DE526619C

DE526619C - Doppelkernrohr mit Stuetzkugellager

Info

Publication number: DE526619C
Application number: DEB142839D
Authority: DE
Original assignee: Baker Oil Tools Inc
Current assignee: Baker Hughes Oilfield Operations LLC
Priority date: 1929-04-09
Filing date: 1929-04-09
Publication date: 1931-06-08

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 8. JUNI 1931

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 5 a GRUPPE

B 142839 Vl/sa Tag der Bekanntmachung über die Erteilung des Patents:

Baker OiI Tools, Inc. in Huntington Park, Calif., V. St A.

Doppelkernrohr mit Stützkugellager Patentiert im Deutschen Reiche vom 9. April 1929 ab

Die Erfindung bezieht sich auf Bohrwerkzeuge, wie sie bei Erdbohrungen zum Aufschließen von Ölquellen u. dgl. benutzt werden. Insbesondere handelt es sich um ein Doppelkernrohr zur Gewinnung von Kernen oder Proben der beim Bohren durchbrochenen Bodenschichten.

Es ist bekannt, bei der Anwendung des Drehbohrverfahrens ein Doppelkernrohr zu verwenden, dessen Innenrohr keine Drehbewegung ausführt und mittels eines flüssigkeitsdicht eingeschlossenen Stützkugellagers an einem Druckglied drehbar befestigt ist. Wenn man bei diesem bekannten Doppelkernrohr das innere Rohr mit dem Kern entfernen will, muß man zuerst das Außenrohr von dem drehbaren Bohrrohr abschrauben, um Zugang zu der Schraubverbindung zu haben, welche das Innenrohr mit dem Druckglied verbindet.

Dieses ist nun ein recht umständliches Verfahren, und es ist daher der Zweck der Erfindung, die Entfernung des Innenrohres zu vereinfachen, indem das Außenrohr nicht zuerst entfernt zu werden braucht. Erreicht wird

«5 dieser Vorteil dadurch, daß das das Innenrohr drehbar tragende Druckglied gegen eine Schulter im Innern des Bohrrohrkörpers lose anliegt und sich daran abstützt, während ein von der Außenseite des Bohrrohrkörpers eingeführter Zapfen das Druckglied gegen axiale Verschiebung festhält. Das Druckglied wird vorzugsweise mit einer Umfangsnut versehen, in welche der von außen entfernbar in dem Bohrrohrkörper sitzende Zapfen hineinragt.

Hierdurch wird die Einsetzung des inneren Kernrohres beschleunigt, da man nicht lange eine Vertiefung zu suchen braucht, in welche der Zapfen eintreten muß, um den Druckkörper gegen axiale Verschiebung zu sichern.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt:

Abb. ι ist ein mittlerer Längsschnitt des Bohrwerkzeuges, und

Abb. 2 ist eine Draufsicht auf das untere Ende desselben.

Der Bohrrohrkopf 10 ist an seinem oberen Ende mit einem Gewindezapfen 11 versehen, mit Hilfe dessen das Werkzeug an ein drehbares Bohrrohr befestigt wird. Das untere Ende des Bohrrohrkopfes 10 ist mit dem oberen Ende des hohlzylindrischen Bohrrohrkörpers 12 verschraubt, welcher an seinem oberen Ende mit Innengewinde und an seinem unteren Ende mit Außengewinde versehen ist. An dem unteren Ende des Rohres 12 ist ein Bohrkopf 14 aufgeschraubt, welcher beim Drehen des Bohrrohres das Erdreich durchdringt. Der Bohrkopf 14 ist mit zwei Reihen von Schneidzähnen 15 und 16 versehen, welche mit Bezug auf die Achse des Bohrrohres in radialer Richtung verschieden angeordnet sind und ferner mit Bezug aufeinander versetzt sind. Ferner sind gemäß der Abb. 1 die äußeren Zähne 15 nicht ganz so lang wie die inneren Zähne 16, so daß zwei verschiedene Arten von Bohrspänen erzeugt werden, wodurch die Gesamtbohrarbeit wesentlich erleichtert wird.

Der Bohrrohrkopf 10, das Bohrrohr 12 und der Bohrkopf 14 sind fest miteinander verbunden und rotieren gemeinsam, wenn das

Bohrrohr gedreht wird. Im Innern des Rohres 12 ist ein Kernrohr 17 lose angeordnet, an dessen unterem Ende ein Schuh 18 angeschraubt ist, welcher den Kern oder die Probe glättet. An dem oberen Ende des Kernrohres 17 ist ein Kopf 19 angeschraubt, welcher, wie die Abb. 1 zeigt, aus zwei miteinander in Gewindeeingrifif stehenden Teilen 19" und Ι^δ besteht.

Das untere Ende des Bohrrohrkopfes 10 ist ausgedreht, um einen oberen Druckklotz 20 aufzunehmen. Dieser Druckklotz 20 ist mit einer Umfangsnut 20° versehen, in welche ein Zapfen 20* hineinragt, der von außen in den Bohrrohrkopf 10 hineingeschraubt wird und den Klotz 20 gegen Längsverschiebung sichert. Das untere Ende des Klotzes 20 ist mit dem oberen Ende einer Hülse 21 in Gewindeeingriff gebracht, und zwar derart, daß die Hülse 21 von dem Klotz 20 nach abwärts hängt.

Der obere Teil 19* des Kernrohrkopfes 19 ist drehbar im Innern der Hülse 21 gelagert und liegt mit seinem oberen Ende gegen das untere Ende des Klotzes 20. Zwischen dem Teil 19* und dem Druckklotz 20 ist ein Drucklager 22 angeordnet. Derjenige Teil des Zapfens 19^, welcher von dem unteren Ende der Hülse 21 umgeben ist, ist mit einem kleineren Durchmesser versehen, um eine Dichtungspackung 23 aufzunehmen, welche in dem entstehenden Ringraum zwischen der Hülse 21 und dem Zapfen 19 angeordnet ist. Diese Packung 23 wird durch einen Packungsring 24 zusammengedrückt, welcher in Gewindeeingriff mit dem unteren Ende der Hülse 21 steht. In dieser Weise wird das Druckkugellager 22 vollständig von der Hülse 21, dem Klotz 20 und der Packung 23, 24 eingeschlossen. Diese Anordnung verhütet jeglichen Zutritt von körnigen Bestandteilen, wie Sand u. dgl., zu dem Lager 22, so daß dasselbe stets ungehindert in einem Schmiermittel, welches mit eingeschlossen ist, laufen kann.

Der Außendurchmesser des Kernrohres ist ein klein wenig kleiner als der Innendurchmesser des Bohrrohrkörpers 12, so daß die Spülflüssigkeit an der Außenseite des Kernrohres nach abwärts fließen kann, um den Schneidzähnen des Bohrkopfes 14 zugeführt zu werden.

Der Teil 19* des Kernbohrkopfes 19 hat einen wesentlich kleineren Durchmesser als der Teil 19° und ist an seinem unteren Ende mit Gewinde versehen, so daß er in eine Bohrung des Teiles 19° hineingeschraubt werden kann. Auf dem Teil 19* sitzt ferner eine Sperrmutter 27, welche unmittelbar oberhalb des Teiles 19^s zu liegen kommt und angezogen wird, wenn die gewünschte Länge des Kernrohres eingestellt ist. Das untere Ende des Teiles 19^s, welches die Form eines Zapfens hat, ist mit einer mittleren Kammer 28 versehen, welche nach unten hin offen ist. Das obere Ende dieser Kammer 28 steht mit radialen Kanälen 29 in Verbindung, welche ihrerseits in Verbindung mit dem Innern des Bohrrohrkörpers 12 stehen. In der Kammer 28 ist ein Rückschlagventil 30 angeordnet, welches das Eintreten der in dem Bohrrohrkörper 12 nach abwärts strömenden Spülflüssigkeit in das Innere des Kernrohres verhindert. Das Rückschlagventil 30 gestattet jedoch den Austritt irgendwelcher Flüssigkeit, welche sich im Innern des Kernrohres gefangen haben sollte oder beim Eindringen des Kernes in das Bohrrohr nach aufwärts getrieben wird. Im Innern des den Kern glättenden Schuhes 18 ist ein Kernhalter 31 angeordnet, welcher ein Eintreten des Kernes in das Innere des Kernrohres gestattet, jedoch ein Herausfallen desselben aus dem Kernrohr verhütet. Bei 32 ist ein Schneidzahn an dem inneren Umfang des Schuhes 18 angeordnet, welcher nach einwärts ragt und den Kern mit einer Längsnut versieht, welche ein Zusammensetzen des Kernes gestattet, wenn derselbe beim Herausnehmen aus dem Kernrohr zerbrechen sollte.

Wenn der Kern oder die Probe entfernt werden soll, wird der Bohrkopf 14 von dem Bohrrohrkörper abgenommen, und das genannte Kernrohr wird von dem Bohrrohrkörper 10, 12 entfernt. Hierauf wird der Schuh 18 von dem Kernrohr abgeschraubt, und nun kann man den Kern herausziehen.

Wenn man beim Erdbohren eine Probe des durchbohrten Erdreiches gewinnen will, wird die Vorrichtung der Erfindung an dem unteren Ende des Bohrrohres angeordnet, und man führt die Vorrichtung in das Bohrrohr ein, bis sie sich ungefähr einen Meter oberhalb des Erdbodens des Bohrloches befindet. Während dieser Zeit strömt die Spül- oder Schmierflüssigkeit in der Nähe der Schneidzähne an dem Bohrkopf heraus, und die Zirkulation wird so lange aufrechterhalten, bis das Bohrloch sauber ausgespült ist, dann wird die Vorrichtung ganz auf den Boden herabgelassen, und es wird mit der Bohrung begonnen, wobei selbstverständlich der Kreislauf des Schmiermittels aufrechterhalten wird.

Während der äußere Bohrrohrkörper 10, 12 ununterbrochen rotiert, findet jedoch keine Drehung des im Innern dieses Bohrrohrkörpers aufgehängten Kernrohres statt, sondern dasselbe kann sich unabhängig von dem Bohrrohrkörper drehen. Der Druck des Bohrrohrkörpers 12 auf das Kernrohr wird durch das Drucklager 22 aufgenommen, so daß der Bohrrohrkörper 12 sich vollkommen unabhänig mit Bezug auf das Kernrohr drehen kann.

Die Konstruktion des oberen Endes des Kernrohres und seine Verbindung mit dem oberen Ende des Klotzes 20 ist eine derartige, daß das Lager 22 in einem geeigneten Schmiermittel laufen kann, wobei jedoch irgendwelche fremden Bestandteile nicht in dieses Lager hineingeraten können. Das Kernrohr wird sich, sobald der Kern in dasselbe eintritt, nicht drehen, sondern wird sich lediglieh in seiner Längsrichtung verschieben, je weiter das Bohrwerkzeug in den Boden eindringt.

Während der Kern gebildet wird, wird die in dem Kernrohr eingeschlossene Flüssigkeit nach aufwärts durch das Rückschlagventil 30 herausgetrieben und tritt dabei in die Bohrung des Bohrrohrkörpers 10 ein. Wenn ein Kern von der gewünschten Länge hergestellt ist, wird die ganze Vorrichtung aus dem Bohrloch herausgenommen, wobei die Kernhaltevorrichtung im Innern des Schuhes 18 dafür sorgt, daß der Kern nicht aus dem Kernrohr herausfallen kann. Wenn die Vorrichtung sich auf der Oberfläche befindet, wird der Bohrkopf 14 entfernt, und der Stift 20^& wird herausgeschraubt, so daß man die gesamte Kernrohrkonstruktion aus dem Bohrrohrkörper 10 entfernen kann, und der Kern kann aus dem Kernrohr herausgeschoben werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Doppelkernrohr, dessen Innenrohr, welches keine Drehbewegung ausführt, mittels eines flüssigkeitsdicht eingeschlossenen Stützkugellagers (22) an einem Druckglied (20) drehbar befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckglied sich gegen eine Schulter im Innern des Bohrrohrkörpers (10, 12) lose abstützt und durch einen von der Außenseite des Bohrrohrkörpers (10, 12) eingeführten Zapfen (2ο⁶) gegen axiale Verschiebung festgehalten wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckglied (20) eine Umf angsnut (20°) hat, in welche der von außen entfernbar in dem Bohrkörper (10, 12) sitzende Zapfen (2ο⁶) hineinragt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen