DE4113898C2 - Zentriereinrichtung für Bohr- und Futterrohre - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Zentriereinrichtung für Bohr- und Futterrohre mit einem Zentrierkorb, bestehend aus zwei, mit Ab­ stand zueinander angeordneten, die zu zentrierenden Rohre um­ schließenden Tragringen und mit in Rohrlängsrichtung ausgerich­ teten Federbügeln, deren Enden an den Tragringen befestigt sind.

In der Tiefbohrtechnik sind zur zentralen Führung von Rohren Zentrierkörbe in Gebrauch, die aus mehreren auswärts gebogenen und mit einem oberen und unteren Tragring verbundenen Federbügeln bestehen. Die auf die zu zentrierenden Rohre aufgeschobenen Zen­ trierkörbe setzen dem Einziehen in ein Bohrloch oder in ein um­ hüllendes Futterrohr durch die auswärts gerichteten Bögen der Federbügel bzw. Federstäbe erhebliche Widerstände entgegen, die nur durch hohe Einzugskräfte überwunden werden können. Nach vor­ gegebenen Prüfkriterien sollen dabei die Einzugskräfte bestimmte Grenzwerte nicht überschreiten, die Zentrierkräfte müssen dage­ gen hohe Werte erreichen. Diese Forderungen sind schwer mitein­ ander zu vereinbaren, da hohe Federkräfte in radialer Richtung Federbügel mit einem stark ausgeprägten Bogen erfordern, so daß gleichzeitig die beim Einziehen zu überwindenden Formwiderstände groß sind. Diese können auch nur dann überwunden werden, wenn zwischen dem Außenumfang des einzuziehenden Rohrstrangs und dem Bohrloch oder einem umgebenden Futterrohr ein genügend freier Ringraum zur Verfügung steht. Ist der Ringspalt jedoch nur klein und beträgt er beispielsweise nur wenige Millimeter, so war es bisher nicht möglich, Zentriervorrichtungen einzusetzen. Deshalb wurde bereits mit einer Zentriervorrichtung nach dem DE-GM 89 03 038 versucht, diese Schwierigkeiten zu beheben. Nach dem bekannten Gebrauchsmuster erhält zwar der Zentrierkorb die Mög­ lichkeit, durch Spielraum für die Tragringe sich bis an den Auß­ enumfang des Rohres anpressen zu lassen, so daß auch geringe Spalträume kein Hindernis für das Einziehen in ein Bohrloch dar­ stellen, jedoch sind die dafür vorgesehenen Rohrnuten notwendi­ gerweise mit einer entsprechenden, unerwünschten Schwächung des Rohrquerschnitts verbunden. Außerdem können für die vorgesehene Lösung nur Zentrierkörbe in geteilter Ausführung verwendet werden. Eine weitere Alternative nach dem Gebrauchsmuster sieht die Ver­ wendung von Anschlagringen vor, die am Außenumfang des Rohres festgeschweißt werden. Das Schweißen am Rohraußenumfang ist je­ doch unerwünscht und zusätzlich mit zeitaufwendiger Arbeit ver­ bunden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zentriereinrich­ tung nach dem einleitend genannten Gattungsbegriff zu schaffen, welche die Verwendung ungeteilter Zentrierkörbe gestattet, größe­ re, die Rohrwandstärke schwächende Nuten vermeidet, einfach her­ zustellen ist und beim Einziehen eines mit Zentrierkörben bestück­ ten Rohres in ein Bohrloch die Federbügel nur auf Zug beansprucht. Die erfindungsgemäße Lösung zeichnet sich dadurch aus, daß die Tragringe der Zentrierkörbe innere Umfangsnuten aufweisen und die zu zentrierenden Rohre im Bereich der Tragringnuten mit in Rohr­ umfangsnuten angeordneten Stoppringen versehen sind, die nach dem Aufschieben des Zentrierkorbs auf das Rohr durch fensterartige Öffnungen der Tragringe in die Rohrnuten schiebbar sind. Vorteilhafterweise sind die Tragringnuten so gestaltet und an­ geordnet, daß beim Einziehen eines Rohrstrangs und Flachdrücken der Zentrierkörbe nur Zugkräfte auf die Federbügel wirken können.

Die erfindungsgemäße Zentriereinrichtung benötigt nur Rohrnuten mit kleinen Querschnitten zur Aufnahme der Stoppringe, so daß die Schwächung der Rohrwandstärken sehr gering ist. Der Zeitaufwand für die Herstellung ist nur minimal. Beim Einschub eines mit der erfindungsgemäßen Einrichtung bestückten Rohrstrangs in eine Boh­ rung geringen Querschnitts werden die Federn der Zentrierkörbe nur auf Zug beansprucht, da der in Schubrichtung vordere Tragring an seinem zugeordneten Stoppring zur Anlage kommt und den Zen­ trierkorb in seiner Lage fixiert und der gegenüberliegende Tragring Ausgleichsbewegungen ausführen kann. Dadurch wird ein Stauchen und Ausbeulen der Federbügel vermieden, was zu größerer Reibung und damit verbundener höherer Einzugskraft führen würde. Auch das Einrasten in Kavernen des umgebenden Gesteins wird ver­ mieden. Die Stoppringe in Verbindung mit den Tragringen der Zen­ trierkörbe widerstehen extrem hohen Abstreifkräften.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung sche­ matisch dargestellt und nachstehend erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 eine schaubildliche Darstellung eines auf ein Rohr auf­ geschobenen Zentrierkorbs,

Fig. 2 einen Schnitt durch einen Tragring des Zentrierkorbs in größerem Maßstab und

Fig. 3 einen vergrößerten Ausschnitt aus dem Zentrierkorb gemäß Fig. 1, zum Teil im Schnitt.

Der mit der Fig. 1 dargestellte Zentrierkorb besteht aus Trag­ ringen 1 und daran befestigten bügelartigen Blattfedern 2. Die Tragringe 1 sind mit inneren Umlaufnuten 3 versehen, in welche Stoppringe 4 greifen. Die Stoppringe sind in Nuten 5 des in unter­ brochener Strichführung angedeuteten Rohres 6 angeordnet. Jeder Tragring ist mit wenigstens einer fensterartigen Öffnung 7 ver­ sehen, durch welche die Stoppringe in den Freiraum zwischen der Innennut 3 der Tragringe und der Umlaufnut 5 des zu zentrieren­ den Rohres geschoben werden können. Die für das Ausführungsbei­ spiel gemäß Fig. 1 vorgesehenen Maße sind nur beispielhaft und können durch andere Abmessungen ersetzt werden.

Der Montagevorgang für das Einfügen der Stoppringe 4 in den Zwi­ schenraum zwischen den Tragringen 1 und der Umfangsnut 5 eines zu zentrierenden Rohres ist besonders gut in der Fig. 1 erkenn­ bar. Nachdem der Zentrierkorb seinen vorgeschriebenen Sitz nach dem Aufschieben auf das Rohr 6 erreicht hat, d. h. wenn die Umlauf­ nuten 5 des Rohres durch die Fenster 7 des Zentrierkorbs sichtbar sind, können die Stoppringe 4 durch die Fenster in der dargestell­ ten Weise, d. h. nahezu tangential eingeschoben werden. Auf­ grund ihrer Flexibilität sind sie in der Lage, der Nut 5 zu fol­ gen und endgültig ihren Sitz einzunehmen, wie er in der Fig. 1 im unteren Bereich erkennbar ist. Der Zentrierkorb ist dann ge­ gen eine zu weite Verschiebung auf dem Rohr gesichert. Gleich­ zeitig erhalten seine Tragringe eine Bewegungsfreiheit innerhalb der Breite der inneren Umfangsnuten 3. Die Nutbreiten sind so aus­ gelegt, daß die Federbügel durch Einzugskräfte des Rohrstrangs völlig flachgedrückt werden können. Beim Einziehen eines Rohr­ strangs in ein Bohrloch oder in ein Futterrohr gelangen die in Einzugsrichtung vorderen Nutseitenwände 3a zur Anlage an die Stoppringe 4. Die hintere oder innere Nutseitenwand 3b des in Ein­ schubrichtung hinteren Tragrings nähert sich unter Einhaltung eines Freiraums dem Stoppring 4, ohne ihn jedoch zu erreichen. Dadurch ist sichergestellt, daß der Zentrierkorb an dem vorderen der Stoppringe hängenbleibt und der hintere Tragring genügend Freiraum bis zur völligen Streckung der Federbügel erhält. Da­ durch können nur Zugkräfte auf den Zentrierkorb wirken. Die Ge­ fahr von Stauchungen der Federbügel mit unerwünschten Ausbeulun­ gen wird vermieden.

Claims (2)

1. Zentriereinrichtung für Bohr- und Futterrohre mit einem Zentrierkorb, bestehend aus zwei mit Abstand zueinander angeord­ neten, die zu zentrierenden Rohre umschließenden Tragringen und mit in Rohrlängsrichtung ausgerichteten Federbügeln, deren Enden an den Tragringen befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragringe (1) innere Umfangsnuten (3) aufweisen und die zu zentrierenden Rohre (6) im Bereich der Tragringnuten mit in Rohr­ umfangsnuten (5) angeordneten Stoppringen (4) versehen sind, die nach dem Aufschieben des Zentrierkorbs auf das Rohr durch fen­ sterartige Öffnungen (7) der Tragringe in die Rohrnuten (5) schiebbar sind.

2. Zentriervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Tragringnuten (3) größer als die maximale Verschiebestrecke des Zentrierkorbs in Rohrlängsrichtung ist und die Nuten (3) in bezug auf die radiale Symmetrieebene des Zen­ trierkorbes derart angeordnet sind, daß nur deren auswärts wei­ sende Seitenflächen (3a) als Anschlagflächen für die Stoppringe (4) dienen.