des Gehäusekopfes und drückt die
Rippen 88 und 89 fester gegen die Fläche 29 des Hängers.
Die Vorsprünge 81 und 82 werden schließlich nach oben und
außen um ihre Verbindung mit ihren inneren Enden mit der
Innenwand 80 gebogen, um einen dichten Metall/Metall-
Kontakt zwischen den äußeren Enden der Vorsprünge 81 und
82 in der Bohrung des Gehäusekopfes und zwischen den Rippen
88 und 89 und der Fläche 29 des Hängers zu bilden und die
Dichtungsringe fester gegen die Bohrung des Gehäusekopfes
zu drücken.
Dichtungsringe 90 und 91 sitzen in Nuten um die Innenseite
der Wand 80 so, daß sie in eine festdichtende Verbindung
der Fläche 29 gebracht werden können, wie Fig. 10 zeigt,
wenn die Innenwand nach außen gebogen wird, um das obere
und untere Ende der Innenwand nach innen um die Rippen
88 und 89 zu biegen. Die Dichtungsanordnung wird somit ver
anlaßt eine dichte, elastische Zusatzdichtung für die
Metall/Metall-Dichtung bezüglich der Bohrung und des Ge
häusehängers zu bilden. Zusätzlich drückt, wie aus Fig. 10
ersichtlich ist, infolge der Anordnung der Vorsprünge 81 und
82 und der Dichtungsringe an der Innenseite der Wand 80
Fluiddruck über der Dichtungsanordnung den Vorsprung 81 und
die Rippen 88 in eine noch festere Verbindung mit der Boh
rung und dem Hänger, und der Fluiddruck unter der Dichtungs
anordnung drückt den Vorsprung 82 und die Rippe 89 in eine
noch festere Verbindung mit der Bohrung und der Fläche 29
des Hängers. Dies ist nicht nur zur Bildung einer festeren
Dichtung von Nutzen, sondern auch dazu sicherzustellen,
daß die Ringe 84 und 86 nicht nach unten über den Vorsprung
81 oder nach oben über den Vorsprung 82 geschoben werden.
Eine Nut 100 ist um die Fläche 29 des Hängers nahe seinem
oberen Ende gebildet, und ein Verriegelungs-Spaltring 101
sitzt auf einer Schulter 102 um die Innenseite des Körpers
75 der Dichtungsanordnung in einer Lage derart, daß sie
sich gegenüber der Nut befindet, wenn die Dichtungsanord
nung so weit wie möglich nach unten bewegt wurde, wie Fig.
6 zeigt. Eine Schulter 103 ist um das untere Ende des oberen
Teils 75A des Körpers über dem Ring 101 gebildet, um eine
Schulter 104 am oberen Ende des Hängers über der Verriege
lungsnut 100 zu erfassen und die Abwärtsbewegung der Dich
tungsanordnung zu begrenzen.
Der obere Teil 75A des Körpers der Dichtungsanordnung
hat vertikale Schlitze 110, die an seiner Innenseite nahe
seiner Gewindeverbindung mit dem oberen Ende des unteren
Körperteils 75B gebildet sind. Die unteren Enden einer
Verriegelungshülse bzw. eines Betätigungskörpers 111 er
strecken sich nach unten durch die Schlitze, um eine sich
verjüngende Kante 112 daran nahe der oberen, sich ver
jüngenden Außenkante des Verriegelungsrings 101 anzuordnen.
Beim Absenken der Verriegelungshülse 111 in die in Fig. 7
gezeigte Stellung wird somit der Verriegelungsring 101,
der normalerweise nach außen in die nicht verriegelnde
Stellung expandiert ist, nach innen in die Nut 100 gedrückt,
um die Dichtungsanordnung bezüglich des Hängers zu ver
riegeln.
Wenn der Vorsprung 77 am Dorn im Schlitzteil 76B angeordnet
ist, um die Dichtungsanordnung am Dorn abzustützen, wie
Fig. 5A zeigt, wird die Verriegelungshülse 111 in der in
Fig. 5 gezeigten Stellung von dem nach außen expandierten
Verriegelungsring 101 gehalten, dessen oberes Ende 114
gerade unter der Schulter 79 um den Ringkörper des Lauf
werkzeugs angeordnet ist. Um die Verriegelungshülse 111
in ihre Verriegelungsstellung abzusenken, werden der Dorn
und damit der Rohrkörper bezüglich der Dichtungsanordnung
gedreht, um den Vorsprung 77 in den Abschnitt 74A des
Schlitzes zu bringen und es damit dem Rohrkörper zu ermög
lichen, abgesenkt zu werden, wenn sich der Vorsprung 77
in dem unteren Ende des Schlitzabschnittes 74A nach unten
bewegt, um die Hülse 111 aus ihrer Stellung in Fig. 6 in
ihre Verriegelungsstellung in Fig. 7 nach unten zu schie
ben. Der Rohrkörper kann sich selbstverständlich bezüglich
der Hülsen 34 und 35 ebenso wie gegenüber dem Hänger frei
drehen, da sich die Teile der daran gebildeten Keile 59
unter den an der Hülse 35 gebildeten Teilen befinden.
Um die Innenseite des Körperteils 75A der Dichtungsanordnung
unter dem Schlitz darin sind Nuten 115 und 116 gebildet, und
ein Abscherstift 117 ist in der Außenseite des Dorns be
festigt, der sich in die Abhängigkeit von der relativen
vertikalen Stellung des Rohrkörpers 36A bezüglich der
Dichtungsanordnung in eine der Nuten bewegen kann. Wenn
daher der Körper in der Stellung der Fig. 6 ist, in der
er von dem Vorsprung 77 gegen eine vertikale Bewegung be
züglich der Dichtungsanordnung gehalten wird, wird der
Abscherstift 117 von einer Feder 119 in die obere Nut 115
gedrückt. Da jedoch die Unterseite des Abscherstiftes ab
geschrägt ist, so daß, wenn der Rohrkörper gedreht und
dann abgesenkt wird, um die Verriegelungshülse 111 nach
unten in die Verriegelungsstellung zu bewegen, wird der
Abscherstift 117 zurückgezogen und nach unten in die Nut
116 gebracht. Wenn der Verriegelungsring nicht in die
Verriegelungsstellung gebracht wurde, läßt es der Abscher
stift zu, daß die Dichtungsanordnung zusammen mit dem
Laufwerkzeug gehoben wird. Wenn er dagegen in die Verriege
lungsstellung gebracht wurde, ermöglicht es das Anheben
des Laufwerkzeugs dem Abscherstift 117, daß das Laufwerkzeug
aus der Dichtungsanordnung und dem Hänger entfernt wird.
Wenn die Dichtungsanordnung aus dem Ringraum AS nach dem
Entfernen des Laufwerkzeugs herausgenommen werden soll,
kann ein geeignetes Werkzeug in die Bohrung des Gehäuse
kopfes abgesenkt werden, um das obere Ende 114 der Verrie
gelungshülse zu erfassen und anzuheben, um es nach oben in
die Stellung der Fig. 6 zu bringen, in der sich der Ver
riegelungsring 101 nach außen in die expandierte Stellung
bewegen kann. Zu diesem Zeitpunkt erfaßt eine nach oben
weisende Schulter 118 um die Innenseite der Hülse 111 eine
nach unten gerichtete Schulter 119A um den oberen Körperteil
der Dichtungsanordnung gegenüber dem Vorsprung 77, so daß
die Dichtungsanordnung zusammen mit der Verriegelungshülse
gehoben werden kann.
Eine Reihe von horizontalen Nuten 125 ist um die Bohrung
des Gehäusekopfes etwa gegenüber dem oberen Ende der Dich
tungsanordnung gebildet, wenn sich diese in ihrer untersten
Stellung befindet. Ein Spaltring 126 sitzt um das obere
Ende des unteren Körperteils 75B und hat Zähne an seiner
Außenseite von etwa gleicher Form, die gegenüber den Nuten
125 angeordnet sind. Das obere abgeschrägte Ende 127 des
Rings 126 befindet sich unter einer nach unten abgeschrägten
Schulter 128 an der Außenseite der Verriegelungshülse 111,
so daß, wenn die Verriegelungshülse in ihre Verriegelungs
stellung abgesenkt wird, der Ring 126 nach außen gedrückt
wird und seine Zähne in die Nuten 125 eingreifen. Wichtig
ist, daß ausreichend viele Nuten 125 vorhanden sind, damit
die Zähne am Ring 126 in mehreren relativen vertikalen
Stellungen zwischen der Dichtungsanordnung und der Bohrung
eingreifen können, so daß der Hänger und die Dichtungsan
ordnung gegen eine vertikale Bewegung bezüglich der Bohrung
trotz vertikaler Toleranzen gehalten werden können.
Die Zähne am Ring werden nicht völlig in Eingriff mit den
Nuten 125 gebracht, sondern bewegen sich nur eine geringe
Strecke in die Nuten, damit ihre Spitzen unterhalb derer der
Nuten erfaßt werden. Ein Gummiring 130 ist zwischen dem
unteren Ende des Rings 126 und dem oberen Ende des Körper
teils 75B angeordnet, damit die Zähne selbst in dem unwahr
scheinlichen Fall eingreifen können, daß ihre Spitzen ein
ander gegenüberliegen.
Der Hänger und die Dichtungsanordnung werden zunächst auf
dem Laufwerkzeug montiert, wie Fig. 1B zeigt, damit der
Tragring des Hängers auf den Sitz 22 des Gehäusekopfes
abgesenkt werden kann. Dann, wenn das auf das Laufwerkzeug
wirkende Gewicht verringert wird, können der Dorn und damit
die von ihm getragene Hülse 34 weiter nach unten geschoben
werden, um den Stützring 45 in die Nut 47 in der Bohrung
des Gehäusekopfes und seinem Sitz 22 zu expandieren und
das untere Ende 53 der Mutter auf das obere Ende des auf
sitzenden Tragrings abzusenken. Damit bewegt sich der Teil
des Keils 59 an der Außenwand des Rohrkörpers des Laufwerk
zeugs aus der Stellung der Fig. 1B in die der Fig. 2 nach
unten, um die Segmente 63 zu erfassen und dann abzusenken,
wodurch wiederum die Hülsen 34 und 35 abgesenkt werden, um
den Hänger abzusenken. Dies bewirkt selbstverständlich, daß
die Schulter 56 am Dorn unter die Schulter 55 gelangt, wie
Fig. 2 zeigt.
Nachdem das Gehäuse 25 im Bohrloch einzementiert ist, kann
das Bohrgestänge und damit das Laufwerkzeug nach rechts ge
dreht werden, um die Hülse 35 zu heben und die Verbindung
der Hülse 34 mit dem Hänger zu lösen, und um weiterhin den
Rohrkörper aus der unterstützten Stellung an der Hülse 35
zu lösen, wie Fig. 4 zeigt. Zu diesem Zeitpunkt kann der
Körper 36A nach unten bewegt werden, um die Dichtungsan
ordnung 40 in den Ringraum AS abzusenken, wie Fig. 5 zeigt,
wonach ein zusätzliches Gewicht, das auf das Laufwerkzeug
aufgebracht wird, die Dichtungsanordnung weiter nach unten
drückt. Die Stößel des Ausblaspreventers werden dann ge
schlossen, damit der Fluiddruck die Dichtungsanordnung nach
unten in ihre unterste Lage drückt, wie Fig. 6 zeigt. Zu
sätzlich zur Druckbeaufschlagung der Dichtungsanordnung er
möglicht dies auch, eine Druckprüfung der Dichtungsanordnung
durchzuführen, so daß, wenn sie den Druck nicht aushält,
zusammen mit dem Laufwerkzeug aus dem im Kopf verriegelten
Hänger entfernt werden kann. Nimmt man an, daß die Dich
tungsanordnung, wenn sie voll abgesenkt ist, den Druck aus
hält, wird das Bohrgestänge nach links gedreht, um den
Vorsprung 77 in die Stellung der Fig. 7A bezüglich des
Schlitzes 76 in der Dichtungsanordnung zu bringen. Der
Rohrkörper wird dann in das untere Ende des Schlitzteils
76A abgesenkt, um die Verriegelungshülse 111 abzusenken und
die Dichtungsanordnung mit dem Hänger zu verriegeln. Gleich
zeitig wird der Ring 126 nach außen gedrückt, damit seine
Zähne in die Nuten 125 um die Bohrung des Gehäusekopfes
eingreifen und den Hänger und die Dichtungsanordnung gegen
eine Bewegung bezüglich des Kopfes zu halten. Nimmt man an,
daß die Hülse derart abgesenkt ist, kann der Operator das
Laufwerkzeug nur durch Anheben entfernen, so daß der Vor
sprung 77 nach oben durch das offene obere Ende des Schlitz
teils 76A bewegt werden kann, wie Fig. 8A zeigt.
Zahlreiche Teile der weiteren Ausführungsform der Erfindung,
die in den Fig. 11 bis 13 gezeigt sind, die Teilen der an
hand der Fig. 1 bis 10 gezeigten und beschriebenen Ausfüh
rungsform entsprechen, sind mit den gleichen, um 400 er
höhten Bezugsziffern versehen. So wird z. B. ein Gehäusekopf
420 mit einer Bohrung 421 am Meeresboden installiert, und
sein unteres Ende (nicht gezeigt) wird an das Außengehäuse
angeschlossen, das sich von dem Gehäusekopf nach unten in
das Bohrloch erstreckt. Wie bei der zuvor beschriebenen
Ausführungsform der Erfindung kann das obere Ende des Ge
häusekopfes an einen Ausblaspreventerstapel (nicht gezeigt)
angeschlossen werden, der wiederum an ein Steigrohr ange
schlossen wird, das sich zur Oberfläche erstreckt, und durch
den der Hänger und die zu beschreibende Dichtungsanordnung
während der Erstellung der Bohrung gehoben und gesenkt werden.
