DE527469C - Rohrverschluss zum Stampfen des Rohrinhaltes - Google Patents

Description

Bei der Zementierung eines Ölbrunnenbohrloches wird nach dem Versenken jedes Rohrstückes und dem Herausziehen der Bohrwerkzeuge aus dem Bohrloch in den Rohrstrang des Bohrloches eine gemessene Menge flüssigen Zements eingeführt, darauf das obere Ende des Rohrstranges verschlossen und in den Bohrlochrohrstrang Druckflüssigkeit eingelassen, die den unter ihr befindlichen Zement aufwärts in den Raum zwischen die Wandung des Bohrloches und die äußere Wandung des Rohrstranges treiben soll, um das andrängende Grundwasser vollkommen abzusperren. Dasselbe Verfahren wird nach dem Versenken jedes folgenden Rohrstückes angewandt, bis die gesamte äußere Wandung des Rohrstranges gegen äußeren Wasserzufluß vollständig gesichert ist. Erst dann wird das siebartige Saugstück in seine Lage in der Nähe der ölführenden Schichten versenkt.

Bei diesem Verfahren dient der Rohrverschluß nach der Erfindung zum Herunterstampfen eines über dem Zementmörtel in den Rohrstrang eingesetzten Pflockes und zum nach-

»5 träglichen schnellen Verschließen des oberen Endes des Rohrstückes entgegen dem Rückdruck, den die zusammengedrückte Luft über dem Zement dem Herunterstampfen des den Querschnitt des Rohrstranges voll ausfüllenden Pflockes entgegensetzt, und weiterhin zum dichten Verschluß entgegen dem zwecks weiteren Einpressens des Pflockes einzufüllenden Druckwasser, wobei das Herunterstampfen des Pflockes den Zweck hat, den Pflock von der Stelle, an der sich die Öffnungen zum Einfüllen des Druckwassers im Rohr befinden, zu entfernen und somit freie Bahn für das einzufüllende Druckwasser zu schaffen. Der schnelle Verschluß ist außerdem aber auch deshalb erforderlich, weil der Zement schnell abbindet und auch häufig die Gefahr besteht, daß der neu eingefüllte Zement durch andrängendes Grundwasser oder öl verdünnt wird.

Für ein ähnliches Verfahren wurde früher die Vorrichtung nach der amerikanischen Patentschrift ι 700 503 veröffentlicht. Durch dieselbe ist es bekannt, am oberen Ende des Rohrkopfes eine Kappe bajonettartig zu befestigen, in deren Mitte eine Spindel eingeschraubt ist, welche unterhalb der Kappe eine Verschlußscheibe drehbar trägt. Diese Verschlußscheibe kann mittels der Spindel von oben her auf einen inneren ringförmigen Ansatz des Rohrkopfes unter Zwischenschaltung eines Packungsringes fest gepreßt werden. Die Verschlußscheibe trägt in der Mitte ihrer Unterseite einen zentralen Dorn, der sich gegenüber seitlichen, unterhalb der Verschlußplatte befindlichen Öffnungen des Rohrkopfes befindet.

Der Rohrverschluß nach der Erfindung besteht aus einem Rohrkopf, an dessen Innenwand eine Packung und darin die zugehörige Grundbüchse anliegen, einer Kappe, die an den Rohrkopf anschließbar ist und sich gegen die Querfläche der Packung legt, und einem in der Verlängerung eines aus der Grundbüchse herausragenden und sie verschließenden Domes angeordneten, in die Kappe eingeschraubten

Bolzen, der mit einem Ansatz entgegen der Stampfrichtung an der Grundbüchse anliegt Der Rohrverschluß nach der Erfindung ist somit in der Läge, siclTselbsttätig um so besser zu dichten, je stärker der Druck des gegen seine Grundbüchse und Packung andrängenden Druckwassers ist.

Um nun den Weg, den der Pflock zwecks Freilegung der Öffnungen für das einzufüllende ίο Druckwasser heruntergestampft werden muß, nach Möglichkeit zu verkürzen und hierdurch weitere Zeit und Arbeit zu sparen, befinden sich die Öffnungen im Rohrkopf unmittelbar unterhalb der Packung.
Weitere Vorteile der Erfindung erscheinen in der weiteren Beschreibung, die auf die Zeichnungen Bezug nimmt. In den Zeichnungen zeigen:

Abb. ι einen mittleren Querschnitt durch das obere Ende eines Ölbrunnenbohrloches mit dem Rohrverschluß auf dem Brunnenrohrstrang,

Abb. 2 eine vergrößerte Seitenansicht des Rohrverschlusses,

Abb. 3 einen vergrößerten Längsschnitt durch den Rohrverschluß und durch ihre Befestigung auf dem oberen Ende des Brunnenrohrstranges, Abb. 4 einen Grundriß des Verschlusses. In der Zeichnung zeigt 10 ein Ölbrunnenbohrloch, 11 das unterste Rohrstück des Brunnenrohrstranges, das sich in dem Bohrloch befindet und dessen unteres Ende über dem Boden des Bohrloches liegt: Das obere Ende des Rohrstranges ist mit einer Gewindemuffe 12 versehen, in die der Rohrverschluß eingeschraubt wird, wenn nach beendetem Bohren zementiert werden soll.

Der Rohrverschluß 13 besteht hauptsächlich aus einem als Rohrkopf dienenden Rohrstück 14, das an dem unteren Ende seiner Außenseite mit einem in die Muffe 12 passenden Gewinde versehen ist und das oben offen ist. Die Wand des Rohrstückes enthält unmittelbar über dem unteren Gewinde einander gegenüberliegende, ebenfalls mit Gewinde versehene Öffnungen 15 und 16, in die die Enden von Druckwasserzubringerröhren 17 und 18 eingeschraubt sind, um das Druckwasser in das Innere des Rohrstranges einzuführen, damit der Zementmörtel an seine Stelle gedrückt wird. Dies wird weiter unten noch näher erläutert werden.

Innerhalb des Rohrstückes 14 befindet sich eine Stopfbüchse 19, die vorzugsweise eine Grundbüchse 20 enthält. Die Grundbüchse 20 hat in ihrer Mitte eine Bohrung 21 und trägt an ihrem unteren Ende einen ringförmigen äußeren Flansch 22, der mit ihr aus einem Stück besteht. Das obere Ende der Grundbüchse 20 besitzt einen inneren Flansch 23. Um die Grundbüchse 20 ist eine Packung 24 herumgelegt, die aus Gummi oder anderen elastischen Stoffen hergestellt sein kann. Die Dicke der Packung entspricht dem Abstand zwischen der äußeren Wandung der Grundbüchse und der inneren Wandung des Rohrstückes 14, an der die Packung somit ebenfalls anliegt. Die Packung ruht auf der oberen Fläche des Flansches 22, auf der oberen Querfläche der Packung ist ein Metallring 25 vorgesehen.

Ferner befindet sich in dem oberen Ende des Rohrstückes 14 eine Kappe 26, die unten hohl ist und an ihrer Wand außen mehrere Nocken 27 von viereckigem Querschnitt trägt. Diese Nocken passen in Aussparungen 28, die sich in dem oberen Ende des Rohrstückes 14 befinden, um die Kappe auf dem Rohrstück fest verriegeln zu können, nachdem sie in das Rohrstück eingeführt worden ist. Die Kappe 26 besitzt in ihrer Mitte eine Gewindebohrung 29 für einen Augenbolzen 30, dessen unteres, ebenfalls mit Gewinde versehenes Ende 31 abgesetzt ist. Der Absatz dieses'Endes 31 dient zur Kraftübertragung vom Augenbolzen 30 auf die Grundbüchse 20 und befindet sich innerhalb der Grundbüchsenbohrung 21; er wird von der Unterlagsscheibe 32 einer Mutter 33 gebildet, deren obere Fläche an dem inneren Flansch der Grundbüchse anliegt. Die Wand der Kappe ist mit kleinen Öffnungen zum Austritt von Luft oder sich in ihrem Hohlraum ansammelnden Wasser versehen und unmittelbar über diesen kleinen Öffnungen 35 mit größeren Höhlungen 36, die für einen zu ihnen passenden Schlüssel bestimmt sind.

Die Arbeitsweise des Rohrverschlusses nach der Erfindung ist folgende: Hat man die Absicht, einen Abschnitt eines Ölbrunnenbohrloches zu zementieren, so schraubt man das Rohrstück 14 an das Rohr an, führt eine gemessene Menge flüssigen Zementmörtels in das Brunnenbohrloch durch das zu diesem Abschnitt gehörige Rohrstück ein und setzt einen zylindrischen Pflock 40 auf die Querfläche des Zementmörtels, wie es in Abb. 1 gezeigt ist; darauf benutzt man den Dorn 37, der in die Bohrung der Grundbüchse eingeschraubt ist, und den in seiner Verlängerung liegenden Augenbolzen 30 zum Heruntertreiben des Pflockes in den Rohrstrang, dann wird die Stopfbüchse in das Rohrstück 14 und damit in den gesamten Rohrstrang eingesetzt. Hierauf werden die Nocken 27 in die Aussparungen 28, die sich in dem oberen Teil des Rohrstückes 14 befinden, eingedreht, so daß sie die Kappe 26 mit dem Rohrstück 14 verriegeln. Schließlich setzt man einen Schraubenschlüssel auf den quadratischen Teil 38 des Augenbolzens 30, um die Grundbüchse in den Hohlraum der Kappe 26 hochzuwinden; hierdurch wird die Dicke der Packung vergrößert, so daß sie längs ihres gesamten Umfan- ;es den ringförmigen Raum zwischen dem inneren Umfang des Rohrstücks 14 und der Grund-

büchse ausfüllt und somit das obere Ende des Rohrstranges fest verschließt, so daß es den Druck des nunmehr eingeführten Druckwassers aushalten kann. Die Einführung erfolgt durch die Zubringerröhren 17 und 18; sie bewirkt, daß der Pflock 40 nach unten gedrückt wird und mit ihm der unter ihm lagernde Zementmörtel, der darauf nach oben hin in den Raum zwischen die Wandung des Bohrloches und des Rohrstranges ausweicht und somit das andrängende Grundwasser vollkommen zurückhält.

Nach der Einführung des Druckwassers in den Rohrstrang wirkt der Druck dieses Druck-

IS wassers gegen das untere Ende der Grundbüchse, die sich dann entgegen dem Widerstände der Packung bewegt und hierbei die Dicke der Packung weiterhin vergrößert, so daß ein vollkommen dichter und sicherer Verschluß gewährleistet ist.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Rohrverschluß zum Stampfen des Rohrinhalts und nachträglichen schnellen Verschließen des Rohrendes, bestehend aus einem Rohrkopf, an dessen Innenwand eine Packung und darin die zugehörige Grundbüchse anliegen, einer Kappe, die an den Rohrkopf anschließbar ist und sich gegen die Querfläche der Packung legt, und einem in der Verlängerung eines aus der Grundbüchse herausragenden und sie verschließenden Domes angeordneten, in die Kappe eingeschraubten Bolzen, der mit einem Absatz entgegen der Stampf richtung an der Grundbüchse anliegt.

2. Rohrverschluß nach Anspruch 1 mit zum Einlassen von Druckflüssigkeit geeigneten öffnungen im Rohrkopf unterhalb der Packung.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen