DE4125325C2 - Hydraulisch festsetzbarer Anker für Bohrlochwerkzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Anker für Bohrlochwerkzeuge gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 11 bzw. des Anspruchs 16.

Packer und Anker werden üblicherweise in Bohrlöchern verwen­ det, um Abschnitte eines Bohrlochs abzudichten und/oder eine Tragkonstruktion für Bohrlochwerkzeuge in dem Herstellungs­ verfahren vorzusehen. Ablenkwerkzeuge, Whipstocks, Perforations­ werkzeuge etc. sind Beispiele von Werkzeugen, bei welchen ein Anker oder Packer eingesetzt wird. In vielen Fällen wird der Anker/Packer in das Bohrloch eingefahren und mit einem Lauf des Bohrstrangs festgesetzt und die besondere mit dem Anker/Packer eingreifende Vorrichtung verwendet einen zweiten Lauf des Bohrstrangs. Mit dem an dem Anker/Packer abgestützten Werkzeug kann der besondere Arbeitsgang durchgeführt werden.

Zur Verringerung der Herstellungskosten ist in jüngerer Zeit das Werkzeug mit dem Anker/Packer kombiniert worden, wodurch ein Lauf des Bohrstrangs eingespart wurde. Dementsprechend wird der Anker/Packer in dem Bohrloch unter Verwendung mecha­ nischer oder hydraulischer Mittel, die sich durch das Bohr­ lockwerkzeug erstrecken, festgesetzt, wonach das Werkzeug zur Durchführung des Arbeitsgangs beaufschlagt wird. Wenn der Arbeitsgang beendet ist, wird der Anker/Packer üblicher­ weise in dem Bohrloch zurückgelassen.

Bei dem vorbekannten hydraulisch festzusetzenden Anker/Packer kann der hydraulische Druck aufrechtzuerhalten sein, um eine Freigabe des Werkzeugs zu verhindern. Im Ergebnis werden mechanisch festzusetzende Werkzeuge üblicherweise in Kombi­ nationsbaugruppen für einen Lauf verwendet, weil die mecha­ nische Festsetzung nach dem Entkuppeln des Produktionswerk­ zeugs aufrechterhalten werden kann. Jedoch sind mechanisch festgesetzte Anker/Packer in Hochdruckbohrlöchern unzuverlässig, weil extreme Festsetzkräfte erforderlich sind, die in solchen Werkzeugen nicht erzielbar sind. Darüberhinaus wurde fest­ gestellt, daß in vielen Anwendungsfällen das Bohrloch nicht durch Packerelemente abgedichtet werden muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen hydraulisch festsetzbaren Anker bereitzustellen, der für verschiedenartige Bohrwerkzeuge verwendbar ist und sich in dem verrohrten Bohr­ loch mit einem sehr geringen hydraulischen Druck zuverlässig festsetzen läßt.

Diese Aufgabe wird durch einen Anker mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 11 bzw. des Anspruchs 16 gelöst. Vorteilhafte Weiter­ bildungen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben und nachstehend näher erläutert.

Die vorliegende Erfindung überwindet die Nachteile der vor­ bekannten Festsetzwerkzeuge durch Bereitstellung eines hydrau­ lisch festsetzbaren Ankers, der unterschiedlichen Bohrloch­ werkzeugen zugeordnet werden kann, um eine tragende Fläche für fortgesetzte Arbeitsschritte vorzusehen. Der erfindungs­ gemäße Anker ist infolge des flachen Winkels zwischen den Gleitkonen und den zugeordneten Gleitkeilelementen so ausge­ bildet, daß er zuverlässig in dem verrohrten Bohrloch unter einem minimalen hydraulischen Druck festsetzbar ist.

Der hydraulisch festsetzbare Anker der vorliegenden Erfindung schließt einen Adapter für den Anschluß an das Produktions­ werkzeug ein, welcher mit einem Kern verbunden ist, der eine einen Flüssigkeitsdurchgangsweg bildende Sackbohrung aufweist. Der Flüssigkeitsdurchgangsweg kommuniziert mit einem Zylinder, der durch den Ringraum gebildet ist, welcher den Kern umgibt und in welchem ein bewegbarer Kolben angeordnet ist. Der Kolben beaufschlagt den bewegbaren oberen Gleitkonus der Ver­ ankerungs-Gleitkeilbaugruppe. Der untere Gleitkonus ist statio­ när und an dem unteren Ende des Ankers befestigt. Die Gleit­ keilelemente sind in Umfangsrichtung in Abständen angeordnet und erstrecken sich zwischen dem bewegbaren oberen Gleitkonus und dem unteren Gleitkonus. Der flache Winkel zwischen den Gleitkeilelementen und den Gleitkonen erleichtert den sicheren Angriff der Gleitkeilelemente mit der Bohrlochauskleidung. Die durch den auf den inneren Kolben des Werkzeugs wirkenden hydraulischen Druck hervorgerufenen Kräfte erzeugen eine höhere Festsetzkraft, welche durch bekannte mechanische Fest­ setzanker nicht erzielt werden kann. Die zum Abscheren des Bolzens des Werkzeugs erforderliche mechanische Kraft trägt darüberhinaus zu der hydaulischen Kraft zur Festsetzung des Ankers bei.

Eine Verriegelungsbaugruppe hält die festgesetzte Lage der Gleitkeilbaugruppe bezüglich der Bohrlochauskleidung aufrecht. Bei den bevorzugten Ausführungsformen ist die Verriegelungs­ baugruppe mit dem bewegbaren oberen Gleitkonus und dem Kern so verbunden, daß, wenn der obere Gleitkonus sich entlang dem Kern bewegt, die Lage dabei aufrechterhalten wird. Dem­ entsprechend kann die Gleitkeilbaugruppe in jeder Lage ver­ riegelt werden, wodurch die Verankerung bei verschiedenen Aus­ kleidungsdurchmessern erleichtert wird.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend an bevorzugten Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Zeichnungen näher beschrieben, in welchen gleiche Bezugszahlen sich bei allen Darstellungen auf gleiche Teile beziehen. In den Zeichnungen ist

Fig. 1 eine Schnittansicht einer ersten Ausführungsform des Ankers, wie er in das verrohrte Bohrloch ein­ gefahren wird,

Fig. 2 eine Schnittansicht des in der Bohrlochauskleidung festgesetzten Ankers der ersten Ausführungsform, wobei der Anker in zwei Ausklei­ dungen unterschiedlichen Durch­ messers festgesetzt dargestellt ist,

Fig. 3 eine vergrößerte Ansicht der Ver­ riegelungsbaugruppe der ersten Ausführungsform,

Fig. 4 eine vergrößerte Ansicht der Ver­ riegelungsbaugruppe einer zweiten Ausführungsform,

Fig. 5 eine Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform des Ankers,

Fig. 6 eine Schnittansicht eines Bohrlochs mit einer Ablenkkeilbaugruppe unter Verwendung des in das Bohr­ loch eingefahrenen Ankers und

Fig. 7 eine Schnittansicht des Bohrlochs mit einer darin unter Verwendung des Ankers festgesetzten Ablenk­ keilbaugruppe.

In den Zeichnungen sind bevorzugte Ausführungsformen eines hydraulisch festsetzbaren Ankers 10 dargestellt, der dazu ausgebildet ist, innerhalb eines verrohrten Bohrlochs 12 für die Verankerung verschiedener Bohrlochwerkzeuge, einschließ­ lich von Ablenkkeilen für die Ablenkung in einer unterschied­ lichen Richtung von dem Bohrloch 12 (Fig. 6 und 7), festge­ setzt zu werden. Der Anker 10 kann in Verbindung mit dem Bohr­ lochwerkzeug in das ausgekleidete Bohrloch 12 eingefahren werden für Einfachlauf-Arbeitsvorgänge oder kann getrennt in das Bohrloch unter Verwendung eines Laufwerkzeugs eingefahren werden. Der Ablenkkeil kann an einem Fräser, einem Bohrmeißel oder einem getrennten Laufwerkzeug angebracht sein. Die Kon­ struktion und Ausbildung des Ankers 10 erleichtert seine sichere Festsetzung unter dem Druck einer Druckflüssigkeit, die dem Anker 10 wie nachstehend beschrieben zugeführt wird.

Der Anker 10 gemäß der Ausführungsform der Fig. 1 bis 3 ist zum wahlweisen Anschluß unter Verwendung eines Adapters 14 mit einer Anschlußmuffe 16 an ein Bohrlochwerkzeug, wie bei­ spielsweise einen Ablenkkeil oder ein Laufwerkzeug, ausgebil­ det. Der Adapter 14 schließt einen axialen Flüssigkeitsdurch­ gangsweg 18 ein, durch welchen die hydraulische Festsetz­ flüssigkeit zugeführt wird. Passend aufgenommen durch und an­ geschlossen an den Adapter 14 ist ein innerer Dorn 20, welcher sich im wesentlichen über die Länge des Ankers 10 erstreckt. Der Dorn 20 ist mit dem Adapter durch eine Schraubverbindung 22 verbunden. Das bohrlochuntere Ende des Dorns 20 ist durch eine Schraubverbindung 26 mit einer Nase 24 verbunden. Bei dieser Ausführungsform bildet die Nase 24 einen Teil des un­ teren Gleitkonus, obwohl die Nase 24 auch von dem unteren Gleitkonus getrennt ausgebildet sein kann, wie in Fig. 5 dar­ gestellt ist. In einer bevorzugten Ausführungsform besteht der Dorn 20 aus einem oberen Abschnitt 28 und einem unteren Ab­ schnitt 30, obwohl der Dorn 20 auch einteilig ausgebildet sein kann.

Der Dorn 20 schließt einen Flüssigkeitsdurchgangsweg 32 ein, der durch eine axiale Sackbohrung 34 und eine Querbohrung 36 gebildet ist, um Druckflüssigkeit zu einem Kolbenzylinder 38 zu führen. Der Zylinder 38 umfaßt einen Ringraum, der um den Dorn 20 und innerhalb einer Außenwand 40, welche von dem Adapter 14 ausgeht, gebildet ist. Dementsprechend bildet der Adapter 14 das bohrlochobere Ende des Zylinders 38, während das bohrlochuntere Ende des Zylinders 38 offen ist, um einem Kolben 42 zu ermöglichen, innerhalb des Zylinders 38 auszu­ fahren. Der Kolben 42 besitzt ebenfalls eine ringförmige Kon­ figuration und ist verschiebbar innerhalb des Zylinders 38 aufgenommen. Eine Bewegung des Kolbens 42 wird durch erhöhten hydraulischen Druck innerhalb des Zylinders 38 oberhalb des Kolbens 42 herbeigeführt, welcher durch den Flüssigkeitsdurch­ gangsweg 32 zugeführt wird, wie nachstehend beschrieben wird. Der Kolben 42 umfaßt vorzugsweise einen ringförmigen Kolben­ kopf 44, der abgedichtet innerhalb des Zylinders 38 so aufge­ nommen ist, daß er durch den hydraulischen Druck beaufschlagt werden kann. Eine Kolbenstange 46 geht von dem Kolbenkopf 44 aus. Von dem Kolbenkopf 44 getragene O-Ringdichtungen 48 ver­ hindern Flüssigkeitsleckage hinter den Kolben 42. In einer bevorzugten Ausführung liegt die Kolbenstange 46 dem Kolben­ kopf 44 an und wird dadurch durch die Verschiebebewegung des Kolbenkopfes 44 beeinflußt. Die Kolbenstange 46 kann jedoch an dem Kolbenkopf 44 befestigt oder damit einteilig ausgebil­ det sein. Das bohrlochuntere Ende der Kolbenstange 46 be­ sitzt vorzugsweise einen Durchlaß 50, um einen Flüssigkeits­ fluß innerhalb der Kammer 38 zu ermöglichen und den Ausfluß daraus, wenn sich der Kolben 42 innerhalb der Kammer 38 bewegt.

Das bohrlochuntere Ende der Kolbenstange 46 beaufschlagt eine Gleitkeilbaugruppe 52 des Ankers 10, genauer gesagt, das obere Gleitkeilelement 54 der Gleitkeilbaugruppe 52. Die Gleitkeil­ baugruppe 52 ist an dem Dorn 20 angebracht und besitzt auch ein unteres Gleitkeilelement 56 und einen doppelten Gleitkonus 58. In einer bevorzugten Ausführung sind die oberen Gleitkeil­ elemente 54 nach Maßgabe des Ausfahrens der Kolbenstange 46 bewegbar, wodurch die Gleitkeilelemente 54 radial nach aus­ wärts in einen Verankerungseingriff mit der Auskleidung 12 an­ getrieben werden. Die oberen Gleitkeilelemente 54 sind anfäng­ lich gegen Bewegungen durch Scherschrauben 60 blockiert, die sich durch ein Blockierungsgehäuse 59 in eine Blockierungs­ hülse 61 erstrecken, die an dem Dorn 20 angebracht ist, wo­ durch Verschiebungen des oberen Gleitkeilelements 54 verhin­ dert werden, bis ein vorbestimmter hydraulischer Druck erreicht ist. In einer ersten Ausführungsform ist eine Drehsicherungs­ feder 62 zwischen dem Gleitkonus 58 und dem Dorn 20 angeord­ net. Die Feder 62 ist innerhalb von Längsschlitzen 64 in dem Dorn 20 aufgenommen, um Drehungen der Gleitkeilbaugruppe 52 relativ zu dem Dorn 20 zu verhindern.

Das bewegbare Gleitkeilelement 54 und das festgelegte untere Gleitkeilelement 56 besitzen Grenzflächen 68, welche mit den abgeschrägten Flächen 70 des Gleitkonus 58 zusammenwirken, um die Elemente radial auswärts zu treiben. Der flache Winkel der Grenzflächen 68 erleichtert die sichere Festsetzung der Gleit­ keilbaugruppe 52 unter einem Druckminimum der Druckflüssigkeit. In einer bevorzugten Ausführung ist die Neigung der Grenz­ flächen 68 geringer als 20 Grad und beträgt vorzugsweise 10 Grad. Im Ergebnis ist eine einfache Gleitkeilbaugruppe, die einen einzigen bewegbaren Gleitkonus verwendet, ausreichend, um die Vorrichtung sicher zu verankern. Darüberhinaus erlaubt die flache Neigung der Grenzfläche die Verwendung des Ankers 10 für unterschiedliche Auskleidungsdurchmesser, wie in Fig. 2 dargestellt ist, wo der Anker 10 in zwei unterschiedlichen Auskleidungen 12 festgesetzt ist.

Wie aus den Fig. 1 bis 3 hervorgeht, sind Verriegelungsmittel 72 vorgesehen, um bei festgesetzter Gleitkeilbaugruppe 52 das Zurückziehen der oberen Gleitkeilkonuselemente 54 und das Lösen der Gleitkeilbaugruppe 52 zu verhindern, wenn der hydrau­ lische Druck verringert wird oder aufhört. Wie am besten aus Fig. 3 hervorgeht, umfassen die Verriegelungsmittel 72 ein Sperrelement 74, das eine erste Sperrzahnfläche 76 besitzt, welche mit einer Sperrzahnfläche 78 an dem Blockierungsgehäuse 59 zusammenwirkt und eine zweite Sperrzahnfläche 80, welche mit einer Sperrzahnfläche 82 an dem Dorn 20 zusammenwirkt. Die Dornsperrzahnfläche 82 erstreckt sich über eine wesent­ liche Länge unterhalb des Blockierungsgehäuses 59, so daß Kontakt zwischen dem Sperrelement 74 und dem Dorn 20 aufrecht­ erhalten wird, wenn sich das Blockierungsgehäuse 59 und das obere Gleitkeilelement 54 auf den Gleitkonus 58 zubewegen. Die Sperrzahnflächen sind so ausgebildet, daß sie eine Be­ wegung des Blockierungsgehäuses 59 und des oberen Gleitkeil­ elements 54 in einer ersten bohrlochabwärtsweisenden Richtung ermöglichen, jedoch eine Bewegung in einer zweiten Richtung verhindern. Die Sperrzahnflächen 80 und 82 besitzen kleinere Zähne, um die Bewegung in der ersten Richtung zu erleichtern, während die Zähne der Sperrzahnflächen 76 und 78 größer sind, um eine Bewegung nur unter extremen Druck zu erlauben. Wenn daher die Gleitkeilbaugruppe 52 einmal festgesetzt ist, kann der hydraulische Druck entfernt werden und das Bohrlochwerk­ zeug abgenommen werden, ohne ein Lösen der Gleitkeilbaugruppe zu verursachen. Die Lage des doppelten Gleitkonus 58 wird durch eine Reihe von Scherschrauben 90 aufrechterhalten, welche sich in den Dorn 20 erstrecken. Der Gleitkonus 58 besitzt einen oberen Konusabschnitt 92 und einen unteren Konusabschnitt 94, welche mit den oberen Gleitkeilelementen 54 bzw. den unteren Gleitkeilelementen 56 zusammenarbeiten. Der untere Konusab­ schnitt 94 besitzt vorzugsweise mindestens eine Feder- oder Keilnute 96, um dem Konus 58 zu ermöglichen, sich entlang der Feder 62 zu bewegen, um die unteren Gleitkeilelemente in Ein­ griff mit der Auskleidung 12 aufzuweiten. Die Scherschrauben 90 sind so ausgebildet, daß sie vor den Schrauben 60 abscheren, so daß sich die oberen Gleitkeilelemente 54 und der doppelte Gleitkonus 58 in Längsrichtung bewegen, um die unteren Gleit­ keilelemente 56 vor dem Festsetzen der oberen Elemente 54 fest­ zusetzen. Die Hülse 61 verhindert ein Festsetzen der oberen Elemente 54 bis die Schraube 60 abgeschert ist.

In einer zweiten Ausführungsform des in den Fig. 4 und 5 dar­ gestellten Ankers 10 ist die Funktion im wesentlichen mit der­ jenigen der ersten Ausführungsform identisch, obwohl die Kon­ struktion des Ankers 10 geringfügig unterschiedlich ist. Wie in Fig. 5 gezeigt ist ein festgelegter unterer Gleitkonus 156 ein von einer Nase 124 getrenntes Teil. Weiterhin ist die Drehsicherungsfeder 162 mit dem unteren Gleitkonus 156 ver­ bunden und sitzt innerhalb des kürzeren Schlitzes 164 in dem Dorn 120. Die Verriegelungsmittel 172 sind ebenfalls gering­ fügig unterschiedlich, wie in Fig. 4 gezeigt ist. Wie bei der ersten Ausführungsform besitzen die Verriegelungsmittel 172 einen Sperring 174 mit ersten und zweiten Sperrzahnflächen. Die Scherschrauben 160 sind jedoch mit einem Abstandshalter 190 versehen, der eine Sperrzahnfläche 192 aufweist, welche mit der Sperrzahnfläche 178 des oberen Gleitkonus 154 zusammen­ wirkt. Dementsprechend erstrecken sich die Scherschrauben 160 durch die Verriegelungsmittel.

Die Funktion des hydraulisch feststellbaren Ankers 10 inner­ halb eines verrohrten Bohrlochs 12 ist für beide Ausführungs­ formen des Ankers 10 identisch. Mit dem an ein Bohrlochwerk­ zeug wie einem einfachen Laufwerkzeug oder einem Ablenkkeil über den Adapter 14 angeschlossenen Anker 10 wird Druckflüssig­ keitsdruck durch den Durchgangsweg 18 des Adapters 14 und den Durchgangsweg 32 des Dorns 20 zugeführt. Der erhöhte Flüssig­ keitsdruck innerhalb des Kolbenzylinders 38 übt eine abwärts­ gerichtete Kraft auf den Kolbenkopf 44 aus. Bei einem vorbe­ stimmten Druck scheren die Schrauben 90 und lösen den Gleit­ konus 58 von dem Dorn 20 und erlauben dem Kolben 42 den Gleit­ konus 58 in der ersten bohrlochabwärtsweisenden Richtung zu bewegen. Wenn die unteren Elemente 56 festgesetzt sind, scheren die Schrauben 60 und erlauben den oberen Elementen 54 sich festzusetzen und das Blockierungsgehäuse 59 freizugeben. Wenn dies eintritt, bewegen sich die zweiten Sperrzähne 80 des Sperr­ elements 74 über die Sperrzahnfläche 82 des Dorns 20. Wenn sich die oberen Gleitkeilelemente 54 auf die festgelegten unteren Gleitkeilelemente 56 zubewegen, weiten sich die Gleitkeil­ elemente nach außen gerichtet auf, bis die Zähne der Gleitkeil­ elemente in die Auskleidung 12 eingebettet sind und die Vor­ richtung darin verankern. Wie in Fig. 2 gezeigt ist, kann der Anker 10 in verschiedene Durchmesser aufweisenden Auskleidungen 12 verwendet werden, wobei sich nur das Ausmaß der bohrloch­ abwärtsgerichteten Bewegung des oberen Gleitkeilelements 54 ändert. Wenn die Gleitkeilbaugruppe 52 in der Auskleidung 12 festgelegt ist, kann der hydraulische Druck entfernt werden. Die Verriegelungsmittel 72 hindern die oberen Gleitkeilele­ mente 54 an einer Bewegung in die zweite bohrlochaufwärtswei­ sende Richtung, wodurch ein Lösen des Ankers 10 verhindert wird. Somit stellt die vorliegende Erfindung einen hydrau­ lisch festsetzbaren Anker 10 bereit, welcher eine sichere Verankerung für sekundäre Bohrlochwerkzeuge vorsieht.

Als ein Anwendungsbeispiel für den Anker 10 zeigen die Fig. 6 und 7 den in eine Ablenkkeilbaugruppe 100 für gerichtetes Bohren einbezogenen Anker 10. In der in den Zeichnungen dar­ gestellten Ausführungsform ist der Anker 10 an dem unteren Ende des Ablenkkeils 100 befestigt, welcher wiederum an einen Laufstrang 102 angeschlossen ist. Der Laufstrang 102 wird zur Positionierung des Ablenkkeils 100 wie auch als Zufuhr für die Druckflüssigkeit zum Festsetzen des Ankers 10 verwendet. Ein Flüssigkeitsdurchgangsweg 104 durch den Laufstrang 102 und den Ablenkkeil 100 kommuniziert mit dem axialen Durchgangsweg 18 des Ankers 10. Sobald der Anker 10 festgesetzt worden ist, um den Ablenkkeil 100 zu sichern, wird der Laufstrang 102 von dem Ablenkkeil 100 entkuppelt, um das Einfahren eines Fräsers 106 oder eines anderen Schneidwerkzeugs in das Bohrloch für das Schneiden durch die Auskleidung 108 zu ermöglichen. Nach der Entkuppelung des Laufstrangs 102 jedoch wird der Flüssig­ keitsdruck von oben ausgeschaltet, wodurch ein Lösen der vor­ bekannten Anker verursacht würde. Die Verriegelungsmittel 72 der vorliegenden Erfindung verhindern eine Freisetzung des Ankers 10. Daher verbleiben der Anker 10 und der Ablenkkeil 100 in der Auskleidung 108 festgesetzt und erlauben den er­ forderlichen Fräsarbeitsschritt.

Zusätzlich zu dem Einfahren des Ablenkkeils 100 unter Ver­ wendung eines Strangs 102 in das Bohrloch kann der Ablenkkeil 100 direkt an dem Fräser 106 angebracht sein, woraus eine einzige Laufoperation resultiert. Der Anker 10 könnte auch ein­ gefahren und unabhängig von anderen Arbeitsschritten festge­ setzt werden, obwohl der hydaulisch festsetzbare Anker 10 sich selbst für die Verwendung mit einem Ablenkkeil 100 an­ bietet, weil die Orientierung des Ablenkkeils innerhalb der Auskleidung 108 ausschlaggebend ist. Die vorbekannten mechanisch festgesetzten Anker erforderten eine Drehung des Strangs, wo­ durch die abgeschrägte Fläche des Ablenkkeils veranlaßt wurde aus der gewünschten Lage abzuweichen. Darüberhinaus wurde bisher angenommen, daß nur Packer wegen der Druckkompensations­ eigenschaften der Packerelemente bei solchen Arbeitsschritten verwendet werden können. Die vorliegende Erfindung sieht je­ doch einen Anker 10 vor, welcher formschlüssig und sicher inner­ halb einer Auskleidung unter Verwendung hydraulischen Drucks festgesetzt werden kann. Die flachen Winkel der Gleitkeilele­ mente und der Gleitkonen erlauben einen sicheren Eingriff mit der Auskleidung unter angemessenen erreichbaren hydraulischen Drücken.

Claims (18)

1. Anker für Bohrlochwerkzeuge, der innerhalb eines verrohrten Bohrlochs unter Verwendung von dem Anker durch ein Bohrlochwerkzeug zugeführter Druckflüssigkeit hydraulisch festsetzbar ist, umfassend einen inneren Dorn (20; 120) mit einem Flüssigkeitsdurchgangsweg (32; 132), der wahlweise mit der Druckflüssigkeitszufuhr kommuniziert, und eine an dem Dorn (20; 120) angebrachte Gleitkeilbaugruppe (52; 152), die mindestens einen bewegbaren Gleitkonus (58; 154) und eine Mehrzahl von Gleitkeilelementen (54, 56; 158) umfaßt, welche wahlweise in einen Verankerungseingriff mit dem verrohrten Bohrloch durch Bewegen des mindestens einen bewegbaren Gleitkonus (58; 154) aufweitbar sind, gekennzeichnet durch einen in Flüssigkeitsverbindung mit dem Flüssigkeitsdurchgangsweg (32; 132) des Dorns (20; 120) stehenden Kolbenzylinder (38; 138), in welchem ein Kolben (42; 142) verschiebbar angeordnet ist, wobei der mindestens eine bewegbare Gleitkonus (58; 154) nach Maßgabe des Ausfahrens des Kolbens (42; 142) in dem Zylinder (38; 138) bewegbar ist, und wobei Verriegelungsmittel (72; 172) zur Verhinderung des Zurückziehens der Gleitkeilelemente (54, 56; 158) von dem verrohrten Bohrloch vorgesehen sind.

2. Anker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitkeilbaugruppe (152) einen unteren festgelegten Gleit­ konus (156), einen oberen bewegbaren Gleitkonus (154) und eine Mehrzahl von Gleitkeilelementen (158) umfaßt, wobei die Gleit­ keilelemente (158) in den Verankerungseingriff durch Bewegen des oberen Gleitkonus (154) in eine erste Richtung gegen den unteren Gleitkonus (156) aufweitbar sind.

3. Anker nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Verriegelungsmittel (172) ein Sperrelement (174) einschließen, das mit dem Dorn (120) und dem bewegbaren oberen Gleitkonus (154) eingreift und so zwischen dem oberen Gleit­ konus (154) und dem Dorn (120) lagemäßig aufgenommen ist, daß, wenn sich der obere Gleitkonus (154) in die erste Richtung relativ zum Dorn (120) bewegt, das Sperrelement (174) den oberen Gleitkonus (154) daran hindert, sich in einer zweiten Richtung relativ zum Dorn (120) zu bewegen.

4. Anker nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Dorn (20; 120) eine axiale Sackbohrung (34; 134) und eine Querbohrung (36; 136) aufweist, welche den Flüssigkeitsdurchgangsweg (32; 132) bilden.

5. Anker nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen Adapter (14; 114) für das wahlweise Anschließen des Bohrlochwerkzeugs an den Anker (10), wobei der Adapter (14; 114) einen axialen Flüssigkeitsdurchgangsweg (18; 118) aufweist, der mit der axialen Sackbohrung (34; 134) des Dorns (20; 120) für die Zufuhr von Druckflüssigkeit verbunden ist.

6. Anker nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Kolbenzylinder (38; 138) durch einen den Dorn (20; 120) umgebenden Ringraum gebildet ist, der mit der Querbohrung (36; 136) des Flüssigkeitsdurchgangsweges (32; 132) flüssigkeitsverbunden ist.

7. Anker nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeich­ net, daß der Ringraum zwischen einer von dem Adapter (14; 114) ausgehenden Außenwand (40; 140) und dem inneren Dorn (20; 120) gebildet ist.

8. Anker nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Kolben (42; 142) innerhalb des ringraum­ förmigen Kolbenzylinders (38; 138) aufgenommen ist und einen ringförmigen Kolbenkopf (44; 144), der abgedichtet innerhalb des Kolbenzylinders (38; 138) aufgenommen ist, sowie eine von dem Kolbenkopf (44; 144) ausgehende Kolbenstange (46; 146), welche an den oberen Gleitkonus angreift, umfaßt, wodurch Be­ wegungen des Kolbenkopfes (44; 144) innerhalb des ringraum­ förmigen Kolbenzylinders (38; 138) den oberen Gleitkonus in der ersten Richtung bewegen, um die Gleitkeilelemente (54, 56; 158) in Eingriff mit dem verrohrten Bohrloch zu treiben.

9. Anker nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der obere und der untere Gleitkonus (58; 154, 156) eine Grenzfläche (68; 168) aufweisen, die mit entsprechen­ den Flächen an den Gleitkeilelementen (54, 56; 158) zusammen­ arbeiten, wobei die Grenzflächen (68; 168) eine Neigung von weniger als 20 Grad aufweisen.

10. Anker nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Grenzflächen (68; 168) eine Neigung von weniger als 12 Grad aufweisen.

11. Anker für Bohrlochwerkzeuge, der innerhalb eines verrohrten Bohrlochs unter Verwendung von dem Anker durch ein Bohrlochwerkzeug zugeführter Druckflüssigkeit hydraulisch festsetzbar ist, umfassend einen inneren Dorn (120) mit einem Flüssigkeitsdurchgangsweg (132), der wahlweise mit der Druckflüssigkeitszufuhr kommuniziert, und eine an dem Dorn (120) angebrachte Gleitkeilbaugruppe (152), die einen bewegbaren oberen Gleitkonus (154), einen festgelegten unteren Gleitkonus (156) und eine Mehrzahl von Gleitkeilelementen (158) umfaßt, welche wahlweise in einen Verankerungseingriff mit dem verrohrten Bohrloch durch Bewegen des bewegbaren Gleitkonus (154) in einer ersten Richtung aufweitbar sind, gekennzeichnet durch einen in Flüssigkeitsverbindung mit dem Flüssigkeitsdurchgangsweg (132) des Dorns (120) stehenden Kolbenzylinder (138), der durch einen den Dorn (120) umgebenden Ringraum gebildet ist, durch eine äußere Wand (140) umschlossen ist und in welchem ein Kolben (142) verschiebbar angeordnet ist, wobei der bewegbare Gleitkonus (156) an den Kolben (142) angreift, wodurch sich der bewegbare Gleitkonus (154) beim Ausfahren des Kolbens (142) innerhalb des Zylinders (138) in der ersten Richtung bewegt, und wobei zwischen dem oberen Gleitkonus (154) und dem Dorn (120) angeordnete Verriegelungsmittel (172) zur Verhinderung der Bewegung des oberen Gleitkonus (154) in einer zweiten Richtung und damit zur Verhinderung des Zurückziehens der Gleitkeilelemente (158) von dem verrohrten Bohrloch vorgesehen sind.

12. Anker nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungsmittel (172) ein Sperrelement (174) einschließen, das mit dem Dorn (120) und dem bewegbaren oberen Gleitkonus (154) eingreift, wobei das Sperrelement (174) erste Sperr­ zähne (176), die mit Sperrzähnen (178) an dem oberen Gleitkonus (154) zusammenarbeiten, und zweite Sperrzähne (180), die mit Sperrzähnen (182) an dem Dorn (120) zusammenarbeiten, aufweist, derart, daß das Sperrelement (174) eine Bewegung des oberen Gleitkonus (154) in der ersten Richtung relativ zum Dorn (120) erlaubt und eine Bewegung des oberen Gleitkonus (154) in der zweiten Richtung relativ zum Dorn (120) verhindert.

13. Anker nach Anspruch 11 oder 12, gekennzeichnet durch ei­ nen Adapter (114) für das wahlweise Anschließen des Bohrloch­ werkzeugs an den Anker (10), wobei der Adapter (114) mit dem Dorn (120) und der äußeren Wand (140) verbunden ist, um eine Endwand des Kolbenzylinders (138) zu bilden, und einen axialen Flüssigkeitsdurchgangsweg (118) des Dorns (120) einschließt.

14. Anker nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Kolben (142) einen ringförmigen Kolben­ kopf (144), der in dem Zylinder (138) abgedichtet aufgenommen ist, und eine von dem Kolbenkopf (144) ausgehende Kolben­ stange (146), welche an den oberen Gleitkonus (154) angreift, umfaßt.

15. Anker nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der obere und der untere Gleitkonus (154, 156) eine Grenzfläche (168) aufweisen, die mit entsprechen­ den Flächen (170) an den Gleitkeilelementen (158) zusammenarbeiten, wobei die Grenzflächen (168) eine Neigung von weniger als 12 Grad aufweisen.

16. Anker für Bohrlochwerkzeuge, der innerhalb eines verrohrten Bohrlochs unter Verwendung von dem Anker durch ein Bohrlochwerkzeug zugeführter Druckflüssigkeit hydaulisch festsetzbar ist, umfassend einen inneren Dorn (120) mit einem Flüssigkeitsdurchgangsweg (132), der wahlweise mit der Druckflüssigkeitszufuhr kommuniziert, einen an den Dorn (120) angeschlossenen und einen axialen Durchgangsweg (118), der mit dem Flüssigkeitsdurchgangsweg (132) des Dorns (120) verbunden ist, einschließenden Adapter (114), der Mittel für das wahlweise Anschließen des Ankers (10) an das Bohrlochwerkzeug einschließt, und eine an dem Dorn (120) angebrachte Gleitkeilbaugruppe (152), die einen bewegbaren oberen Gleitkonus (154), einen festgelegten unteren Gleitkonus (156) und eine Mehrzahl von Gleitkeilelementen (158) umfaßt, welche wahlweise in einen Verankerungseingriff mit dem verrohrten Bohrloch durch Bewegen des oberen Gleitkonus (154) in einer ersten Richtung aufweitbar sind, gekennzeichnet durch einen in Flüssigkeitsverbindung mit dem Flüssigkeitsdurchgangsweg (132) des Dorns (120) stehenden Kolbenzylinder (138), der durch einen den Dorn (120) umgebenden Ringraum gebildet ist, durch eine von dem Adapter (114) ausgehende äußere Wand (140) umschlossen ist und in welchem ein Kolben (142) verschiebbar angeordnet ist, wobei der Kolben (142) so an den oberen Gleitkonus (154) angreift, daß beim Ausfahren des Kolbens (142) innerhalb des Zylinders (138) sich der obere Gleitkonus (154) in der ersten Richtung bewegt, um die Gleitkeilelemente (158) zum Eingriff mit dem verrohrten Bohrloch auszuweiten, und wobei zwischen dem oberen Gleitkonus (154) und dem Dorn (120) angeordnete Verriegelungsmittel (172) zur Verhinderung der Bewegung des oberen Gleitkonus (154) in einer zweiten Richtung und damit zur Verhinderung des Zurückziehens der Gleitkeilelemente (158) von dem verrohrten Bohrloch vorgesehen sind.

17. Anker nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungsmittel (172) ein Sperrelement (174) einschließen, das mit dem Dorn (120) und dem bewegbaren oberen Gleitkonus (154) eingreift, wobei das Sperrelement (174) erste Sperrzähne (176), die mit Sperrzähnen (178) an dem oberen Gleitkonus (154) zusammenarbeiten, und zweite Sperrzähne (180), die mit Sperr­ zähnen (182) an dem Dorn (120) zusammenarbeiten, aufweist.

18. Anker nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß der obere und der untere Gleitkonus (154, 156) eine Grenz­ fläche (168) aufweisen, die mit entsprechenden Flächen (170) an den Gleitkeilelementen (158) zusammenarbeiten, wobei die Grenzflächen (168) eine Neigung von weniger als 12 Grad auf­ weisen.