DE3700793A1 - Gestaengeprotektor fuer bohrgestaenge, insb. fuer tiefbohranlagen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Gestängeprotektor für Bohrgestänge insb. bei Tiefbohranlagen, wobei dieser Protektor im wesentlichen aus Gummi oder gummiähnlichen Kunststoffen besteht und mit einer aus Metall oder einem ähnlich zugfesten, steifen Werkstoff bestehenden Manschette als Festigkeitsträger zum Halten des Pro­ tektors auf dem Gestänge versehen ist und zwischen der Manschette und der Innenfläche des Protektors eine Schicht aus Gummi od. dgl. (Innenschicht) vorge­ sehen ist.

Bei diesen Protektoren besteht eine Schwierigkeit wenn die Umgebungstemperaturen innerhalb des Bohr­ loches ansteigen. Es dehnen sich die Gummischichten derart aus, dass die Pressung zwischen der Innenfläche des Protektors nachlässt, obwohl die Protektoren mit einer steifen und wärmeunempfindlichen Manschette ausgestattet sind, die für eine gute Vorspannung der Innenschicht Sorge tragen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs erwähnten Protektoren so auszubilden, dass erhöhte Umgebungstemperaturen nicht zu einer Lockerung oder gar zu einem Lösen des Protektors führen und darüber hinaus sogar unter dem Einfluss erhöhter Temperaturen eine Erhöhung der Pressung eintreten können.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind erfindungsgemäss zumindest Teile der Innenschicht radial aussen und seitlich derart von starren Wandungen begrenzt, dass die durch Temperaturerhöhung entstehende Expansion des eingeschlossenen Teils bzw. der Innenschicht zu einer Erhöhung, zumindest aber zu einer Aufrechter­ haltung der Pressung zwischen dem Protektor und dem Bohrgestänge führt.

Der Erfindung liegt dabei der Gedanke zugrunde, dass eine Temperaturerhöhung zwangsläufig zu einem Ausdehnen der Werkstoffe insb. aber der die Innenschicht bilden­ den Werkstoffe führen muss. Werden im Sinne der Erfindung die Innenschicht bzw. Teile davon z.B. mehrere über den Gestängeumfang verteilte Abschnitte gewissermassen eingekapselt und an einem seitlichen Ausweichen gehindert, so kann die Expansion in Richtung auf das Gestänge erfol­ gen. Damit wird aber die Pressung zwischen dem Gestänge und dem Protektor erhöht bzw. zumindest in der alten Höhe aufrechterhalten.

Die Abkapselung der Innenschicht kann sich über die gesamte Länge und Breite des Protektors erstrecken, jedoch ist es auch möglich, zwei oder mehrere Kammern über die Länge und/oder den Umfang des Protektors zu verteilen. Es können wiederum auch nur Flächenab­ schnitte der Innenschicht im vorgenannten Sinne beeinflusst werden.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand der Zeichnung erläutert, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist. Es zeigen:

Fig. 1 einen Protektor für ein Bohrgestänge einer Erdöltiefbohreinrichtung im Querschnitt und

Fig. 2 den Protektor gemäss Fig. 1 im Teillängsschnitt.

Der Protektor, der das Gestänge 1 umschliesst und auf diesem durch Klemmung gehalten ist, besteht im wesentlichen aus zwei Schalen 2, 3 die durch Klemm­ schrauben 4 zusammengehalten und zusammengezogen sind. Beide Schalen 2, 3 haben aussen etwa radiale Vorsprünge 5; im Bereich der Teilfuge 6 zwischen den beiden Schalen 2, 3 bilden die beiden Schalen 2, 3 gemein­ sam den Vorsprung 5, der auch hier einen Distanzkörper zu der Innenverkleidung des Bohrloches bildet.

In den beiden Schalen 2, 3 befindet sich eine ebenfalls halbschalenförmige Verstärkungseinlage 7 aus einem Metall­ formkörper z.B. einem hochfesten Gusskörper, der an seinen Rändern 8 abgewinkelt ist, um dort die Klemm­ schrauben 4 angreifen zu lassen. Diese Verstärkungseinlagen 7 sind in den aus Gummi oder gummiähnlichen Kunststoff bestehenden Schalenkörper eingebettet. Durch diese Einbettung werden für die beiden Schalen 2, 3 eine die die Vor­ sprünge 5 bildende Aussenschicht 9 und eine am Gestänge anliegende Innenschicht 10 gebildet.

Um die sich mit einer Temperaturerhöhung einstellende Volumenvergrösserung der Innenschicht 10 im Sinne der Erfindung ausnutzen zu können, erhalten die Verstär­ kungseinlagen 7 eine besondere Gestalt, und zwar an ihren zusammenstossenden axial verlaufenden Rändern Abwinkelungen 11 radial nach innen, die sich über die gesamte axiale Länge der Verstärkungseinlagen 7 er­ strecken, und weiterhin Abwinkelungen 12 im Bereich der Protektorenden.

Diese Abwinkelungen 11, 12 sind so nahe wie möglich an die Innenfläche des Protektors herangeführt, also so gestaltet, dass beim Anziehen und Montieren des Protektors noch eine ausreichende Verformung der Innen­ schicht 10 möglich, eine Behinderung dieser Verformung aber durch die Abwinkelungen 11, 12 ausgeschlossen ist. Diese Abwinkelungen 11, 12 begrenzen somit prak­ tisch die durch sie bestimmten Segmente, die also durch die Verstärkungseinlagen 7, die Abwinkelungen 11, 12 und das Gestänge 1 begrenzt sind.

Treten nunmehr durch gesteigerte Temperaturen Ausdehnungen der Innenschicht 10 ein, so ist die Innenschicht 10 daran gehindert, seitlich bzw. an den Enden des Protektors auszutreten. Die Ausdehnungskräfte werden vielmehr nutz­ bar gemacht und verstärken die Anpresskräfte zwischen Protektor und dem Gestänge 1.

Demgemäss entstehen auch zwei halbschalenförmige Teile der Innenschicht 10, die im vorgenannten Sinne wirken. Es ist aber auch möglich, diese Schalenkörper zu unter­ teilen z.B. durch zusätzliche Abwinkelungen 13 gemäss Fig. 1 zur Erzielung von vier über den Gestängeumfang angeordneten Segmenten. Ferner kann auch eine Unterteilung in Bezug auf die axiale Erstreckung vorgenommen werden. Dazu sind gemäss Fig. 2 etwa auf halber Länge des Protektors weitere Abwinkelungen 14 vorgesehen, die alle bezüglich ihrer Ausbildung mit den Abwinkelungen 11 übereinstimmen. Darüberhinaus können auch Abwinkelungen nahe beieinander - parallel verlaufend - vorgesehen werden, um die Wirkung einer Einzelabwinkelung zu er­ höhen. Es tritt nämlich dann bezüglich der Spannungen innerhalb der Innenschicht eine Wirkung nach Art einer Labyrinthdichtung bzw. ein sich steigernder Spannungabbau an den aufeinanderfolgenden Abwinkelungen ein, wodurch die Anpresskräfte noch weiter gesteigert werden können.

Claims (8)

1. Gestängeprotektor für Bohrgestänge insb. bei Tiefbohranlagen - vorzugsweise bei der Erdölförderung-, wobei dieser Protektor im wesentlichen aus Gummi oder gummiähnlichen Werkstoffen besteht und mit einer aus Metall od. dgl. bestehenden, steifen Manschette als Festigkeitsträger zum Halten des Protektors auf dem Bohrgestänge versehen und zudem zwischen der Manschette und der Innenfläche des Protektors eine Schicht aus Gummi od. dgl. (Innenschicht) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest Teile von starren Wandungen (12, 13, 14) begrenzt sind, dass eine durch Temperaturerhöhung eintretende Ausdehnung des einge­ schlossenen Teils der Innenschicht zu einer Erhöhung, zumindest jedoch zu einer Aufrechterhaltung der Pressung zwischen der Innenschicht und dem Gestänge (1) führt.

2. Protektor nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die starren Wandungen (12, 13, 14) Bestandteil der Manschette (7) sind.

3. Protektor nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass bei montiertem Protektor und dabei vorgespannter Innenschicht die dem Gestänge (1) zugekehrten Ränder der starren Wandungen (12, 13, 14) noch mit Abstand vom Gestänge angeordnet sind.

4. Protektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem aus zwei Schalen bestehenden Protektor starre Wandungen (11) entlang der Trennfuge zu beiden Seiten angeordnet sind.

5. Protektor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den entlang der Trennfuge (6) verlaufen­ den Wandungen (11) eine oder mehrere weitere starre Wandungen (13) etwa in Parallelstellung zu der Trennfuge vorgesehen sind.

6. Protektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den an den axialen Enden des Protektors befindlichen Wandungen (12) eine oder mehrere weitere Wandungen (14) vorgesehen sind.

7. Protektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Begrenzung durch zwei oder mehrere, nah bei­ einander befindliche, parallele Wandungen erfolgt.

8. Protektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei mehr als zwei von Wandungen begrenzten Teilen der Innenschicht diese gleichmässig über den Umfang des Gestänges (1) verteilt angeordnet sind.