Die Fig. 11 bis 13 zeigen einen auf einem Sitz (nicht gezeigt)
in der Bohrung des Gehäusekopfes und mit der Bohrung zu ver
riegelnden Hänger 424, wie anhand der vorherigen Ausführungs
form der Erfindung beschrieben wurde, um ein Zwischengehäuse
(nicht gezeigt), das an das untere Ende des Hängers im
Außengehäuse angeschlossen ist, mit dem der Gehäusekopf
verbunden ist. Wie bei der zuvor beschriebenen Ausführungs
form der Erfindung hat der Hänger 424 einen rohrförmigen
Hauptkörper 426 mit einer Bohrung 427, die eine obere Ver
längerung des am Hänger aufgehängten Zwischengehäuses bil
det, und eine Außenfläche 429, die von der Bohrung 421 des
Gehäusekopfes entfernt ist, um einen Ringraum dazwischen
zu bilden. Schlitze 430 sind um den Hauptkörper gebildet,
um den Ringraum zwischen dem Außen- und dem Zwischengehäuse
mit dem Ringraum zu verbinden.
Der Hänger 424 wurde in die Aufsitzstellung im Kopf abge
senkt und dann darin mittels eines Laufwerkzeugs 432 ver
riegelt. Das Laufwerkzeug 423 hat einen Dorn 433, der auf
dem unteren Ende eines Bohrgestänges DS läuft, und einen
Rohrkörper 436A, der vom Dorn zur Drehung mit diesen mittels
eines Flansches 437 getragen wird, um einen Ringraum 436B
zwischen dem Dorn und dem Rohrkörper zu bilden, und der mit
einer Dichtugnsanordnung 440 lösbar verbunden ist, um diese
in den Ringraum zwischen dem Hänger und der Bohrung des
Kopfes abzusenken. Das Laufwerkzeug 432 ist dem zuvor be
schriebenen Laufwerkzeug insoweit gleich, als es eine erste
Hülse 434 hat, die vertikal beweglich am Dorn sitzt und
mit dem Hänger lösbar verbunden ist, um sie in die Aufsitz-
und Verriegelungsstellung in der Bohrung des Gehäusekopfes
zu bringen, sowie eine zweite Hülse 435, die auf die Stütz
hülse 434 vertikal beweglich gegenüber dieser aufgeschraubt
ist. Die Hülse 435 ist drehbar und axial beweglich bezüglich
des Rohrkörpers 436A, so daß beim Drehen des Dorns und da
mit des Rohrkörpers die Hülse 435 zwischen einer ersten,
unteren Stellung, in der die Hülse 434 mit dem Hänger ver
bunden bleibt und in der die Hülse 435 den Rohrkörper 436
und damit den Dorn stützt,wie Fig. 11 zeigt, und einer
zweiten, oberen Stellung, wie Fig. 12 zeigt, bewegt werden
kann, in der die Verbindung der Hülse mit dem Hänger und die
Abstützung des Rohrkörpers der Hülse 435 aufgehoben ist.
Das Gewicht des Bohrgestänges kann daher verringert werden,
um den Rohrkörper bezüglich der Hülse 435 und des Hängers
und damit die Dichtungsanordnung in den Ringraum abzusenken,
wie Fig. 12 zeigt.
Wie bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform stützt sich
die Hülse 434 am Dorn 433 des Laufwerkzeugs ab, so daß sie
von diesem nach unten hängt, wenn der Hänger in die Aufsitz
stellung abgesenkt wird, und zwar mittels einer nach unten
gerichteten Schulter 456 am Dorn. Wenn der Hänger aufsitzt
und in der Bohrung des Kopfes verriegelt ist, bewegen sich
der Rohrkörper und damit der Dorn nach unten in die Stellung
der Fig. 11 und dann, wenn der Rohrkörper von seiner Ab
stützung an der Hülse gelöst wird, und die Dichtungsanordnung
damit in den Ringraum abgesenkt wird, wird der Dorn bezüg
lich des Hängers weiter abgesenkt, wie Fig. 12 zeigt.
Die Hülse 235 hat wiederum wie bei der zuvor beschriebenen
Ausführungsform ein oberes Ende 435A, das mit der Hülse 434
durch ein Gewinde 457 verbunden ist, und ein unteres Ende
435B, das mit dem oberen Ende drehbar verbunden ist und das
zwischen Vorsprüngen 458 an der Hülse 434 vertikal verschieb
bar ist, die durch eine Keilverbindung mit dem Hänger ver
bunden sind. Die Verriegelungshülse 435 ist in ihrer ersten,
unteren Stellung bezüglich der Hülse 434 mit dem Rohrkörper
436A durch Keile 459 vertikal beweglich und drehfest hierzu
verbunden. Eine Drehung des Rohrkörpers des Laufwerkzeugs
bewirkt somit, daß die Hülse 435 bezüglich der Hülse 434 aus
der Stellung der Fig. 11 in die der Fig. 12 bewegt wird.
In ihrer unteren Stellung paßt die Hülse 435 in einen Spalt
ring 460, der Zähne aufweist, um diese festsitzend in Ver
riegelungsnuten zu drücken, die um die Bohrung des Hängers
unter den Keilen gebildet sind, in denen die Vorsprünge 458
aufgenommen sind. Wie bei der zuvor beschreibenen Ausfüh
rungsform der Erfindung stützt sich der Ring 460 an einer
Schulter um die Hülse 434 ab und ist derart konstruiert, daß
er normalerweise seine kontrahierende Stellung einnimmt, wenn
das untere Ende der Hülse 435 aus seinem Innendurchmesser
entfernt wird, wie Fig. 12 zeigt, um die Verbindung der
Hülse 434 mit dem Hänger aufzuheben. Vorsprünge 462 sind
zur radialen Bewegung in Öffnungen 463 in der Hülse und
damit in einer Stellung befestigt, um den Rohrkörper 436A
zu stützen, wenn sie zusammen mit der Hülse in eine Stellung
gegenüber einer Nut 466 um das obere Ende der Hülse 434 ge
hoben werden. wenn die Vorsprünge in der Nut nach außen be
wegt werden, werden sie vom unteren Ende der Keile 459
entfernt, um den Rohrkörper 436A des Laufwerkzeugs zur
Abwärtsbewegung relativ hierzu und damit bezüglich der
Hülsen und des Hängers freizugeben.
Dichtungsringe 471 sitzen um den Innendurchmesser der Hülse
434, um gegenüber dem Außendurchmesser eines inneren rohr
förmigen Teils eines Rohrabschnittes 530 des Rohrkörpers
436A abzudichten, und Dichtungsringe 533 sitzen am Innen
durchmesser des rohrförmigen Teils, um gegen den Außen
durchmesser des Dorns 433 abzudichten. Wie später beschrieben
wird, bildet das rohrförmige Teil einen Kolben 531, der im
Ringraum zwischen der Hülse 434 vertikal hin-und herbewegt
wird, so daß die Dichtungsringe 471 und 533 während der Hin-
und Herbewegung Gleitdichtungen damit bilden. Dichtungs
ringe 472 sitzen um den Außendurchmesser des unteren Endes
der Hülse 434, um die Bohrung des Hängers über dem Sitz 425
darin abzudichten, so daß, wenn die Dichtungsanordnung 440
in abdichtende Verbindung mit der Bohrung des Gehäuse
kopfes und dem Hänger abgesenkt wird, wie Fig. 12 zeigt,
und die Stößel des Ausblaspreventerstapels um das Bohrge
stänge geschlossen werden, Prüffluid, das in den Raum unter
den Stößeln eingeleitet wird, über die Dichtungsanordnung
wirkt, um diese weiter nach unten zu drücken. Wie später
erläutert wird, ist dieser Druck nicht nur bei der weiteren
Beaufschlagung und Prüfung der Dichtungsanordnung von Nutzen,
sondern auch beim Verriegeln der Dichtungsanordnung mit dem
Hänger.
Die Dichtungsanordnung 440 ist der der zuvor beschriebenen
Ausführungsform der Erfindung insofern gleich, als sie einen
Körper 475 aufweist, der aus einem oberen und einem unteren
Teil 475A und 475B besteht, die miteinander verschraubt sind.
Damit kann wie bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform
der Erfindung ihr unteres Ende an einer nach oben und innen
abgeschrägten Fläche 429 des Hängers und einer zylindrischen
Fläche der Bohrung des Kopfes nach unten gleiten und gegen
diese abdichten. Tatsächlich ist das untere Teil 475B der
Dichtungsanordnung, wie gezeigt, mit dem der Dichtungs
anordnung der zuvor beschriebenen Ausführungsform der Er
findung identisch.
Der untere Teil 475B des Körpers der Dichtungsanordnung hat
somit eine Innenwand 480, deren Innenseite in gleicher Weise
abgeschrägt ist, so daß sie etwa parallel zur Fläche 479
verläuft, wenn die Dichtungsanordnung in den Ringraum ab
gesenkt wird. Das Teil 475B der Dichtungsanordnung ist in
sofern dem entsprechenden Teil der Dichtungsanordnung der
zuvor beschriebenen Ausführungsform gleich, als es obere und
untere Vorsprünge 481 und 482 aufweist, die sich von der
Außenseite der Wand 480 aus erstrecken. Im Vergleich zur
zuvor beschriebenen Ausführungsform der Erfindung jedoch
erstreckt sich der obere Vorsprung nach unten und außen, und
der untere zu diesem nach oben und außen. Die Vorsprünge
bilden somit eine Ausnehmung 483 dazwischen, und ein Dich
tungsring 484 ist darin aufgenommen und füllt im wesentlichen
die Ausnehmung mit seiner Außenfläche, die über die äußeren
Enden der Vorsprünge 481 und 482 etwas vorsteht, und im
wesentlichen mit den Außenseiten des Metallkörpers an beiden
Enden der Innenwand im wesentlichen vertikal fluchtet.
Eine Rippe 487, die gering beabstandete Rippenabschnitte
hat, ist um die Innenseite der Wand 480 etwa in der Mitte
der Schnittpunkte der Vorsprünge 481 und 482 mit der Wand
480 gebildet. Obere und untere Rippen 488 und 489 sind um
die Innenseite der Wand 480 über und unter der Rippe 487
gebildet. Die obere Rippe 488 befindet sich etwa seitlich
gegenüber dem Schnittpunkt des Vorsprungs 481 mit der Wand
480, und die untere Rippe 488 etwa seitlich gegenüber dem
Schnittpunkt des Vorsprungs 482 mit der Wand 480.
Wenn die Dichtungsanordnung in den Ringraum abgesenkt
wird, wie Fig. 14 zeigt, erfaßt die Rippe 489 die Fläche
479 des Hauptkörpers des Gehäusehängers, und gleitet, wenn
das Gewicht auf das Laufwerkzeug verringert wird, über die
Fläche 479, um das äußere Ende des Vorsprungs 482 gegen die
Bohrung des Gehäusekopfes zu drücken. Etwa zu diesem Zeit
punkt haben sich die Rippen 487 weiter nach unten bewegt
und biegen den Teil der Wand 480, an dem sie gebildet sind,
nach außen und bewegen dadurch den zentralen Teil des Dich
tungsrings 484 gegen die Bohrung des Gehäusekopfes. Gegen
das Ende dieser weiteren Abwärtsbewegung der Dichtungsan
ordnung hin greift die obere Rippe 488 an der abgeschrägten
Fläche 479 an, obwohl infolge der Neigung der abgeschrägten
Fläche das äußere Ende des Vorsprungs 481 gegenüber der
Rippe 488 die Bohrung des Gehäusekopfes nicht erfaßt hat.
Ein Dichtungsring 490 sitzt in der ringförmigen Ausnehmung
zwischen den zentralen Rippenabschnitten 487. Die Außen
fläche dieses Dichtungsrings ebenso wie die Außenfläche
des unteren Teils des Dichtungsringes 484, der von den
Vorsprüngen 481 und 482 vorsteht, berühren zuerst die ab
geschrägte Fläche 479 und die Bohrung des Gehäusekopfes.
Bei weiterer Abwärtsbewegung der Dichtungsanordnung wird
die Rippe 488 radial nach außen bewegt, damit das äußere
Ende des Vorsprungs 481 die Bohrung des Gehäusekopfes er
faßt. Gleichzeitig bewirkt die fortgesetzte radiale Aus
wärtsbewegung der Rippe 489, daß der untere Vorsprung 482
nach oben und innen verformt wird, wie Fig. 16 zeigt. Während
der abschließenden Abwärtsbewegung der Dichtugnsanordnung
schiebt sich die untere Rippe 489 in eine zylindrische Fläche
429A um den Rohrhänger und unter der abgeschrägten Fläche
429, so daß die Kraft auf den unteren Vorsprung 482 aufge
hoben wird, wenn sich die obere Rippe 488 weiter radial
nach außen bewegt, um den oberen Vorsprung 481 nach unten zu biegen.
Die Rippen an der Innenseite der Wand 480 und die äußeren Enden
der Vorsprünge 481 und 482 bilden eine feste Metall/Metall-
Dichtung zwischen dem Rohrhänger und der Bohrung des Ge
häusekopfes, die durch die elastischen Dichtungen unter
stützt wird.
Diese Dichtungsanordnung ist insbesondere zur Aufrechter
haltung einer Dichtung zwischen dem Hänger und der Bohrung
des Gehäusekopfes selbst dann von Vorteil, wenn der Druck
in der Bohrung nach oben oder unten gerichtet ist. Da die
Vorsprünge 481 und 482 voneinander vertikal entfernt sind,
wirken sie bezüglich der nach oben oder unten gerichteten
Druckkräfte unäbhängig. Außerdem werden die Dichtungsringe
484 und 490 von den äußeren Enden der Vorsprünge und der
Zwischenrippen festgehalten, die Metall/Metall-Dichtungen
gegen die Flächen der Bohrung des Gehäusekopfes und des
Gehäusehängers bilden.
Das obere Teil 475A ist jedoch von dem entsprechenden Teil
des Laufwerkzeugs der zuvor beschriebenen Ausführungsform
der Erfindung insofern verschieden, als es mit dem Rohr
körper 436A des Laufwerkzeugs verbunden und von diesem
gelöst wird. Ein Vorsprung 477 am Rohrkörper des Laufwerk
zeugs erfaßt somit nur das obere Ende des oberen Teils
475A, um die Dichtungsanordnung nach unten zu bewegen und
das Körperteil wird am Rohrkörper zum Absenken von einem
Abscherstift 417 abgestützt, der in einer Öffnung in der
Außenseite des Rohrkörpers zur Bewegung in eine Nut 416
und aus dieser sitzt, die um das Teil 475A der Dichtungs
anordnung gebildet ist. Der Abscherstift wird durch eine
Feder 419 nach außen gedrückt und stützt somit die Dich
tungsanordnung bis zum Abscheren ab, worauf die Verriege
lung der Dichtungsanordnung mit den Hänger durch Anheben
des Laufwerkzeugs erfolgt, um sie entfernen zu können.
Das Teil 475A hat daher keinen Schlitz, aus dem der Vor
sprung entfernt werden muß, da das Laufwerkzeug eine solche
Konstruktion hat, daß es nicht erforderlich ist, das Lauf
werkzeug zu drehen, um es von der Dichtungsanordnung beim
Entfernen des Laufwerkzeugs zu lösen.
Wie bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform der Erfin
dung ist um die Außenfläche 429 des Hauptkörpers des Hängers
eine Nut 500 gebildet, und ein Verriegelungs-Spaltring 501
stützt sich an einer Schulter um die Innenseite des unteren
Teils 475B der Dichtungsanordnung in einer Stellung gegen
über der Nut ab, wenn die Dichtungsanordnung in die Stel
lung der Fig. 12 abgesenkt wurde. Ebenso ist eine Schulter
503 um das untere Ende des Teils 475A über dem Ring 501 ge
bildet, um eine Schulter 504 am oberen Ende des Hängers
über der Nut 500 zu erfassen, damit die Abwärtsbewegung
des Körpers der Dichtungsanordnung aus der Stellung der
Fig. 12 zu begrenzen und damit den Ring 501 gegenüber der
Nut 500 anzuordnen.
Ebenfalls wie bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform
der Erfindung hat der obere Teil der Dichtungsanordnung
vertikale Schlitze 510, die in seiner Außenseite nahe
seiner Gewindeverbindung mit dem oberen Ende des unteren
Teils 475B gebildet sind, und das untere Ende eines Be
tätigungskörpers bzw. einer Verriegelungshülse 511 er
streckt sich nach unten durch die Schlitze, um die abge
schrägten unteren Enden 512 nahe einer oberen, abge
schrägten äußeren Kante des Verriegelungsrings 501 anzu
ordnen. Damit wird beim Absenken der Verriegelungshülse
aus der Stellung der Fig. 12 in die der Fig. 13 in noch
zu beschreibender Weise der normaleweise expandierte
Verriegelungsring 501 in die Nut 500 gedrückt, um die
Dichtungsanordnung gegenüber dem Hänger zu verriegeln.
Das Laufwerkzeug unterscheidet sich von dem der zuvor
beschreibenen Ausführungsform der Erfindung darin, daß
der rohrförmige Abschnitt 530 und sein Kolben 531 bezüg
lich eines weiteren rohrförmigen Abschnittes 532 des
Rohrkörpers, der mit dem Dorn des Laufwerkzeugs durch den
Flansch 437 zur Drehung mit diesem verbunden ist, vertikal
beweglich ist. Die Dichtungsanordnung wird von dem rohr
förmigen Abschnitt 532 abgestützt, und der rohrförmige Ab
schnitt 530 ist so angeordnet, daß er die Verriegelungs
hülse 511 in Abhängigkeit von der Beaufschlagung des Kol
bens 531 mit Prüffluid, um ihn bezüglich des rohrförmigen
Abschnittes 532 abzusenken, in seine Verriegelungsstellung
absenkt.
Der Abscherstift 417 und der Vorsprung 477 sind an einem
nach unten gerichteten rohrförmigen Teil 532A des rohr
förmigen Abschnittes 532 ausgebildet, der sich am Flansch
437 durch Bolzen 532B abstützt. Der Flansch 437 hat einen
vertikalen Schlitz 535 zur Aufnahme eines Stiftes 534 am
Dorn, damit sich der Flansch 437 und damit das rohrförmige
Teil 532A des rohrförmigen Abschnittes 532 bezüglich des
Dorns ohne Drehung vertikal bewegen können. Der Kolben 531
des rohrförmigen Körpers 530 ist mit dem äußeren rohr
förmigen Teil 530A durch einen Flansch 530B verbunden, der
mit dem oberen Ende des Kolbens durch Bolzen verbunden
ist und Öffnungen 530C hat, die die Bolzen 532B aufnehmen,
um den rohrförmigen Abschnitt 530 zusammen mit dem rohr
förmigen Abschnitt 532 zu drehen, während eine relative
Vertikalbewegung zwischen diesen möglich ist. Wie gezeigt,
umgibt das rohrförmige Teil 530A das rohrförmige Teil 532A,
und sein unteres Ende erstreckt sich, wenn es in seiner
oberen Stellung ist, wie Fig. 12 zeigt, zu einer Stelle
unmittelbar über dem oberen Ende der Hülse 511.
Wie gezeigt, ist ein Keil 459 an dem Innendurchmesser des
rohrförmigen Teils 532A gebildet, so daß sich in der Stel
lung der Fig. 11 das Teil 532A von der Hülse 435 abstützt,
um die Dichtungsanordnung oberhalb des Ringraumes zwischen
dem Hänger und dem Kopf zu halten. Der rohrförmige Ab
schnitt 532 wird zusammen mit dem Dorn gedreht und über
trägt diese Drehung auf den rohrförmigen Abschnitt 530
über die Bolzen 532A. Der rohrförmige Abschnitt 530 wird
zunächst von dem rohrförmigen Abschnitt 532 abgestützt,
um das untere Ende des rohrförmigen Teils 530A in der Stel
lung der Fig. 11 mittels eines Anschlags zu halten, der aus
einem Spaltring 540 besteht, der sich an einer Schulter 541
des rohrförmigen Abschnittes 532 unter dem Flansch 537
abstützt. In seiner normalerweise kontrahierten Stellung
ist daher, wie Fig. 12 zeigt, eine abgeschrägte Schulter
um das obere Ende des Anschlagringes unter einer abgeschrägten
Schulter 542 um das erweiterte obere Ende des Kolbens 531
angeordnet, um das obere Ende des Kolbens normalerweise
gegen das untere Ende des Flansches 437 und eine Schulter
um den Dorn 433 oberhalb der Dichtungsringe 533 zu halten.
Wenn das Laufwerk abgesenkt wurde, um den Hänger im
Kopf aufzusetzen, und dann so gedreht wurde, daß der rohr
förmige Abschnitt 532 freigegeben und die Abstützung des
Abschnittes 530 an der Hülse 435 aufgehoben wurde, kann
das Gewicht des Bohrgestänges verringert werden, um die
Dichtungsanordnung in den Ringraum zwischen dem Hänger und
der Bohrung des Kopfes abzusenken. Wie Fig. 12 zeigt, sind
zu diesem Zeitpunkt die Ausblaspreventerstößel um das Bohr
rohr geschlossen, und Prüffluid wird in den Raum unter den
Stößeln eingeleitet, um über das untere Ende der Dichtungs
anordnung, die den Hänger und die Bohrung des Kopfes ab
dichtet, zu wirken und die Dichtungsanordnung nach unten
in den Raum 531 zu drücken, um sie und den rohrförmigen
Abschnitt nach unten zu drücken. Das Prüffluid wirkt auch
über die Querschnittsfläche des Kolbens 530. Diese Abwärts
kraft auf den rohrförmigen Abschnitt 530A wird jedoch zu
nächst über den Anschlagring 540 auf den rohrförmigen Ab
schnitt 532 übertragen, um eine zusätzliche Kraft zu er
zeugen und die Dichtungsanordnung nach unten abzusenken.
Dies ist insbesondere von Vorteil, wenn das Prüffluid, das
über die Dichtungsanordnung wirkt, um sie mit Druck zu be
aufschlagen, sie zunächst nicht vollständig in den Ringraum
absenkt. Dies bedeutet, daß diese anfängliche nach unten
gerichtete Kraft, die auf den rohrförmigen Abschnitt 532
und auf den Körper der Dichtungsanordnung über den Vorsprung
477 übertragen wird, sicherstellt, daß die Schulter 503 auf
der Schulter 504 aufsitzt, um den Verriegelungsring 501
gegenüber der Nut 500 im Hänger anzuordnen.
Die Kraft infolge des Prüffluids expandiert dann den An
schlagring 540, damit sich der Kolben 531 und der rohrförmige
Abschnitt 530 bezüglich des rohrförmigen Abschnitts 532 und
damit bezüglich des Körpers der Dichtungsanordnung nach
unten bewegen können. Das untere Ende des rohrförmigen
Teils 530A drückt daher die Verriegelungshülse 511 nach
unten in die Stellung der Fig. 13, um den Verriegelungsring
501 in der Nut 500 zu verriegeln. Wie bei der zuvor beschrie
benen Ausführungsform der Erfindung sitzt ein expandierbarer
und kontrahierbarer Verriegelungsring 526 um die Verriege
lungshülse 511 unter einer abgeschrägten Schulter daran
und stützt sich an dem oberen Ende des Teils 475B der Dich
tungsanordnung ab. Der Ring 526 wird somit von der Ver
riegelungshülse nach außen gedrückt, wenn sich diese nach
unten in die Verriegelungsstellung bewegt, und greift da
durch in die Nut 525 ein, die an der Bohrung des Gehäuse
kopfes gebildet ist, so daß dadurch nicht nur die Dichtungs
anordnung mit dem Hänger verriegelt wird, sondern auch die
Dichtungsanordnung und damit der Hänger mit dem Kopf. Zu
diesem Zeitpunkt kann selbstverständlich, wie sich auch aus
der Beschreibung der vorherigen Ausführungsform der Erfin
dung ergibt, das Laufwerkzeug aus dem Hänger und der Dich
tungsanordnung nur durch Anheben des Bohrrohrs entfernt
werden, um die Stifte 417, die das Laufwerkzeug mit der
Dichtungsanordnung lösbar verbinden, abzuscheren.