DE3818100A1 - Energiespeicher zur verwendung von bohrlochstraengen - Google Patents

Description

In den US-Patentschriften 29 53 352, 36 06 297, 45 45 444, 34 72 326, 33 53 613 und 35 70 612 sind Beschleuniger oder Energiespeicher offenbart, um Zugenergie während des Aufwärts­ hubes eines Aufwärts-Rüttelmechanismus zu speichern zwecks Unterstützung beim Hervorrufen eines verstärkten Rüttelstoßes durch den Stoßmechanismus durch Erhöhung der Geschwindigkeit des Rüttelgewichtes, welches in dem Bohrlochstrang unter dem Energiespeicher und über dem Stoßrüttelmechanismus angeordnet ist.

Bekannte Stoßrüttelmechanismen sind typisch mit dem unteren Ende von Bohrlochsträngen verbunden, die als "fishing strings" bezeichnet werden. Die Rüttelmechanismen umfassen innere und äußere Teile, die relativ in Längsrich­ tung in begrenzter Weise bewegbar sind, um eine Zugbelastung oder Zugkraft in dem Bohrlochstrang oder eine Drucklast oder Druckkraft in dem Bohrlochstrang aufzubauen und dann die Teile des Rüttelmechanismus freizugeben für unbegrenzte freie relative Längsbewegung für Eingriff mit Rüttelflächen an dem Rüttelmechanismus und für Lieferung eines Rüttelstoßes an einen Teil des Bohrlochstranges, der in dem Bohrloch festsitzt.

Vorzugsweise sind Bohrkrägen, die rohrförmige Gewichts­ teile sind, oder ein Bohrrohr mit großer Wandstärke, mit dem oberen Ende eines der Teile des Rüttelmechanismus verbunden und sie wirken als ein Hammer, um eine Unterstützung zu liefern beim Verstärken des Rüttelstoßes, der an dem fest­ sitzenden Bohrlochstrangteil unter dem Rüttelmechanismus angelegt oder auf diesen ausgeübt wird. Der andere Teil des Rüttelmechanismus ist mit dem festsitzenden Gegenstand in dem Bohrloch verbunden. Es ist erwünscht, daß der Rüttelstoß auf den festsitzenden Gegenstand ausgeübt wird, um diesen freizubekommen.

Ein Beschleuniger oder Energiespeicher hat innere und äußere Teile, die teleskopisch miteinander verbunden und in Längsrichtung bewegbar sind. Einer der Teile ist mit dem oberen Ende der Hammeranordnung verbunden, und das obere Ende des anderen Beschleunigerteiles ist mit einem Bohrloch­ strang verbunden und in dem Bohrloch abgesenkt, und der Rüttel­ mechanismus ist mit dem festsitzenden Teiles des Bohrloch­ stranges bzw. mit dem festsitzenden Gegenstand in an sich be­ kannter Weise verbunden bzw. steht mit diesem im Eingriff.

Bei den bekannten Beschleunigern sind keine Vorkehrungen getroffen für einen freien Hub, was bedeutet, daß bei den bekannten Beschleunigern keine unbeschränkte freie Längsbe­ wegung eines der Teile des Beschleunigers relativ zu dem anderen vor dem Einleiten des Lasthubes vorhanden ist. Der gesamte Beschleunigerhub bei solchen bekannten Vorrichtungen ist lediglich der Lasthub. In einem Rüttelmechanismus geht der Lasthub dem freien Hub vorher, wobei der freie Hub die unbegrenzte freie Längsbewegung eines der Teile des Rüttel­ mechanismus relativ zu dem anderen Teil ist, um den Rüttel­ stoß zu liefern. Es ist erwünscht, daß der Rüttelstoß im Rüttelmechanismus derart geliefert wird, daß er beim Ausüben des Stoßes auf den festsitzenden Teil in dem Bohrloch so wirksam wie möglich ist. Stoßenergie wird auf den fest­ sitzenden Gegenstand ausgeübt in einer Größe entsprechend dem Produkt aus der Masse und dem Gewicht der Rohrkrägen oder des starkwandigen Rohres und dem Quadrat der Geschwin­ digkeit.

Einzeln wirkende Aufwärtsbeschleuniger gemäß dem Stand der Technik, die mit einzeln wirkenden Aufwärtsrüttelmecha­ nismen verwendet werden, arbeiten aufgrund der Theorie, daß der Lasthub des Beschleunigers immer größer ist als der freie Hub des Aufwärtsrüttelmechanismus.

In vielen Fällen von ernsthaft gekrümmten Bohrlöchern oder dort, wo die an der Oberfläche vorgesehene Arbeitsaus­ rüstung nicht ausreichend ist, kann es auftreten, daß keine ausreichende Last auf den Beschleuniger übertragen wird, um zu gewährleisten, daß der Gesamthub des Beschleunigers größer als der Stoßrüttelhub ist.

Wenn aus den oben genannten Gründen oder aus irgend­ einem anderen Grund der Beschleunigerhub kürzer als die unbegrenzte freie Längsbewegung des Rüttelmechanismusteiles ist, wirken die Bohrkrägen bzw. die "Hämmer" dahingehend, die Beschleunigerteile relativ zu bewegen, um zu bewirken, daß ihre Flächen miteinander in Eingriff treten und einen Stoß innerhalb des Beschleunigers hervorrufen, der auf den Bohrlochstrang über dem Beschleuniger und nicht auf den festsitzenden Gegenstand übertragen wird. In diesem Fall ist die Wirkung des Beschleunigers nicht nur schädlich für irgend­ eine Stoßrüttelwirkung auf den festsitzenden Gegenstand, sondern Rüttelstöße, die auf den "fishing string" ausgeübt werden, können und werden diesen beschädigen.

Die Beschleunigerausführungen, die in den obigen Patent­ schriften offenbart sind, sowie nachfolgende, den Anmeldern be­ kannte Verbesserungen nehmen keine Änderungen in den Betriebsbedin­ gungen in den Bohrlöchern auf, wie Temperatur, Druck und Belastung, die sich kontinuierlich ändern können. Diese Faktoren haben eine schädliche Wirkung auf bestehende Energie­ speicher, indem sie diese unwirksam oder unangemessen oder schädlich für den Rüttelvorgang der Stoßrüttelmechanismen machen, so daß das Rütteln nicht richtig funktioniert, oder diese Faktoren können bewirken, daß der Rüttelstoß des Rüttel­ mechanismus an den Bohrlochstrang oberhalb und nicht auf den festsitzenden Teil des Bohrlochstranges unterhalb, der mit dem Rüttelmechanismus verbunden ist, ausgeübt wird. Wie oben erwähnt, kann, wenn der Rüttelstoß des Rüttelmechanismus auf den Bohrstrang ausgeübt wird anstatt auf den festsitzen­ den Teil des Bohrstranges, der Bohrstrang beschädigt werden, und das Ausüben eines Stoßes auf den Bohrstrang anstelle auf dessen festsitzenden Teil hat einen negativen Effekt auf das tatsächliche Befreien oder Freisetzen des festsitzenden Teiles des Bohrstranges in dem Bohrloch.

Wenn der Energiespeicher kompressible Medien verwendet, wie beispielsweise eine Silikonflüssigkeit oder Stickstoff, beeinflussen Temperatursteigerungen und Drucksteigerungen im Bohrloch in großem Ausmaß die Lastrate des Beschleunigers während des Lasthubes, und solche Änderungen können in tiefen Bohrlöchern so ernsthaft sein, daß der Beschleuniger über­ haupt nicht verlängert oder ausgeschoben werden kann, so daß der Gesamthub null ist und kein freier Hub vor dem Lasthub vorhanden ist. Selbst wenn bestehende Beschleuniger sich in einem kleinen Ausmaß geringer als der freie Hub des Rüttel­ stoßes verlängern oder ausziehen, wird zuerst der sich er­ gebende kürzere Hub des Beschleunigers wiedergewonnen und ein Stoß von dem Rüttelmechanismus aufwärts an den Bohrloch­ strang oberhalb des Beschleunigers geliefert anstatt an den festsitzenden Teil unter dem Rüttelmechanismus.

Doppeltwirkende Rüttelmechanismen, d.h. aufwärts und abwärts wirkende Rüttelmechanismen, sind seit einigen Jahren eingeführt und werden verwendet. Während gegenwärtige Be­ schleuniger und Erreger mehr oder weniger wirksam sind beim Verstärken der Aufwärtsabgabe eines starken Stoßes, haben sie keinen Einfluß auf das Speichern von Energie und das Beschleunigen von Stoßgewichten, um eine Verbesserung einer Rüttelvorrichtung zu bewirken, die einen Abwärtsstoß liefern soll.

Gewisse oftmalige Bohrvorgänge erfordern die Verwendung von doppeltwirkenden Rüttelmechanismen, wenn das Bohrge­ bilde im Abstand oberhalb des Bodens festsitzt. Dieser Zustand erfordert nahezu immer die Verwendung eines abwärts wirkenden Rüttelmechanismus, um die festsitzenden Teile zu befreien, so daß ein Aufwärtsrütteln ausgeführt werden kann, um den vollständigen Bohrstrang wiederzugewinnen. Ein anderer Umstand, der bei Bohrvorgängen angetroffen wird und die Verwendung von abwärts wirkenden Rüttelmechanismen und Beschleunigern er­ fordert, ist der Umstand beim Bohren von abweichenden und in großem Winkel liegenden Löchern, wo die Rüttelaktivität behindert ist als Folge des großen Winkels und als Folge an­ derer Formen der Bohrlochabweichung.

Obwohl die oben genannten Patentschriften Ausführungen offenbaren zum Verbessern von Aufwärtsrüttelmechanismen, ist bisher kein Beschleuniger bekannt, der mit einer Kombination eines Aufwärts- und/oder Abwärtsrüttelmechanismus verwendet werden kann, wobei die oben genannten Probleme überwunden werden, die bei gegenwärtig verwendeten Beschleunigern ange­ troffen werden.

Ein anderer Umstand der Verwendung von einfach wirkenden Beschleunigern und Erregern, welche die Erfordernisse nicht erfüllen, die im Stand der Technik beschrieben sind, ist zu sehen im Versagen aller einfachwirkender Vorrichtungen, um ab­ wechselnd angetroffenen geringen und hohen Lastanforderungen zu entsprechen. Gegenwärtige einfachwirkende Erreger oder Energiespeicher sind notwendigerweise Vorrichtungen mit hoher Lastrate. Dies bedeutet, daß die Verschiebung des Erregers ausreichende Belastungskapazität haben muß, so daß seine Verschiebung mit der Verschiebung des Stoßrüttelmecha­ nismus zusammenarbeitet, die verstärkt werden soll. Ausrei­ chende und richtige Lastraten sind schwierig zu erhalten, wenn Federn, Tellerscheiben, Umfangsspannungsringe o.dgl. als Energiespeichermittel verwendet werden, selbst wenn solche Mittel arbeitsmäßig miteinander verbunden werden, wie es in der US-PS 34 72 326 offenbart ist. Demgemäß sind aus­ reichende und richtige Verschiebungsraten, welche geringen und/oder starken Stoßlasten genügen, zu erhalten durch Ver­ wendung relativ wenig kompressibler Fluide, selbst wenn extra große Volumina für solche Energiespeichermittel vor­ gesehen werden. Die Verwendung eines Gases als Energie­ speicher liefert annehmbare Lastraten und Verschiebungen, jedoch ist das Gas gegenüber unterirdischen Temperaturän­ derungen in hohem Ausmaß empfindlich. Die tatsächlichen Fehler aller gegenwärtigen einfachwirkenden Erreger gemäß vorstehender Beschreibung liegen in der Tatsache, daß bei geringen Rüttellastanforderungen die bekannten Erreger keine ausreichende Verschiebungsflexibilität haben, um die verfügbaren Rüttelvorrichtungen zu betätigen. Wenn die Last­ verschiebung der Erreger bei Anwendungen mit geringer Last unzureichend ist, kann die Verschiebung der Erreger erst nach Freigabe der Stoßrüttelvorrichtung wiedergewonnen werden. Wenn dies auftritt, wird die gesamte kinetische Energie des durch den Erreger beschleunigten Gewichtes als ein Stoß an den Erreger, wenn dieser zuerst schließt, ge­ liefert, und keinerlei Stoß wird durch die Stoßrüttelvor­ richtung an den festsitzenden Gegenstandes geliefert bzw. auf diesen ausgeübt. Das Ergebnis besteht darin, daß ein Rüttelstoß an den "fishing string" geliefert wird und kein Rüttelstoß auf den festsitzenden Teil übertragen werden kann. Die Richtigkeit dieser Feststellung wird oftmals de­ monstriert durch Beschädigung des "fishing string" gerade über dem Medium und von mechanischen Erregern. Mit Gas arbeitende Erreger können auch diesen unerwünschten Fehler verdoppeln, wenn die Temperatur am Boden des Bohrlochs nicht berücksichtigt wird. Der Irrtum dieses Fehlers besteht darin, daß eine starke Oberflächenanzeige der Lieferung eines Stoßes vorhanden sein kann, wenn tatsächlich keinerlei Stoß auf den Gegenstand ausgeübt wird, der innerhalb des Bohrloches fest­ sitzt.

Die Lastrate von Beschleunigern kann als Folge der Tem­ peratur und des Drucks im unterirdischen Bohrloch derart ernsthaft geändert werden, daß sich eine Überlastung der Vor­ richtung ergibt, wenn eine Last an den Bohrlochstrang ange­ legt wird, um einen Rüttelstoß durch den Rüttelmechanismus auf den festsitzenden Teil des Bohrstranges zu bewirken. Eine solche Überlastung kann dazu führen, daß eine Bruchlast an den Beschleuniger angelegt wird, bevor seine Hubgrenze er­ reicht ist.

Ein anderes Problem bei bestehenden Beschleunigern, die kompressible Medien verwenden, besteht darin, daß das kom­ pressible Medium in einer Kammer isoliert werden muß in einem Versuch, den Lastrateneinfluß auf das Medium als Folge der Bohrlochbedingungen zu vermeiden oder zu verringern. Jedoch werden die Wände der Kammer für das kompressible Medium extremen Werten der unterirdischen Bedingungen unterworfen, wie beispielsweise dem hydrostatischen Druck, so daß das Kolbensystem des Beschleunigers unrichtiger Bewegung inner­ halb des Beschleunigers unterworfen werden kann als Folge des niedrigen Innendrucks und des hohen Außendrucks. Das Kolbensystem kann sogar während seines Hubes infolge Ein­ reißens oder Biegens der Kammerwand als Folge der Bohrloch­ bedingungen begrenzt werden, wodurch die Lastrate des Be­ schleunigers beeinflußt und sogar richtige Be­ wegung des Beschleunigers über seinen Lasthub vollständig verhindert werden kann.

Ein Zweck der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Beschleuniger zu schaffen mit einem freien Hub vor dem Lasthub.

Ein anderer Zweck der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Beschleuniger oder einen Energiespeicher zur Verwendung mit einem kombinierten Aufwärts- und/oder Abwärts­ rüttelmechanismus vorzusehen, wobei durch den Beschleuniger die obigen und anderen Nachteile überwunden werden, die bei gegenwärtigen Beschleunigern vorhanden sind, zu schaffen.

Ein anderer Zweck besteht darin, einen doppeltwirkenden Aufwärts- oder Abwärtsbeschleuniger in einem einzigen Werk­ zeug vorzusehen, um Rüttelgewichte, die oberhalb von doppelt­ wirkenden Rüttelmechanismen angeordnet sind, auf höhere Energiepegel zu beschleunigen zur Verwendung in Bohrlöchern mit großen Abweichungen, Krümmungen o.dgl.

Ein noch anderer Zweck der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Beschleuniger zur Verwendung mit einem Rüttel­ mechanismus zu schaffen, wobei der Beschleuniger derart aus­ geführt und angeordnet ist, daß der Rüttelstoß nicht auf den Bohrlochstrang, sondern auf den festsitzenden Gegenstand aus­ geübt wird.

Ein noch anderer Zweck der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Beschleuniger oder Energiespeicher zur Verwendung mit einem Rüttelmechanismus zu schaffen, wobei der Beschleu­ niger nicht nur gewährleistet, daß der Stoß des Rüttelmecha­ nismus auf den festsitzenden Gegenstand ausgeübt wird, sondern der Beschleuniger unabhängig von der Lastrate der Energie­ speicherung des Beschleunigers oder Energiespeichers arbeitet.

Ein noch anderer Zweck der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Beschleuniger zur Verwendung mit einem Rüttel­ mechanismus zu schaffen, der einen freien Hub in dem Be­ schleuniger schafft, der immer größer als der freie Hub des Stoßrüttelmechanismus ist, so daß der Beschleuniger oder Energiespeicher unabhängig von seiner Lastrate funktionieren kann, um einen Rüttelstoß auf den festsitzenden Bohrlochstrang­ teil auszuüben.

Ein anderer Zweck der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen doppeltwirkenden Beschleuniger zu schaffen, der im Betrieb mit einem freien Hub zwischen den Grenzen maximaler Aufwärtslast und maximaler Abwärtslast im wesentlichen die Möglichkeit beseitigt, daß ein Stoß innerhalb des Erregers selbst auftritt, so daß er an bessere Arten von hydraulischen doppeltwirkenden Rüttelvorrichtungen besser anpaßbar ist, die in einem weiten Lastbereich arbeiten können. Durch die gleiche Neuheitsmaßnahme verbessert diese doppeltwirkende Vorrichtung in großem Ausmaß das Ausüben oder Liefern von Stößen gegenüber allen einfachwirkenden "fishing-" Rüttel­ vorrichtungen, insbesondere gegenüber denjenigen Rüttelvor­ richtungen, die eine Kapazität von geringer bis zu großer Last oder Belastung haben.

Ein weiterer Zweck der vorliegenden Erfindung, die an­ wendbar ist, wenn frühere einfachwirkende Vorrichtungen ver­ sagen, besteht darin, Abwärtsenergie an das Rüttelsystem zu liefern ohne Beschädigung des Bohrlochstranges, an welchem das Rüttelsystem läuft. Beim Abwärtsrütteln war bisher das Gewicht als Folge der Schwerkraft, welches auf Gewichtsele­ mente wirkt, die gerade über den Rüttelvorrichtungen konzen­ triert sind, die einzige verfügbare Energiequelle zum Abwärtsrütteln. Bei bekannten Beschleunigern oder Energie­ speichern, die nur in Aufwärtsrichtung wirksam sind, ergibt sich beim Aktivieren durch Energie, die durch Oberflächenzug geliefert ist, kein Speicher und kein nachfolgendes Freigeben oder Aufheben der durch Schwerkraft erzeugten Energie, um einen gleichen Stoß in Abwärtsrichtung zu liefern. Die Anordnung übermäßiger Abwärtsgewichte an Stoßwerkzeugen in Abwärtsrichtung führt zu einem Auswölben und zu zerstörenden Kräften, die an den Bohrlochstrangteilen oberhalb der Rüttel­ vorrichtung angreifen.

Ein weiterer Zweck der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines zweiten Energiereservoirs, welches an der Abwärtsrüttelvorrichtung wirksam wird, wobei weitere Neuheit gesehen wird in der Fähigkeit, einen beträchtlichen Teil des Stranges oberhalb des Beschleunigers zu benutzen ohne die Gefahr eines Auswölbens oder eines Beschädigens dieses Teiles des auf diese Weise verwendeten Stranges.

Ein noch weiterer Zweck der vorliegenden Erfindung be­ steht in der Verwendung von Mehrfachspeicherkammern zum Speichern und Sammeln von Energie für Rüttelaktivitäten so­ wohl in Aufwärtsrichtung als auch in Abwärtsrichtung.

Ein anderer Zweck der Erfindung besteht darin, eine solche Vorrichtung derart auszuführen, daß sie eine annehm­ bare Energiespeicherkapazität hat, wobei sie jedoch Überlast­ merkmale hat, durch welche eine Überlastung des Systems ver­ hindert wird, wenn der Rohrstrang oberhalb der Lastkapazität des Erregers "betrieben" wird.

Ein noch anderer Zweck der Erfindung besteht darin, einen Energiespeicher derart auszuführen, daß er Stöße ab­ sorbieren kann nach dem Liefern der erforderlichen Energie an den Rüttelmechanismus. Dieses Merkmal umgrenzt den Stoß, der durch die gespeicherte Energie erzeugt worden ist, auf den unmittelbaren Bereich, in welchem der Stoß benötigt wird, und weg von Teilen des Bohrlochstranges, die dazu verwendet werden, das Stoßsystem abzustützen.

Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht darin, einen Überlast-Sicherheitskompensator zu schaffen zur Verwendung mit Beschleunigern mit kompressiblem Fluid, um eine Überlastung und eine mögliche Beschädigung des Beschleunigers zu verhin­ dern, wenn die Lastrate durch Bohrlochbedingungen drastisch geändert wird.

Ein noch anderer Zweck der Erfindung besteht darin, eine Dichtungsanordnung zu schaffen, um Energie zu isolieren und aufzubauen oder zu entwickeln innerhalb eines kompressiblen Fluids in einem Beschleuniger, wobei die Dichtungsanordnung so ausgeführt und angeordnet ist, daß eine Verringerung der Größe der Bohrung erzielt ist, durch welche hindurch sie sich bewegt als Folge des Bohrlochdrucks auf die Wände des Be­ schleunigers, in welchem eine solche Bohrung vorgesehen ist.

Ein noch anderer Zweck der Erfindung besteht darin, eine räumliche Anordnung oder Abstandsanordnung in einem Beschleu­ niger oder Energiespeicher zu schaffen derart, daß die gesamte Eingangsenergie des Beschleunigers an dem Stoßhub des Rüttel­ mechanismus wiedergewonnen wird, mit welchem er verwendet wird, wobei gewährleistet sein soll, daß der Rüttelstoß auf den festsitzenden Teil des Bohrlochstranges ausgeübt wird und nicht auf den Bohrlochstrang oberhalb des Beschleunigers.

Ein weiterer Zweck besteht darin, ein Verfahren zu schaf­ fen zum Bilden einer räumlichen Anordnung oder Abstandsanord­ nung in einem doppeltwirkenden Aufwärts- und Abwärtsbeschleu­ niger, um Interferenz durch den Beschleuniger mit dem Arbeiten des Rüttelmechanismus in einem Bohrlochstrang zu verhindern, um einen Rüttelstoß auf einen Gegenstand auszuüben, der in einem Bohrloch festsitzt.

Ein weiterer Zweck besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, um zu gewährleisten, daß ein Rüttel­ stoß, und zwar ein Aufwärts- oder Abwärtsstoß, der durch einen Energiespeicher verstärkt ist, auf einen Gegenstand in einem Bohrloch ausgeübt wird, der festsitzt, wobei der Stoß unabhängig von den Bohrlochbedingungen wirkt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert.

Fig. 1 ist eine schematische Ansicht einer typischen Rüttelsystemanordnung, und sie zeigt ein bevorzugtes Verhält­ nis gemäß der Erfindung zwischen einem Bohrlochstrang (fishing string), dem Gewichtsteil (hammer) und einer Aus­ führungsform eines Rüttelmechanismus in einem Bohrloch, wobei der Rüttelmechanismus mit einem festsitzenden Gegenstand oder Teil verbunden ist.

Fig. 1A ist eine in vergrößertem Maßstab gehaltene An­ sicht eines Teiles der Fig. 1, um das körperliche Verhältnis der Bauteile des Energiespeichers besser darzustellen.

Fig. 2 ist eine schematische Darstellung eines Bohrloch­ stranges und eines Beschleunigers, der an diesem befestigt ist und nach unten vorsteht, wobei eine Ausführungsform eines Rüttelmechanismus, der an Bohrkrägen o.dgl. befestigt ist, an seinem oberen Ende und an dem festsitzenden Teil des Bohr­ lochstranges an seinem unteren Ende befestigt ist.

Fig. 3 und 4 sind Schnittansichten, die, wenn sie zusammen­ genommen werden, eine Ausführungsform der Erfindung darstellen.

Fig. 5 ist eine Schnittansicht nach Linie 5-5 der Fig. 3, in welcher weitere Konstruktionseinzelheiten dargestellt sind.

Fig. 6 und 7 sind Schnittansichten, die, wenn sie zusammen­ genommen werden, eine andere Ausführungsform der Erfindung zeigen, die mit einem kompressiblen Medium, beispielsweise einem Gas, verwendet werden kann.

Fig. 8 und 9 sind Schnittansichten, die, wenn sie zusammen­ genommen werden, eine noch weitere Ausführungsform der Erfindung darstellen, die mit einer kompressiblen Flüssigkeit verwendet werden kann, beispielsweise einem Silikonfluid.

Fig. 10 ist eine in vergrößertem Maßstab gehaltene Ansicht von konstruktiven Einzelheiten einer Kolbeneinrichtung, die verwendet werden kann, um Energie in dem kompressiblen Medium in dem Energiespeicher zu speichern.

Fig. 11 ist eine Viertel-Querschnittsansicht einer Aus­ führungsform eines einfachwirkenden Aufwärtsbeschleunigers, bei welchem die vorliegende Erfindung angewendet ist, die mit einem einfachwirkenden Aufwärtsrüttelmechanismus verwendet werden kann.

Fig. 12 und 13 sind in vergrößertem Maßstab gehaltene An­ sichten einer Ausführungsform der Kolbeneinrichtung, die mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann.

Die vorliegende Erfindung wird nachstehend beschrieben, wobei der im Bohrloch B festsitzende Gegenstand ursprünglich ein Teil des Bohrlochstranges S, der in dem Bohrloch fest­ sitzt, oder ein Gegenstand sein kann, der in dem Bohrloch und in einem "fishing string" (nachstehend der Einfachheit halber ebenfalls als Strang bezeichnet) oder Bohrlochstrang S festsitzt, wobei ein Energiespeicher E gemäß der Erfindung, Gewichtsteile 30, wie beispielsweise Bohrkrägen, und ein Rüttelmechanismus J irgendeiner geeigneten Art in das Bohr­ loch abgesenkt sind und der Rüttelmechanismus J mit dem fest­ sitzenden Gegenstand in Eingriff gebracht wird.

Wenn der festsitzende Gegenstand mit dem Rüttelmechanismus verwendet wird, wird er ein Teil des Bohrlochstranges S und er wird nachstehend auch als der festsitzende Bohrlochstrangteil bezeichnet.

Zunächst wird die Aufmerksamkeit auf die Fig. 1 und 2 der Zeichnung gerichtet, in denen der allgemein mit dem Buch­ staben J bezeichnete Rüttelmechanismus einen äußeren rohr­ förmigen Teil 17 aufweist, in welchem sich ein innerer Teil 18 in Längsrichtung erstreckt. Der innere rohrförmige Teil 18 ist relativ zu dem äußeren Teil 17 in Längsrichtung bewegbar beim Ansprechen auf eine Zuglast oder Drucklast in dem Bohrloch­ strang, um Energie in ihm und in dem Beschleuniger zu ent­ wickeln, um einen Rüttelstoß auf den festsitzenden Teil des Bohrlochstranges auszuüben, der mit 24 bezeichnet ist. Der innere Teil 18 ist an seinem oberen Ende mit dem Bohrhals­ teil 30 des Bohrstranges verbunden, der den Hammer bildet, wenn der Rüttelmechanismus J betätigt wird, um einen Rüttel­ stoß auf den festsitzenden Teil 24 auszuüben. Der Bohrhals­ teil 30 erstreckt sich in zweckentsprechender Weise, um seine Funktion auszuüben.

Das obere Ende des Bohrhalsteiles 30 ist mit dem unteren Ende eines äußeren Teiles O des Energiespeichers verbunden, der allgemein mit dem Bezugszeichen E bezeichnet ist, und der Energiespeicher E umfaßt einen inneren Teil I, der in dem äußeren Teil O teleskopisch aufgenommen ist, wie es in Fig. 2 schematisch dargestellt ist, und er ist an seinem oberen Ende mit dem Bohrlochstrang S verbunden.

Der Rüttelmechanismus J kann vorzugsweise ein doppelt­ wirkender Aufwärts- oder Abwärtsrüttelmechanismus oder ein einfachwirkender Rüttelmechanismus sein, der für praktische Zwecke allgemein ein Aufwärtsrüttelmechanismus ist. Irgend­ eine Art eines Rüttelmechanismus kann mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden.

Der Rüttelmechanismus J ist in Fig. 2 schematisch als ein hydraulischer doppeltwirkender Aufwärts- und Abwärts­ mechanismus dargestellt, jedoch kann Betätigung durch eine mechanische Einrichtung ebenfalls angewendet werden.

In dem hydraulischen Rüttelmechanismus ist der innere Teil 18 mit in Längsrichtung beabstandeten Kolbeneinrichtun­ gen 15, 16 und mit in Längsrichtung beabstandeten, sich in Längsrichtung erstreckenden Begrenzungsmitteln 19 und 20 ver­ sehen, die in Längsrichtung beabstandete Bohrungen 19′, 20′ bilden, die einen kleineren Durchmesser haben als benachbarte, sich in Längsrichtung erstreckende Bohrungen 21, 22 und 23. Die Ausführung und die Arbeitsweise einer solchen Einrichtung sind bekannt, und eine Ausführungsform ist in der US- PS 41 09 736 offenbart.

Der Rüttelmechanismus J ist in Fig. 2 zu dem Zeitpunkt dargestellt, zu welchem ein Aufwärtsrüttelstoß innerhalb des Rüttelmechanismus J in der beabsichtigten und bevorzugten Weise ausgeübt wird, um die Bohrhälse bzw. den Hammerteil 30 des Bohrlochstranges S zu beschleunigen, um einen Rüttelstoß auf den festsitzenden Teil 24 auszuüben zu dem Zweck, ihn freizubekommen bzw. zu befreien.

Um Energie in dem Bohrlochstrang S und dem Beschleuniger zu entwickeln, um einen Aufwärtsstoß auszuüben, ist die Kolbeneinrichtung 15 unter der verengten Bohrung 19 ange­ ordnet, und eine Zuglast wird an der Erdoberfläche an den Bohrlochstrang S angelegt, um den Kolben 15 in die verengte Bohrung 19′ und durch diese hindurchzubewegen. Dies wird als Lasthub des Rüttelmechanismus J bezeichnet, und wenn der Kolben 15 das obere Ende der verengten Bohrung 19′ erreicht und sich in die vergrößerte Bohrung 21 bewegt, wird der innere Teil 18 freigegeben für unbeschränkte freie Längsbewegung relativ zu dem äußeren Teil 17 zwecks Eingriffs mit den Rüttel­ flächen 25 und 26 im Rüttelmechanismus J, so daß ein Rüttel­ stoß geliefert bzw. ausgeübt wird. Das Ausmaß bzw. die Länge des freien Hubes entspricht der Längserstreckung freier Bewegung des inneren Teiles 18, wenn dieser von der Bohrung 19′ freigegeben ist, und zwar bis er mit den Flächen 25 und 26 in Eingriff tritt. Zu diesem Zeitpunkt wird es bevorzugt, daß der Kolben P am inneren Teil I des Energiespeichers E sich im Abstand von der inneren Endwand EW befindet, wie es in Fig. 2 dargestellt ist.

Der Rüttelmechanismus J arbeitet beim Ansprechen auf eine Drucklast auf den Bohrlochstrang S dahingehend, den unteren Kolben 16 in die verengte Bohrung 20′ und durch diese hin­ durchzubewegen, um Energie zu entwickeln und dann den Kolben freizugeben für unbeschränkte freie Bewegung des inneren Tei­ les 18 zwecks Eingriffs mit den Flächen 27 und 28 im Rüttel­ mechanismus J, um einen Abwärtsrüttelstoß auszuüben. Die Strecke der freien Abwärtsbewegung des inneren Rüttelteiles erstreckt sich von seiner Freigabe von der verengten Bohrung 20′, bis er auf die Flächen 27 und 28 auftrifft. Diese freie Strecke in Aufwärtsrichtung und Abwärtsrichtung ist vorbestimmt durch die Ausführung des Rüttelmechanismus J, und sie ist eine feste bekannte Strecke in jedem Rüttelmechanismus und sie ändert sich in Abhängigkeit von dem Ausmaß der unbegrenzten freien Längsbewegung in dem Rüttelmechanismus.

In den Fig. 3 und 4 ist eine Ausführungsform eines Energie­ speichers gemäß der Erfindung dargestellt, wobei Fig. 3 den oberen Teil des Energiespeichers E zeigt und Fig. 4 eine Fort­ setzung ist, in der der untere Teil dargestellt ist, dessen unteres Ende mit den Bohrhälsen 30 im Bohrlochstrang S ver­ bunden ist. Der innere Teil I ist so dargestellt, daß er an seinem oberen Ende mit dem Bohrlochstrang S verbunden ist, so daß Zuglast und/oder Drucklast wahlweise über den Bohrloch­ strang S auf den Rüttelmechanismus J und auf den Energie­ speicher E gemäß der Erfindung übertragen werden kann, um Energie in dem Bohrlochstrang S und in dem Beschleuniger auf­ zubauen bzw. zu entwickeln.

Der innere Teil I und der äußere Teil O umfassen gemäß der Darstellung eine Mehrzahl von sich in Längsrichtung er­ streckenden Abschnitten, die durch irgendwelche zweckentspre­ chende Mittel, beispielsweise Gewinde o.dgl., aneinander­ befestigt sind, wobei, falls erforderlich, zweckentsprechende Dichtungsmittel verwendet werden können, um ein Auslecken von Fluid zu verhindern.

Der innere Teil I umfaßt eine Mehrzahl von in Umfangs­ richtung im Abstand voneinander befindlichen, sich in Längs­ richtung erstreckenden Nuten 31, in denen Antriebsstifte oder Antriebsteile 32 aufgenommen sind, die an dem äußeren Teil O in irgendeiner zweckentsprechenden Weise befestigt oder angeordnet sind. Wie dargestellt, ruht das untere Ende 33 der Teile 32 auf einem ringförmigen Bauteil 34, und ihre oberen Enden 35 legen sich gegen das Ende 36 der Nut 31, in der die Stifte 32 in dem äußeren Teil O aufgenommen sind. Der Ring 34 ist in einer Nut im äußeren Teil O angebracht, wie es dargestellt ist. Die Stifte 32 sind in Umfangsrichtung im Abstand voneinander angeordnet, wie es in Fig. 5 deutlicher dargestellt ist, und zwar um den äußeren Teil O herum, und bei dieser Ausführungsform ist relative Längsbewegung zwischen dem inneren Teil I und dem äußeren Teil O möglich, während relative Drehung zwischen ihnen verhindert ist.

Geeignete Dichtungsmittel 37 und 38 sind vorgesehen, die eine Schmierkammer L bilden, um Schmiermittel den Antriebs­ teilen 32 zuzuführen, wenn es erwünscht ist. Zweckentspre­ chende Füllstopfen 36′ sind vorgesehen, um eine Schmier­ mittelzufuhr zu ermöglichen, und zwar zwischen dem inneren Teil I und dem äußeren Teil O.

Wie dargestellt, umfassen die Dichtungsmittel 38 einen Ring 38 a, der mit Dichtungen 38 b und 38 c versehen ist für Eingriff mit der Innenwand des äußeren Teiles O bzw. der Außenwand des inneren Teiles I. Eine Öffnung 38 d ist vorge­ sehen zur Verbindung mit dem Bohrlochfluid, um auf die Schwimmdichtungsanordnung 38 zu wirken, um den Druck in der Schmierkammer L mit dem Druck im Bohrloch auszugleichen.

Irgendeine zweckentsprechende Ausführung einer Federein­ richtung kann mit der Ausführungsform des Energiespeichers gemäß der Erfindung nach den Fig. 3 und 4 verwendet werden. Mechanische Federmittel sind dargestellt in Form von Belle­ ville-Scheiben bzw. in Form von mechanischen Federmitteln, die allgemein mit dem Bezugszeichen 40 bezeichnet sind. Wie dargestellt, sind zwei solcher mechanischer Federeinrichtun­ gen 41 und 42 vorgesehen zum Speichern von Energie beim An­ sprechen auf eine Zuglast oder eine Drucklast in dem Bohrloch­ strang S zum Zusammenarbeiten mit dem Rüttelmechanismus J, um den Rüttelstoß beim Freigeben des Rüttelmechanismus J für freie unbeschränkte Bewegung zwischen ihren Teilen 17 und 18 zu verstärken, um einen Rüttelstoß auf den festsitzenden Bohrlochstrangteil 24 auszuüben, wie es nachstehend im ein­ zelnen beschrieben wird. Es ist zu bemerken, daß die mecha­ nische Federeinrichtung 41 in einer ersten Kammer 40 a und die zweite mechanische Federeinrichtung 42 in einer Kammer 40 b angeordnet sind. Irgendeine zweckentsprechende Kombination der Anordnung der Federn und der Kammern kann verwendet werden, um die gewünschten Ergebnisse zu erzielen. Die mechanische Feder 41 legt sich gegen einen ringförmigen beweglichen Trag­ ring oder Tragteil 43 an ihrem oberen Ende und gegen einen ringförmigen beweglichen Ring oder Teil 44 an ihrem unteren Ende, und die mechanische Feder 42 ist nahe ihrem oberen Ende an einem ringförmigen bewegbaren Tragteil oder Tragring 45 und an ihrem unteren Ende an ihrem ringförmigen bewegbaren Tragteil oder Tragring 46 abgestützt.

Zweckentsprechende Flächen sind an dem inneren Teil I vorgesehen zum Eingriff mit den bewegbaren Tragteilen in den Kammern 40 a und 40 b, um die Federn 41 und 42 beim Ansprechen auf eine Zuglast oder eine Drucklast an dem Bohrlochstrang S zusammenzudrücken, um Energie in ihnen zu entwickeln zur Freigabe bei Freigabe des Rüttelmechanismus S zwecks Aus­ übens eines Rüttelstoßes derart, daß der Rüttelstoß verstärkt wird, der von dem Rüttelmechanismus J in Aufwärtsrichtung oder Abwärtsrichtung ausgeübt wird, je nachdem, wie es ge­ wünscht wird.

Insbesondere sind die Ausführung und die Abstandsrelation der Flächen an dem inneren Teil I und den Tragteilen in den Kammern 40 a, 40 b derart, daß der Rüttelstoß des Rüttelmecha­ nismus J gesteuert wird zum Ausüben auf die Rüttelflächen in dem Rüttelmechanismus J, um die Bohrhälse 30 zu beschleunigen und dadurch zu gewährleisten, daß der Rüttelstoß auf den festsitzenden Teil 24 des Bohrlochstranges S ausgeübt und nicht auf den Bohrlochstrang S oberhalb des Energie­ speichers E bzw. in dem Speicher E aufgezehrt wird. Wie zuvor bemerkt, kann, wenn der Rüttelstoß auf den Bohrlochstrang S oberhalb des Energiespeichers E ausgeübt wird und nicht auf den festsitzenden Teil 24, sich eine beträchtliche Beschädi­ gung des Bohrlochstranges S aus Gründen eines solchen Hammer­ schlages ergeben. Weiterhin hat ein solcher Stoß auf den Bohrlochstrang S oberhalb des Energiespeichers E allgemein nur einen geringen, wenn überhaupt einen Effekt zum Befreien des festsitzenden Teiles 24 des Bohrlochstranges S.

Wie oben erwähnt, sind die Rüttelmechanismusteile so ausgeführt, daß relative Längsbewegung zwischen ihnen begrenzt ist, um Energie in dem Bohrlochstrang S und dem Beschleuniger E zu entwickeln oder aufzubauen und dann einen der Rüttelmecha­ nismusteile freizugeben für unbeschränkte freie Längsbewegung relativ zu dem anderen Teil zwecks Eingriffs mit den Rüttel­ flächen des Rüttelmechanismus J, um einen Rüttelstoß an den festsitzenden Teil 24 entweder in Aufwärts- oder in Abwärts­ richtung auszuüben. Diese Energie wird in dem Beschleuniger E aufgebaut als Folge des Anlegens von Zuglast oder Drucklast an den Bohrlochstrang S.

Wenn die Lastrate des Beschleunigers E geändert wird als Folge von Temperatur- und/oder Druckbedingungen in dem Bohr­ loch, kann eine solche Änderung derart ernsthaft sein, daß der Beschleuniger E beim Ansprechen auf eine an den Bohrloch­ strang S angelegte Last oder Kraft überhaupt nicht verlängert oder ausgezogen wird, insbesondere dann, wenn das Federmittel ein kompressibles Fluid ist, beispielsweise flüssiger Stick­ stoff oder eine Silikonflüssigkeit. In diesem Fall kann der Gesamthub des Beschleunigers E bzw. die gesamte relative Be­ wegung zwischen dem inneren Teil I und dem äußeren Teil O sehr klein sein oder sogar null betragen. Wenn der Beschleu­ niger E sich nicht relativ weiter verlängert, als es dem un­ beschränkten freien Längshub zwischen den Rüttelmechanismus­ teilen 17, 18 entspricht, wird bei entweder einer Aufwärts­ rüttelbewegung oder einer Abwärtsrüttelbewegung der kürzere Hub des Beschleunigers E zuerst wiedergewonnen, wenn der Rüttelmechanismus J freigegeben wird, um eine Stoßbewegung zu liefern, und zwar entweder aufwärts oder abwärts, jedoch wird ein solcher Stoß von dem Rüttelmechanismus J auf die Bohrhälse 30 und auf den Beschleuniger E ausgeübt, um die gegenüberliegenden Flächen des inneren Teiles I und des äußeren Teiles O gegeneinanderschlagen zu lassen, wobei dieser Stoß auf den Bohrlochstrang S ausgeübt wird, der mit dem Be­ schleuniger E verbunden ist.

Wenn beispielsweise bei einer Aufwärtsrüttelbewegung der unbeschränkte freie Längshub des Beschleunigers E nicht größer ist als der unbeschränkte freie Längshub der Rüttelteile 17, 18, bewegt sich die Beschleunigerfläche 29′ aufwärts und trifft auf die Fläche 29, so daß der Aufwärtsstoß auf den Bohrlochstrang S oberhalb des Beschleunigers E ausgeübt wird und nicht auf den festsitzenden Teil 24 unter dem Rüttelmecha­ nismus J.

In ähnlicher Weise wird bei Abwärtsrüttelbewegung, wenn der unbeschränkte freie Längshub des Beschleunigers E kleiner ist als der unbeschränkte freie Längshub der Rüttelteile 17, 18, die Beschleunigerfläche EW abwärtsbewegt und tritt mit der oberen Fläche des Kolbens P in Eingriff, so daß der Ab­ wärtsstoß wiederum auf den Bohrlochstrang S oberhalb des Be­ schleunigers E ausgeübt wird und nicht auf den festsitzenden Teil 24 unter dem Rüttelmechanismus J.

Sowohl bei Aufwärtsrüttelbewegung als auch bei Abwärts­ rüttelbewegung müssen die Rüttelflächen am Rüttelmechanismus J vor den Flächen an dem Beschleuniger E gegeneinanderschlagen, um wirksamste Ergebnisse zu erzielen.

Die vorliegende Erfindung bildet oder schafft beim Anspre­ chen auf eine Zuglast oder eine Drucklast in dem Bohrloch­ strang S eine Abstandsanordnung oder räumliche Anordnung, welche einen freien Hub in dem Beschleuniger E definiert, der größer als der freie Hub des Rüttelmechanismus J ist, um zu gewährleisten, daß die Rüttelflächen der Rüttelmechanismus­ teile 17, 18 miteinander in Eingriff treten und dadurch einen Rüttelstoß auf den festsitzenden Teil 24 ausüben. Bei be­ kannten Beschleunigern, die sogar bisher nur mit einfach­ wirkenden Aufwärtsrüttelmechanismen verwendet wurden, kann Eingriff der Rüttelstoßflächen verhindert sein, in welchem Fall die Rüttelkraft auf den Beschleuniger E ausgeübt wird, um ihn aufwärtszubewegen und gegen das untere Ende des Bohr­ lochstranges S schlagen zu lassen. Hierdurch wird die beab­ sichtigte Funktion des Rüttelmechanismus J vollständig auf­ gehoben.

Es ist zu verstehen, daß der innere Teil I und der äußere Teil O und die daran gebildeten Flächen, um unbeschränkte freie relative Längsbewegung zwischen dem inneren Teil I und dem äußeren Teil O zu schaffen, während der Herstellung und dem Zusammenbau strukturiert werden, um die unbeschränkte freie relative Längsbewegung zwischen ihnen in Übereinstimmung mit der Erfindung zu ermöglichen, wie es nachstehend beschrie­ ben wird.

Ohne Einschränkung und nur als beispielsweise Erläuterung ist es erwünscht, daß die Längserstreckung zwischen der nach unten gewandten Fläche 29 am inneren Teil I und der nach oben gewandten Fläche 29′ am äußeren Teil O vorzugsweise etwa 63,5 cm (25 Zoll) beträgt. Die Grenze der relativen Längsauf­ wärtsbewegung des inneren Teiles I zum äußeren Teil O ist begrenzt auf die Längserstreckung zwischen dem Flächenende 35′ an einer ringförmigen Vergrößerung 36 und der Fläche 34 a an dem Ringteil 34. Relative Abwärtsbewegung in Längsrichtung zwischen dem inneren Teil und dem äußeren Teil O ist begrenzt durch Eingriff der Fläche 29 mit der gegenüberliegenden Fläche 29′.

Die Position entsprechend einer Last null, d.h. wenn keine Last durch den Bohrlochstrang S an den Energiespeicher E oder den Rüttelmechanismus J angelegt wird, ist in Fig. 1A durch die Linie 37′ dargestellt. Die minimale unbeschränkte freie relative Längsbewegung zwischen dem inneren Teil I und dem äußeren Teil O ist durch den Abstand 38′ dargestellt, der sich in gleicher Weise oberhalb und unterhalb der Nullast­ position 37′ erstreckt, d.h. einem gleichen Ausmaß sowohl in Aufwärtsrichtung als auch in Abwärtsrichtung entspricht. Die maximale Aufwärtslastposition ist in Fig. 1 dargestellt, die erhalten wird, wenn der innere Teil I in vollem Ausmaß ausge­ zogen wird, so daß die Flächen 34 a und 35′ miteinander in Eingriff treten, wie es in Fig. 3 dargestellt ist. Die Stellung maximaler abwärtswirkender Last tritt auf, wenn die Flächen 29 und 29′ miteinander in Eingriff treten.

Es wird angenommen, daß der bevorzugte minimale freie Hub eines Rüttelmechanismusbauteiles, um den besten Rüttelstoß zu erhalten, etwa 20,3 cm (8 Zoll) beträgt, jedoch können Andere einen anderen freien Rüttelhub bevorzugen. Wenn ange­ nommen wird, und zwar für Zwecke der Erläuterung, daß der freie Rüttelhub 20,3 cm beträgt, ist die Gesamtstrecke, die bei 38′ dargestellt ist, ein Minimum und vorzugsweise gering­ fügig größer als 20,3 cm, d.h. 10,15 cm von der Linie 37′ nach oben und 10,15 cm von der Linie 37′ nach unten. In ähn­ licher Weise würde dadurch bei der vorliegenden Erfindung definiert, daß der freie Hub des Beschleunigers E bei einem Aufwärtsrüttelstoß oder einem Abwärtsrüttelstoß minimal 20,3 cm, und vorzugsweise etwas größer als 20,3 cm, sein würde, um zu gewährleisten, daß die vorteilhaften Ergebnisse der vorliegenden Erfindung erreicht werden.

Fig. 1A zeigt die Nullastposition in der Mitte des 63,5-cm-Bereiches zwischen dem inneren Teil I und dem äußeren Teil O des Energiespeichers E bei vollem Ausziehen zur maxi­ malen Aufwärtslastposition, um den Lasthub und den freien Hub des doppeltwirkenden Rüttelmechanismus J aufzunehmen. Der 63,5-cm-Bereich kann geändert werden.

Im aktuellen Betrieb des Werkzeuges liegt die Längsver­ schiebung zwischen dem inneren Teil I und dem äußeren Teil O welche die unbeschränkte freie Längsbewegung bzw. den freien Hub zwischen den Teilen I und O darstellt, wiedergegeben durch den Abstand 38, gewöhnlich im Bereich von etwa 20,3 cm (8 Zoll), und sie kann größer sein. Die vorgenannte Verschiebung ist nur als Beispiel angegeben, durch welches sich eine Beschrän­ kung nicht ergibt.

Der innere Teil I in dem doppeltwirkenden Beschleuniger E gemäß der Erfindung ist mit einer radial vorragenden, sich ringförmig erstreckenden Fläche 47 versehen, die im Längsab­ stand relativ zu dem beweglichen Tragteil 43 am oberen Ende der mechanischen Feder 41 liegt, und er ist weiterhin mit einer sich radial und ringförmig erstreckenden Fläche 48 ver­ sehen, die sich im Längsabstand von dem beweglichen Träger 45 am Oberende der mechanischen Feder 42 im Oberende oder oberen Teil der Kammer 40 b befindet.

Der innere Teil I beim doppeltwirkenden Beschleuniger E gemäß der Erfindung ist weiterhin mit einer radial vorragenden ringförmigen Fläche 49, die in Längsrichtung im Abstand relativ zu dem bewegbaren Tragteil 44 am Unterende der Feder 41 in der Kammer 40 a vorgesehen ist und weiterhin mit einer sich radial und ringförmig erstreckenden Fläche 50 versehen, die sich im Längsabstand relativ zu dem Tragteil 46 am Unterende der Feder 42 in der Kammer 40 b befindet, wie es in den Fig. 3 und 4 dargestellt ist. Die minimale Längserstreckung bzw. Längsstrecke zwischen jeder der radial vorragenden Flächen 47, 48, 49 und 50 und deren entsprechenden benachbarten beweg­ lichen Teilen 43, 45, 44 und 46 entspricht wenigstens und ist vorzugsweise etwas größer als das Minimum einer Hälfte der unbeschränkten freien Längsbewegung des inneren Teiles 18 in dem äußeren Teil 17 des Rüttelmechanismus J, bevor eine Druckbelastung der Federn 41 und 42 in dem Energiespeicher E beginnt beim Ansprechen auf eine Zuglast oder Drucklast an dem Bohrlochstrang S. Dies ermöglicht es dem Energiespeicher E, in dem Bohrloch derart zu arbeiten, daß die Gesamtheit der unbeschränkten freien Längsbewegung seines inneren Teiles I relativ zu dem äußeren Teil O während des Betriebes der Aus­ führung in dem Bohrloch beim Ansprechen auf eine Zuglast, der Längserstreckung zwischen der Fläche 47 und dem beweg­ lichen Teil 43 sowie der Längserstreckung zwischen der Fläche 48 und dem Teil 45 entspricht, wenn eine Zuglast durch den Bohr­ lochstrang S angelegt wird, um Energie in dem Beschleuniger E aufzubauen oder zu entwickeln und den Kolben 15 durch die verengte Bohrung 19′ zu bewegen, um ihn freizugeben, so daß der innere Teil 18 des Rüttelmechanismus J unbegrenzt bzw. unbeschränkt ist und sich freibewegen kann, um einen Aufwärtsrüttelstoß auszuüben. Diese Strecke ist in Fig. 3 und 4 mit "f" bezeichnet dort, wohin die Flächen 47 und 48 sich aufwärtsbewegt haben mit dem inneren Teil I des Energie­ speichers E, wenn Energie in dem Beschleuniger E aufgebaut oder entwickelt ist, und sie sind dargestellt durch unter­ brochene Linien 47′ und 48′ an der relativen Position, die sie beim Ansprechen auf eine Zuglast an dem Bohrlochstrang S einnehmen, um den Rüttelteil 18 für unbeschränkte freie Auf­ wärtsbewegung freizugeben. Wenn eine Drucklast an den Bohr­ lochstrang S angelegt wird, ist die gesamte unbeschränkte freie Längsbewegung des inneren Teiles I die Längsstrecke zwischen der Fläche 49 und dem Teil 44 sowie die Längs­ strecke zwischen der Fläche 50 und dem Teil 46, die weiterhin durch f/2 dargestellt ist. Die unbeschränkte freie Längsbe­ wegung des inneren Rüttelteiles 18 entspricht der Strecke, über die der innere Rüttelteil 18 sich bewegt, und zwar von der Position, in welcher der Kolben 16 von der verengten Bohrung 20′ freikommt, bis zum Anschlagen der Flächen 27 und 28.

Die Erfindung wurde zuvor auf einen Rüttelmechanismus mit hydraulischem Medium beschrieben, der in Fig. 2 schema­ tisch dargestellt ist, jedoch ist die Funktion der Erfindung die gleiche, wenn ein mechanischer Rüttelmechanismus verwendet wird.

Der Abstand zwischen 47′ und 43 und der Abstand zwischen 48′ und 45 entsprechen jeweils wenigstens einer minimalen vorbestimmten Länge, die größer ist als die unbeschränkte freie relative Längsbewegung zwischen dem inneren und dem äußeren Rüttelmechanismusteil 17, 18, um zu ermöglichen, daß die Rüttelflächen 25, 26 miteinander in Eingriff treten und einen Abwärtsrüttelstoß ausüben.

In anderen Worten ausgedrückt, bewegen sich während des Arbeitens des Mechanismus im Bohrloch B, wenn eine Zuglast an den inneren Teil I durch den Bohrlochstrang S angelegt wird, um in dem Bohrlochstrang S und in dem Beschleuniger E aufzubauen, um danach einen Rüttelstoß auszuüben, die Fläche 49 und die Fläche 50 (Fig. 4) jeweils, wie durch f/2 dargestellt, um ein Minimum einer Hälfte der gesamten unbeschränkten freien relativen Längsbewegung des inneren Teiles I, bevor eine Zug­ last an jede Feder 41 und 42 angelegt wird durch Eingriff der Flächen 50 und 49 mit ihrem betreffenden beweglichen Teil 46 bzw. 44, um eine Zuglast an die Federn 41, 42 anzulegen, um in ihnen Energie aufzubauen bzw. zu speichern. Da der innere Teil I sich um eine Hälfte der gesamten Strecke der unbe­ schränkten freien Längsbewegung, die in dem Werkzeug erwünscht ist, aufwärtsbewegt, und da die radialen Flächen 47 und 48 sich anfänglich, wie durch f/2 dargestellt, in einer Hälfte des Abstandes oder der Strecke von ihrem betreffenden beweg­ lichen Teil 43 bzw. 45 befinden, bewegen sich die Flächen 47, 48 beim Ansprechen auf die Aufwärtsbewegung des inneren Tei­ les I beim Anlegen der Zuglast jeweils aufwärts, jedoch um ein anderes Minimum einer Hälfte der Längsstrecke der unbe­ schränkten freien relativen Längsbewegung des inneren Teiles I des Rüttelmechanismus J zu den Positionen, die bei 47′ und 48′ durch unterbrochene Linien dargestellt sind. Die minimale Längsstrecke, die durch die Längsstrecke zwischen den radialen Flächen, dargestellt bei 47, 48, und ihren benachbarten beweg­ lichen Teilen 43 und 45 geschaffen ist, die sich aus der Anlegung der Zuglast an den inneren Teil I des Speichers E ergibt , muß die unbeschränkte freie relative Längsbewegung zwischen dem inneren Teil 18 und dem äußeren Teil 17 des Rüttelmechanismus J überschreiten, wenn der Rüttelmechanismus J freigegeben wird für freie Bewegung zwecks Ausübung eines Rüttelstoßes.

Wenn die Zuglast an den Speicher E durch den Bohrloch­ strang S angelegt wird, wird die Zuglast durch die Bohr­ hälse 30 und auf den Rüttelmechanismus J übertragen, um im Speicher E Energie aufzubauen durch Bewegung des inneren Teiles 18 in Längsrichtung aufwärts relativ zu dem äußeren Teil 18, wie es oben beschrieben worden ist. Wenn der innere Teil 18 des Rüttelmechanismus freigegeben wird für freie Bewegung zum Eingriff mit den Flächen 25, 26 und zum Ausüben eines Rüttelstoßes, werden die Bohrhälse 30 im Bohrlochstrang S oberhalb des Rüttelmechanismus J aufwärtsbewegt, da sie mit dem inneren Teil 18 verbunden sind. Hierdurch wird wiederum das äußere Gehäuse O des Energiespeichers E relativ zum inneren Teil I bewegt.

Wenn die Längsstrecke zwischen der radialen Fläche 47, wenn diese sich in der mit 47′ bezeichneten Position be­ findet, und dem Teil 43, oder die Längsstrecke zwischen der Fläche 48, wenn diese sich in der mit 48′ bezeichneten Posi­ tion befindet, und dem beweglichen Teil 45 kleiner ist als die unbeschränkte freie Längsstrecke der Bewegung des inneren Teiles 18 des Rüttelemechanismus J zwecks Eingriffs der Rüttelflächen 25 und 26 und zwecks Ausübung eines Rüttel­ stoßes ist, bewirkt die Aufwärtsbewegung der Bohrhälse 30 im Bohrlochstrang S beim Ansprechen auf die Aufwärtsbewegung des Rüttelmechanismus J, daß die beweglichen Teile 43 und 45 mit ihrer betreffenden benachbarten radialen Fläche 47 bzw. 48 in Eingriff treten, wenn sie sich in der Position 47′ bzw. 48′ befinden, so daß die durch den Rüttelmechanismus J aufgebaute Zuglast, die an den festsitzenden Teil 24 des Bohrloches B angelegt werden soll, stattdessen auf den Be­ schleuniger E übertragen wird, so daß die Endfläche 29′ aufwärtsbewegt wird in Eingriff mit der Fläche 29, so daß der Aufwärtsrüttelstoß auf den Bohrlochstrang S oberhalb des Speichers E ausgeübt wird und nicht auf den festsitzenden Teil 24, wie es eigentlich erwünscht und beabsichtigt ist.

Wenn eine Drucklast an den Bohrlochstrang S angelegt wird, um Energie in dem Beschleuniger E aufzubauen zum Unter­ stützen des Ausübens eines abwärtsgerichteten Rüttelstoßes auf den festsitzenden Teil 24, wird die Drucklast von dem Bohrlochstrang S von dem inneren Teil I übertragen, so daß die Flächen 47 und 48 mit ihrem betreffenden beweglichen Tragteil 43 bzw. 45 in Eingriff treten, um die mechanischen Federn 41 und 42 in den Kammern 40 a und 40 b zusammenzudrücken, um in ihnen Energie aufzubauen. Die an dem Bohrlochstrang S angelegte Drucklast wird weiterhin auf den Rüttelmechanismus J übertragen, um in diesem eine Drucklast aufzubauen und den Kolben 16 in die verengte Bohrung 20′ und durch diese hindurch zu bewegen, um relative Längsbewegung zwischen den Rüttel­ mechanismusteilen 17, 18 zu begrenzen, um Energie in dem Bohr­ lochstrang S und in dem Beschleuniger E aufzubauen, um einen Rüttelstoß nach unten auszuüben. Wenn der Kolben 16 außer Eingriff mit der verengten Bohrung 20′ gelangt, ist der innere Rüttelteil 18 freigegeben für unbeschränkte freie Längsabwärts­ bewegung relativ zu dem äußeren Teil 17, so daß er abwärts mit den Rüttelstoßflächen 27 und 28 in Eingriff tritt und an dem festsitzenden Teil 24 des Bohrlochstranges S einen Abwärts­ rüttelstoß ausübt.

Wenn der innere Teil 18 des Rüttelmechanismus J sich in dieser Weise abwärtsbewegt, wird das äußere Gehäuse O des Beschleunigers E ebenfalls abwärtsgezogen, da es über die Bohrhülse 30 mit dem inneren Teil 18 verbunden ist. Jedoch wurden die Federn 41 und 42 durch die Abwärtsbewegung des inneren Teiles zusammengedrückt, so daß die beweglichen Teile 43 und 45 jede Feder 41 und 42 zusammendrücken und in ihnen Energie aufbauen, so daß, wenn das äußere Gehäuse O freigegeben wird, die in den zusammengedrückten Teilen 41, 42 gespeicherte Energie ebenfalls freigegeben wird, um das äußere Gehäuse O weiter abwärtszudrücken und den Abwärtsrüttelstoß zu verstärken.

Aus vorstehender Beschreibung ist ersichtlich, daß die Raumrelation bzw. die Abstandsrelation zwischen den Flächen an dem inneren Teil und dem äußeren Teil derart ist, daß eine minimale vorbestimmte Länge unbeschränkter freier rela­ tiver Längsbewegung zwischen dem inneren Teil I und dem äußeren Teil O des Energiespeichers E geschaffen ist beim Ansprechen auf eine Zuglast oder eine Drucklast an dem Bohr­ lochstrang S. Wie in den Fig. 3 und 4 dargestellt, ist der räumliche Abstand durch die Konfiguration und Anordnung der Flächen 47, 49, 48 und 50 an dem inneren Teil I und die An­ ordnung und Positionierung der beweglichen Tragteile 43, 44, 45 und 46 gebildet, die an Schultern des äußeren Teiles O getragen sind.

Die Konfiguration und Anordnung der Flächen an dem inneren Teil I und dem äußeren Teil O des Beschleunigers E gewährleisten, daß bei einem doppeltwirkenden Aufwärts- und Abwärtsrüttelmechanismus sowie in einem einfachwirkenden Rüttelmechanismus die Rüttelstoßflächen in einem Aufwärts­ rüttelmechanismus oder die Rüttelstoßflächen in einem Abwärtsrüttelmechanismus gegeneinanderschlagen, bevor die Beschleunigerflächen gegeneinanderschlagen, wodurch gewähr­ leistet ist, daß der Rüttelstoß auf den festsitzenden Teil 24 des Bohrlochstranges S ausgeübt wird.

Bei dem obigen Beispiel mit dem Abstand von 20,3 cm befinden sich die Fläche 47 und der Teil 43 und die Fläche 48 und der Teil 45 anfänglich in einem Abstand von wenigstens 10,15 cm voneinander, und vorzugsweise in einem etwas größeren Abstand, so daß, wenn die Flächen 47 und 48 sich in der Position 47′ bzw. 48′ befinden, sie sich in einem Abstand von ihren betreffenden Tragteilen 43 und 45 befinden, der jeweils größer als 20,3 cm ist.

In ähnlicher Weise befinden sich die Flächen 49 und 50 anfänglich in einem minimalen Abstand von f/2 bzw. in einem Abstand von mehr als 10,15 cm von ihrem betreffenden Tragteil 44 bzw. 46, so daß sie sich in einem Abstand von mehr als 20,3 cm (Abstand f) von ihrem Tragteil 44 bzw. 46 befinden, wenn die Teile 49 und 50 sich in der Stellung 49′ bzw. 50′ befinden.

Bisher wurden bei bekannten Vorrichtungen keine Vorkehrun­ gen getroffen, um zu gewährleisten, daß ein freier Hub, d.h. eine minimale vorbestimmte Länge unbeschränkter freier rela­ tiver Längsbewegung, zwischen dem inneren Teil und dem äußeren Teil des Energiespeichers vorhanden ist, bevor ein Lasthub eingeleitet wird beim Ansprechen auf eine Zuglast eines Auf­ wärtsrüttelmechanismus. Gemäß der Erfindung sind nicht nur Mittel vorgesehen zum Bilden eines freien Hubes in einem Energiespeicher, der einer minimalen vorbestimmten Länge unbeschränkter freier relativer Längsbewegung zwischen dem inneren Teil und dem äußeren Teil des Energiespeichers beim Ansprechen auf eine Zuglast entspricht, sondern diese minimale vorbestimmte Länge ist auch vorhanden beim Ansprechen auf eine Drucklast an dem Bohrlochstrang S, so daß gewährleistet ist, daß der Rüttelstoß auf den festsitzenden Teil 24 des Bohrlochstranges S ausgeübt wird und nicht auf den Bohrloch­ strang S oberhalb des Rüttelmechanismus J. Darüber hinaus ist gewährleistet, daß der Rüttelstoß in dem Beschleuniger E nicht aufgezehrt wird. Die minimale vorbestimmte Länge unbe­ schränkter freier relativer Längsbewegung zwischen dem inneren Teil I und dem äußeren Teil O ist immer größer als die unbe­ schränkte freie relative Längsbewegung zwischen den Teilen 17, 18 des Rüttelmechanismus J, die Eingriff der Rüttelflächen bewirken, um einen Rüttelstoß auszuüben.

Die vorbeschriebene Wirkung wird erhalten selbst dann, wenn variable Zuglasten oder Drucklasten an den Bohrloch­ strang S angelegt werden, und auch erhalten unabhängig von den Lastratenänderungen, die auftreten können, wenn ein kompressibles Fluid, wie Stickstoff oder eine Silikonflüssig­ keit, anstelle der mechanischen Mittel verwendet wird. Wenn mechanische Federn verwendet werden, können höhere Temperatur und höherer Druck im Bohrloch die Lastrate verkleinern, so daß, während die freie Bewegungsstrecke des Beschleunigers E erhöht werden kann, weniger wirksame Energie in dem Beschleuniger E aufgebaut wird, so daß der Beschleuniger E weniger wirksam wird.

Durch die Erfindung gemäß vorstehender Beschreibung sind Mittel geschaffen zum Speichern von Energie in dem Beschleu­ niger E bei beschränkter relativer Längsbewegung zwischen den Teilen I und O des Energiespeichers E beim Ansprechen auf eine Drucklast an dem Bohrlochstrang S oder beim Anspre­ chen auf eine Zuglast an dem Bohrlochstrang S, wobei die gespeicherte Energie durch den Rüttelmechanismus J freige­ geben wird, um den Rüttelmechanismus J dahingehend zu unter­ stützen, einen Abwärtsrüttelstoß oder einen Aufwärtsrüttel­ stoß an den festsitzenden Teil 24 des Bohrlochstranges S anzulegen, je nachdem, wie es erwünscht ist.

Es ist zu verstehen, daß die Mittel zum Bilden der vor­ bestimmten Länge unbeschränkter freier relativer Längsbe­ wegung zwischen dem inneren Teil I und dem äußeren Teil O des Energiespeichers E beim Ansprechen auf eine Zuglast oder eine Drucklast an dem Bohrlochstrang S gebildet werden können in irgendeiner zweckentsprechenden Weise, um zu gewähr­ leisten, daß eine solche vorbestimmte Länge unbeschränkter freier relativer Längsbewegung zwischen den Teilen I und O des Energiespeichers E auch bei einem Minimum größer ist als die Länge unbeschränkter freier relativer Längsbewegung zwischen dem inneren und dem äußeren Teil 18, 17 eines Auf­ wärts- und Abwärtsrüttelmechanismus J.

Aus vorstehender Beschreibung ist ersichtlich, daß der innere Teil I und der äußere Teil O des Energiespeichers E derart ausgeführt und angeordnet sind, daß gewährleistet ist, daß der Rüttelstoß des Rüttelmechanismus J auf den festsitzen­ den Teil 24 ausgeübt wird. Weiterhin ist gewährleistet, daß die doppeltwirkende Aufwärts- oder Abwärtsausführung in einem einzigen Werkzeugkörper keine Störung hervorruft mit der Gewähr­ leistung, daß die Rüttelflächen des Rüttelmechanismus J gegen­ einanderschlagen, bevor die Flächen des Beschleunigers E gegeneinanderschlagen oder vor einer Störung durch den Be­ schleuniger E.

Die Fig. 6, 7, 8, 9 und 10 zeigen zwei abgewandelte Aus­ führungsformen eines doppeltwirkenden Beschleunigers E gemäß der Erfindung, die verwendet werden können, wobei für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen wie in den Fig. 3 und 4 verwendet sind. Das gleiche räumliche Verhältnis oder Abstandsverhältnis ist bei diesen zusätzlichen Ausführungsformen vorhanden wie gemäß den Fig. 3 und 4, jedoch in geringfügig anderer Weise und Anordnung, da ein kompressibles Medium und keine mecha­ nischen Federn verwendet werden.

Der Bohrlochstrang S ist mit dem inneren Teil I des Ener­ giespeichers E verbunden für Längsbewegung relativ zu dem äußeren Teil O. Falls es gewünscht wird, kann die Antriebs­ einrichtung zum Bohrloch B freigelegt werden, indem Öffnungen vorgesehen und die Schmierkammer L fortgelassen werden.

Anstelle der Verwendung mechanischer Federn zum Speichern von Energie in dem Energiespeicher E können die Kammern 40 a und 40 b mit einem zweckentsprechenden Gas gefüllt werden, beispielsweise mit Stickstoff o.dgl. Geeignete Füllstopfen 40 c sind vorgesehen zur Verbindung mit dem Gas und zum Füllen der Kammern 40 a und 40 b über Durchgänge 40 d und 40 e, die mit der betreffenden Kammer 40 a und 40 b in Verbindung stehen. Die Kammern 40 a und 40 b sind zwischen Dichtungen 41′, 42′ und 43′ gebildet.

Zweckentsprechende Kolben verschiedener Konfigurationen können in jeder Kammer 40 a, 40 b verwendet werden, wie sie beispielsweise in verschiedenen US-Patentschriften offenbart sind, gemäß denen der Kolben so ausgeführt ist, daß er eine Dichtung mit einer verengten Bohrung bildet, um das Fließen von Fluid während des Rüttelhubes des mit dem Beschleuniger verwendeten Rüttelmechanismus rund um den Kolben zu verhindern. Eine zweckentsprechende Ausführung eines Kolbens ist in der Zeichnung dargestellt, und getrennte Kolben 51, 51 a sind für jede Kammer 40 a und 40 b am inneren Teil I vorgesehen.

Gemäß Fig. 7 wirken die Kolben 51, 51 a, wenn sie sich in der sich in Längsrichtung erstreckenden Bohrung 58 bzw. 58 a vergrößerten Durchmessers des äußeren Teiles O befinden, dahingehend, Fluid um sie herum fließen oder strömen zu las­ sen, wenn der innere Teil I entweder in Aufwärtsrichtung oder in Abwärtsrichtung bewegt wird. Der Kolbenring 53 des Kolbens 51 ist durch eine Ringschulter 52′ abgestützt, wenn der Kolben 51 sich aufwärtsbewegt. Freies Strömen von Gas und um jeden der Kolben 51 und 51 a in jede der Kammern 40 a und 40 b kann auftreten, bis der Kolben 51 beim Ansprechen auf eine Zuglast am Bohrlochstrang S mit seinem Kolbenring 53 in Eingriff tritt beim Beginn 56 des Bohrungsteiles 57′ ver­ kleinerten Durchmessers des äußeren Teiles O, so daß der Kolbenring 53 abgedichtet nach unten gegen den ringförmigen Teil 52′ bewegt wird, um eine Abdichtung mit diesem zu schaf­ fen, um die Strömung durch den Fluidbypass in dem Kolben 51 abzusperren.

In ähnlicher Weise ergibt sich, wenn der Kolben 51 a in dem vergrößerten Bohrungsteil 58 a mit dem inneren Teil I abwärtsbewegt wird beim Ansprechen auf eine Drucklast am Bohr­ lochstrang S, freies Strömen rund um den Kolben, bis seine Dichtung oder Kolbenring 53 mit dem Beginn 56 a eines Bohrungs­ teiles 57 verkleinerten Durchmessers im äußeren Teil O in Abdichtungseingriff tritt, so daß sich ein Abschluß zwischen ihm und dem Dichtungsring 53 ergibt und dieser gegen den ringförmigen Teil 52′ gedrückt wird, um auf diesem aufzu­ sitzen und die Strömung zwischen ihnen abzusperren. Der Kolbenring 53 des Kolbens 51 a ist an dem inneren Teil I durch die Ringfläche 52 a gehalten, wenn der Kolben und der innere Teil I sich abwärtsbewegen.

Die Arbeitsweise dieser Vorrichtung ist die gleiche wie diejenige der Ausführungsform gemäß den Fig. 3 und 4.

Der Kolbenring 53 befindet sich immer in einem Abstand entsprechend einer minimalen vorbestimmten Länge f/2 von der benachbarte Kante 56 oder Kante 56 a der oberen bzw. unteren Verengungen 57′, 57, wie es für den Abstand zwischen der Fläche 47 und dem Teil 43, der Fläche 49 und dem Teil 44, der Fläche 48 und dem Teil 45 und der Fläche 50 und dem Teil 46 gemäß den Fig. 3 und 4 beschrieben worden ist.

In ähnlicher Weise sind der Kolbenring 53 und die an­ deren Bauteile des Kolbens 51 a derart ausgeführt und ange­ ordnet, daß immer eine minimale vorbestimmte Länge unbe­ schränkter freier relativer Längsbewegung zwischen dem Kolben­ ring 53 und der Kante 56 a der unteren Verengung 57 vorhanden ist, die größer als f/2 ist, wie es mit Bezug auf die Flächen und Tragteile 13425 00070 552 001000280000000200012000285911331400040 0002003818100 00004 13306 gemäß den Fig. 3 und 4 beschrieben ist.

Demgemäß kann beim Ansprechen auf eine Zuglast, wenn der innere Teil I aufwärtsgezogen wird, der Kolben 51 sich in die verengte obere Längsbohrung 57′ bewegen, die nahe dem oberen Ende der vergrößerten Bohrung 58 endigt. Die Strecke, bevor der Kolbenring 53 eine Abdichtung mit der verengten oberen Bohrung 57′ bildet, ist eine Strecke, die größer als eine Hälfte des unbeschränkten freien Rüttelhubes ist, und sie ist durch f/2 dargestellt. Da der Kolben 51 sich in einem Abstand von f/2 von der Stelle der Bildung einer Abdichtung mit der verengten Bohrung 57 befindet, bewegt sich der Kolben 51 a um f/2 nach oben. Der Kolbenring 53 des Kolbens 51 a be­ findet sich anfänglich in einem Abstand f/2 von der Kante 56 a der unteren verengten Bohrung 57 und wird, wenn er zusammen mit dem Kolben 51 aufwärtsbewegt wird, an einem Abstand f positioniert, der größer ist als die unbeschränkte freie Längsbewegung zwischen den Teilen 17, 18 des Rüttelmechanis­ mus J. Da anfänglich immer eine minimale vorbestimmte Länge zwischen den beiden Kolben und ihren betreffenden Abdicht­ kanten 56 und 56 a vorhanden ist, die größer ist als eine Hälfte der Länge der unbeschränkten freien relativen Längs­ bewegung zwischen dem inneren Teil und dem äußeren Teil 18, 17 des Rüttelmechanismus J, ist die Gesamtlänge minimaler vorbe­ stimmter unbeschränkter freier relativer Längsbewegung zwi­ schen dem inneren Teil und dem äußeren Teil O des Energie­ speichers E beim Ansprechen auf eine Zuglast oder eine Druck­ last immer größer als die Länge f unbeschränkter freier rela­ tiver Längsbewegung zwischen den Teilen 17, 18 des Aufwärts- und Abwärtsrüttelmechanismus J.

Wie es in Verbindung mit den Ausführungsformen nach den Fig. 3 und 4 beschrieben ist, ergeben sich die gleichen Ver­ hältnisse und Funktionen, wenn eine Drucklast angelegt wird.

Die Fig. 8, 9 und 10 zeigen eine Ausführungsform der Er­ findung, die mit einem hydraulischen oder kompressiblen Medium verwendet werden kann, beispielsweise mit Silikonflüssigkeit. Bei dieser Ausführungsform sind für gleiche Bauteile gleiche Bezugszeichen verwendet wie in den Fig. 6 und 7.

Bei dieser Ausführungsform sind die Kolben 51 und 51 a in einer einzigen Kammer 65 angeordnet, die sich innerhalb des äußeren Teiles O zwischen Dichtungen 65 a und 65 b erstreckt. Insbesondere sind die Kolben 51 und 51 a in der gleichen vergrößerten Bohrung 58′ angeordnet, die in der Kammer 65 des äußeren Teiles O gebildet ist, und die Kolben 51 und 51 a be­ finden sich an dem inneren Teil I im Längsabstand voneinander, wie es in der Zeichnung dargestellt ist. Auch hier kann jeder Kolben in der vergrößerten Bohrung 58′ so angeordnet werden, daß die Vorderkante des Kolbenringes 53 jedes Kolbens 51, 51 a, wenn dieser an seiner betreffenden Schulter 52′ jedes Kolbens angeordnet ist, sich von der benachbarten Kante 61 bzw. 61 a, mit welcher der Kolben 51 bzw. 51 a eine Abdichtung bildet, wenn der betreffende Kolben sich in die verengte Bohrung 62 bzw. 62 a des äußeren Teiles O bewegt, in einem Abstand be­ findet, der immer größer als die minimale vorbestimmte Länge f/2 ist. Eine solche vorbestimmte minimale Länge ist größer als die Hälfte der Länge der unbeschränkten freien relativen Längsbewegung zwischen dem einen und dem anderen Teil 17, 18 des Aufwärts- und Abwärtsrüttelmechanismus J, wie es in der Zeichnung durch f/2 angegeben ist.

Wenn somit der obere Kolben 51 beim Ansprechen auf eine Zuglast nach oben in Richtung gegen die verengte Bohrung 62 bewegt wird, bildet er mit dieser keine Abdichtung, bis er sich um die vorbestimmte minimale Strecke bewegt hat, die größer ist als die Hälfte der Länge an unbeschränkter freier relativer Längsbewegung zwischen den Teilen 17, 18 des Auf­ wärts- und Abwärtsrüttelmechanismus J. Der Kolbenring 53 des Kolbens 51 a kann zu diesem Zeitpunkt an dem Ringteil 52 a ruhen und er bewegt sich ebenfalls aufwärts in die vergrößerte Bohrung 58′ um wenigstens die gleiche minimale Strecke, die der Kolben 51 durchlaufen hat, so daß er sich anfänglich in einem Abstand befindet, der größer ist als die Hälfte der vorbestimmten minimalen Strecke oder Länge unbeschränkter freier relativer Längsbewegung zwischen den beiden Teilen 17, 18 des Aufwärts- und Abwärtsrüttelmechanismus J, und er sich um ein weiteres Ausmaß wenigstens der gleichen Länge bewegt. Dadurch wird dann sein Kolbenring 53 von der obersten Kante 61 a der verengten Bohrung 62 a positioniert, so daß, wenn eine Drucklast an den inneren Teil I angelegt wird, der Dichtungsring 53 sich um eine minimale vorbestimmte Länge, die größer ist als die Länge der unbeschränkten freien relativen Längsbewegung zwischen den beiden Teilen 17, 18 des Aufwärts- und Abwärtsrüttelmechanismus J, bewegen muß, bevor er mit der Kante 61 a der Bohrung 62 a unter Bildung einer Abdichtung in Eingriff tritt.

Die Arbeitsweise der obigen Ausführungsform bei Anlegen einer Drucklast ist die gleiche, wie sie in Verbindung mit den Fig. 3, 4 und 6, 7 beschrieben ist.

Fig. 11 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, die verwendet wird in Verbindung mit einem einfachwirkenden Aufwärtsrüttelmechanismus. Gleiche Bezugszeichen sind für gleiche Teile verwendet. Die Antriebskammer, in welcher die Teile 31 bei allen Ausführungsformen der Erfindung aufge­ nommen sind, kann zum Bohrloch offen sein oder innerhalb einer geschlossenen Kammer gebildet sein.

Ein einziger Kolben 51 ist dargestellt in einer vergrö­ ßerten Bohrung 58′ einer Kammer 70, die zwischen Abdichtungen 71 und 72 im äußeren Teil O gebildet ist. Der Kolben ist all­ gemein so ausgeführt, wie dies oben beschrieben ist. Die Kammer 70 ist mit geeigneten Füllöffnungen oder Stopfen ver­ sehen zur Aufnahme einer kompressiblen Flüssigkeit oder eines Gases.

Der Kolbenring 53, dessen Einzelheiten in Fig. 12 darge­ stellt sind, kann verwendet werden anstelle der rechteckigen oder rechtwinkligen Ausführungsform, wie sie in den anderen Figuren dargestellt ist. Es ist zu bemerken, daß er aus Nichteisenmetall gebildet ist, beispielsweise aus einer ge­ eigneten Bronze o.dgl., um einen abdichtenden, jedoch federnden Abschluß mit dem verengten, sich in Längsrichtung erstreckenden Bohrungsteil 62 des äußeren Teiles zu bilden. Wie dargestellt, umfaßt der Kolbenring 53 eine äußere ringförmige, sich ver­ jüngende Schulter 53 a zweckentsprechender Gestalt, die nach oben vorragt bzw. sich nach oben erstreckt und sich von dem ringförmigen Hauptkörperteil 53 b nach außen erweitert, so daß, wenn eine Lippe 53 a mit der verengten Bohrung 62 in Eingriff tritt, sie in dichtenden Eingriff mit dieser tritt.

Die Bohrungslochdrücke können beträchtlich sein und eine Druckkraft gegen den äußeren Teil O ausüben, so daß er das Bestreben haben kann, zusammenzufallen bzw. sich einwärts­ zubewegen, wie es in Fig. 13 mit der unterbrochenen Linie O′ angegeben ist. In diesem Fall nimmt die Lippe 53 a eine solche Einwärtsbewegung auf und hält dennoch eine Dichtung mit dem verengten Bohrungsabschnitt 62′ aufrecht durch Einwärtsbe­ wegung in die Position, die bei 53 c durch unterbrochene Linien angegeben ist. Dies kann es dem Kolben 51 ermöglichen, seine Dichtungsbeziehung aufrechtzuerhalten, während er sich radial einwärts bewegt, um die Kontraktion der benachbarten Außen­ wand aufzunehmen beim Ansprechen auf Druck, während ein Festsitzen oder Festfressen des Kolbens 51 verhindert wird, welches sonst den Speicher unwirksam machen würde.

Falls gewünscht, kann die gleiche Ausführungsform von Kolbenring und Kolbenkonstruktion bei den Ausführungsformen gemäß den Fig. 6, 7, 8 und 9 verwendet werden.

Unter gewissen Umständen kann der im Kammerteil 70 auf­ gebaute Druck übermäßig werden, so daß er sich entweder dem Zusammenfalldruck des inneren rohrförmigen Teiles I oder dem Berstdruck des äußeren Teiles O annähern kann. In diesem Fall kann ein geeignetes Druckentlastungsventil 75 in dem inneren Teil I angebracht werden, welches mit dem Kammerteil 70 ober­ halb der Stelle in Verbindung steht, wo der Kolben 51 in dichtendem Eingriff mit der verengten Bohrung 62 steht, und zwar mittels eines Durchgangs 76, so daß das Ventil bei einem vorbestimmten Druck öffnet, der niedriger als der Berstdruck oder Zusammenfalldruck des äußeren Teiles O bzw. des inneren Teiles I ist, und das Ventil kann diesen Druck zum vergrößerten Bohrungsteil 52 a unter den Kolbenring 53 leiten.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 11 ist, da diese einen einfachwirkenden Energiespeicher darstellt, der Abstand von der Vorderkante des Kolbenringes, d.h. der Kante, die dem Beginn 62 b der verengten Bohrung 62′ am nächsten liegt, wenigstens eine Strecke f, welche die minimale vorbestimmte unbeschränkte freie relative Längsbewegung zwischen den Teilen 17, 18 des Rüttelmechanismus J zwecks Eingriffs der Rüttel­ fläche dieser Teile ist. Die Strecke von der Vorderkante des Kolbenringes 53 zum Beginn der verengten Bohrung ist vorzugs­ weise etwas größer als die Strecke f, wie es auch bei den anderen Ausführungsformen der Fall ist.

Aus vorstehender Beschreibung ist ersichtlich, daß bei Verwendung eines einfachwirkenden Rüttelmechanismus anfänglich der Abstand oder die Strecke f vorhanden ist. Bei einem doppelt­ wirkenden Rüttelmechanismus gemäß den vorbeschriebenen Aus­ führungsformen ist anfänglich lediglich der Abstand bzw. die Strecke f/2 vorhanden. Im tatsächlichen Betrieb und beim Ar­ beiten des doppeltwirkenden Rüttelmechanismus, wenn ein Aufwärtsrüttelstoß zuerst an den festsitzenden Gegenstand nach Eingriff mit diesem angelegt werden soll, kann der Bohrloch­ strang S lose gemacht werden, um den Abstand f im freien Hub des Beschleunigers E beim Ansprechen auf das nachfolgende Anlegen einer Zuglast an den Bohrlochstrang S hervorzurufen. Wenn danach ein Abwärtsrüttelstoß nach dem Aufwärtsrüttelstoß angelegt werden soll, wurde der minimale Abstand f im Be­ schleuniger E für die Abwärtsrüttelbewegung bereits während der vorhergehenden Aufwärtsrüttelbewegung hervorgerufen.

Auf diese Weise wird durch die Erfindung gewährleistet, daß die Rüttelstoßflächen bei einer Aufwärtsrüttelbewegung anschlagen, so daß die Bohrhälse oder Hämmer 30 in Aufwärts­ richtung vorgetrieben werden, um einen Rüttelstoß an den festsitzenden Teil 24 auszuüben und nicht auf den Bohrloch­ strang S. In ähnlicher Weise schlagen bei Abwärtsrüttel­ bewegung die Rüttelflächen an und treiben den Hammer 30 in Abwärtsrichtung vor, um einen Rüttelstoß auf den fest­ sitzenden Teil 24 auszuüben. Die Flächen 29′ und 29 im Beschleuniger E gelangen bei der Aufwärtsbewegung des Hammers 30 bei einem Aufwärtsrüttelschlag nicht miteinander in Ein­ griff, und die Endflächen EW am Kolben P des Beschleunigers E treten bei Abwärtsbewegung des Hammers 30 während eines Ab­ wärtsrüttelstoßes nicht miteinander in Eingriff.

Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Änderungen möglich.

Claims (26)

1. Energiespeicher (E) zur Verwendung mit einem Bohrloch­ strang (S), der einen in einem Bohrloch festsitzenden Teil (24) hat, zum Verstärken des Rüttelstoßes, der auf den festsitzenden Teil des Bohrlochstranges durch einen Rüttelmechanismus (J) ausgeübt wird, wobei der Rüttelmechanismus einen inneren (18) und einen äußeren (17) Teil zwischen dem Bohrlochstrang und dem festsitzenden Teil von ihm aufweist, die Rüttelmechanismus­ teile ausgeführt sind, um erstens relative Längsbewegung zwi­ schen sich zu begrenzen, um Energie in dem Bohrlochstrang und in dem Beschleuniger (E) aufzubauen, und zweitens dann die Rüttelmechanismusteile freizugeben für unbeschränkte freie relative Längsbewegung zwischen sich zum Ineingriffbringen von Rüttelflächen an den Rüttelmechanismusteilen zum Ausüben eines Rüttelstoßes auf den festsitzenden Teil des Bohrloch­ stranges, dadurch gekennzeichnet,
daß der Speicher (E) einen inneren (I) und einen äußeren (O) Teil aufweist, die teleskopisch miteinander verbunden und relativ zueinander in Längsrichtung bewegbar sind, um Energie zu speichern,
daß jeder dieser Teile (17, 18) Mittel für Verbindung mit dem Bohrlochstrang (S) aufweist,
daß eine Einrichtung (41, 42) vorgesehen ist zum Speichern von Energie bei beschränkter relativer Längsbewegung zwischen den Energiespeicherteilen (17, 18), wobei die gespeicherte Energie durch den Rüttelmechanismus (J) freigegeben wird, um den Rüttelmechanismus beim Ausüben eines Rüttelstoßes auf den festsitzenden Teil (24) des Bohrlochstranges (S) zu unter­ stützen, und
daß eine Einrichtung vorgesehen ist, um zu gewährleisten, daß der Rüttelstoß der Rüttelmechanismusteile auf den festsitzen­ den Teil (24) des Bohrlochstranges ausgeübt wird.

2. Energiespeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Gewährleisten, daß der Rüttelstoß der Rüttelmechanismusteile (17, 18) auf den festsitzenden Teil (24) des Bohrlochstranges (S) ausgeübt wird, derart wirksam ist, daß sie die Gewährleistung unabhängig von der Lastrate der im Energiespeicher (E) gespeicherten Energie liefert.

3. Energiespeicher (E) zur Verwendung mit einem Bohrloch­ strang (S), der einen in einem Bohrloch festsitzenden Teil (24) hat, zum Verstärken des Rüttelstoßes, der auf den festsitzenden Teil des Bohrlochstranges durch einen Rüttelmechanismus (J) ausgeübt wird, wobei der Rüttelmechanismus einen inneren (18) und einen äußeren (17) Teil zwischen dem Bohrlochstrang und dem festsitzenden Teil von ihm aufweist, die Rüttelmechanismus­ teile ausgeführt sind, um erstens relative Längsbewegung zwi­ schen sich zu begrenzen, um Energie in dem Bohrlochstrang und in dem Beschleuniger (E) aufzubauen, und zweitens dann die Rüttelmechanismusteile freizugeben für unbeschränkte freie relative Längsbewegung zwischen sich zum Ineingriffbringen von Rüttelflächen an den Rüttelmechanismusteilen zum Ausüben eines Rüttelstoßes auf den festsitzenden Teil des Bohrloch­ stranges, dadurch gekennzeichnet,
daß der Speicher (E) einen inneren (I) und einen äußeren (O) Teil aufweist, die teleskopisch miteinander verbunden und relativ zueinander in Längsrichtung bewegbar sind, um Energie zu speichern,
daß jeder dieser Teile (17, 18) Mittel für Verbindung mit dem Bohrlochstrang (S) aufweist,
daß im Längsabstand vorgesehene Dichtungsmittel zwischen den Energiespeicherteilen (I, O) vorgesehen sind, die eine Kammer­ einrichtung zwischen den Energiespeicherteilen bilden,
daß eine Einrichtung vorgesehen ist zum Speichern von Energie in der Kammereinrichtung beim Ansprechen auf begrenzte rela­ tive Längsbewegung zwischen den Energiespeicherteilen, wobei die gespeicherte Energie durch den Rüttelmechanismus (J) freigebbar ist, um die Rüttelmechanismusteile (17, 18) beim Ausüben eines Rüttelstoßes zu unterstützen, und
daß die Energiespeicherteile (I, O) derart ausgeführt und angeordnet sind, daß gewährleistet ist, daß der Rüttelstoß der Rüttelmechanismusteile auf den festsitzenden Teil (24) des Bohrlochstranges (S) ausgeübt wird.

4. Energiespeicher (E) zur Verwendung mit einem Bohrloch­ strang (S), der einen in einem Bohrloch festsitzenden Teil (24) hat, zum Verstärken des Rüttelstoßes, der auf den festsitzenden Teil des Bohrlochstranges durch einen Rüttelmechanismus (J) ausgeübt wird, wobei der Rüttelmechanismus einen inneren (18) und einen äußeren (17) Teil zwischen dem Bohrlochstrang und dem festsitzenden Teil von ihm aufweist, die Rüttelmechanismus­ teile ausgeführt sind, um erstens relative Längsbewegung zwi­ schen sich zu begrenzen, um Energie in dem Bohrlochstrang und in dem Beschleuniger (E) aufzubauen, und zweitens dann die Rüttelmechanismusteile freizugeben für unbeschränkte freie relative Längsbewegung zwischen sich zum Ineingriffbringen von Rüttelflächen an den Rüttelmechanismusteilen zum Ausüben eines Rüttelstoßes auf den festsitzenden Teil des Bohrloch­ stranges, dadurch gekennzeichnet,
daß der Speicher (E) einen inneren (I) und einen äußeren (O) Teil aufweist, die teleskopisch miteinander verbunden und relativ zueinander in Längsrichtung bewegbar sind, um Energie zu speichern,
daß im Längsabstand befindliche Dichtungsmittel vorgesehen sind zwischen den Energiespeicherteilen, die eine Kammerein­ richtung zwischen den Energiespeicherteilen bildet,
daß eine Einrichtung vorgesehen ist, um anfänglich eine mini­ male vorbestimmte Länge unbeschränkter freier relativer Längs­ bewegung zwischen den Energiespeicherteilen (I, O) vorzu­ sehen,
daß eine Einrichtung vorgesehen ist, die wirksam ist, wenn die Energiespeicherteile sich relativ um die vorbestimmte minimale Länge bewegen, um daraufhin die Energiespeicherteile gegen weitere freie relative Längsbewegung zu beschränken und dadurch Energie in der Kammereinrichtung des Energie­ speichers zu speichern, und
daß die minimale vorbestimmte Länge unbeschränkter freier relativer Längsbewegung zwischen den Energiespeicherteilen größer ist als die Länge unbeschränkter freier relativer Längsbewegung zwischen dem inneren (18) und dem äußeren (17) Teil des Rüttelmechanismus (J).

5. Energiespeicher (E) zur Verwendung mit einem Bohrloch­ strang (S), der einen in einem Bohrloch festsitzenden Teil (24) hat, zum Verstärken des Rüttelstoßes, der auf den festsitzenden Teil des Bohrlochstranges durch einen Rüttelmechanismus (J) ausgeübt wird, wobei der Rüttelmechanismus einen inneren (18) und einen äußeren (17) Teil zwischen dem Bohrlochstrang und dem festsitzenden Teil von ihm aufweist, die Rüttelmechanismus­ teile ausgeführt sind, um erstens relative Längsbewegung zwi­ schen sich zu begrenzen, um Energie in dem Bohrlochstrang und in dem Beschleuniger (E) aufzubauen, und zweitens dann die Rüttelmechanismusteile freizugeben für unbeschränkte freie relative Längsbewegung zwischen sich zum Ineingriffbringen von Rüttelflächen an den Rüttelmechanismusteilen zum Ausüben eines Rüttelstoßes auf den festsitzenden Teil des Bohrloch­ stranges, dadurch gekennzeichnet,
daß der Speicher (E) einen inneren (I) und einen äußeren (O) Teil aufweist, die teleskopisch miteinander verbunden und relativ zueinander in Längsrichtung bewegbar sind, um Ener­ gie zu speichern,
daß jeder dieser Teile (17, 18) Mittel für Verbindung mit dem Bohrlochstrang (S) aufweist,
daß im Längsabstand vorgesehene Dichtungsmittel zwischen den Energiespeicherteilen (I, O) vorgesehen sind, die eine Kammer­ einrichtung zwischen den Energiespeicherteilen bilden,
daß im Abstand befindliche Dichtungsmittel vorgesehen sind zwischen den Energiespeicherteilen (I, O), die eine Schmier­ kammereinrichtung zum Aufnehmen eines Schmierfluids bilden,
daß wenigstens eines der Schmierkammerdichtungsmittel in Längsrichtung bewegbar ist, während es in Dichteingriff zwi­ schen den Teilen steht,
daß der äußere Teil (O) Durchgangsmittel aufweist zum An­ schließen des Bohrlochdruckes derart, daß dieser auf die beweglichen Dichtungsmittel wirkt und den Druck in der Schmier­ kammereinrichtung mit dem Bohrlochdruck ausgleicht,
daß Antriebsmittel in der Schmierkammereinrichtung zum Ver­ binden des inneren und des äußeren Teiles (I, O) vorgesehen sind, um relative Drehung zwischen ihnen zu verhindern, während relative Längsbewegung zwischen ihnen ermöglicht ist,
daß Energiespeichermittel zum Speichern von Energie in der zusätzlichen Kammereinrichtung vorgesehen sind, wobei die Energiespeichermittel eine Einrichtung zum Ermöglichen einer minimalen vorbestimmten Länge unbeschränkter freier rela­ tiver Längsbewegung zwischen den Energiespeicherteilen (I, O) und eine Einrichtung aufweisen, die betätigbar ist, wenn die Energiespeicherteile sich relativ um die minimale vorbestimmte Länge bewegen, um diese Teile gegen weitere unbeschränkte freie relative Längsbewegung zu halten, wobei die minimale vorbestimmte Länge unbeschränkter freier Relativbewegung zwischen den Energiespeicherteilen (I, O) größer ist als die Länge unbeschränkter freier relativer Längsbewegung zwischen den Teilen (17, 18) des Rüttelmechanismus (J).

6. Energiespeicher nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Ermöglichen unbeschränkter freier relativer Längsbewegung zwischen den Energiespeicherteilen (I, O) in Längsrichtung im Abstand liegende Flächen an den Energiespeicherteilen in der zusätzlichen Kammereinrichtung aufweist, und daß die Einrichtung, die betätigbar ist, um die Energiespeicherteile gegen weitere unbegrenzte freie relative Längsbewegung zu halten, eine Federeinrichtung in der Kammereinrichtung und zusammenarbeitende Flächen zwischen den Energiespeicherteilen aufweist, um die Federeinrichtung beim Ansprechen auf eine Last an dem Bohrlochstrang (S) zu belasten.

7. Energiespeicher nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Federeinrichtung eine mechanische Einrichtung (41, 42) ist.

8. Energiespeicher nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Federeinrichtung eine Gaseinrichtung ist.

9. Energiespeicher nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Federeinrichtung eine hydraulische Einrichtung ist.

10. Energiespeicher (E) zur Verwendung mit einem Bohrloch­ strang (S), der einen in einem Bohrloch festsitzenden Teil (24) hat, zum Verstärken des Rüttelstoßes, der auf den fest­ sitzenden Teil des Bohrlochstranges durch einen Rüttelmecha­ nismus (J) ausgeübt wird, wobei der Rüttelmechanismus einen inneren (18) und einen äußeren Teil (17) zwischen dem Bohr­ lochstrang und dem festsitzenden Teil von ihm aufweist, die Rüttelmechanismusteile ausgeführt sind, um erstens relative Längsbewegung zwischen sich zu begrenzen, um Energie in dem Bohrlochstrang und in dem Beschleuniger (E) aufzubauen, und zweitens dann die Rüttelmechanismusteile freizugeben für unbeschränkte freie relative Längsbewegung zwischen sich zum Ineingriffbringen von Rüttelflächen an den Rüttel­ mechanismusteilen zum Ausüben eines Rüttelstoßes auf den festsitzenden Teil des Bohrlochstranges, dadurch gekennzeichnet,
daß der Speicher (E) einen inneren (I) und einen äußeren (O) Teil aufweist, die teleskopisch miteinander verbunden und relativ zueinander in Längsrichtung bewegbar sind, um Energie zu speichern,
daß jeder dieser Teile (17, 18) Mittel für Verbindung mit dem Bohrlochstrang (S) aufweist,
daß im Längsabstand vorgesehene Dichtungsmittel zwischen den Energiespeicherteilen (I, O) vorgesehen sind, die eine Kammer­ einrichtung zwischen den Energiespeicherteilen bilden,
daß im Abstand befindliche Dichtungsmittel vorgesehen sind zwischen den Energiespeicherteilen (I, O), die eine Schmier­ kammereinrichtung zum Aufnehmen eines Schmierfluids bilden,
daß wenigstens eines der Schmierkammerdichtungsmittel in Längsrichtung bewegbar ist, während es in Dichteingriff zwi­ schen den Teilen steht,
daß der äußere Teil (O) Durchgangsmittel aufweist zum An­ schließen des Bohrlochdruckes derart, daß dieser auf die beweglichen Dichtungsmittel wirkt und den Druck in der Schmierkammereinrichtung mit dem Bohrlochdruck ausgleicht,
daß Antriebsmittel in der Schmierkammereinrichtung zum Ver­ binden des inneren und des äußeren Teiles (I, O) vorgesehen sind, um relative Drehung zwischen ihnen zu verhindern, während relative Längsbewegung zwischen ihnen ermöglicht ist,
daß zusätzliche im Abstand voneinander befindliche Dichtungs­ mittel zwischen den Energiespeicherteilen (I, O) vorgesehen sind, die eine zusätzliche Kammereinrichtung dazwischen bilden, die wenigstens zwei Kammern aufweist,
daß Energiespeichermittel zum Speichern von Energie in jeder der wenigstens zwei zusätzlichen Kammern vorgesehen sind,
wobei die Energiespeichermittel eine Einrichtung zum anfäng­ lichen Ermöglichen einer minimalen vorbestimmten Länge einer unbeschränkten freien relativen Längsbewegung zwischen den Energiespeicherteilen und eine Einrichtung aufweisen, die betätigbar ist, wenn die Energiespeicherteile sich relativ um die minimale vorbestimmte Länge bewegen, um die Energie­ speicherteile gegen weitere unbeschränkte freie relative Längsbewegung zu halten und dadurch Energie in jeder der wenigstens zwei zusätzlichen Kammern des Energiespeichers zu speichern, wobei die minimale vorbestimmte Länge unbe­ schränkter freier relativer Längsbewegung zwischen den Energie­ speicherteilen größer ist als die Länge unbeschränkter freier relativer Längsbewegung zwischen dem inneren (18) und dem äußeren (17) Teil des Rüttelmechanismus (J).

11. Energiespeicher nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Ermöglichen unbeschränkter freier relativer Längsbewegung zwischen den Energiespeicherteilen (I, O) in Längsrichtung im Abstand liegende Flächen an den Energiespeicherteilen in der zusätzlichen Kammereinrichtung aufweist, und daß die Einrichtung, die betätigbar ist, um die Energiespeicherteile gegen weitere unbegrenzte freie re­ lative Längsbewegung zu halten, eine Federeinrichtung in der Kammereinrichtung und zusammenarbeitende Flächen zwischen den Energiespeicherteilen aufweist, um die Federeinrichtung beim Ansprechen auf eine Last an dem Bohrlochstrang (S) zu belasten.

12. Energiespeicher nach Anspruch 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Federeinrichtung eine mechanische Einrich­ tung ist.

13. Energiespeicher nach Anspruch 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Federeinrichtung eine Gaseinrichtung ist.

14. Energiespeicher nach Anspruch 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Federeinrichtung eine hydraulische Ein­ richtung ist.

15. Energiespeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Rüttelmechanismus (J) ein Mechanismus zum Ausüben eines Aufwärtsrüttelns ist.

16. Energiespeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Rütteleinrichtung (J) eine Einrichtung ist zum Ausüben eines Aufwärtsrüttelstoßes und/oder eines Abwärtsrüttelstoßes, so daß die Rüttelmechanismusteile (17, 18) derart ausgeführt sind, daß sie erstens relative Längsbewegung zwischen sich begrenzen, um wahlweise Zugenergie oder Druckenergie in dem Bohrlochstrang (S) und im Beschleu­ niger (E) aufzubauen zum Ausüben eines Aufwärtsrüttelstoßes und/oder eines Abwärtsrüttelstoßes auf den festsitzenden Teil (24) des Bohrlochstranges (S) und danach zweitens die Rüttelmechanismusteile freizugeben für unbeschränkte freie rela­ tive Längsbewegung zwischen ihnen für den Eingriff der Rüttel­ flächen an den Rüttelmechanismusteilen und zum Ausüben des gewünschten Aufwärtsrüttelstoßes und/oder des Abwärtsrüttel­ stoßes auf den festsitzenden Teil des Bohrlochstranges, und daß die Einrichtung zum Speichern von Energie Energie beim Ansprechen auf eine Zuglast und/oder auf eine Drucklast speichert, und diese Energie als Aufwärtsrüttelstoß und/oder als Abwärtsrüttelstoß an den festsitzenden Teil (24) ab­ gegeben wird.

17. Energiespeicher nach den Ansprüchen 16, 10 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Speichern von Energie innerhalb der wenigstens ersten und zweiten Kammereinrichtung eine mechanische Federeinrichtung zum Spei­ chern von Energie in der ersten und der zweiten Kammer bei begrenzter relativer Längsbewegung zwischen den Energiespei­ cherteilen (I, O) beim Ansprechen auf eine Zuglast an dem Bohrlochstrang aufweist, die gespeicherte Energie durch den Rüttelmechanismus (J) freigegeben wird, um den Rüttelmecha­ nismus beim Ausüben eines Aufwärtsrüttelstoßes auf den festsitzenden Teil (24) zu unterstützen, eine mechanische Federeinrichtung zum Speichern von Energie in der ersten und der zweiten Kammer bei begrenzter relativer Längsbewegung zwischen den Energiespeicherteilen beim An­ sprechen auf eine Drucklast an dem Bohrlochstrang (S) aufweist, wobei die gespeicherte Energie durch den Rüttel­ mechanismus (J) freigegeben wird, um den Rüttelmechanismus beim Ausüben eines Abwärtsrüttelstoßes auf den festsitzenden Teil (24) zu unterstützen, und eine Einrichtung aufweist zum Bilden einer minimalen vorbestimmten Länge unbeschränkter freier relativer Längsbewegung zwischen den Energiespeicher­ teilen (I, O) beim Ansprechen auf die Zuglast oder Drucklast an dem Bohrlochstrang, wobei die minimale vorbestimmte Länge unbeschränkter freier relativer Längsbewegung zwischen den Energiespeicherteilen größer ist als die Länge unbeschränkter freier relativer Längsbewegung zwischen dem inneren (18) und dem äußeren (17) Teil des Aufwärts- und Abwärtsrüttel­ mechanismus (J).

18. Energiespeicher nach den Ansprüchen 16, 5 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Energiespeichermittel Gas­ mittel zum Speichern von Energie in der Kammereinrichtung bei begrenzter relativer Längsbewegung zwischen den Energie­ speicherteilen (I, O) beim Ansprechen auf eine Zuglast am Bohrlochstrang (S) aufweisen, wobei die gespeicherte Energie durch den Rüttelmechanismus (J) freigegeben wird, um den Rüttelmechanismus beim Ausüben eines Aufwärtsrüttelstoßes auf den festsitzenden Teil (24) zu unterstützen, Gasmittel zum Speichern von Energie in der Kammereinrichtung bei be­ grenzter relativer Längsbewegung zwischen den Energiespeicher­ teilen beim Ansprechen auf eine Drucklast am Bohrlochstrang aufweisen, wobei die gespeicherte Energie durch den Rüttel­ mechanismus freigegeben wird, um den Rüttelmechanismus beim Ausüben eines Abwärtsrüttelstoßes auf den festsitzenden Teil zu unterstützen, und eine Einrichtung aufweisen zum Bilden einer vorbestimmten Länge unbegrenzter freier relativer Längs­ bewegung zwischen den Energiespeicherteilen beim Ansprechen auf Zuglast oder Drucklast auf den Bohrlochstrang, wobei die minimale vorbestimmte Länge unbeschränkter freier rela­ tiver Längsbewegung zwischen den Energiespeicherteilen größer als die Länge unbeschränkter freier relativer Längsbewegung zwischen den inneren (18) und den äußeren (17) Teilen des Aufwärts- und Abwärtsrüttelmechanismus (J) ist.

19. Energiespeicher nach den Ansprüchen 16, 5 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammereinrichtung eine erste und eine zweite Kammer aufweist und weiterhin kompressible Flüssigkeit zum Speichern von Energie in der ersten Kammer bei begrenzter relativer Längsbewegung zwischen den Energie­ speicherteilen (I, O) beim Ansprechen auf eine Zuglast an dem Bohrlochstrang (S), wobei die gespeicherte Energie durch den Rüttelmechanismus (J) freigegeben wird, um den Rüttelmechanismus beim Ausüben eines Aufwärtsrüttel­ stoßes auf den festsitzenden Teil (24) zu unterstützen, kompressible Flüssigkeit zum Speichern von Energie in der ersten Kammer bei begrenzter relativer Längsbewegung zwischen den Energiespeicherteilen beim Ansprechen auf eine Drucklast auf den Bohrlochstrang, wobei gespeicherte Energie durch den Rüttelmechanismus freigegeben wird, um diesen beim Aus­ üben eines Abwärtsrüttelstoßes auf den festsitzenden Teil zu unterstützen, und eine Einrichtung aufweist zum Bilden einer minimalen vorbestimmten Länge unbeschränkter freier relativer Längsbewegung zwischen den Energiespeicherteilen (I, O) beim Ansprechen auf die Zuglast oder die Drucklast an dem Bohrlochstrang, wobei die minimale vorbestimmte Länge unbeschränkter freier relativer Längsbewegung zwischen den Energiespeicherteilen größer ist als die Länge unbeschränkter freier relativer Längsbewegung zwischen dem inneren (18) und dem äußeren (17) Teil des Aufwärts- und Abwärtsrüttel­ mechanismus (J).

20. Energiespeicher nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Bilden einer vorbestimmten Länge unbeschränkter freier relativer Längs­ bewegung zwischen den Energiespeicherteilen (I, O) in Längs­ richtung im Abstand liegende zusammenarbeitende Flächen an dem inneren (I) und dem äußeren (O) Energiespeicherteil in der ersten und der zweiten Kammereinrichtung aufweist.

21. Energiespeicher nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung einer mechanischen Federeinrichtung die zu­ sammenarbeitenden Flächen beim Ansprechen auf die Zuglast, die an den Bohrlochstrang (S) angelegt wird, wenn die Energie­ speicherteile (I, O) sich relativ um die minimale vorbestimmte Länge bewegen zwecks Eingriffs mit und Zusammendrücken der mechanischen Federeinrichtung, betätigbar sind zum Halten der Energiespeicherteile gegen weitere unbeschränkte freie relative Längsbewegung, um dadurch in der Federeinrichtung Energie zu speichern.

22. Energiespeicher nach einem der Ansprüche 16, 5 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß in der Kammereinrichtung zwischen den Energiespeicherteilen (I, O) ein sich in Längsrichtung erstreckender Teil mit größerem Innendurchmesser eine ver­ größerte Bohrung in dem äußeren Teil (O) schafft, der sich von einem Teil kleineren Innendurchmessers erstreckt, der eine Bohrung verkleinerten Durchmessers in dem äußeren Teil (O) bestimmt, eine Kolbeneinrichtung an dem inneren Teil (I) vor­ gesehen ist mit Kolbenringmitteln an ihm mit kleinerem Durch­ messer als dem Durchmesser der vergrößerten Bohrung, um eine minimale vorbestimmte Länge unbeschränkter freier relativer Längsbewegung zwischen den inneren (I) und den äußeren (O) Teilen des Energiespeichers (E) beim Ansprechen auf eine an den Bohrlochstrang angelegte Zuglast zu ermöglichen, und daß die Kolbeneinrichtung und die Kolbenringmittel an ihr dicht in die Bohrung verkleinerten Durchmessers passen beim Ansprechen auf das Anlegen einer Zuglast an den Bohrloch­ strang, wenn die Energiespeicherteile sich relativ um die minimale vorbestimmte Länge bewegen, um die Energiespeicher­ teile gegen weitere unbeschränkte freie relative Längsbe­ wegung zu halten und dadurch in dem Gas in der Kammerein­ richtung des Energiespeichers Energie zu speichern.

23. Energiespeicher nach den Ansprüchen 16, 5 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß in der Kammereinrichtung ein sich in Längsrichtung erstreckender Teil größeren inneren Durchmessers eine vergrößerte Bohrung in dem äußeren Energie­ speicherteil (O) schafft, die sich von einem Teil kleineren Innendurchmessers erstreckt, der eine Bohrung verkleinerten Durchmessers in dem äußeren Teil (O) bildet, und eine Kolben­ einrichtung an dem inneren Teil (I) vorgesehen ist mit Kolbenringmitteln an ihr eines Durchmessers, der kleiner ist als der Durchmesser der vergrößerten Bohrung, um eine minimale vorbestimmte Länge unbeschränkter freier relativer Längsbe­ wegung zwischen den Energiespeicherteilen beim Ansprechen auf eine an den Bohrlochstrang angelegte Zuglast zu ermög­ lichen, und daß die Kolbeneinrichtung und die Kolbenring­ mittel an ihr dicht in die Bohrung verkleinerten Durch­ messers passen beim Ansprechen auf eine an den Bohrloch­ strang angelegte Zuglast, wenn die Energiespeicherteile (I, O) sich relativ um die minimale vorbestimmte Länge bewegen, um die Energiespeicherteile gegen weitere unbestimmte freie relative Längsbewegung zu halten und dadurch in der kompres­ siblen Flüssigkeit in der Kammereinrichtung Energie zu speichern.

24. Energiespeicher nach den Ansprüchen 16 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Bilden einer vorbestimmten minimalen Länge unbeschränkter freier relativer Längsbewegung Schulterflächenmittel an dem inneren Energie­ speicherteil (I), Tragteile, welche die mechanische Feder­ einrichtung an jedem Ende abstützen, und Schultertragmittel an dem äußeren Energiespeicherteil (O) aufweisen, um das Ausmaß an Längsbewegung der Federtragteile und der von ihnen abgestützten Federn zu beschränken, um räumliche Abstände zwischen den Schulterflächenmitteln und den Federtragteilen bei relativer Längsbewegung zwischen den Energiespeicher­ teilen (I, O) beim Ansprechen auf Zuglast und/oder Drucklast an dem Bohrlochstrang (S) zu bilden.

25. Energiespeicher nach den Ansprüchen 16 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Speichern von Energie Druckentlastungsmittel aufweist, um zu ver­ hindern, daß der Zusammenfalldruck des inneren Speicher­ teiles (I) und der Berstdruck des äußeren Speicherteiles (O) überschritten werden.

26. Energiespeicher nach Anspruch 22 oder 23, gekenn­ zeichnet durch Druckentlastungsmittel, um ein Überschreiten des Zusammenfalldrucks des inneren Speicherteiles (I) und des Berstdrucks des äußeren Speicherteiles (O) zu ver­ hindern, und durch eine Einrichtung, um eine Dichtungs­ beziehung zwischen dem Kolbenring und der Bohrung verklei­ nerten Durchmessers aufrechtzuerhalten ohne ein Festsitzen oder Fressen unter der Wirkung eines übermäßigen äußeren Bohrlochdrucks, der auf den äußeren Teil wirkt.