DE592753C - Geraet zum Ausloeffeln von Sand u. dgl. aus Tiefbrunnen - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Gerät zum Auslöffeln von Sand u. dgl. aus Tiefbrunnen. Geräte dieser Art mit einer Sandkammer, deren unteres Einlaßende mit einem Rückschlagventil und deren oberes Ende mit einem Druckentlastungsventil versehen ist, welches sich beim Aufsetzen des Gerätes auf die Brunnensohle selbsttätig öffnet, sind bekannt. Bei den bekannten Geräten führt das Druckentlastungsventil zu einer Kammer, die eine Auslaßöffnung hat, durch welche aber beim Hinablassen des Gerätes in das Bohrloch etwaige in dem Bohrloch vorhandene Flüssigkeit eintreten kann. Die bekannten Geräte sind daher nicht für Bohrlöcher geeignet, die viel Flüssigkeit enthalten oder sich schnell mit Flüssigkeit füllen, da beim Eintritt von Flüssigkeit in die Auslaßkammer bei Öffnung des Druckentlastungsventils, wenn das Gerät den Boden des Bohrloches-erreicht, die Sandkammer sich nur teilweise oder überhaupt nicht füllt.

Das Gerät nach der Erfindung ist aber auch für mit Flüssigkeit gefüllte Bohrlöcher verwendbar, und zwar ist zu diesem Zweck das Druckentlastungsventil mit einer oberhalb der Sandkammer angeordneten luftdichten Druckkammer verbunden, in welcher für gewöhnlich atmosphärischer Druck herrscht. Wenn das Druckentlastungsventil beim Aufstoßen der Sandkammer auf den Boden des Bohrloches geöffnet wird, wird die in der Sandkammer befindliche Luft durch die unten eintretende Sand- und Schlammasse nach aufwärts in die Druckkammer verdrängt und darin verdichtet.

Diese verdichtete Luft sorgt später, wenn man das Gerät aus dem Bohrloch herausgehoben hat und eine Öffnung am unteren Ende der Sandkammer freigelegt hat, zur schnellen Entleerung der Sandkammer. Ferner ist in neuartiger Weise eine selbsttätige, von Hand auslösbare Sperrvorrichtung vorgesehen, durch welche das Druckentlastungsventil zwischen Sandkammer und Druckkammer nach seiner selbsttätigen Öffnung in seiner Offenlage festgehalten werden kann, was zwecks schneller Entleerung der Sandkammer wünschenswert ist.

Mit Bezug auf die Zeichnungen stellen dar:

Abb. ι ein im Sinne der Erfindung konstruiertes Gerät der obenerwähnten Art längs aufgeschnitten und zum Teil ausgebrochen,

Abb. 2 einige Teile aus Abb. 1, ebenfalls im Schnitt und in vergrößertem Maßstabe, insbesondere die Einrichtung zur Verriegelung des Ventils in seiner Offenstellung und zusammen mit einer der Einrichtungen, welche man verwenden kann, um den Druck im Inneren des Gerätes zu reduzieren,

Abb. 3 die bereits in Abb. 2 oben dargestellten Teile, ebenfalls im Schnitt, jedoch in der Verriegelungsstellung zum Offenhalten des Ventils,

Abb. 4 das am oberen Ende der Sandkammer befindliche Ventil vertikal geschnitten und in vergrößertem Maßstabe,

Abb. 5 in Ansicht und zum Teil ausgebrochen eine noch andere Ausführungsform der Erfindung,

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Abb. 6 den mit Bezug auf Abb. 5 zwischen den Punkten 6, 6 gelegenen Teil des Gerätes längs aufgeschnitten, Schnittführung in einer Ebene parallel zur Zeichenebene der Abb. 5, Abb. 7 einen vertikalen Schnitt nach Linie7-7. der Abb. 5 und insbesondere das Ventil zum Ablassen des Gasdruckes. Das Gas wird verwendet, um den Inhalt der Sandkammer herauszudrücken.
Abb. 8 zeigt einen Querschnitt nach Linie 8-8 der Abb. 6. Dargestellt ist nur der Schnitt durch das Gehäuse des Gerätes; die übrigen Teile sind weggelassen.

Abb. 9 zeigt das sogenannte Ventilstück eines Gerätes zum Auslöffeln von Sand u. dgl. längs aufgeschnitten in einer noch anderen Ausführung gemäß dieser Erfindung,

Abb. 10 einen Querschnitt nach Linie 10-10 der Abb. 9; dargestellt ist nur der Schnitt durch das Gehäuse des Gerätes, während die übrigen Teile weggelassen sind.

Bevor in der Beschreibung der Erfindung auf Einzelheiten des näheren eingegangen wird, muß gesagt werden, daß entsprechend der Arbeitsweise gemäß vorliegender Erfindung das Gerät auf das aus dem Brunnen zu entfernende Hindernis fallen gelassen, auf diese Weise die Luft, Gas oder beides unter niedrigem Druck enthaltende Saugkammer zur Sändkammer geöffnet und dem im Brunnen vorhandenen Überdruck durch Ausgleich mit dem Drucke der Saugkammer die Möglichkeit gegeben wird, die Sandkammer automatisch zu füllen. Vorzugsweise wird der ganze oder doch ein Teil des Druckes der eingeschlossenen Gase oder Luft aufgespeichert und, nachdem das Gerät bis über den Brunnenaufsatz hinaus hochgezogen worden ist, zur Entleerung der Sandkammer nutzbar gemacht.

Ein Gerät zur Durchführung einer derartigen Betriebsweise kann ganz verschieden ausgeführt, werden. Im Rahmen dieser Beschreibung sollen zwei Ausführungsformen der Erfindung behandelt werden. In der einen Ausführung wird mit einem am oberen Ende der· Sandkammer vorgesehenen Ventil gearbeitet, welches durch den Stoß, der sich ergibt, sobald das Gerät auf das im Brunnen befindliche zu beseitigende Hindernis trifft, sich ganz automatisch öffnet und in der Offenstellung durch besondere Mittel automatisch verriegelt wird. Die plötzliche Öffnung des erwähnten Ventils und somit die plötzliche Herstellung des Durchganges zu der oberen Kammer, d. h. zur Satigkammer, hat zur Folge, daß die Sandkammer des Gerätes unter dem Druck der im Brunnen stehenden Flüssigkeitssäule schnell gefüllt wird. Infolge Verwendung einer Ventilklappe am unteren Einlaß des Gerätes wird die eingebrachte Füllung unter Druck zurückgehalten. Die sogenannte Druckkammer dient dazu, die komprimierten, im oberen Ende der Druckoder Stoßkammer eingefangenen Gase zurückzuhalten. Gegebenenfalls könnten die betreffenden Gase unter einem etwas reduzierten Drucke zurückgehalten werden. Nachdem das gefüllte Gerät im Brunnen bis über den Brunnenaufsatz hochgezogen worden ist, wird das untere Ende des Gerätes geöffnet, vorzugsweise seitlich, worauf der in der Druckkammer vorhandene Druck den Inhalt aus der Sandkammer schnell herausbefördert. In einer anderen, weiter unten noch des näheren beschriebenen Ausführungsform der Erfindung ist die Saugkammer so eingerichtet, daß sie sich, sobald das Gerät auf das im Brunnen befindliche zu beseitigende Hindernis trifft, in begrenztem Maße relativ zur Sandkammer abwärts bewegen kann. Diese Abwärtsbewegung wird dazu ausgenutzt, das Öffnen des Ventils oberhalb der Sandkammer zu bewirken und auf diese Weise den Ausgleich der verschieden starken Drücke zu vermitteln bzw. mit dem Eindringen des Brunnendruckes in die Druckkammer die Füllung der Sandkammer zu bewirken.

Mit Bezug auf die eine besondere Ausführungsform der Erfindung darstellenden Abb. 1 und 4 bezeichnet 1 das Gehäuse des Gerätes. Am unteren Ende ist dieses Gehäuse mit einer Sandkammer 2 versehen. Die Konstruktion ist so, daß die Füllung der Sandkammer erfolgt, sobald das Gerät auf das im Brunnen befindliche, zu beseitigende Hindernis trifft. Zum angegebenen Zwecke ist das untere Ende der Sandkammer 2 mit einem Schuh 3 versehen. Darüber ist ein Mittel zum Halten der eingebrachten Füllung vorgesehen, vorzugsweise in Gestalt einer schräg sitzenden Ventilklappe 4. Der Schuh 3 trägt eine Hülse 5, die auf ein Paßstück 6 aufgeschraubt ist und zu einem weiter unten noch des näheren beschriebenen Zwecke drehbar sein soll.

Am oberen Ende der Sandkammer ist ein Ventil, vorzugsweise ein Kugelventil 7, vor-105 gesehen. Der dazugehörige Ventilsitz ist in der Form einer Buchse 8 mit durchgehendem Kanal 9 geschaffen. Darüber ist im Inneren des Gehäuses 1 eine Druckkammer 10 vorgesehen. Nahe dem oberen Ende dieser Kammer ist in fester Anordnung ein Teil 11 untergebracht, der als Sitz und zugleich als Führung für eine besondere Feder dient. Durch den Teil 11 erstreckt sich in Richtung nach oben eine von der Kugel 7 ausgehende Ventüstange 12. Die Kugel 7 ist an dem unteren Ende der Stange 12 in zweckentsprechender Weise befestigt. Ventilstange 12 erstreckt sich, wie schon gesagt, im Gehäuse nach oben und trägt ine mit einem Kopf 13 (Abb. 2) versehene polierte Verlängerungsstange. Das obere Ende des auf der polierten Stange sitzenden Kopfes

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befindet sich nahe dem unteren Ende eines Verriegelungsblocks 14. Im Inneren des Gehäuses ist hier an dieser Stelle eine Buchse 15 untergebracht. Dieselbe besitzt auf der einen Seite einen Längsschlitz 16. In dem Schlitz 16 arbeitet ein fester Anschlag 17. Dieser Anschlag soll die Aufwärtsbewegung des Blockes innerhalb der genannten Buchse begrenzen. Im oberen Teil des Blockes ist in verschiebbarer Anordnung ein Verriegelungsbolzen 18 vorgesehen. Derselbe ist an dem einen Ende bei 19 abgerundet und soll mit diesem Ende (auch Nase genannt) auf einer gegenüber in der Wandung der Buchse 15 geschaffenen Schrägfläche 20 arbeiten. Wenn das Gerät auf dem Grunde des Brunnens ankommt, bewirkt die lebendige Kraft des Blockes 14 — dieselbe kann gegebenenfalls noch durch die lebendige Kraft der übrigen sich abwärts bewegenden Teile verstärkt werden —, daß die Ventilstange 12 nach unten gedrückt und auf diese Weise das Ventil entgegen der Wirkung der in der festen Führung 11 untergebrachten Ventilfeder 21 von seinem Sitz abgehoben, also geöffnet wird. Sobald das Ventil 7 durch den auf Ventilstange 12 in Richtung nach unten ausgeübten Druck geöffnet wird, wird der Druck der im Brunnen stehenden Flüssigkeitssäule die Flüssigkeit in die Sandkammer schnell eindringen lassen, das Gas in die Druckkammer 10 hineindrücken und komprimieren und im Zusammenhang hiermit die Sandkammer mit dem von dem Schuh des Gerätes '■ berührten Gut füllen.

Die Schrägfläche 20 bewirkt, daß der Bolzen 1.8 mit Bezug auf Abb. 2 und 3 nach rechts verschoben wird. Die Folge ist, daß das rechte Ende des Bolzens unter die Fläche oder Schulter 22 der Buchse 15 greift und den Bolzen, wie in Abb. 3 dargestellt, verriegelt. Soll der Block wieder in seine normale Stellung zurückgebracht werden, so kann dies geschehen, indem man mit einem Bolzen in die in der Gehäusewand vorgesehene Öffnung 23 hineinsticht. Die eben erwähnte Öffnung deckt sich mit dem Verriegelungsbolzen, vorausgesetzt daß derselbe sich in der Verriegelungsstellung befindet.

Zur Entlastung des in der Kammer 10 und in der Sandkammer entwickelten Druckes sind besondere Mittel geschaffen. Vorzugsweise wird die Einrichtung hier so getroffen, daß der Druck nicht ganz, sondern nur teilweise abgelassen wird. Zum angegebenen Zwecke ist eine Zwischenführung 24 geschaffen, die einen Teil des Gehäuses verkörpert und am oberen Ende mit einer Stopfbuchse 25 versehen ist. Die Stopfbuchsenpackung kann mit einer Stopfbuchsenbrille 26 angespannt werden. Mit Hilfe dieser Stopfbuchse ist die schon wiederholt erwähnte polierte Stange in dem Zwischenstück 24 vollkommen dicht geführt. Das Zwischenstück 24 könnte mit einem oder auch mehreren Entlastungsventilen 27 ausgestattet werden. Die betreffenden Ventile werden durch eine oder durch mehrere Federn 28 auf ihrem Sitz gehalten. Zum Halten der Federn 28 dienen die Schrauben 29. Zum Nachspannen der Federn können Mittel irgendeiner zweckentsprechenden Art vorgesehen werden.

Um die Spülung und Reinigung bzw. Befreiung von Sandrückständen zu erleichtern, sind in der Wandung des Gehäuses da, wo es notwendig ist, Spüllöcher 30 vorgesehen (Abb. 2).

Es wird nun wieder auf den im unteren Ende des Gerätes sitzenden Schuh 3 sowie auf die den Schuh tragende Hülse 5 Bezug genommen zwecks Beschreibung der bevorzugten Einrichtung zum Öffnen des unteren Endes und Herausbefördern des im Gerät aufgenommenen Gutes. Das öffnen und Entleeren des Gerätes geschieht, nachdem dasselbe aus dem Brunnen herausgezogen ist. Die Hülse 5 ist, wie schon eingangs zum Ausdruck gebracht, mit dem Paßstück 6 bei 31 verschraubt und so eingerichtet, daß sie sich leicht drehen läßt. Das Paßstück 6 ist mit einer Hülse 32 versehen, die sich von dem Paßstück aus nach unten erstreckt und seitlich eine Öffnung 33 enthält. Die Hülse 5 enthält eine ebensolche Öffnung 34. Letztere kann mit der Öffnung 33 in Deckung gebracht werden. In Abb. 1 sind die öffnungen 33 und 34 außer Deckung dargestellt, d. h. in einer Lage, die von den Öffnungen eingenommen werden muß, wenn das Gerät in den Brunnen eingeführt werden soll. Nachdem das gefüllte Gerät im Brunnen hoch- und bis über den Brunnenaufsatz hinausgezogen ist, kann die Entleerung ohne weiteres veranlaßt werden, indem einfach die Hülse 5 so gedreht wird, daß die Öffnung 34 mit der Öffnung 33 zur Deckung kommt. Zum Drehen der Hülse könnten irgendwelche Mittel in zweckentsprechender Weise vorgesehen werden. Gegebenenfalls könnten in der Bohrung des Schuhes 3 an zwei sich diametral gegenübergelegenen Stellen Schlitze 35 vorgesehen werden. Die Schlitze 35 dienen zur Aufnahme der beiden Enden einer auf einer Grundplatte 37 hochstehenden Rippe 36. Die Platte 37 wird zweckentsprechend auf dem Boden des Brunnengerüstes festgelegt. Das Gerät wird auf die Platte 37 so aufgesetzt, daß die Rippe 36 in die Schlitze 35 eingreifen muß, und nachdem dies geschehen, wird das Gerät mit der Hand so weit gedreht, bis die Öffnungen 33 und 34 sich miteinander .decken. Die in der Ventildruckkammer 10 und in Kammer 2 befindliche komprimierte Luft (oder Gas) wird nach geschehener Öffnung eine schnelle Entleerung bewirken. Die Schrägstellung der Ventilklappe 4 ist für die Ent-

leerung sehr von Bedeutung. Die Ventilklappe wird vorzugsweise so angeordnet, daß sie mit ihrem tiefsten Punkte neben die Auslaßöffnung 33 zu liegen kommt.

Es wird nunmehr auf die Abb. 5 und 6 Bezug genommen. Zu der in diesen Abbildungen dargestellten Ausführungsform gehören auch die in den Abb. 7 und 8 dargestellten Teile. Zunächst wäre zu bemerken, daß bei dieser Konstruktion das Gerät in seine wichtigsten Teile zerlegt ist, um es leicht transportabel zu gestalten. Zu unterscheiden wären in der Hauptsache drei relativ kurze Abschnitte, nämlich: α ein oberes Stück mit Aufhängeöse und Entlastungsventil, b ein sogenanntes Ventilstück und c ein Bodenventilstück. Das ganze Gerät ist aus diesen drei Teilen und entsprechenden Rohrstücken zusammengesetzt. Das Gehäuse 38 ist so konstruiert, daß die Sandkammer 39 ao eine vertikale Verschiebung erfahren kann. Eigens zu diesem Zwecke ist das untere Ende des Gehäuses mit einem rohrartigen Fortsatz 40 versehen. Der Fortsatz 40 trägt am unteren Ende einen kräftigen Bund41. Bündel dient als Anschlag für die auf der Innenseite einer Hülse 43 geschaffene Schulter 42. Dem unteren Ende der Hülse 43 ist ein Zwischenstück 44 angeschlossen. Letzteres dient zum Halten der von unten her angesetzten Sandkammer. Zwischen dem Verbindungsstück und dem Bund 41 ist eine Schraubenfeder 45 vorgesehen. Feder 45 bewirkt, daß normalerweise das Kugelventil 48 auf seinem Sitz 47 gehalten wird. Das obere Ende der Feder 45 drückt gegen einen Dichtungsring 46. Das obere Ende des Fortsatzes 40 ist mit einem Sitz 47 für ein Kugelventil 48 versehen. Kugelventil 48 ist mit einer Stange 49 versehen, die sich nach oben erstreckt, einen Kolben 50 trägt und mit diesem Kolben in einer im Gehäuse 38 untergebrachten, vorzugsweise aus Bronze hergestellten Buchse 51" verschiebbar geführt ist. Der Kolben 50 wird zwischen der Stange 49 und einem Kolben 51 gehalten. Letzterer ist mit einem quer durchgehenden Schlitz 52 versehen. Durch den Schlitz 52 kann ein Querkeil 53 gesteckt werden. Die Enden des Querkeiles sind vom oberen Ende der Hülse 43 an diametral entgegengesetzten Punkten gleich weit entfernt und sitzen ein wenig über der Hülse 43. Trifft das untere Ende des Gerätes auf das im Schacht befindliche zu beseitigende Hindernis, so wird bei dieser Konstruktion die Feder 45 zusammengedrückt, das obere Ende der Hülse gegen den Querkeil 53 gestoßen und das Ventil 48 in seiner Bewegung nach unten abgefangen, während der Ventilsitz 47 seine Bewegung nach unten fortsetzen kann und auf diese Weise das Öffnen des Ventils bewirkt wird dadurch, daß die Kugel gewissermaßen von ihrem Sitz abgezogen wird.

Indem dies geschieht, wird die im oberen Ende des Gehäuses untergebrachte Feder 54 zusammengedrückt. Feder 54 wird das Ventil 48 wieder auf seinen Sitz zurückbringen, sobald das Gerät nach bewirkter Füllung hochgezogen wird. Wird das Ventil 48, so wie beschrieben, geöffnet, so wird der durch die Sandkammer auf die Unterseite des Ventils 48 wirkende Druck der Brunnenflüssigkeit plötzlieh entlastet und dadurch der Sandkammer die Möglichkeit gegeben, sich selbst zu füllen, so wie es schon im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform (Abb. 1) beschrieben worden ist. Über dem Ventilsitz 47 ist eine obere Ventilkammer 56 geschaffen, in die der entlastete Druck von dem unteren Kanal 55 aus übergeht. Von der genannten Kammer aus wird der Druck durch die mit 57 bezeichneten Längskanäle abgeleitet. Die Kanäle 57 erstrecken sich hoch bis zum oberen Ende des Gehäuses und durch die Endwand des mit 58 bezeichneten Verbindungsstückes hindurch. Letzteres dient zum Anschluß des die obere Druckkammer bildenden Abschnittes des Gerätes.

Das obere Ende der Buchse 51° bildet einen Ringkanal, durch welchen der Brunnendruck der Oberseite des Kolbens 50 zugeführt wird. Der Querschnitt des Ringkanals 59 soll vorteilhaft gleich dem Querschnitt des Ventilsitzes 47 sein. Der von oben her auf den Kolben wirkende Druck ist somit im wesentlichen gleich dem gegen die Unterseite des Ventils 48 wirkenden Druck. Es ist also möglich, das Ventil mit Hilfe der Feder 54 so lange auf seinem Sitz zu halten, bis das Gerät auf den Grund des Brunnens bzw. auf das im Brunnen befindliche "zu beseitigende Hindernis gelangt. Dem in der Druckkammer enthaltenen Druck wird auf diese Weise auf der Unterseite des Kolbens 50 und Oberseite des Ventils 48 ebenfalls das Gleichgewicht gehalten, so daß vom Zeitpunkt der Füllung bis zum Zeitpunkt der Entleerung des Gerätes eine unzulässige Beanspruchung irgendeines Teiles der Ventilkonstruktion nicht stattfinden kann. Das Ventil 48 Virkt, wenn das Gerät im Brunnen hochgezogen wird, als Schnarchventil und läßt den in der Sandkammer eingeschlossenen Druck größtenteils in die Druckkammer übergehen. Der Querriegel 53 ist in einem durch das Gehäuse quer und diametral hindurchgehenden Schlitz 52 untergebracht.

Zum Zwecke, den Fortsatz 40 im unteren Ende des Gehäuses zu befestigen, sind Halteschrauben 61 vorgesehen. Die Schrauben sind zugänglich durch mit ihnen in Übereinstimmung vorgesehene Löcher 62 der Hülse 43.

Bei einem Gerät der in Abb. 6 dargestellten Ausführungwird das Ventil, nachdem dieFüllung im Brunnen erfolgt ist, nicht offen gehalten. Nachdem aber das Gerät aus dem Brunnen herausgezogen worden ist, kann der Auslaß ge-

öffnet und das Gerät entleert werden, indem man das ganze Gerät gegen den Boden stößt, auf diese Weise das Ventil 48 zur Öffnung bringt und dem in der Druckkammer enthaltenen Druck die Möglichkeit gibt, den Inhalt der Sandkammer zum Austrag zu bringen.

Gegebenenfalls könnte am oberen Ende des im oberen Abschnitt 65 des Gerätes befindlichen geschloss'enen Raumes ein Entlastungsventil 64 vorgesehen werden. Der eben erwähnte obere Abschnitt 65 ist durch ein Paßstück 66 mit einem Kopf 67 verbunden, und in diesem Kopf wird das Ventil 64 untergebracht. Das Kopfstück 67 trägt eine Öse 68, mittels welcher das ganze Gerät an einer Leine oder einem Kabel (Sandleine) aufgehängt werden kann. In der Öse wird eine Stellschraube 69 vorgesehen. Mit Hilfe der Schraube 69 ist es möglich, den Druck der das ' Entlastungsventil auf seinem Sitz haltenden Feder 70 zu regulieren. Wenn das Entlastungsventil öffnet,, kann der Druck durch im Kopf 67 vorgesehene, einander diametral entgegengesetzte Kanäle'71 abströmen.
Das Rohr 63 (Abb. 7) erstreckt sich nach unten ziemlich lang in die Druckkammer hinein. Es soll auf diese Weise in dem das Röhrchen umgebenden Raum ein Gasfang geschaffen werden, um Gas unter Druck im oberen Teil der Druckkammer zurückhalten zu können, und zwar zu dem Zwecke, es später zur Entleerung der Sandkammer verwenden zu können.

Abb. 9 und 10 veranschaulichen eine noch andere Konstruktion des gewissermaßen einen Teil für sich darstellenden Steuerventils. Bei dieser Konstruktion ist das Gerät in einem gewissen Maße teleskopisch zusammenschiebbar. Das Gehäuse 105 bewegt sich relativ zur Hülse 121 nach unten, sobald das Gerät auf ein im Brunnen befindliches Hindernis trifft. Der an seinem unteren Ende mit einem kräftigen Bund 114 verbundene rohrförmige Fortsatz in greift unter die mit 113 bezeichnete Schulter der Hülse 121. Sobald sich das Gerät teleskopisch zusammenschiebt, wird die Oberseite der Schulter 113 den Dichtungsring 117 gegen das untere Ende des Gehäuses 105 drücken. Zugleich wird die Stoßstange 109 das Kugelventil 108 von seinem Sitz abheben und die Feder 97 zusammendrücken. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, ist die Stoßstange fest an der Ventilkugel angeschlossen. Die Spannung der Feder 97 bei geschlossenem Ventil bestimmt die Stärke der Unterlegscheibe 123. Der Steuerkolben, bestehend aus den Manschetten 102 und 104, aus einer Scheibe 106, aus einer Mutter 100, aus einer Gegenmutter 99 und einer mit der Kugel 108 verbundenen Stange 101 übt unter dem Einfluß des bei 98 eingeführten Flüssigkeitsdruckes auf das Kugelventil 108 einen Druck aus, der dem von unten her gegen das Kugelventil wirkenden Druck das Gleichgewicht hält.

Die gespannte Feder 115 ist immer bestrebt, das Gerät in der Strecklage zu halten und ein teleskopisches Zusammenschieben zu verhindern. Gespannt gehalten wird die Feder 115 durch das dem Anschluß der Sandkammer dienende Verbindungsstück 119. Die Unterlegscheibe 122 kann zur Regelung der Spannung der Feder 115 gegen entweder stärkere oder schwächere Scheiben ausgetauscht werden. Der Ring 118 bietet eine gewisse Sicherheit dafür, daß das Verbindungsstück. 119 mit dem die Sandkammer enthaltenden Abschnitt des Gerätes nicht im Brunnen verlorengeht. Das untere Ende des den rohrförmigen Fortsatz in durchziehenden Kanals ist so gestaltet, daß man einen Spezialschlüssel einstecken und den erwähnten Fortsatz in in das untere Ende des Gehäuses 105 bequem einschrauben kann. Die Maschinenschrauben 110 verhindern, daß sich der Teil in von selbst wieder losschrauben kann. Der Durchgang von der Sandkammer zur Saugkammer wird reguliert, indem einer der Durchgangskanäle 104 oder auch mehrere dieser Kanäle 104 mit einem bzw. mit mehreren Stopfen 120 verschlossen werden. Die Stopfen 120 können entweder fest eingeschraubt oder einfach nur eingesteckt und dann mit Hilfe des in den Teil 96 einzuschraubenden Rohres festgelegt werden. Mit den beschriebenen Mitteln ist es jedenfalls möglich, die Füllung des Gerätes zu regulieren.

Mit Bezug auf Abb. 1 sei bemerkt, daß im Betrieb das Trägheitsvermögen des Blockes 14 und der Ventilstange 12 zum öffnen des Ventils genügt. Wird jedoch eine Verstärkung der Kraft zum öffnen des Ventils gewünscht, so kann dies dadurch erreicht werden, daß man das Trägheitsvermögen des oberen Endabschnittes 89 des Gerätes mit zu Hilfe nimmt (Abb. 1). Der eben erwähnte, die Öse 90 zum Anschluß des 100 ^ Kabels tragende Endabschnitt ist so eingerichtet, daß er sich im Rohrmantel des Gehäuses nach unten verschieben kann.

Um den Abschnitt 89 zu verankern, ist sein unteres Ende mit einem Schaft 91 versehen. Letzterer ist in einem in den Rohrmantel fest eingeschweißten Ring 92 verschiebbar geführt. Das untere Ende des Schaftes trägt einen Hammerkopf 93. Es ist bei dieser Anordnung offenbar, daß, wenn das Gerät auf dem Grunde des Brunnens aufsitzt, das Trägheitsvermögen des oberen Abschnittes 89 dessen Bewegung in Richtung nach unten weiterzuführen sucht, demzufolge der Schaft 91 in dem Führungsring 92 nach unten verschoben und mit dem Hammerkopf 93 ein Schlag auf das obere Ende des Blockes 14 ausgeübt wird. Durch diesen Schlag auf den Block 14 wird dessen Wirkung in bezug auf das Öffnen des Ventils entsprechend verstärkt. Das Öffnen des Ventils 7 ist auf diese Weise unbedingt gewährleistet. Der Block 14 kann seitlich mit Nuten 94 versehen

werden, die einerseits den Druckausgleich in der Kammer 95 unterhalb der Büchse 15 begünstigen und andererseits verhindern, daß sich der Block unter der Einwirkung des in der Brunnenflüssigkeit enthaltenen Sandes o. dgl. festsetzt. Noch zu bemerken ist, daß der oben wieder-' holt gebrachte Ausdruck Gas jedes Brunnengäs,- auch Luft oder ein Gemisch von Gas und Luft umfaßt. Der Ausdruck Sand umfaßt Kies, Sand, Schlamm und anderes mehr oder weniger feines, gehäuftes, die Brunnenbohrung verstopfendes oder zum Teil ausfüllendes Gut. Unter Brunnen ist ein in die Erde getriebenes Bohrloch irgendwelcher Art zu verstehen. Im folgenden soll die Betriebsweise der beiden hier dargestellten Ausführungsformell beschrieben werden. Wenn ein Gerät der in Abb. 1 dargestellten x\usführung in einen Brunnen hineingelassen wird, muß das Ventil 7 geschlossen sein und der Block 14 sich in seiner Stellung gemäß Abb. 2 befinden. Sobald das Gerät im Brunnen auf eine Sandverstopfung trifft, wird der Schuh sich in den Sand hineindrücken, dadurch der auf dem Sand lastende Druck reduziert und dem stärkeren Druck der im Brunnen stehenden Flüssigkeitssäule Gelegenheit gegeben, den Sand in das Gerät hineinzutreiben.

Das Trägheitsvermögen des Blockes 14 bewirkt das Öffnen des Ventils 7, und zwar durch Vermittlung der Stange 12. Die Schrägfiäche 20 betätigt den Verriegelungsbolzen 18 und bewirkt, daß der Block 14 in seiner unteren Stellung verriegelt, das Ventil also bis auf weiteres offen gehalten wird. Gas, Flüssigkeit und möglicherweise auch etwas Sand können nun nach oben in die unter dem festen Kopf 11 befindliche Druckkammer 10 hineinströmen. Der in der erwähnten Kammer entstehende Druck kann durch Entlastungsventile 27 teilweise abgelassen werden. Nachdem das Gerät im Brunnen hochgezogen worden ist, wird es mit dem Schuh 3 so auf die Platte 37 gesetzt, daß der Steg 36 in die Schlitze 35 eingreifen muß. Durch Drehung der Sandbüchse wird die Öffnung 34 mit der öffnung 33 in Übereinstimmung gebracht, und sobald das der Fall ist, wird der in den Kammern 10 und 2 vorhandene Druck den Sand aus der Sandbüchse schnell heraustreiben. Bevor das Gerät wieder in den Brunnen hineingebracht wird, muß das Ventil geschlossen werden. Zu diesem Zweck wird der Verriegelungsbolzen 18 mit einem in die Öffnung 23 eingeführten Stift aus der Verriegelungsstellung herausgebracht. Alsdann wird die Feder 21 das Ventil in seine geschlossene Stellung zurückbringen.

Wird mit einem Gerät der in Abb. 5 dargestellten Ausführung, enthaltend ein Ventilstück gemäß Abb. 6, gearbeitet, so wird beim Aufsetzen des unteren Endes des Gerätes, d. h. wenn dasselbe auf dem Boden des Brunnens ankommt, die Sandbüchse relativ zur Druckkammer nach oben verschoben und die Feder 45 so weit zusammengedrückt, dis das obere Ende 6g der Hülse 43 gegen die Enden des Ouerriegels 53 stößt. Auf diese Weise wird der Kolben 51 hochgezogen und das Ventil 48 durch Vermittlung seines Schaftes 49 geöffnet.

Noch bevor dies geschieht, wird der Brunnendruck jedoch durch das Innere der Sandkammer bis unter das Ventil 48 gelangt sein, so daß, wenn dieses Ventil geöffnet wird, die über der Ventilöffnung 47 sich vollziehende Druckentlastung zur Folge hat, daß sich die Sandkammer unter dem Druck der im Schacht stehenden Flüssigkeitssäule sofort füllt.

Beim Arbeiten mit einem in Abb. 5 dargestellten, jedoch ein Ventilstück gemäß Abb. 9 enthaltenden Gerät wird die Sandkammer, sobald das Gerät mit seinem Schuh im Brunnen unten aufstößt, relativ zur Druckkammer hochgeschoben, die Feder 115 (Abb. 9) gespannt und das Ventil 108 durch Vermittlung der Stoßstange 109 entgegen der Spannung der Feder 97 von seinem Sitz abgehoben, so daß Gas und. Flüssigkeit unter Druck aus der Sandkammer heraus in die Druckkammer hineingetrieben werden und zugleich Sand mit in die Sandkammer des Gerätes hineingezogen wird.

Über dem Brunnenaufsatz wird die Sandbüchse entleert, indem der im Schuh befindliche Auslaß geöffnet und das Gerät mit dem Schuh gegen den Boden gestoßen wird.

Praktisch ist die Wirksamkeit des Gerätes zum Teil von gewissen Voraussetzungen, nämlich von der Flüssigkeit, dem Flüssigkeitsstand, der Härte des Sandes, der Beschaffenheit des Bohrloches, ob gerade oder ungerade, und von anderen Umständen sowie auch von der jeweiligen Betriebsweise abhängig.

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   1. Gerät zum Auslöffeln von Sand u. dgl. aus Tiefbrunnen mit einer Sandkammer, deren unteres Einlaßende mit einem Rückschlagventil und deren oberes Ende mit einem Druckentlastungsventil versehen ist, welches sich beim Aufsetzen des Gerätes auf die Brunnensohle selbsttätig öffnet, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckentlastungsventil (7,48,108) zu einer luftdichten Druckkammer (10, 56) führt.

   2. Gerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine selbsttätige, von Hand auslösbare Sperrvorrichtung (17,18, 22), derart, daß das Ventil (7) zwischen Sandkammer (2) und Druckkammer (10) nach seiner selbsttätigen Öffnung in seiner Offenlage festgehalten werden kann.

   3. Gerät nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilspindel (12,

   13) des zwischen der Sandkammer (2) und der Druckkammer (10) angeordneten Ventils (7) gleitbar und abgedichtet aus dem oberen Ende der Druckkammer (10) herausragt und mit einem im Gehäuse angeordneten Klotz (14) in Eingriff steht, derart, daß der Klotz beim Aufstoßen der Sandkammer (2) gegen den Boden des Bohrloches infolge seines Beharrungsvermögens sich etwas relativ zum Gehäuse (1) verschieben und das Ventil (7) in Offenlage bewegen kann.

   4. Gerät nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Klotz (14) ein querverschiebbarer Bolzen (18) angeordnet ist, der bei Abwärtsbewegung des Klotzes relativ 'zum Gehäuse durch eine Schrägfläche (20) im Innern des Gehäuses (1,15) verschiebbar ist, derart, daß der- Bolzen hinter eine ebenfalls im Gehäuse (1,15) an-

   ao geordnete Schulter (22) bewegt werden kann, wodurch der Klotz (14) in seiner Ventilöffnungslage gesperrt ist.

   5. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkammer (10,

   56) mit einem gewöhnlich geschlossenen Druckentlastungsventil (27, 28, 64, 70) versehen ist, dessen Öffnungsdruck einstellbar ist.

   6. Gerät nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sandkammer aus zwei teleskopartig ineinander verschiebbaren rohrförmigen Teilen (39, 43, 44 bzw. 40, 41) besteht, von denen der eine (39, 43, 44) auch das Druckkammergehäusestück (38) umgibt, derart, daß er beim Aufstoßen der Sand-.

   kammer auf den Boden des Bohrloches das Ventil (48) zwischen Sandkammer (2) und Druckkammer (56) in Offenlage bewegt.

   7.. Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden teleskopartig ineinandersteckenden Teile (39, 43, 44 bzw. 40, 41) der Sandkammer durch eine zwischen ihnen angeordnete Feder (45) für gewöhnlich in auseinandergestreckter Lage gehalten werden, in welcher das Ventil (48) in Abschlußlage durch eine andere Feder (54) gehalten ist.

   8. Gerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß an der Ventilspindel (49,

   51) des zwischen der Sandkammer und Druckkammer (56) angeordneten Ventils (48) ein Kolben (50) sitzt, der verschiebbar in einer sich dem oberen Teil der Druckkammer (56) anschließenden Bohrung (51°) gelagert ist, deren oberes Ende unter dem im Bohrloch herrschenden Druck steht.

   9. Gerät nach Anspruch- 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß an dem über dem Ventilkolben (50). aus der Druckkammer herausragenden Teil (51) der Ventilspindel (49, 51) ein Ouerglied (53) sitzt, derart, daß es in Eingriff mit dem einen rohrförmigen Teil (43) der Sandkammer geraten und das Ventil (48) in Offenstellung bewegen kann.

   10. Gerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung der das Ventil (48) in Abschlußstellung bewegenden Feder (54) einstellbar ist.

   11. Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckentlastungsventil (64) im oberen Ende der Druckkammer (56) 65) angeordnet ist und von diesem Ventil (64) ein Rohr (63) nach abwärts durch einen Teil der Druckkammer (56, 65) hindurchragt, derart, daß es zum Auffangen von Gas im oberen Teil der Druckkammer dienen kann und daß Flüssigkeit durch das Rohr (63) hindurch und an dem Ventil (64) vorbei strömen kann.

   12. Gerät nach Anspruch 1, dadurch ge- 8c kennzeichnet, daß der untere Teil der Sandkammer (2) drehbar von einer Hülse (5) umgeben ist, die in ihrer Wandung eine Öffnung (34) hat, derart, daß diese Öffnung mit einer Öffnung (33) in der Wandung der Sandkammer (2) oberhalb des Rückschlagventils

   (4) in Deckung gebracht werden kann, um das Gerät zu entleeren.

   13. Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß an der Ventilspindel (109) des zwischen Sandkammer und Druckkammer angeordneten Ventils (108, Abb. 9) ein Ansatz (116) sitzt, der in einem Abstand von einem im unteren Teil des rohrförmigen Teiles (121) angeordneten Anschlag (119) liegt, der nach teilweiser Ineinanderverschiebung der rohrförmigen Teile (105, 121) das Ventil (108) öffnet.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen