DE69421823T2

DE69421823T2 - Schutzmanschette für bohrrohr und futterrohr

Info

Publication number: DE69421823T2
Application number: DE69421823T
Authority: DE
Inventors: John Corkhill; Alex Herrera; Derek Herrera; Gregory Herrera
Original assignee: Hydril UK Ltd
Current assignee: Hydril UK Ltd
Priority date: 1993-10-14
Filing date: 1994-10-12
Publication date: 2000-06-15
Anticipated expiration: 2014-10-13
Also published as: WO1995010685A2; CA2173864C; EP0721539A1; MY118865A; ES2140562T3; NO310782B1; NO961472L; AU7820694A; CA2173864A1; AU698810B2; NO961472D0; EP0721539B1; US5901798A; DE69421823D1; GB9321257D0; WO1995010685A3

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf Schutzvorrichtungen, und bezieht sich insbesondere auf Schutzvorrichtungen für Bohrgestänge, welche innerhalb der Bohrung eines Bohrlochs beweglich sind (zum Beispiel eines Kohlenwasserstoffbohrlochs).
Schutzvorrichtungen dieser allgemeinen Art werden im veröffentlichten UK Patent GB 2204895-B (US Patent Nr. 4907661) beschrieben, bei dem die Patentschrift die Vorteile von Schutzvorrichtungen zum Schutz von Bohrgestängen in Bohrlöchern und zum Schutz von Umhüllungen, welche gegebenenfalls solche Bohrlöcher auskleiden, besprochen werden. Fig. 1 und 2 der vorliegenden Anmeldung veranschaulichen den allgemeinen Gebrauch dieser Art von Schutzvorrichtung.
Die Schutzvorrichtung 1 besteht aus einem im allgemeinen ringförmigen Hauptteil, der das Bohrgestänge 2 umgibt und sich bezüglich dessen frei bewegen kann. Der Außendurchmesser der Schutzvorrichtung 1 ist größer als der maximale Außendurchmesser der Dorn- und Büchsenteile 3 und 4 der Länge des Gestängerohrs 2 und kleiner als der Innendurchmesser der Bohrung 5 oder der Umhüllung 6 (wenn vorhanden). Die Schutzvorrichtung 1 dient dazu, eine Berührung des Rohrs des Gestängerohrs 2 mit der Bohrung 5 oder der Umhüllung 6 zu verhindern, und ist derart konstruiert, daß sie einen relativ niedrigen Reibungskoeffizienten zwischen dem Gestängerohr 2 und ihrer eigenen Innenfläche sowie auch zwischen der Außenfläche der Schutzvorrichtung und der Bohrung oder der Umhüllung aufweist. Eine Anzahl von Schutzvorrichtungen kann bei Bedarf am Bohrgestänge angebracht werden, wobei eine oder mehrere Schutzvorrichtungen auf einzelnen Rohrabschnitten angebracht werden.
In dem Fall, daß die Schutzvorrichtung 1 die Oberfläche der Bohrung/Umhüllung berührt, kann das Gestängerohr 2 sich immer noch frei innerhalb der Schutzvorrichtung 1 drehen. Dies hält eine Zunahme des Drehmoments oder der Verschleppung, die ansonsten durch eine Berührung des Bohrgestänges mit der Bohrung/Umhüllung verursacht würde, möglichst gering, es wird weniger wahrscheinlich, daß entweder das Bohrgestänge oder die Umhüllung dadurch beschädigt wird, und Bohrspezifizierungen wie die Bohrspitzenbelastung können effektiver geregelt werden, um die Eindringgeschwindigkeit zu verbessern.
Fig. 1 zeigt einen einfacheren Einbau einer Schutzvorrichtung 1 auf einem Gestängerohr 2. In diesem Fall kann die Schutzvorrichtung sich frei in der Längsrichtung zwischen dem oberen und unteren Ende des Rohrs 2 bewegen. Anderenfalls können, wie in Fig. 2 gezeigt, ringförmige Halteklammern 7 über und unter der Schutzvorrichtung 1 am Rohr 2 angebracht werden, um deren Bewegungsbereich in der Längsrichtung zu beschränken. Die Klammern 7 können so angebracht werden, daß die Schutzvorrichtung 1 ortsfest angebracht wird, oder mit größeren Abständen angebracht werden, so daß die Längsbewegung über eine vorgegebene Länge des Rohrs 2 möglich ist.
Die vorliegende Erfindung bietet verschiedene Verbesserungen im Vergleich zu der Art von Vorrichtungen und Klammern, die in GB 2204895-B beschrieben sind. Die Verbesserungen, die durch die verschiedenen Aspekte der Erfindung erzielt werden können, liegen an der Form und dem Zusammenbau der Vorrichtung und der zugehörigen Klammern, der Verwendung getrennter Lagerelemente in verschiedenen Anordnungen und der Auswahl der Materialien. Diese verschiedenen Faktoren können verschieden kombiniert werden, um Schutzvorrichtungssysteme bereitzustellen, welche robust sind, nicht leicht auf Hindernissen hängenbleiben und bei Gebrauch die Drehkraft und Verschleppung minimieren.
Wie oben erwähnt wurde, muß die Schutzvorrichtung vor allem erlauben, daß das Rohr sich bezüglich ihr mit niedriger Reibung drehen kann und muß auch dazu dienen, zwischen dem Bohrgestänge und der Bohrung/Verkleidung einen Abstand zu halten. Dementsprechend muß die Vorrichtung die benötigten Merkmale einer niedrigen Reibung aufweisen und sie muß imstande sein, die bei Gebrauch auftretenden mechanischen Kräfte zu tragen. Sie muß weiterhin den Temperaturen, dem Druck und der aggressiven chemischen Umgebung widerstehen können.
Im folgenden Gebrauch, werden Verweise auf die "Bohrung" eines Bohrlochs sich gegebenenfalls auch auf eine Verkleidung, die eine Bohrung verkleidet, beziehen und umgekehrt.
Die im GB-2204895-B offenbarte Schutzvorrichtung wird im wesentlichen aus einem einzigen Material hergestellt, welches sämtliche obige Voraussetzungen erfüllen muß.
Erfindungsgemäß wird eine Schutzvorrichtunganordnung für ein Bohrgestänge bereitgestellt, die innerhalb der Bohrung eines Bohrlochs beweglich ist, wobei die Schutzvorrichtungsanordnung aus einem im allgemeinen ringförmigen Hauptteil besteht, der innen so dimensioniert ist, um rund um das Bohrgestänge herum zu passen und außen so dimensioniert ist, um in die Bohrung hinein zu passen, wobei der Hauptteil aus einem ersten Material oder Materialien besteht und weiterhin Lagermittel umfaßt, die zwischen den ringförmigen Hauptteil und das Bohrgestänge geschoben werden, so daß sich das Bohrgestänge bezüglich des ringförmigen Hauptteils frei bewegen kann, wenn der ringförmige Hauptteil mit der Oberfläche der Bohrung in Kontakt kommt, dadurch gekennzeichnet, daß:
das zwischen dem ringförmigen Hauptteil und dem Bohrgestänge befindliche Lagermittel einen Zwischenraum zwischen sich und dem Bohrgestänge und/oder zwischen sich und dem ringförmigen Hauptteil aufweist, der so gewählt wird, daß Grenzschmierung gefördert wird, wobei das Lagermittel aus einem Material gebildet wird, das ausgewählt wird, um ein Kontaktlager mit niedriger Reibung bereitzustellen, falls die Grenzschmierung versagen sollte, und wobei das Lagermaterial korrosionsschützende, selbstschmierende Eigenschaften aufweist.
Das Lagermittel kann zumindest ein vom ringförmigen Hauptteil getrennt gebildetes Lagerelement umfassen. Dieses zumindest eine Lagerelement kann bei Gebrauch an der Außenfläche des Bohrgestänges befestigt werden.
Vorzugsweise besteht das Lagerelement aus einer Büchse, die mittels oberer und unterer ringförmiger Spannmittel, welche in das obere und untere Ende der Büchse eingreifen, am Bohrgestänge befestigt wird, wobei der ringförmige Hauptteil zwischen den oberen und unteren Spannmitteln um die Büchse herum angeordnet wird.
Das Lagermittel kann zumindest ein auf der Innenfläche des ringförmigen Hauptteils befestigtes Lagerelement umfassen.
Dieses zumindest eine Lagerelement kann aus einem zweiten Material oder Materialien gebildet werden.
Das Lagermittel kann zumindest ein Lagerelement umfassen, welches bei Gebrauch zwischen dem ringförmigen Hauptteil und dem Bohrgestänge liegt und bezüglich dieser beiden Teile drehbar ist, wobei die Längsbewegung des zumindest einen Lagerelements bezüglich des ringförmigen Hauptteils mittels einer Haltevorrichtung begrenzt ist.
Das Lagermittel kann eine Vielzahl von getrennten Lagerelementen umfassen, die auf den Oberflächen des ringförmigen Hauptteils oder des Bohrgestänges angeordnet sind.
Das zumindest eine Lagerelement kann im wesentlichen zylindrisch sein.
Das Lagermittel kann zumindest ein erstes und ein zweites im wesentlichen konzentrisches Lagerelement umfassen, die zwischen dem ringförmigen Hauptteil und dem Bohrgestänge liegen.
Das Lagermittel kann eine innere Fläche des ringförmigen Hauptteils beinhalten, die sich um das Bohrgestänge herum erstreckt.
Das Lagermittel kann eine Materialbeschichtung einschließen, die zumindest auf eine innere Fläche des ringförmigen Hauptteils, die sich um das Bohrgestänge herum erstreckt, aufgetragen wird.
Das Lagermittel kann zumindest eine Lagerfläche umfassen, die mit längs verlaufenden Rillen oder Nuten versehen ist, wobei Spülflüssigkeit zirkulieren kann, um als Schmiermittel und Kühlmittel zu dienen.
Der ringförmige Hauptteil kann so geformt werden, daß die Gefahr eines Verklemmens innerhalb des Bohrlochs auf ein Mindestmaß herabgesetzt wird und/oder der Spülflüssigkeitsstrom um und durch die Schutzvorrichtungsanordnung gefördert wird, wobei die Längsenden des ringförmigen Hauptteils abgeschrägt oder gebogen sind und wobei der ringförmige Hauptteil um dessen Innenumfang am jeweiligen Längsende mit abgeschrägten Oberflächen versehen ist, wobei der Abschrägwinkel der Oberflächen so gewählt wird, daß er dem Neigungswinkel der Oberflächen der Verbindungsstücke des Bohrgestänges entspricht. Der Abschrägwinkel kann so ausgewählt werden, daß die abgeschrägten Oberflächen nicht ganz parallel bezüglich der Oberflächen der Verbindungsstücke des Bohrgestänges sind.
Die Anordnung kann zumindest ein im wesentlichen ringförmiges Spannmittel umfassen, das ausgeführt ist, um auf zumindest einer Seite des ringförmigen Haupteils am Bohrgestänge befestigt zu werden, um bei Gebrauch die Längsbewegung des ringförmigen Hauptteils des Bohrgestänges entlang zu beschränken. Entweder der ringförmige Hauptteil oder das Spannmittel kann mit Lagermitteln auf den jeweiligen ringförmigen Endoberflächen versehen werden, die bei Gebrauch miteinander in Kontakt kommen.
Die ringförmigen Endoberflächen des ringförmigen Hauptteils und des Spannmittels können so angeordnet sein, daß sie bezüglich einander nicht ganz parallel sind.
Vorzugsweise sind die Spannmittel ausgeführt, um das Bohrgestänge mittels zumindest eines aus den folgenden ausgewählten Mittels festzuhalten:
Rillen oder Kerbverzahnungen auf deren inneren; das Gestänge berührenden Flächen;
einer Beschichtung auf dem Innendurchmesser des Spannmittels aus einem Hochtemperaturepoxidharz oder dergleichen, welches ein darin dispergiertes abrasives Schleifaggregat aufweist.
Vorzugsweise werden die Materialien, aus denen der ringförmige Hauptteil und das Lagermittel gebildet sind, aus den folgenden ausgewählt:
Metallen inklusive: Aluminium und Aluminiumlegierungen;
Eisenlegierungen, Stahl und Stahllegierungen;
Kupferlegierungen inklusive Gußzinnbronze, Aluminiumbronze, Phosphorbronze, Kupfernickel; Zinklegierungen;
Kunststoffen und Elastomeren, inklusive:
Hochleistungskunststoffen; kohlenstoffverstärktem Polyetheretherketon; Polyphthalamid; Polyvinylidenfluorid; Acetalen; flüssigkristallinen Polymeren;
Kautschukverbindungen; Phenolharzen oder
- verbindungen; hitzehärtbaren Kunststoffen;
thermoplastischen Elastomeren; thermoplastischen Verbindungen; Thermoplasten inklusive Polyetheretherketon, Polyphenylensulfid, Polyphthalamid, Polyetherimid, Polysulfon, Polyethersulfon, allen Polyimiden, allen Polyamiden (inklusive Nylonverbindungen), Polybutylenterephthalat, Polyetherketonketon.
Am besten wird der ringförmige Hauptteil aus Hochleistungskunststoffmaterial gebildet.
Am besten wird das Lagermittel aus Hochleistungskunststoffmaterial gebildet.
Vorzugsweise wird der ringförmige Hauptteil, wenn dieser aus Metall gebildet ist, weiterhin mit einer aus den folgenden ausgewählten Beschichtung versehen: Polytetrafluorethylen (PTFE), autokatalytischem Nickel, Zink und Anstrichstoffen, Kautschuk und Kautschukverbindungen, Everslick, anodischer Behandlung.
Vorzugsweise beinhalten die Metall-, Kunststoff- oder Elastomermaterialien, aus denen der ringförmige Hauptteil und/oder das Lagermittel gebildet sind, aus den folgenden ausgewählte Füllstoffe:
Glas, Kohlenstoff, PTFE, Silizium, Teflon, Molybdändisulfid, Graphit, Öl und Wachs.
Vorzugsweise wird das Lagermittel aus Polyetheretherketon, Phenolharzen, Polyphthalamiden, flüssigkristallinem Polymer, Acetalen, Polyphenylensulfid, Polyamiden (Nylonverbindungen), Polyetherketonketon oder Polyetherimid gebildet.
Vorzugsweise besteht das Spannmittel, wenn dieses verwendet wird, aus Aluminiumlegierung, Kupferlegierung, Zink, Zinklegierung oder Eisenlegierung.
Erfindungsgemäße Ausführungsformen werden nun beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigelegten Zeichnungen beschrieben, worin:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Schutzvorrichtung ist, die an einem Gestängerohr in einer Bohrung montiert ist, welche die Verwendung von Schutzvorrichtungen der vorliegenden Art zeigt;
Fig. 2 eine schematische Seitenansicht ist, die ähnlich Fig. 1 ist, in der die Längsbewegung der Schutzvorrichtung mittels ringförmiger Spannmittel beschränkt ist;
Fig. 3 ein Längsschnittaufriß einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schutzvorrichtung ist;
Fig. 4 eine Draufsicht der ersten Ausführungsform ist;
Fig. 5 ein Längsschnittaufriß einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform der Schutzvorrichtung ist;
Fig. 6 eine Draufsicht der zweiten Ausführungsform ist;
Fig. 7 und 8 die zweite Ausführungsform bei Gebrauch zeigen;
Fig. 9 ein Längsschnittaufriß einer dritten erfindungsgemäßen Ausführungsform der Schutzvorrichtung ist;
Fig. 10 ein Längsschnittaufriß einer vierten erfindungsgemäßen Ausführungsform der Schutzvorrichtung ist;
Fig. 11 (a) ein Längsschnittaufriß einer fünften erfindungsgemäßen Ausführungsform der Schutzvorrichtung ist und Fig. 11 (b) und 11 (c) vergrößerte Einzelheiten aus Fig. 11 (a) sind;
Fig. 12 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einer sechsten erfindungsgemäßen Ausführungsform der Schutzvorrichtung ist;
Fig. 13 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einer siebten erfindungsgemäßen Ausführungsform der Schutzvorrichtung ist;
Fig. 14 eine Draufsicht einer erfindungsgemäßen Schutzvorrichtung ist, welche Baueinzelheiten zeigt, die bei mehreren der Ausführungsformen aus Fig. 1 bis 13 sowie bei Ausführungsformen der erfindungsgemäßen ringförmigen Spannmittel, die in nachfolgenden Zeichnungen gezeigt werden, verwendet werden können;
Fig. 15 bis 21 verschiedene Bauarten von erfindungsgemäßen Schutzvorrichtungen, die bei mehreren der Ausführungsformen aus Fig. 1 bis 13 sowie auch bei ringförmigen Spannmittel verwendet werden können, wie folgt zeigen:
Fig. 15 (a), (b), (c), (d) und (e) sind jeweils eine Draufsicht, eine Seitenansicht und eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einer ersten Bauart der Schutzvorrichtung und eine Draufsicht und eine perspektivische Ansicht einer der zwei diese Bauart bildenden Komponenten;
Fig. 16 (a), (b), (c), (d), (e) und (f) sind jeweils eine Draufsicht und eine Vorderansicht einer zweiten erfindungsgemäßen Bauart einer Schutzvorrichtung, eine Vorderansicht einer Komponente und eine Vorderansicht einer anderen Komponente einer zweiten Bauart und vergrößerte Teilansichten von Teilen der in Fig. 16 (c) und (d) gezeigten Komponenten;
Fig. 17 (a), (b), (c), (d), (e) und (f) sind jeweils eine Draufsicht und eine Vorderansicht einer dritten erfindungsgemäßen Bauart einer Schutzvorrichtung, eine Vorderansicht einer Komponente und eine Vorderansicht einer anderen Komponente einer dritten Bauart und vergrößerte Teilansichten von Teilen der in Fig. 17 (c) und (d) gezeigten Komponenten;
Fig. 18 (a) ist eine Draufsicht im Schnitt entlang der Linie XXIV- XXIV aus Fig. 18 (b) einer vierten erfindungsgemäßen Bauart einer Schutzvorrichtung;
Fig. 18 (b) ist eine Vorderansicht im Schnitt entlang der Linie XXV-XXV aus Fig. 18 (a) der vierten Bauart;
Fig. 18 (c) ist eine Vorderansicht einer Komponente der vierten Bauart;
Fig. 19 (a) ist eine Draufsicht im Schnitt entlang der Linie XXVII- XXVII aus Fig. 19(b) einer fünften erfindungsgemäßen Bauart der Schutzvorrichtung;
Fig. 19 (b) ist eine Vorderansicht der fünften Bauart;
Fig. 19 (c) ist eine Vorderansicht einer Komponente der fünften Bauart;
Fig. 20 (a) und (b) sind jeweils eine Draufsicht und eine Vorderansicht einer sechsten erfindungsgemäßen Bauart einer Schutzvorrichtung;
Fig. 21 (a) und (b) sind jeweils eine Draufsicht und eine Vorderansicht einer siebten erfindungsgemäßen Bauart der Schutzvorrichtung;
Fig. 22 (a), (b) und (c) jeweils eine Draufsicht, eine Vorderansicht von einer Seite und eine teilweise Vorderansicht von der anderen Seite einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform einer Halteklammer sind;
Fig. 23 (a), (b) und (c) jeweils eine Draufsicht, eine Vorderansicht von einer Seite und eine teilweise Vorderansicht von der anderen Seite einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform einer Halteklammer sind;
Fig. 24 (a) und (b) jeweils eine Draufsicht und eine Vorderansicht, teilweise im Schnitt, einer weiteren erfindungsgemäßen Bauart einer Schutzvorrichtung sind;
Fig. 25 eine perspektivische Ansicht ist, die eine der zwei Komponenten aus Fig. 24 (a) und (b) zeigt;
Fig. 26 (a)-(c) jeweils eine perspektivische Ansicht, eine Endansicht und eine bruchstückartige Schnittansicht im Detail einer weiteren erfindungsgemäßen Bauart eines Schutzvorrichtunghauptteils oder einer Klammer sind;
Fig. 27 eine perspektivische Ansicht einer in der Bauart aus Fig. 26 verwendeten Klammer ist;
Fig. 28 (a) und (b) jeweils eine Seitenansicht und eine Endansicht eines Werkzeugs zum Anbringen und zum Abnehmen der Klammer aus Fig. 27 sind;
Fig. 29 eine Endansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform eines ringförmigen Schutzvorrichtungshauptteils ist;
Fig. 30 (a) und (b) jeweils eine teilweise Seitenansicht im Schnitt einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform des ringförmigen Schutzvorrichtungshauptteils und eine perspektivische Ansicht eines halbringförmigen Abschnitts dieses Teils sind;
Fig. 31 (a) eine Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform der Schutzvorrichtung und der Klammern, die an einem Gestängerohr montiert sind, ist;
Fig. 31 (b) und (c) jeweils eine Endansicht und eine Seitenansicht einer Hälfte der Schutzvorrichtung aus Fig. 31 (a) sind;
Fig. 31 (d) eine detaillierte Ansicht eines Abschnitts der Hälfte der Schutzvorrichtung aus Fig. 31 (b) und (c) ist, die ein Mittel zum Befestigen eines Lagermittels an diesem Abschnitt zeigt;
Fig. 32 eine teilweise Seitenansicht im Schnitt der Schutzvorrichtung aus Fig. 31 ist, die neben einer Rohrverbindung an einem Gestängerohr montiert ist;
Fig. 33 (a), (b) und (c) jeweils eine erste und eine zweite Seitenansicht und eine Endansicht eines inneren Lagerelements, das bei der Schutzvorrichtung aus Fig. 32 verwendet wird, sind;
Fig. 34 (a), (b) und (c) jeweils eine erste, eine zweite Seitenansicht und eine Endansicht eines äußeren Lagerelements, das bei der Schutzvorrichtung aus Fig. 32 verwendet wird, sind;
Fig. 35 (a), (b) und (c) jeweils eine erste und eine zweite Seiten- und Endansicht und eine Ansicht im zusammengesetzten Zustand von Randlagerelementen, die bei der Schutzvorrichtung aus Fig. 32 verwendet werden, sind;
Fig. 36 (a) eine teilweise Seitenansicht im Schnitt einer Schutzvorrichtung ist, die zwischen einer Rohrverbindung und einer Klammer an einem Gestängerohr montiert ist, und 36 (b) und (c) jeweils vergrößerte, detaillierte Ansichten von Abschnitten des Zwischenraums zwischen der Schutzvorrichtung und der Rohrverbindung sowie zwischen der Schutzvorrichtung und der Klammer sind;
Fig. 37 (a) eine teilweise Seitenansicht im Schnitt einer an einem Gestängerohr montierten Schutzvorrichtung ist und Fig. 37(b), (c), (d) und (e) vergrößerte, detaillierte Ansichten von Abschnitten des Zwischenraums zwischen der Schutzvorrichtung und dem Gestängerohr sind, die alternative Oberflächenformen der Oberfläche der Schutzvorrichtung zeigen;
Fig. 38 (a) und (b) Endansichten im Schnitt einer an einem Gestängerohr montierten Schutzvorrichtung sind, die alternative Oberflächenformen eines dazwischenliegenden Lagerelements zeigen;
Fig. 39 (a)-(e) Seitenansichten von Längen eines Gestängerohrs sind, die alternative Anordnungen der darauf montierten Schutzvorrichtungen und Klammern zeigen;
Fig. 40 (a)-(j) teilweise Endansichten von Abschnitten der Schutzvorrichtung sind, die verschiedene Formen von inneren Rillen oder Nuten und Flüssigkeitsdurchgängen zeigen;
Fig. 41 (a), (b) und (c) jeweils eine Endansicht, eine erste und eine zweite Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform der ringförmigen Klammer sind;
Fig. 42 (a), (b) und (c) jeweils eine Endansicht, eine erste und eine zweite Seitenansicht einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der ringförmigen Klammer sind;
Fig. 43 (a), (b) und (c) jeweils eine Endansicht, eine erste und eine zweite Seitenansicht einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der ringförmigen Klammer sind;
Fig. 44 (a), (b), (c) und (d) jeweils eine erste Seitenansicht im Schnitt, eine Endansicht und eine dritte und eine vierte Seitenansicht im Schnitt einer bevorzugten Ausführungsform des ringförmigen Schutzvorrichtungshauptteils sind;
Fig. 45 (a), (b), (c) und (d) jeweils eine erste Seitenansicht im Schnitt, eine Endansicht und eine dritte und eine vierte Seitenansicht im Schnitt einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des ringförmigen Schutzvorrichtungshauptteils sind;
Fig. 46 (a), (b), (c) und (d) jeweils eine erste Seitenansicht im Schnitt, eine Endansicht und eine dritte und eine vierte Seitenansicht im Schnitt einer weiteren bevorzugten Ausführungsformen des ringförmigen Schutzvorrichtungshauptteils sind;
Fig. 47 (a), (b), (c) und (d) jeweils eine erste Seitenansicht im Schnitt, eine Endansicht und eine dritte und eine vierte Seitenansicht im Schnitt einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des ringförmigen Schutzvorrichtungshauptteils sind;
Fig. 48 (a), (b), (c) und (d) jeweils eine erste Seitenansicht im Schnitt, eine Endansicht und eine dritte und eine vierte Seitenansicht im Schnitt einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des ringförmigen Schutzvorrichtungshauptteils sind;
Fig. 49 und 50 Endansichten erster und zweiter Ausführungsformen des Schutzvorrichtungshauptteils, der aus mehr als zwei teilweise ringförmigen Abschnitten gebildet ist, sind; und
Fig. 51 eine teilweise Querschnittansicht einer modifizierten Anordnung zum Verbinden der teilweise ringförmigen Abschnitte der Klammer oder des Schutzvorrichtungshauptteils mittels Bolzen oder Schrauben, einschließlich komprimierbarer Umhüllungsmittel, um den Schaft der Bolzen oder Schrauben von der äußeren Umgebung abzusondern, ist.
Unter Bezugnahme auf Fig. 3 und 4, besteht eine erste Ausführungsform 100 einer Schutzvorrichtung für ein Bohrgestänge aus einem ringförmigen Hauptteil 102, der eine zylindrische Bohrung 104 und einen im allgemeinen zylindrischen Umfang 106 mit abgeschrägten Enden 108 aufweist. Der ringförmige Hauptteil 102 besteht aus zwei halbringförmigen Hauptteilabschnitten 110, deren Enden als Gelenke gebildet sind und miteinander mittels Gelenkzapfen, -schrauben oder -bolzen 112 verbunden sind (Fig. 4). Alternative strukturelle Anordnungen des ringförmigen Schutzvorrichtungshauptteils 102 sind denkbar, einschließlich anderer Mittel zum Befestigen der Hauptteilabschnitte, wie weiter unten besprochen wird.
Die Bohrung 104 ist mit einem Lagermittel versehen, das aus zwei halbzylindrischen Büchsen 114 besteht, die aus einem Material hergestellt sind, das unter den in einer Bohrung vorherrschenden Verhältnissen als Lager geignet ist. Die Büchsen 114 haben radial nach innen gerichtete Oberflächen, welche so dimensioniert sind, um mit einem kleinen Zwischenraum um das Bohrgestänge 116 herum angebracht zu werden (Fig. 4).
Die Büchsen 114 weisen vorzugsweise längsverlaufenden Rillen 118 auf, um die Schmierung durch Bohrschlamm zu erleichtern und somit bei Gebrauch der Schutzvorrichtung 100 die Bewegung der Schutzvorrichtung 100 bezüglich des Bohrgestänges 116 zu erleichtern. Die Rillen haben vorzugsweise abgeschrägte Seitenwände, können jedoch eine unterschiedliche Größe, Anzahl und Gestaltung aufweisen. Die Anordnung des Zwischenraums des ringförmigen Hauptteils 102 um das Bohrgestänge 116 und die Anordnung der länglichen Rillen 118 kann zumindest unter bestimmten Verhältnissen einen Grenzschmierungs- oder hydrodynamischen Stützeffekt haben, wobei der Bohrschlamm als Schmierflüssigkeit verwendet wird, wodurch bei Gebrauch die Reibung zwischen dem Bohrgestänge und der Büchse 114 weiter herabgesetzt wird. Eine solche Zirkulierung von Flüssigkeit dient auch dazu, Schutt auszuspülen und angrenzende Komponenten abzukühlen.
Der obenerwähnte Grenzschmierungs /hydrodynamische Stützeffekt kann durch Auswahl des Zwischenraums zwischen dem Lagerelement und der angrenzenden rotierenden Oberfläche gefördert werden und kann weiter unter Verwendung geeignet gestalteter Rillen oder Nuten verbessert werden. Bei den verschiedenen hier offenbarten Lagerbauarten kann die Grenzschmierung zwischen der Lagerfläche und dem Gestängerohr, zwischen der Lagerfläche und dem Schutzvorrichtungshauptteil, oder beiden (im Falle eines freibeweglichen Lagers), oder zwischen den Oberflächen angrenzender Lagerelemente stattfinden. Der jeweilige Zwischenraum kann so ausgewählt werden, daß eine Grenzschmierung bis zu einer ungefähren, vorbestimmten Last bereitgestellt wird, wonach der Dünnfilm abgebaut wird und die angrenzenden Flächen einander direkt berühren. Wie weiter unten beschrieben wird, werden die Materialien der Lagerflächen der Schutzvorrichtung erfindungsgemäß so ausgewählt, daß unter diesen Umständen die Reibung zwischen den Oberflächen möglichst gering gehalten wird.
In Fig. 3 werden die Büchsen 114 in einer Ausfalzung innerhalb der Bohrung 104 des ringförmigen Hauptteils 102 gezeigt, wobei die Längsenden der Büchsen 114 mit einem Abstand nach innen von den Enden des ringförmigen Hauptteils angeordnet sind. Die Büchsen 114 könnten sich jedoch über die gesamte Länge der Bohrung 104 erstrecken. Die durch die Büchsen 114 bereitgestellte Lagerfläche könnte andernfalls anstelle der gezeigten halbzylindrischen Büchsen durch einzelne an den benötigten Bereichen der Innenfläche des ringförmigen Hauptteils angebrachte Abschnitte bereitgestellt werden.
In dieser sowie anderen hier beschriebenen erfindungsgemäßen Ausführungsformen wird der ringförmige Hauptteil 102 vorzugsweise aus Metall und am besten aus Aluminium oder Aluminiumlegierung, oder aus Kunststoff- oder Elastomermaterialien, welche imstande sind, die bei Gebrauch auftretenden mechanischen Lasten zu tragen, hergestellt. Verbundstoffe aus verschiedenen Materialien können ebenfalls verwendet werden.
Die Büchsen 114 in dieser Ausführungsform und die entsprechenden Lagerteile anderer hier beschriebener Ausführungsformen werden vorzugsweise aus Kunststoff- oder Elastomermaterialien oder in einigen Fällen aus Stahl oder anderen Metallen hergestellt. Geeignete Materialien umfassen kohlenstoffverstärktes Polyetheretherketon, Polytetrafluorethylen, Polyphthalamid, Polyvinylidenfluorid und Kautschukverbindungen.
Die Materialien, aus denen der ringförmige Hauptteil und die Lagermittel hergestellt werden können, zusätzlich zu den hier anderswo besprochenen bevorzugten Materialien, werden vorzugsweise aus den folgenden ausgewählt:
Metallen, inklusive: Aluminium und Aluminiumlegierungen; Stahl und Stahllegierungen; Kupferlegierungen inklusive Gußzinnbronze; Aluminiumbronze, Phosphorbronze, Kupfernickel; Zinklegierungen;
Beschichtungen inklusive Polytetrafluorethylen (PTFE), autokatalytischem Nickel, Zink und Anstrichstoffen, Kautschuk und Kautschukverbindungen;
Kunststoffen und Elastomeren, inklusive: kohlenstoffverstärktem Polyetheretherketon; Polyphthalamid; Polyvinylidenfluorid; Kautschukmischungen; Phenolharzen oder -verbindungen; hitzehärtbaren Kunststoffen; thermoplastischen Elastomeren; thermoplastischen Verbindungen; Thermoplasten inklusive Polyetheretherketon, Polyphenylensulfid, Polyphthalamid, Polyetherimid, Polysulfon, Polyethersulfon, allen Polyimiden, allen Polyamiden (inklusive Nylonverbindungen), Polybutylenterephthalat, Polyetherketonketon; und
Füllstoffen zur Verwendung mit den obenerwähnten Metallen und Kunststoffen inklusive: Glas, Kohlenstoff, PTFE, Silizium, Teflon, Molybdändisulfid, Graphit, Öl und Wachs.
Besonders bevorzugte Materialien für den ringförmigen Hauptteil sind: Aluminiumlegierung, Kupferlegierung, Hochleistungskunststoff oder -phenolharz, Zinklegierung oder Eisenlegierung.
Besonders bevorzugte Materialien für die Lagermittel sind:
Polyetheretherketon, Phenolharze, Polyphthalamide, flüssigkristallines Polymer, Acetale, Polyphenylensulfid, Polyamide (Nylonverbindungen), Polyetherketonketon oder Polyetherimid.
Erfindungsgemäß können die für die Lagerflächen des ringförmigen Hauptteils oder jedweder dazugehöriger Lagermittel verwendeten Materialien korrosionsschützend und selbstschmierend wirken oder sie werden mit Füllstoffen gemischt, welche auf diese Weise wirken können.
Eine zweite Ausführungsform 200 der Schutzvorrichtung für ein Bohrgestänge, die in Fig. 5 und 6 dargestellt ist, ist im allgemeinen ähnlich der ersten Ausführungsform 100, und diejenigen Teile der zweiten Ausführungsform 200, die identisch mit oder gleich denen der ersten Ausführungsform 100 sind, werden mit denselben Verweiszahlen bezeichnet.
Der Hauptunterschied der zweiten Ausführungsform 200 im Vergleich zur ersten Ausführungsform 100 besteht im Auftragen einer äußeren Beschichtung 202 aus verstärktem Kunststoff oder anderen Materialien derselben Art wie bei den inneren Büchsen 114 am Umfang 106, um die Reibung zwischen dem Äußeren der Schutzvorrichtung 200 und der (nicht abgebildeten) Bohrung oder einer Verkleidung (vgl. Fig. 7 und 8), welche die Bohrung verkleidet, herabzusetzen. Die Bereitstellung solcher äußeren Lagermittel eignet sich für alle hier beschriebenen Ausführungsformen der Schutzvorrichtung und alternative Anordnungen solcher äußeren Lager werden bezüglich anderer Ausführungsformen weiter unten beschrieben.
Fig. 7 und 8 zeigen die Schutzvorrichtung 200, wie diese um das Bohrgestänge 116 innerhalb einer Bohrungverkleidung 204 montiert ist.
Die erste und zweite Ausführungsform können entweder wie in Fig. 1 gezeigt verwendet werden, wobei die Schutzvorrichtungen sich in der Längsrichtung entlang des Bohrgestänges frei bewegen können, oder wie in Fig. 2 gezeigt, wobei sie zusammen mit geeigneten Halteklammern verwendet werden, wobei sie an bestimmten Stellen in der Längsrichtung angebracht werden oder ihnen je nach den Abständen zwischen den Klammern ein begrenzter Bewegungsbereich in der Längsrichtung zugeteilt wird.
In einer dritten Ausführungsform 300 (Fig. 9) wird eine zweiteilige Büchse 302 mittels oberer und unterer Ringklammern 304 und 306 um das Bohrgestänge 116 herum befestigt. Ein ringförmiger Schutzvorrichtungshauptteil 308 wird um die Büchse 302 herum mit einem Zwischenraum über der Büchse 302 und zwischen den Klammern 304, 306 montiert, der genügt, so daß er sich frei drehen kann. Schmierungsrillen (nicht abgebildet) können auf der äußeren Oberfläche der Büchse 103 und/oder der inneren Oberfläche des ringförmigen Hauptteils bereitgestellt werden, um einen Grenzschmierungs-/hydrodynamischen Stützeffekt wie bei der ersten und zweiten Ausführungsform bereitzustellen. Die Zwischenräume zwischen den ringförmigen Endflächen der Klammern und den angrenzenden ringförmigen Endflächen des ringförmigen Hauptteils erlauben die Zirkulierung eines solchen Fluids.
Die Abstände in der Längsrichtung zwischen den Klammern 304 und 306 sind etwas größer als die Länge des ringförmigen Hauptteils 308 abgebildet, so daß die Schutzvorrichtung effektiv ortsfest am Gestängestrang angebracht ist. Die Klammern könnten jedoch mit größeren Abständen angebracht werden, wodurch der Schutzvorrichtung ein begrenzter Bewegungsbereich in der Längsrichtung gestattet wird.
Strukturelle Details des ringförmigen Hauptteils 308 und der Ringklammern 304 und 306 werden weiter unten beschrieben.
Eine vierte Ausführungsform 400 (Fig. 10) ist im allgemeinen ähnlich der dritten Ausführungsform 300 (Fig. 9) und diejenigen Teile der vierten Ausführungsform 400, die identisch mit oder gleich denen der dritten Ausführungsform 300 sind, werden mit denselben Verweiszahlen bezeichnet.
Der Hauptunterschied der vierten Ausführungsform 400 im Vergleich zur dritten Ausführungsform 300 besteht darin, daß die Büchse 302 nicht am Bohrgestänge 116 festgeklemmt ist, sondern mit Längsendflanschen 404 versehen ist, die als Endhaltemittel dienen, um die Büchse 302 bezüglich des drehbaren ringförmigen Schutzvorrichtungshauptteils 308 anzubringen.
In diesem Fall ist die Büchse 302 bezüglich des Bohrgestänges 116 sowie des ringförmigen Hauptteils 308 drehbar und zweckmäßige Zwischenräume und Schmierungsrillen (nicht abgebildet) können auch hier an der inneren und/oder äußeren Oberfläche der Büchse 302 und/oder an der inneren Oberfläche des ringförmigen Hauptteils 308 bereitgestellt werden. Der jeweilige Zwischenraum zwischen den lanschen 404 und den angrenzenden Endflächen des ringförmigen Hauptteils und/oder der Klammern und zwischen der Büchse 302 und dem Bohrgestänge 116 und/oder dem ringförmigen Hauptteil 308 ist derart, daß Spülflüssigkeit zweckdienlich zirkulieren kann.
Wie vorher, kann der Abstand zwischen den Klammern 304 und 306 unterschiedlich sein, um die Schutzvorrichtung an einer bestimmten Stelle zu halten oder um einen Bewegungsbereich in der Längsrichtung zu erlauben.
Fig. 11 (a) bis (c) zeigen eine fünfte Ausführungsform, bestehend aus einem ringförmigen Hauptteil 502 und einer Büchse 504, die ein Bohrgestänge 116 umgeben. Wie bei der vierten Ausführungsform kann sich die Büchse 504 bezüglich des Bohrgestänges 116 sowie des ringförmigen Hauptteils 502 frei drehen, wird aber in einer Ausfalzung 506 in der inneren Bohrung des ringförmigen Hauptteils 502 gehalten. Diese Ausführungsform kann je nach Bedarf mit oder ohne Halteklammern verwendet werden.
Geeignete Zwischenräume und Rillen oder Nuten (nicht abgebildet) können wiederum auf den inneren und/oder äußeren Oberflächen der Büchse 302 und/oder der inneren Oberfläche des ringförmigen Hauptteils 308 für Grenzschmierungs-/hydrodynamische Stützzwecke bereitgestellt werden.
Wenn Halteklammern verwendet werden, können die oberen und unteren ringförmigen Flächen der Vorrichtung mit ringförmigen Lagerteilen 508, wie in Fig. 11 (c) gezeigt, versehen werden, um die Reibung zwischen den Klammern und der Schutzvorrichtung herabzusetzen, wenn diese einander berühren. Als Alternative dazu könnte der Lagerteil auf den Flächen der Klammern bereitgestellt werden. Diese Modifikation kann bei allen hier beschriebenen Ausführungsformen der Schutzvorrichtung, wenn diese Halteklammern verwenden, verwendet werden. Die ringförmigen Lagerteile können aus denselben Materialarten wie die anderen bereits beschriebenen Lagerteile, inklusive Kunststoff- und Elastomerverbindungen usw., hergestellt werden.
Die abgeschrägten Oberflächen des ringförmigen Hauptteils dieser Ausführungsform sind außerdem im Vergleich zu den bereits beschriebenen Ausführungsformen etwas verlängert. Die Gestaltung des ringförmigen Hauptteils kann in dieser Hinsicht bei allen Ausführungsformen verändert werden, wobei die gesamte Form der Schutzvorrichtungen und die Klammern so ausgewählt werden, daß die Möglichkeit eines Verklemmen innerhalb der Bohrung möglichst gering gehalten wird.
Fig. 12 zeigt eine sechste Ausführungsform der Schutzvorrichtung bestehend aus einem ringförmigen Hauptteil 602 und einer Büchse 604. Diese gleicht im wesentlichen der fünften Ausführungsform mit der Ausnahme, daß die Endflächen des ringförmigen Hauptteils 602 im Vergleich zu den im allgemeinen ebenen abgeschrägten Flächen der vorherigen Ausführungsformen einen bogenförmigen Querschnitt haben. Diese Modifikation kann auch bei anderen Ausführungsformen verwendet werden.
Fig. 13 zeigt eine Variation der sechsten Ausführungsform, die weiterhin einen äußeren Lagerteil 606 umfaßt, der sich in einer auf der äußeren Fläche des ringförmigen Hauptteils 602 gebildeten ringförmigen Ausfalzung 608 befindet. Die oberen und unteren Kanten des äußeren Lagerteils 606 sind abgeschrägt und werden in gewinkelten Ansätzen um den oberen und unteren Umfang der Ausfalzung 608 angebracht. Diese Modifikation kann auch bei anderen Ausführungsformen verwendet werden.
Fig. 14 bis 21 veranschaulichen Zusammenbauanordnungen, die Variationen der Zusammenbaumöglichkeiten des ringförmigen Schutzvorrichtungshauptteils der verschiedenen erfindungsgemäßen Ausführungsformen aus ersten und zweiten halbringförmigen Hauptteilabschnitten zeigen (wie bereits in Bezug auf Fig. 3 und 4 erwähnt). Andere Merkmale, die im allgemeinen bei den verschiedenen erfindungsgemäßen Ausführungsformen verwendet werden können, werden auch veranschaulicht. Diese Konstruktionen und bestimmte andere Merkmale können auch im allgemeinen bei Halteklammern zur Verwendung mit den bereits beschriebenen Schutzvorrichtungshauptteilen verwendet werden.
Fig. 14 zeigt eine Endansicht eines ringförmigen Schutzvorrichtungshauptteils 700 bestehend aus einem erstem und einem zweiten halbringförmigen Abschnitt 702 und 704. Die abgebildete Schutzvorrichtung weist ein inneres und ein äußeres Lagermittel auf, die aus einem ersten und einem zweiten inneren Lagerelement 706 und 708, die Schmierungsrillen 710 aufweisen, und einem ersten und einem zweiten äußeren Lagerelement 712 und 714 bestehen. Die Konstruktion des ringförmigen Hauptteils ist jedoch nicht auf Ausführungsformen, welche solche Lagerelemente einschließen, begrenzt, sondern kann auch bei erfindungsgemäßen Halteklammern verwendet werden.
Die halbringförmigen Abschnitte werden mittels Zapfen, Walzenzapfen oder Bolzen 716 (hier im allgemeinen als "Zapfen" bezeichnet), welche sich durch die in den ineinandergreifenden Abschnitten 702 und 704 gebildeten Bohrlöcher hindurch erstrecken, um das Bohrgestänge aneinander befestigt. Fig. 15 bis 21 veranschaulichen verschiedene Anordnungen solcher ineinandergreifender Abschnitte. Die Zapfen 716 können mittels jedes geeigneten Mittels befestigt werden, einschließlich Mutter und Bolzen-Anordnungen, Innensechskant-, Kreuzschlitz-, Standard- oder Innenkeilprofilschrauben oder Kopfschrauben, schraubenförmiger Halteringe, Federklammern, Sicherungsringen oder Zapfen, schraubenförmiger Einsätze, speziell geformter Kunststoffeinsätze, usw. Die Zapfen und Haltevorrichtungen können nach Bedarf behandelt oder beschichtet werden, um Korrosion, Beschmutzung oder chemischen Angriff zu verhindern. Sie können auch aus exotischen Legierungen auf Nickelbasis wie Incoloy, Inconel, Monel und Marinel hergestellt werden, um Korrosion, Beschmutzung oder chemischen Angriff zu verhindern.
Bei einigen der noch zu beschreibenden Konstruktionen stellen die ineinandergreifgenden Abschnitte zusammen mit dem Zapfen 716 auf zumindest einer Seite des ringförmigen Hauptteils eine Gelenkanordnung bereit, wobei die Schutzvorrichtung teilweise vor der Montage auf dem Bohrgestänge und Einschub des zweiten Zapfens auf der gegenüberliegenden Seite zusammengestellt werden kann. In diesem Fall müssen die benachbarten Enden der zwei Abschnitte auf der Gelenkseite so gebildet werden, daß die relative Drehung der zwei Abschnitte um die Zapfenachse zwischen einer offenen und einer geschlossenen Position möglich ist. In weiteren unten beschriebenen Konstruktionen bleiben die zwei Abschnitte bis zur Montage am Bohrgestänge getrennt und die Zapfen werden eingesetzt, um die zwei Abschnitte aneinander zu befestigen.
Wie auch in Fig. 14 gezeigt, können die Abschnitte 702 und 704 auch mit einer Vielzahl von Durchgangsbohrungen 718 versehen werden, um eine freie Umwälzung von Spülflüssigkeit an der Schutzvorrichtung vorbei zu erlauben. Ähnliche Umwälzöffnungen können auch in den Halteklammern bereitgestellt werden.
Fig. 15 (a)-(e) zeigen eine erste Konstruktion, bei der die zwei Abschnitte 720 und 722 des ringförmigen Hauptteils jeweils komplementäre Zinnen auf ihren ineinandergreifenden Kanten einschließen. Bei Gebrauch werden die Zapfen 716 in gefluchtete Bohrungen, welche sich durch die Zinnen hindurch erstrecken, eingeschoben, um die zwei Abschnitte aneinander zu befestigen. Fig. 15 (e) zeigt, wie die Abschnitte der ineinandergreifenden Kanten abgerundet sein können, um die Drehung der Abschnitte um einen der Zapfen zu erlauben, so daß eine Gelenkanordnung wie oben beschrieben bereitgestellt wird. Diese Ausführung umfaßt eine einzige Zinne an jeder Kante. Die Zinnen können im wesentlichen quadratisch, wie abgebildet, oder bei Bedarf abgeschrägt oder abgerundet sein.
Fig. 16 (a)-(f) zeigen eine zweite Ausführung, die eine Variation der ersten ist, wobei drei Zinnen an jeder ineinandergreifenden Kante gebildet werden. Diese Ausführung umfaßt weiterhin sechskantige Ausfalzungen 724 an einem Ende der Bohrungen 726, welche sich durch die Zinnen hindurch erstrecken, und zylindrische Bohrungen 727 an den anderen Enden der Bohrungen, die zur Befestigung der Gelenkzapfen mittels Mutter usw. verwendet werden. Die Ausführung solcher Ausfalzungen kann, wie weiter oben beschrieben, je nach der jeweiligen Haltevorrichtung variiert werden.
Fig. 17 (a)-(f) zeigen eine dritte Ausführung, die im wesentlichen gleich der zweiten ist, bei der die ringförmigen Hauptteilabschnitte jeweils einen Kernteil 728 aus einem ersten Material und eine äußere Umhüllung 730 aus einem zweiten Material, die mit dem Kern verbunden und/oder mit diesem mechanisch gekoppelt wird, aufweisen. Der Kern kann zweckgemäß aus einem Kunststoff oder einer Legierung und die Umhüllung kann aus einer kautschukähnlichen Verbindung oder Kunststoff bestehen. Die Herstellung des ringförmigen Hauptteils aus zwei oder mehr Materialien auf diese Art kann auch bei anderen Konstruktionen der verschiedenen Ausführungsformen angewendet werden.
Fig. 18 (a)-(c) zeigen eine vierte Ausführung, die ähnlich der dritten ist.
Fig. 19 (a)-(c) zeigen eine fünfte Ausführung, bei der die Außenfläche des ringförmigen Hauptteils mit einer Anordnung von längsverlaufenden Nuten oder Furchen 732 gebildet wird, um die freie Umwälzung von Schlamm zu erlauben. Die Anordnung der Nuten kann unterschiedlich sein und kann auch auf der Innenfläche des ringförmigen Hauptteils verwendet werden. Solche Nuten können bei anderen Ausführungsformen und Konstruktionen verwendet werden.
Fig. 20 (a) und (b) zeigen eine sechste Ausführung der gelenkigen halbringförmigen Abschnitte, die bei einer Schutzvorrichtung, die in der Längsrichtung relativ kurz ist, verwendet werden.
Fig. 21 (a) und (b) zeigen eine siebte Ausführung der gelenkigen halbringförmigen Abschnitte, die bei einer Schutzvorrichtung, die in der Längsrichtung relativ lang ist, verwendet werden.
Fig. 22 (a)-(c) zeigen eine erste Ausführung einer Halteklammer 740 bestehend aus einem ersten und einem zweiten halbringförmigen Abschnitt 742 und 744, welche auf einer Seite gelenkig miteinander verbunden werden und auf der der anderen Seite mittels einer Vielzahl (in diesem Beispiel zwei) von Schrauben oder Bolzen 746 befestigt werden. In diesem Fall besteht die Gelenkanordnung aus einer Vielzahl (in diesem Beispiel zwei) von Gelenkbändern 748, die sich in Schlitzen, die in benachbarten Kanten der halbkreisförmigen Abschnitte gebildet werden, befinden. Drehzapfen 750 werden in Längsbohrungen angebracht, wobei die Bohrungen sich durch den jeweiligen Abschnitt erstrecken und die Gelenkbänder darin angeordnet sind. Auf der entgegengesetzten Seite werden die Bolzen 746 in Querbohrungen angebracht, welche sich durch die anderen benachbarten Kanten der halbringförmigen Abschnitte erstrecken. Die Anzahl von Bolzen und Gelenkbändern kann unterschiedlich sein und diese Ausführung der Klammer ist auch bei verschiedenen Ausführungsformen des Schutzvorrichtungshauptteils anwendbar.
Fig. 23 (a)-(c) zeigen eine zweite Ausführung der Halteklammer (die auch bei Schutzvorrichtungshauptteilen verwendet werden kann), bei der die halbringförmigen Abschnitte auf der einen Seite mittels ineinandergreifenden Zinnen (wie bei bereits beschriebenen Ausführungen der Schutzvorrichtung) gelenkig verbunden und auf der anderen Seite mittels einer Vielzahl (in diesem Beispiel drei) von Schrauben oder Bolzen befestigt werden, wie bei der ersten Ausführung der Klammer.
Egal wie die Halteklammern ausgeführt werden, können diese erfindungsgemäß gezahnte oder gerillte Innenflächen aufweisen, um das Festhalten des Bohrgestänges zu erleichtern. Die Klammern werden vorzugsweise abgeschrägt, wie abgebildet, besonders an den bei Gebrauch vom Schutzvorrichtungshauptteil entfernten Enden. Die Enden der Klammern, die an den Schutzvorrichtungshauptteil angrenzen, können mit einer relativ kurzen Abschrägung versehen werden, wobei eine ringförmige Oberfläche bleibt, die als Drucklager dienen kann, wenn sie die Schutzvorrichtung berührt. Wie bereits erwähnt worden ist, können weitere Lagermittel zwischen den ringförmigen Endflächen der Klammern und der Schutzvorrichtung bereitgestellt werden. Die Abschrägungen dienen im allgemeinen dazu, ein Hängenbleiben der Klammern an Hindernissen in der Bohrung zu verhindern.
Die Bereitstellung von Abschrägungen an den an die Schutzvorrichtung angrenzenden Enden der Klammern ist besonders dann wünschenswert, wenn die Klammern in Abständen angebracht sind, so daß der Schutzvorrichtung ein Bewegungsbereich in der Längsrichtung gestattet wird. Die Klammern können weiterhin mit Rillen, Nuten und Durchgangsbohrungen versehen werden, wie bereits hinsichtlich des Schutzvorrichtungshauptteils beschrieben wurde, um die Umwälzung von Spülflüssigkeit zu erleichtern.
Fig. 51 (Blatt 29/47 der Zeichnungen) zeigt eine Modifikation der Schrauben /Bolzenverbindung der Klammern aus Fig. 22 und 23. Eine röhrenförmige Umhüllung 940 aus einem komprimierbaren Material wie Kunststoff oder Gummi ist in ringförmigen Aussparungen 942, die in den angrenzenden Endflächen der Klammernabschnitte 944, 946 um die Enden der die Schraube aufnehmenden Bohrung gebildet sind, angebracht. Die Umhüllung 940 befindet sich somit zwischen den Endflächen der Klammernabschnitte und umgibt einen Teil des Schafts der Schraube 948, welche sich dazwischen erstreckt. Die Umhüllung 940 wird komprimiert, wenn die Schraube 948 angezogen wird, wobei sie gegen die Aussparungen 942 abdichtet und den Schaft der Schraube 948 von der äußeren Umgebung absondert. Die Umhüllung 940 könnte auch ohne die Aussparungen 940 verwendet werden.
Besonders bevorzugte Materialien für die Klammern sind: Aluminiumlegierung, Kupferlegierung, Zink, Zinklegierung oder Eisenlegierung.
Fig. 24 (a) und (b) zeigen eine weitere Ausführung des Schutzvorrichungshauptteils, wobei die zwei halbringförmigen Abschnitte 752 und 754 mittels hochfesten Metallplatten 756 aneinander befestigt, die sich in Aussparungen befinden, welche in den ineinandergreifenden Kantenflächen der Abschnitte 752 und 754 gebildet sind, werden. Zapfen 758 werden in Bohrungen, die sich durch beide Enden der Platten 756 erstrecken, eingeführt, um die Abschnitte aneinander zu befestigen. Abstandselemente 760 aus Gummi, Kunststoff, Metall oder Legierung können nach Bedarf zwischen den ineinandergreifenden Flächen angebracht werden. Die Platten auf einer oder beiden Seiten können, wie bei der Klammernausführung aus Fig. 22, auch als Gelenkband ausgeführt werden, und diese Schutzvorrichtungsausführung ist auch bei Halteklammern anwendbar. Die Anzahl der Platten kann je nach Bedarf unterschiedlich sein und die Endflächen der halbringförmigen Abschnitte können so modifiziert werden, daß die Zapfen und die Platten als Drehgelenk funktionieren können.
Fig. 25 ist eine perpektivische Ansicht eines halbringförmigen Abschnitts 762 einer Schutzvorrichtung, die ähnlich der aus Fig. 24 ist, mit montierten Metallplatten 756 und Abstands- /Abdichtungselementen 760.
Fig. 26 (a)-(c) zeigen eine alternative Ausführung der Klammer (oder Schutzvorrichtung) bestehend aus zwei halbringförmigen Abschnitten 770 und 772, die auf einer Seite mittels einer der oben beschriebenen Gelenkanordnungen gelenkig miteinander verbunden sind. Die Außenflächen der Abschnitte sind mit geformten Aussparungen 774 und 776 gebildet, die an ihren ineinandergreifenden Flächen angrenzen, wobei die Aussparungen so gestaltet sind, daß sie eine Schelle aus hochfestem Stahl 778 (Fig. 26 (c)), welche die Klammer befestigt, aufnehmen.
Fig. 27 zeigt eine perspektivische Ansicht der Schelle 778 und Fig. 28 (a) und (b) zeigen ein Werkzeug 780 zum Anbringen und Abnehmen der Schelle. Die Schelle 778 weist eine darin gebildete Öffnung 782 auf, die bei Gebrauch mit einer Rast 784, die in einer der Aussparungen 774, 776 der Klammernabschnitte gebildet ist, ausgerichtet wird. Somit kann ein Hakenteil 786 des Werkzeugs 780 in die Schelle 778 eingreifen, wodurch die Schelle 778 in die Klammernabschnitte eingehakt und aus diesen ausgehakt werden kann.
Fig. 29 veranschaulicht eine alternative Ausführungsform des Schutzvorrichtungshauptteils 787. Hierbei wird die Innenfläche mit einer Vielzahl von Rillen oder Nuten 788 versehen, die einen bogenförmigen Querschnitt haben. Die Außenfläche besteht aus einer Reihe von bogenförmigen Abschnitten 790, die an deren Verbindungen eine Vielzahl von Nuten oder Rillen 792 bilden. Diese Ausführung bietet eine gute kreisförmige Umwälzung sowie große Stärke und kann aus ähnlichen Materialien wie bei vorhergehenden Ausführungsformen und in zwei halbringförmigen Abschnitten, wie bei jeder der bereits beschriebenen Ausführungen, hergestellt werden.
Fig. 30 (a) und (b) zeigen eine weitere Ausführungsform der Schutzvorrichtung, die eine alternative Anordnungen von Drehlagern verwendet.
Das gezeigte Beispiel hat im allgemeinen eine ähnliche Ausführung wie die Ausführungsform aus Fig. 11, wobei eine innere Büchse 800 innerhalb einer Ausfalzung, die in der Innenfläche des ringförmigen Schutzvorrichtungshauptteils 802 gebildet ist, gehalten wird. Die innere Büchse 800, die aus denselben Materialarten wie bei den bereits beschriebenen Lagerelementen hergestellt werden kann, besteht aus einem ersten Satz O-Ringe oder anderen geeigneten Dichtungen 804, die bei Gebrauch eine Abdichtung zwischen dem Gestängestrang 806 und der Innenfläche der Büchse 800 bilden.
Der ringförmige Hauptteil, der aus denselben Materialarten wie jedwede der vorhergehenden Ausführungsformen gebildet werden kann, umfaßt auch einen zweiten Satz O-Ringe oder andere geeignete Dichtungen 808, welche bei Gebrauch Abdichtungen zwischen dem Gestängestrang 806 und den Enden der Innenfläche des ringförmigen Hauptteils oberhalb und unterhalb der die innere Büchse unterbringenden Ausfalzung bilden. Ein abgedichtetes Volumen wird somit zwischen der Schutzvorrichtung und der inneren Büchse gebildet.
Fig. 30 (a) ist eine perspektivische Ansicht eines der zwei halbringförmigen Abschnitte 814, welche den ringförmigen Hauptteil dieser Ausführungsform bilden, wobei die Ansicht zeigt, wie der zweite Satz Dichtungen 808 sich entlang der ineinandergreifenden Endflächen der Abschnitte erstreckt, um das abgedichtete Volumen vollständig zu schließen. Die zwei Abschnitte können mittels jedwedes geeigneten aus den oben beschriebenen ausgesuchten Mittels, besonders aus den in Fig. 22, 24 und 26 gezeigten Beispielen, um das Rohr aneinander befestigt werden.
Bei Gebrauch dieser Ausführungsform wird ein flüssiges Schmiermittel, vorzugsweise eine Gelart, über eine Einlaßöffnung 810, welche sich durch den ringförmigen Hauptteil hindurch erstreckt, in das abgedichtete Volumen eingeführt, wobei die Einlaßöffnung 810 mit einem geeigneten Stopfen oder Ventil 811 versehen wird. Eine verstopfte oder mit einem Ventil versehene Auslaßöffnung 812 wird auch bereitgestellt. Das Schmiermittel wird anfänglich unter Druck gesetzt, um die innere Büchse eng um das Rohr zu zwängen, bis die Bewegung der gesamten Anordnung zum Teil oder vollständig beschränkt wird, und gleichzeitig wird das abgedichtete Volumen zwischen dem ringförmigen Schutzvorrichtungshauptteil und der inneren Büchse gefüllt. Abschließend wird der Druck so eingestellt, daß der Schutzvorrichtungshauptteil sich bezüglich des Gestängerohrs und der inneren Büchse relativ frei drehen kann.
Die Ausführungsform aus Fig. 30 kann auch andere Merkmale des ringförmigen Hauptteils, die hinsichtlich anderer Ausführungsformen beschrieben worden sind, umfassen, inklusive Teilen aus Verbundwerkstoffen, Durchgangsbohrungen für den Durchfluß von Flüssigkeit, äußerer Rillen und Nuten, äußerem Lagermaterial und dergleichen und die gesamte Form der Schutzvorrichtung kann außerdem, wie bereits beschrieben, variiert werden.
Die ganze Vorrichtung kann mittels des Schmiermitteldrucks und/oder anderer Mittel (wie einer rauhen Obeflächenfertigung), welche die innere Büchse am Rohr festhalten, und/oder mittels Halteklammern, wie bei bereits beschriebenen Anordnungen, festgehalten werden.
Bei der obigen Beschreibung erfindungsgemäßer Ausführungsformen wurde eine große Auswahl von als Lagerelemente geeigneten Materialien besprochen. Die Erfindung benutzt "korrosionsschützende, selbstschmierende" Materialien, wie Thermoplasten mit niedriger Reibung, mit oder ohne schmierende Füllstoffe, und Metalle, ebenfalls mit oder ohne schmierende Füllstoffe oder Zusätze, die angesichts bestimmter Eigenschaften, die nun beschrieben werden, für die Lagerelemente besonders bevorzugt werden.
Angenommen, das Lager berührt einen begrenzten Bereich, dann bilden Lager dieser Art eine Kontaktfläche mit niedriger Reibung, da sie sich korrosionsschützend abnutzen und den selbstschmierenden Stoff, der in der Masse des Materials eingebaut ist, auf der gegenüberliegenden Kontaktfläche ablagern.
Diese Art Schmierung funktioniert auf molekularer Weise, indem die mikroskopischen Tiefen, die selbst auf anscheinend sehr glatten Oberflächen zu finden sind, gefüllt werden. Daraus ergeben sich zwei Flächen, welche effektiv mit einem schmierenden Element beschichtet werden und mit niederiger Reibung und Verschleißrate aneinander reiben. Diese Art Schmierung wird durch relativ starken Verschleiß und hohe Reibung in der Anfangsperiode des Gebrauchs, die als die "Einlauf-" Periode bezeichnet wird, gekennzeichnet.
Alle in Reibungskontakt befindlichen Oberflächen tendieren dazu, erhitzt zu werden und ein nachteiliger Faktor von Thermoplasten besteht darin, daß sie isolierend wirken und daher Wärme sehr gut binden. Bei übermäßigen Lasten können Thermoplasten bis zu dem Punkt erhitzt werden, bei dem sie zu schmelzen beginnen. Das heißt "thermische Zersetzung" und kommt typischerweise dann vor, wenn keine Schmierflüssigkeit verwendet wird. Dieser Effekt begrenzt die Lasten, welche ein Thermoplast bei bestimmten Geschwindigkeiten und bei Trockenlauf aushalten kann. Diese Grenze heißt die DG (Druckgeschwindigkeits-) Grenze. Dies kann bei korrosionsschützenden, selbstschmierenden Materialien anderer Art, wie Metallen, weniger problematisch sein.
Wenn jedoch eine Schmierflüssigkeit verwendet wird, absorbiert die Flüssigkeit die durch Reibung erzeugte Wärme und leitet diese von den Kontaktflächen weg. Je stärker der Flüssigkeitsstrom, desto stärker wird der Wärmeableitungseffekt. Eine viskose Flüssigkeit wie Öl bindet Wärme länger und wird daher einen verminderten Kühlungseffekt bei einer gegebenen Fließgeschwindigkeit haben. Auf der anderen Seite kühlt Wasser schneller ab und es kann leichter gepumpt werden als viskosere Flüssigkeiten und stellt daher ein effektiveres umwälzendes Abkühlmittel dar.
Hinsichtlich Metallen verhalten sich einige Metalle wie Bleibronze (inklusive Gußzinnbronze) an sich auf diese Weise. Andernfalls können die meisten Metalle mehr oder weniger selbstschmierend gemacht werden, indem schmierende Füllstoffe z. B. durch Sintern oder Gießen zugesetzt werden. Zusätze aus einem schmierenden Material können auch in die Lagerflächen eingebettet werden. Weitere Beispiele besonders bevorzugter erfindungsgemäßer Ausführungsformen werden nun beschrieben, wobei Kombinationen der oben beschriebenen Merkmale zusammen mit zusätzlichen Merkmalen, welche auch bei bereits beschriebenen Ausführungsformen anwendbar sein können, eingeschlossen werden.
Fig. 31 (a) zeigt eine Seitenansicht einer bevorzugten Form der Schutzvorrichtung 820 und (wahlweiser) Halteklammern 822, die an einem Gestängerohr 824 montiert sind. Fig. 31 (b) und (c) zeigen jeweils eine End- und eine Seitenansicht einer Hälfte der Schutzvorrichtung 820. Die Schutzvorrichtung 820 besteht aus einem ringförmigen Hauptteil 826, der wie vorher eine Spaltringausführung hat, zweckmäßig auf einer Seite gelenkig verbunden ist und mittels eines Zapfens, einer Schraube, eines Bolzens oder dergleichen auf der anderen Seite verbunden ist. Der ringförmige Hauptteil 826 ist an seinen beiden Enden um den inneren sowie den äußeren Umfang mit abgeschrägten Flächen 828, 830 versehen und die Innenfläche ist mit längssverlaufenden Rillen oder Nuten 832 versehen.
Die Schutzvorrichtung umfaßt weiterhin Lagerelemente, die zweckmäßig aus denselben Arten und Materialien wie vorher beschrieben bestehen, nämlich: einem inneren Lager 834, das an der inneren Fläche des ringförmigen Hauptteils 826 befestigt wird, das aus zwei halbringförmigen Teilen gebildet ist und Rillen oder Nuten 836 aufweist, die denen 832 des ringförmigen Hauptteils 826 entsprechen; einem äußeren Lager 838, das an der äußeren Fläche des ringförmigen Hauptteils 826 befestigt wird, ebenfalls aus zwei halbringförmigen Teilen gebildet ist und des um dessen obere und untere Kanten 838a und 838b abgeschrägt ist; und einem ersten und einem zweiten Randlager 840, die an den Endflächen des ringförmigen Hauptteils 826 zwischen der inneren und der äußeren abgeschrägten Fläche 828, 830 befestigt werden.
Wenn ein Lagerelement, welches Teil der erfindungsgemäßen Ausführungsformen bildet, mit abgeschrägten oder abgerundeten Kanten beschrieben wird, versteht sich, daß es Fälle gibt, in denen vorzuziehen ist, daß solche Kanten rechtwinklig gebogen sind und keine Abschrägung oder Abrundung aufweisen.
Sämtliche Lagerelemente 834, 838, 840 werden vorzugsweise in entsprechenden im ringförmigen Hauptteil 826 gebildeten Aussparungen montiert und können ortsfest oder lose gehalten werden. Sie können aufgrund des Ineinandergreifens mit den Aussparungen im ringförmigen Hauptteil, durch mechanische Mittel oder durch Anhaften (z. B. unter Verwendung von Hochtemperaturepoxiden) oder mittels einer Kombination dieser gehalten werden.
Fig. 31 (d) veranschaulicht eine mögliche Anordnung zum Befestigen des äußeren Lagers 838 am ringförmigen Hauptteil 826, wobei das Lagerelement 838 mittels eines Befestigungsteils 842 befestigt wird, der eine winklige Fläche aufweist, an der die abgeschrägte Fläche 838a des Lagerelements 838 aufliegt, und der mittels Schrauben oder dergleichen 844 am ringförmigen Hauptteil 820 befestigt wird. Ähnliche Anordnungen können bei den anderen Lagerelementen verwendet werden.
Die Abschrägung des äußeren Umfangs der Enden des ringförmigen Hauptteils 826 und des äußeren Lagers 838 hilft dabei, die Schutzvorrichtung 820 von Hindernissen im Bohrloch abzulenken und somit dadurch verursachte Beschädigung möglicht gering zu halten und auch das reibungslose Fließen von Flüssigkeit zwischen der Schutzvorrichtung und der Bohrung oder Verkleidung zu fördern.
Die Halteklammern 822 sind von derselben allgemeinen Art wie vorher beschrieben und werden vorzugsweise aus Aluminium oder AB2 oder anderen bereits besprochenen Materialien mit guten mechanischen und korrosionsschützenden Eigenschaften gebildet. Die Klammern 822 weisen wiederum eine Spaltringausführung auf, wobei Drehgelenke und/oder Schrauben/Bolzen Befestigungsteile verwendet werden. Die Längsenden der Klammern 822 sind vorzugsweise im wesentlichen senkrecht zum Gestängerohr 824 und haben einen kleineren äußeren Durchmesser als der der Schutzvorrichtung 820. Sie werden außerdem vorzugsweise so ausgeführt, beispielsweise durch Bereitstellung abgeschrägter oder gebogener Flächen um den Umfang ihrer Längsenden, daß ein Hängenbleiben an Hindernissen in der Bohrung vermieden wird und Schmierflüssigkeit in den Zwischenraum zwischen der Schutzvorrichtung 820 und dem Gestängerohr 824 geleitet wird. Die Klammern 822 können weiterhin mit inneren Nuten für die Flüssigkeitsströmung versehen werden, wie vorher für diesen letzten Zweck besprochen worden ist. Die Randlager 840 der Schutzvorrichtung bieten einen Kontakt mit niedriger Reibung zwischen der Schutzvorrichtung 820 und den Klammern 822, wenn diese vorhanden sind.
Fig. 32 zeigt einen teilweisen Querschnitt durch eine Schutzvorrichtung 820, die an einem Gestängerohr 824 innerhalb eines Bohrlochs oder einer Verkleidung eines Bohlochs 846 montiert ist, wobei die Position des inneren, des äußeren und der Randlager 834, 838 und 840 in den jeweiligen im ringförmigen Hauptteil 826 gebildeten Aussparungen gezeigt wird. In dieser Zeichnung werden die Klammern 822 weggelassen und die gezeigte Schutzvorrichtung liegt an einem Verbindungsstück 848 des Gestängerohrs 824 an, welches verhindert, daß die Schutzvorrichtung 820 sich weiter entlang des Rohrs bewegt. Die innere abgeschrägte Fläche 828 des ringförmigen Hauptteils 826 berührt die Oberfläche der Rohrverbindung des Werkzeugs 848 und kann mit einem weiteren Lagerelement, einem verjüngten Lager 850, das in der entsprechenden Aussparung in der abgeschrägten Fläche 828 angebracht ist, versehen werden. Ein ähnliches verjüngtes Lager befindet sich am anderen Ende der Schutzvorrichtung 820.
Wie oben erwähnte wurde, ist die Gesamtausführung der Schutzvorrichtung derart, daß eine unnötige Beschränkung der Flüssigkeitsströmung vermieden wird und die Strömung der Schmierflüssigkeit zwischen der Schutzvorrichtung und dem Bohrloch durch den Zwischenraum zwischen der Schutzvorrichtung und dem Gestängerohr gewährleistet wird, und um ein Hängenbleiben an Hindernissen zu vermeiden.
Das innere Lager 834 ist vorzugsweise ein freibewegliches Lager, d. h. es ist bezüglich des ringförmigen Hauptteils 820 und des Gestängerohrs 824 drehbar und wird mittels Ansätzen der Aussparung, in der es angebracht ist, ortsfest gehalten. Die freie Bewegung des inneren Lagers 834 bezüglich des ringförmigen Hauptteils und des Gestängerohrs wird durch Bereitstellung kleiner Zwischenräume zwischen sich und dem ringförmigen Hauptteil und dem Gestängerohr gefördert, so daß Flüssigkeit zur Abkühlung, Schmierung und Spülung der jeweiligen Lagerflächen reibungslos strömen kann. Die Zwischnräume zwischen den jeweiligen Flächen zusammen mit den durch die Drehung des Gestängerohrs und die Viskosität und Fließgeschwindigkeit der Flüssigkeit erzeugten Zentrifugalkräften sind dermaßen, daß ein hydrodynamisches/elastrohydrodynamisches und Mischschmierungs-Verhalten bis zu einer vorkalkulierten Lastannahme zwischen dem Lager 834 und dem ringförmigen Hauptteil 820 sowie zwischen dem Lager 834 und dem Gestängerohr 824 auftritt. Dieser Effekt hat den zusätzlichen Vorteil, daß die Schutzvorrichtung vibrationsdämpfend wirkt, wenn sie in dieser Phase arbeitet. Das innere Lager 834 wird vorzugsweise aus einem Material wie einem Thermoplast oder anderem vorher besprochenen Material gebildet, welches, in dem Fall, daß die Lastannahme überschritten wird und die Grenzschmierung unterbrochen wird (d. h. wenn die jeweiligen drehenden Flächen miteinander in Kontakt kommen), korrosionsschützend wirkt und vor dem jeweiligen drehenden Teil verschleißt und einen selbschmierenden Effekt durch Ablagerung eines schmierenden Materials auf dem anderen Teil mit sich bringt. Das Lager 834 wird somit verbrauchbar und leicht erneuerbar ausgeführt. Obwohl das innere Lager 834 vorzugsweise freibeweglich ist, kann dieses auch am ringförmigen Hauptteil 820 befestigt werden.
Um die erfindungsgemäße korrosionsschützende Selbstschmierung bereitzustellen, kann das Lager aus einem aus einer Reihe von Materialien, welche die oben beschriebenen erforderlichen tribologischen Eigenschaften aufweisen, bestehen. Besonders bevorzugt sind PEEK, PPS, ORKOT, NYLON 6 & 66 & 11 & 12& und ACETAL. Ein Beispiel eines inneren Lagerelements 834 wird in Fig. 33 (a), (b) und (c) gezeigt. Ein solches Element wird jeweils an einer Hälfte des ringförmigen Hauptteils 826 angebracht.
Das äußere Lager 838 wird in einer Aussparung in der äußeren Fläche des ringförmigen Hauptteils 826 befestigt, wobei die Enden des Lagers, wie oben beschrieben, abgeschrägt oder abgerundet werden, um die Flüssigkeitsströmung zu fördern und ein Hängenbleiben zu vermeiden. Das äußere Lager bietet einen Kontakt mit niedriger Reibung zwischen dem Bohrloch/der Verkleidung und der Schutzvorrichtung 820, so daß sich die Schutzvorrichtung 820 manchmal entweder bezüglich des Bohrlochs drehen kann oder andernfalls in drehfestem Gleitkontakt mit dem Bohrloch steht. Das äußere Lager erfüllt den üblichen Zweck und kann Selbstschmierung bieten auf gleiche Art und Weise wie das innere Lager 834 und kann aus denselben oder ähnlichen Materialien hergestellt werden. Ein Beispiel eines äußeren Lagers 838 wird in Fig. 34 (a), (b) und (c) gezeigt. Hierbei wird ebenfalls ein solches Element jeweils an einer Hälfte des ringförmigen Hauptteils 826 angebracht.
Die Randlager 840 stellen einen Kontakt mit niedriger Reibung zwischen den Enden der Schutzvorrichtung 820 und den Klammern 822 (wenn diese verwendet werden) bereit, so daß die Schutzvorrichtung sich immer bezüglich der Klammern drehen kann. Das Randlager erfüllt den üblichen Zweck und kann Selbstschmierung bieten auf gleiche Art und Weise wie das innere Lager 834, und kann aus denselben oder ähnlichen Materialien hergestellt werden. Ein Beispiel der Randlagerlemente 840 wird in Fig. 35 (a), (b) und (c) gezeigt.
Die verjüngten Lager 850 können auch abgeschrägte/abgerundete Enden aufweisen, um eine reibungslose Flüssigkeitsströmung zu fördern und Schutt abzulenken. Ihre Hauptfunktion besteht darin, einen Kontakt mit niedriger Reibung zwischen der abgeschrägten Endfläche 828 des ringförmigen Hauptteils 826 und der Oberfläche des Verbindungsstücks 848 des Werkzeugs bereitzustellen. Das verjüngte Lager erfüllt den üblichen Zweck und kann Selbstschmierung bieten auf gleiche Art und Weise wie das innere Lager 834 und kann aus denselben oder ähnlichen Materialien hergestellt werden.
Zusätzliche Aspekte der Ausführung der Schutzvorrichtung, die in jedweder der vorherigen Ausführungsformen eingebaut werden können, werden nun unter Bezugnahme auf Fig. 36 (a), (b) und (c) besprochen.
Fig. 36 (a) zeigt eine teilweise Schnittansicht einer Schutzvorrichtung 852, die zwischen einem Rohrverbindungsstück 856 und einer Klammer 858 an einem Gestängerohr 854 innerhalb eines Bohrlochs/einer Verkleidung 860 montiert ist. Die folgenden Aspekte der Ausführung werden hinsichtlich der Oberflächen des Schutzvorrichungshauptteils besprochen, gelten jedoch ebenfalls für die Oberflächen der auf den entsprechenden Oberflächen des Schutzvorrichtungshauptteils montierten Lagerelemente.
Fig. 36 (b) ist eine vergrößerte Ansicht, die den Zwischenraum zwischen der inneren abgeschrägten Oberfläche 862 der Schutzvorrichtung 852 und der Oberfläche des Rohrverbindungsstücks 856 zeigt. Wie übertrieben dargestellt wird, ist der Abschrägwinkel der Oberfläche der Schutzvorrichtung 862 bezüglich der Seite des Schutzvorrichtungshauptteils so ausgewählt, daß er etwas größer als der Winkel der Oberfläche der Rohrverbindung bezüglich der Oberfläche des Gestängerohrs ist, so daß die abgeschrägte Oberfläche und die Oberfläche der Rohrverbindung nicht ganz parallel zueinander sind und zum Ende der Schutzvorrichtung hin etwas auseinandergehen. Dies fördert die Aufstauung eines flüssigen Schmierfilms zwischen den Oberflächen, wodurch verhindert wird, daß die zwei Oberflächen miteinander abdichten und die Flüssigkeitsströmung zwischen dem Gestängerohr und dem Innendurchmesser der Schutzvorrichtung beibehalten wird. Die Verwendung von korrosionsschützenden, selbstschmierenden Lagermaterialien in den Lagerflächen würde, wie bereits beschrieben wurde, ein Hängenbleiben vermeiden und die Ansammlung von Drehkraft/Schleppen möglichst gering halten, indem die Reibung zwischen den berührenden Oberflächen möglichst gering gehalten wird, falls der flüssige Film aufgrund übermäßiger Kräfte zerstört wird.
Fig. 36 (c) ist eine zweite vergrößerte Ansicht, die den Zwischenraum zwischen der Endfläche 864 der Schutzvorrichtung 852 und der Oberfläche der Rohrklammer 858 zeigt. Wie wiederum übertrieben dargestellt wird, liegt die Endfläche 864 in einem Winkel, der nicht ganz senkrecht zum Gestängerohr liegt, so daß die abgeschrägte Oberfläche und die Endfläche der Klammer nicht ganz parallel zueinander sind und zum Gestängerohr hin etwas auseinandergehen. Dies fördert wiederum die Aufstauung eines Schmierfilms aus Fluid zwischen den jeweiligen Oberflächen. Korrosionsschützende, selbstschmierende Lagermaterialien können, wie vorher und aus denselben Gründen, in den Lagerflächen verwendet werden.
Fig. 37 (a), (b), (c), (d) und (e) zeigen Variationen hinsichtlich des Zwischenraums zwischen dem Innendurchmesser der Schutzvorrichtung und dem Gestängerohr. Fig. 37(a) ist eine teilweise Schnittansicht, welche die an einem Gestängerohr 868 innerhalb eines Bohrlochs/einer Verkleidung 870 montierte Schutzvorrichtung 866 zeigt.
Fig. 37 (b), (c), (d) und (e) sind vergrößerte Ansichten des Zwischenraums zwischen der Schutzvorrichtung und dem Gestängerohr, welche verschiedene Ausführungen der inneren Fläche der Schutzvorrichtung zeigen. In Fig. 37 (b) verjüngt sich leicht die innere Bohrung der Schutzvorrichtung, so daß ihre innere Fläche nicht ganz parallel zum Gestängerohr ist. In Fig. 37 (c) ist die innere Bohrung der Schutzvorrichtung parallel zum Gestängerohr. In Fig. 37 (d) ist die innere Bohrung der Schutzvorrichtung mit einer gezackten Kante gebildet, welche parallel zum Gestängerohr ist. In Fig. 37 (e) hat der innere Durchmesser eine wellenförmige Kante, die parallel zum Gestängerohr ist. Diese Ausführungen sind beim Schutzvorrichtungshauptteil und/oder bei darauf montierten Lagerelementen anwendbar und korrosionsschützende, selbstschmierende Materialien können damit erfindundsgemäß verwendet werden.
Fig. 38 (a) und (b) zeigen Endansichten im Schnitt einer an einem Gestängerohr 874 montierten Schutzvorrichtung 872, welche ein inneres Lagerelement 876 aufweist, das zwischen diesen Teilen in einer Aussparung angebracht ist, die in der inneren Bohrung der Schutzvorrichtung (durch eine gestrichelte Linie angezeigt), gebildet ist. Das Lagerelement ist freibeweglich und weist Zwischenräume zwischen dem Lagerelement und der Schutzvorrichtung und zwischen dem Lagerelement und dem Gestängerohr auf. In Fig. 38 (a) weist das Lagerelement eine glatte Oberfläche um dessen inneren und äußeren Umfang auf. In Fig. 38 (b) weist das Lager eine wellenförmige Fläche um dessen äußeren und inneren Umfang auf. Wenn das Lagerlement an der Schutzvorrichtung befestigt wäre, könnte lediglich dessen innerer Umfang wellenförmig sein. Korrosionschützende, selbstschmierende Materialien können ebenfalls erfindungsgemäß bei solchen Lagerelementen verwendet werden.
Fig. 40 (a)-(j) veranschaulichen schematisch eine Reihe von verschiedenen Ausführungen von Flüssigkeitsströmungsnuten, die bei der inneren Bohrung der Schutzvorrichtung (oder dem inneren Lager) oder, wenn umgekehrt, bei der äußeren Fläche der Schutzvorrichtung (oder dem äußeren Lager) verwendet werden können. Diese umfassen verschiedene Ausführungen von Rillen und Nuten, die in der Oberfläche des Schutzvorrichtungshauptteils (oder des Lagerelements) gebildet werden würden, wobei diese Rillen und Nuten den Durchgang von Flüssigkeit erlauben und unter verschiedenen Verhältnissen eine verbesserte Schmierung bereitstellen und drei Arten Flüssigkeitsströmungsnuten (Fig. 40 (e), (h) und (j)), die durch den Schutzvorrichtungshauptteil gebildet werden würden, beziehen sich nur auf den Durchgang von Flüssigkeit. Rillen, Nuten und Durchgänge der in Fig. 40 gezeigten Art könnten auch bei den ringförmigen Klammern verwendet werden.
Fig. 39 (a)-(f) zeigen eine Reihe von möglichen Zustammenstellungsausführungen, bei denen die erfindungsgemäßen Schutzvorrichtungen und Klammern an einer Länge eines Rohrs verwendet werden können. Fig. 39 (a) zeigt eine freibewegliche Schutzvorrichtung ohne Klammern, wobei die Bewegung in der Längsrichtung zwischen den Rohrverbindungen erlaubt wird. Fig. 39 (b) zeigt eine Schutzvorrichtung, die sich zwischen zwei Klammern frei bewegen kann, wobei die Bewegung dazwischen in der Längsrichtung erlaubt wird; die Position der Klammern auf dem Rohr kann variiert werden. Fig. 39 (c) und (d) zeigen zwei an verschiedenen Positionen angebrachte Anordnungen mit ortsfester Position, bei denen die Position der Schutzvorrichtung mittels zwei unmittelbar aneinander angrenzenden Klammern fixiert wird. Fig. 39 (e) zeigt eine Anordnung mit zwei Schutzvorrichtungen und drei Klammern, wobei die Schutzvorrichtungen sich zwischen entsprechenden Endklammern und einer gemeinsamen Mittelklammer frei bewegen können (als Alternative können sich die Schutzvorrichtungen zwischen einer einzigen Mittelklammer und entsprechenden Rohrverbindungen frei bewegen). Fig. 39 (f) zeigt eine Anordnung für extrem hohe Lasten mit jeweils drei Anordnungen mit fester Position, bestehend aus einer Schutzvorrichtung und zwei Klammern auf einer einzigen Länge des Rohrs. Weitere Variationen der Kombinationen von Schutzvorrichtungen, Klammern und ihren zugehörigen Positionen werden ersichtlich sein.
Fig. 41 bis 43 zeigen bevorzugte Zusammensetzungen der Klammern 822 des in Fig. 31 (a) gezeigten Typs. Fig. 41 (a), (b) und (c) zeigen ein Beispiel, bei dem die Hälften der Klammer mittels einer mit Zinnen versehenen Gelenkanordnung 878, wie bereits beschrieben, an einer Seite verbunden sind und auf der anderen Seite mittels Bolzen 880 oder dergleichen in Querbohrungen, wie ebenfalls bereits beschrieben, verbunden sind. Fig. 42 (a), (b) und (c) zeigen eine ähnliche Klammer, bei der die Hälften mittels einer Doppelgelenkanordnung 882, wie bereits beschrieben, auf einer Seite verbunden sind und auf der anderen Seite mittels Bolzen 884 oder dergleichen, wie in Fig. 41, verbunden sind. Die Klammern aus Fig. 41 und 42 sind um ihr oberes und unteres äußeres Ende abgeschrägt, um die Strömung von Flüssigkeit zu fördern und um ein Hängenbleiben zu vermeiden, und haben innere Rillen oder Nuten 886, um den Durchgang von Flüssigkeit zu erlauben. Fig. 43 (a), (b) und (c) zeigen eine weitere Klammer, die ähnlich der aus Fig. 42 ist, die weiterhin einen inneren Einsatz 886 aufweist, der aus einem Material gebildet ist, das einen anderen Wärmeausdehnungskoeffizient aufweist als der Klammerhauptteil.
Wenn der Koeffizient des Einsatzes größer ist als der des Hauptteils, dann erzeugt die Differentialausdehnung des Hauptteils und des Einsatzes eine Vorlast im Befestigungsmittel, wobei die zwei Hälften miteinander verbunden werden, wodurch das Problem des thermischen Losewerdens reduziert wird. Auf der anderen Seite erzeugt, wenn der Koeffizient des Einsatzes viel niedriger als der des Hauptteils und des Gestängerohrs ist, eine Erhöhung der Temperatur eine höhere Zuhaltekraft auf das Gestängerohr, wodurch wiederum das Problem des thermischen Losewerdens reduziert wird.
Fig. 44 bis 48 zeigen alternative bevorzugte Zusammensetzungen von ringförmigen Schutzvorrichtungshauptteilen, die aus Metallen oder Kunststoffen der bereits beschriebenen Art hergestellt werden können.
Fig. 44 (a), (b), (c) und (d) zeigen eine der zwei gleichen Hälften 888 eines Schutzvorrichtunghauptteils mit abgeschrägten Oberflächen an ihren inneren und äußeren Flächen. Der innere Abschrägwinkel kann so ausgewählt werden, daß er nicht ganz parallel zum Winkel des Verbindungsstücks des Rohrs ist, wie bereits besprochen wurde. Rillen oder Nuten 890 werden auch auf der inneren Fläche gebildet, wie bereits beschrieben wurde, und die Enden der halbringförmigen Hälfte sind derart gebaut, daß sie ein mit Zinnen versehenes Gelenk bereitstellen, wie ebenfalls bereits beschrieben worden ist. Diese Ausführung sollte ohne getrennte Lagerelemente aus jedwedem der vorher beschriebenen Metalle, Kunststoffe oder Elastomere gebildet werden und kann mit Beschichtungsmaterialien beschichtet werden, wie bereits beschrieben wurde.
Fig. 45 (a), (b), (c) und (d) veranschaulichen eine Hälfte 892 eines Schutzvorrichungshauptteils, der ähnlich der aus Fig. 45 ist, mit der Ausnahme, daß die Enden des Hauptteils abgerundet und nicht abgeschrägt sind und daß der Hauptteil weiterhin Flüssigkeitsdurchgänge 894 aufweist, welche sich durch diese erstrecken, wie bereits beschrieben wurde. Solche Durchgänge dienen dazu, das durch die Schutzvorrichtung dargestellte Hindernis für Flüssigkeit in der Bohrung zu reduzieren und somit den Kolben- und Druckstoßeffekt von Flüssigkeit im Bohrloch sowie um das Gewicht der Schutzvorrichtung zu reduzieren.
Fig. 46 (a), (b), (c) und (d) veranschaulichen eine Hälfte 896 einer weiteren Ausführungsform eines Schutzvorrichtungshauptteils, der ähnlich dem aus Fig. 46 ist, mit der Ausnahme, daß die Flüssigkeitsdurchgänge fehlen und der Hauptteil mit einer Aussparung 898 auf dessen innerer Fläche versehen ist, um ein ortsfestes oder freibewegliches Lagerlement des bereits beschriebenen Typs anzubringen.
Fig. 47 (a), (b), (c) und (d) veranschaulichen eine Hälfte 900 einer weiteren Ausführungsform eines Schutzvorrichtungshauptteils, der ähnlich der aus Fig. 46 ist, aber Flüssigkeitsdurchgänge 902, wie in Fig. 45, einschließt.
Fig. 48 (a), (b), (c) und (d) veranschaulichen eine Hälfte 904 einer weiteren Ausführungsform eines Schutzvorrichtungshauptteils für ein Gestängerohr, der ähnlich der aus Fig. 46 ist, und eine innere Aussparung 906 für ein inneres Lagerelement und weitere Aussparungen 908, 910 jeweils auf dessen äußeren und beiden Endflächen aufweist, um Außen- und Randlagerlemente, wie bereits beschrieben, aufzunehmen. Eine solche Schutzvorrichtung könnte auch mit Flüssigkeitsdurchgängen bereitgestellt werden, wie in Fig. 45 und 47 gezeigt ist.
Fig. 49 und 50 veranschaulichen eine weitere Variation der Erfindung, bei der die Schutzvorrichtungshauptteile aus mehr als zwei teilringförmigen Abschnitten gebildet sind.
Fig. 49 zeigt einen Schutzvorrichtungshauptteil 910, der aus drei teilringförmigen Abschnitten 912, 914, 916 von gleicher Größe gebildet ist, wobei die Teile 912 und 914 mittels ineinandergreifender Zinnen und eines Drehzapfens 918 miteinander verbunden sind, wie bereits hinsichtlich anderer Ausführungsformen beschrieben wurde, und der dritte Abschnitt 916 mittels ineinandergreifender Zinnen und Gewindestiften 920 mit den zwei Abschnitten 912 und 914 verbunden ist.
Fig. 50 zeigt einen weiteren Schutzvorrichtungshauptteil 922, der aus zwei relativ langen teilringförmigen Abschnitten 924, 926 und zwei relativ kurzen teilringförmigen Abschnitten 928, 930 gebildet ist. Die zwei längeren Abschnitte 924, 926 werden, ebenso wie die zwei kürzeren Abschnitte 928, 930, an einem Ende mittels ineinandergreifenden Zinnen und eines Drehzapfens 932 miteinander verbunden. Die anderen Enden der längeren Abschnitte werden mittels ineinandergreifender Zinnen und Gewindestiften 934 an den entsprechenden anderen Enden der kürzeren Abschnitte miteinander verbunden.
Andere Anordnungen mehrteiliger Hauptteile sind denkbar, wobei diese jedwede der hier besprochenen Mittel zum Verbinden der Hauptteilabschnitte verwenden können. Solche Schutzvorrichtungen können aus jedwedem der vorher besprochenen Materialien gebildet sein und können zweckmäßig angepaßte Merkmale wie die verschiedenen Arten von Lagerelementen, Hauptteilformen, Rillen oder Nuten, Flüssigkeitsdurchgänge usw., die hinsichtlich anderer Ausführungsformen beschrieben worden sind, einschließen.
Eine weitere nicht abgebildete erfindungsgemäße Variation wird im folgenden beschrieben. Wenn das innere Lager als vom ringförmigen Schutzvorrichtngshauptteil getrenntes Element gebildet wird, können ein erstes und zweites (oder mehr) getrenntes, konzentrisches Lagerelement verwendet werden. Zum Beispiel kann ein solches Element am ringförmigen Hauptteil befestigt werden und ein zweites kann sich zwischen dem ersten Element und dem Gestängerohr frei bewegen. Als Alternative dazu kann das erste Element am Gestängerohr befestigt werden und das andere sich zwischen dem ersten Element und dem ringförmigen Hauptteil frei bewegen. Als weitere Alternative dazu kann ein Element am ringförmigen Hauptteil und das andere am Gestängerohr befestigt werden. Ein drittes Element kann sich zwischen dem ersten und dem zweiten Element frei bewegen, wobei das dritte Element wie oben erwähnt am Gestängerohr und/oder am ringförmigen Hauptteil befestigt werden kann. Die Zwischenräume zwischen den aneinander angrenzenden Lagerelementen können so ausgewählt werden, daß eine Grenzschmierung dazwischen gefördert wird und aneinander angrenzende Lagerflächen können mit Rillen oder Nuten usw., wie bereits hinsichtlich anderer hier beschriebenen Arten von Lagerflächen besprochen worden sind, versehen werden und aus korrosionsschützenden, selbstschmierenden Materialien erfindungsgemäß hergestellt werden. Die Verwendung mehrerer konzentrischer Lagerelemente dieser Art reduziert weiter die Reibung zwischen der ringförmigen Schutzvorrichtung und dem Gestängerohr.
Die Erfindung stellt somit Verbesserungen hinsichtlich der Grenzschmierung zusammen mit korrosionsschützenden, selbstschmierenden Materialien bereit, die wiederum mit verschiedenen weiteren Aspekten der Einzelheiten der Ausführungen und Konstruktionen von Rohrschutzvorrichtungen und zugehörigen Klammern kombiniert werden können.
Die verschiedenen beschriebenen Ausführungen von Schutzvorrichtungshauptteilen und Lageranordnungen dienen dazu, die Drehreibung zwischen dem Rohr und dem Bohrloch oder der Verkleidung zu reduzieren und um die Verschleppung oder die Reibung in der Längsrichtung beim Heben oder Senken des Gestängerohrs zu reduzieren. Die äußeren Ausführungen der Schutzvorrichtung und der Klammern reduzieren auch die mit einem Verklemmen oder Hängenbleiben in der Bohrung oder Verkleidung verbundene Verschleppung. Insgesamt erlauben diese Faktoren eine ungehinderte Bewegung des Gestängerohrs durch eine vorgegebene Länge der Verkleidung oder eines unverschalten Bohrlochs.
Die Ausführung des Schutzvorrichtungshauptteils und der angrenzenden Klammern zum Fördern der Grenzschmierung sowie die Auswahl der Materialien, welche korrosionsschützende, selbstschmierende Eigenschaften aufweisen, helfen auch erfindungsgemäß in dieser Hinsicht. Der Zwischenraum zwischen dem inneren Lager des Schutzvorrichtungshauptteils und dem Gestängerohr ist so ausgewählt, um Grenzschmierung bis zu einer bestimmten Last zu fördern, wonach die Auswahl der Lagermaterialien einen Kontakt mit niedriger Reibung durch korrosionsschützende Selbstschmierung bereitstellen. Diese "Mischschmierungs"-funktion der bevorzugten Ausführungsformen stellt eine Schutzvorrichtung bereit, die Drehkraft über einen möglichst breiten Bereich von Betriebslasten möglichst gering hält.
Die Bereitstellung eines äußeren Lagers mit niedriger Reibung ist auch dafür vorteilhaft, die Verschleppung in der Längsrichtung zwischen der Schtuzvorrichtung und dem Bohrloch/der Verkleidung beim Heben oder Senken des Gestängerohrs im Bohrloch zu reduzieren.
Die Anzahl von Schutzvorrichtungen, die auf den jeweiligen Verbindungsstücken des Gestängerohrs angebracht werden, kann je nach Bedarf variiert werden, z. B. für schwere Doglegbereiche, stark gewinkelte oder sehr tiefe Bohrungen, Horizontalbohrungen, Formationsprobleme, bestimmte Bohrlochausführungen oder Kombinationen davon. Erfindungsgemäße Schutzvorrichtungsanordnungen können auch vorteilhafterweise bei geraden Bohrungen verwendet werden.
Es sollte verstanden werden, daß die Merkmale der verschiedenen Ausführungsformen und Ausführungen bei weiteren Ausführungen verwendet werden können, wie in der obigen Beschreibung erwähnt wurde, und Baueinzelheiten, die bezüglich der Schutzvorrichtungshauptteile beschrieben worden sind, bei Halteklammern verwendet werden können, oder umgekeht, wie ebenfalls erwähnt wurde. Im allgemeinen können die verschiedenen beschriebenen Merkmale je nach Bedarf in verschiedenen Kombinationen verwendet werden und die verschiedenen Aspekte der Erfindung können bei Schutzvorrichtungsanordnungen verwendet werden, die dimensioniert sind, um an Gestängeröhren und Bohrungen anderer Durchmesser angepaßt zu werden.

Claims

1. Eine Schutzvorrichtung für ein Bohrgestänge, das innerhalb der Bohrung eines Bohrlochs bewegbar ist, wobei die Schutzvorrichtung aus einem im allgemeinen ringförmigen Hauptteil besteht, der innen so dimensioniert ist, um rund um das Bohrgestänge herum zu passen, und außen so dimensioniert ist, um in die Bohrung zu passen, wobei der Hauptteil aus einem ersten Material oder Materialien besteht und weiterhin Lagermittel umfaßt, die zwischen den ringförmigen Hauptteil und das Bohrgestänge geschoben werden, so daß sich das Bohrgestänge bezüglich des ringförmigen Hauptteils frei bewegen kann, wenn der ringförmige Hauptteil mit der Oberfläche der Bohrung in Kontakt kommt; dadurch gekennzeichnet, daß:

das zwischen dem ringförmigen Hauptteil und dem Bohrgestänge befindliche Lagermittel einen Zwischenraum zwischen sich und dem Bohrgestänge und/oder zwischen sich und dem ringförmigen Hauptteil aufweist, wobei dieser Zwischenraum so gewählt wird, daß Grenzschmierung gefördert wird, wobei das Lagermittel aus einem Material gebildet wird, das ausgewählt wird, um ein Kontaktlager mit niedriger Reibung bereitzustellen, falls die Grenzschmierung versagen sollte, und wobei das Lagermaterial korrosionsschützende, selbstschmierende Eigenschaften aufweist.

2. Schutzvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei das Lagermittel zumindest ein von dem ringförmigen Hauptteil getrennt gebildetes Lagerelement umfaßt.

3. Schutzvorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei das zumindest eine Lagerelement bei Gebrauch an der Außenfläche des Bohrgestänges befestigt wird.

4. Schutzvorrichtung gemäß Anspruch 3, wobei das Lagerelement aus einer Büchse besteht, die mittels oberer und unterer ringförmiger Spannmittel, welche in das obere und untere Ende der Büchse eingreifen, am Bohrgestänge befestigt wird, wobei der ringförmige Hauptteil zwischen dem oberen und dem unteren Spannmittel um die Büchse angeordnet ist.

5. Schutzvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Lagermittel zumindest ein auf der Innenfläche des ringförmigen Hauptteils befestigtes Lagerelement umfaßt.

6. Schutzvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei zumindest ein Lager ein Element ist, das aus einem zweiten Material oder Materialien gebildet ist.

7. Schutzvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Lagermittel zumindest ein Lagerelement umfaßt, das bei Gebrauch zwischen dem ringförmigen Hauptteil und dem Bohrgestänge liegt und bezüglich dieser beiden Teile drehbar ist, und wobei die Längsbewegung des zumindest einen Lagerelements bezüglich des ringförmigen Hauptteils mittels einer Haltevorrichtung begrenzt ist.

8. Schutzvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Lagermittel eine Vielzahl von getrennten Lagerelementen umfaßt, die auf den Oberflächen des ringförmigen Hauptteils oder des Bohrgestänges angeordnet sind.

9. Schutzvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 8, wobei das zumindest eine Lagerelement im wesentlich zylindrisch ist.

10. Schutzvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Lagermittel zumindest ein erstes und ein zweites im wesentlichen konzentrisches Lagerelement umfaßt, die zwischen dem ringförmigen Hauptteil und dem Bohrgestänge liegen.

11. Schutzvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Lagermittel eine innere Fläche des ringförmigen Hauptteils beinhaltet, die sich um das Bohrgestänge herum erstreckt.

12. Schutzvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Lagermittel eine Materialbeschichtung einschließt, die zumindest auf eine Innenfläche des ringförmigen Hauptteils, die sich um das Bohrgestänge herum erstreckt, aufgetragen wird.

13. Schutzvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Lagermittel zumindest eine Lagerfläche umfaßt, die mit längs verlaufenden Rillen oder Nuten versehen ist, wobei Spülflüssigkeit zirkulieren kann, um als Schmiermittel und Kühlmittel zu dienen.

14. Schutzvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der ringförmige Hauptteil derart geformt ist, daß die Gefahr eines Verklemmens innerhalb des Bohrlochs auf ein Minimum reduziert wird und/oder der Flüssigkeitsstrom um und durch die Schutzvorrichtung gefördert wird, wobei die Längsenden des ringförmigen Hauptteils abgeschrägt oder gebogen sind und wobei der ringförmige Hauptteil um dessen Innenumfang am jeweiligen Längsende mit abgeschrägten Oberflächen versehen ist, wobei der Abschrägwinkel der Oberflächen so gewählt wird, daß er dem Neigungswinkel der Oberflächen der Verbindungsstücke des Bohrgestänges entspricht.

15. Schutzvorrichtung gemäß Anspruch 14, wobei der Abschrägwinkel so ausgewählt wird, daß die abgeschrägten Oberflächen nicht ganz parallel bezüglich der Oberflächen der Verbindungsstücke des Bohrgestänges sind.

16. Schutzvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung zumindest ein im wesentlichen ringförmiges Spannmittel umfaßt, das ausgeführt ist, um am Bohrgestänge auf zumindest einer Seite des ringförmigen Hauptteils befestigt zu werden, um bei Gebrauch die Längsbewegung des ringförmigen Teils entlang des Bohrgestänges zu beschränken.

17. Schutzvorrichtung gemäß Anspruch 16, wobei zumindest der ringförmige Hauptteil oder das Spannmittel mit Lagermitteln auf den jeweiligen ringförmigen Endoberflächen versehen ist, die einander bei Gebrauch berühren.

18. Schutzvorrichtung gemäß Anspruch 16 oder Anspruch 17, wobei die ringförmigen Endoberflächen des ringförmigen Hauptteils und des Spannmittels so angeordnet sind, daß sie bezüglich einander nicht ganz parallel sind.

19. Schutzvorrichtung gemäß Anspruch 16, Anspruch 17 oder Anspruch 18, wobei die Spannmittel ausgeführt sind, um das Bohrgestänge mittels eines aus den folgenden ausgewählten Mittels festzuhalten:

Rillen oder Kerbverzahnungen auf deren inneren, das Gestänge berührenden Flächen;

einer Beschichtung auf dem Innendurchmesser des Spannmittels aus einem Hochtemperaturepoxidharz oder dergleichen, welches ein darin dispergiertes abrasives Aggregat aufweist.

20. Schutzvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Materialien, aus denen der ringförmige Hauptteil und das Lagermittel gebildet sind, aus den folgenden ausgewählt werden:

Metalle inklusive: Aluminium und Aluminiumlegierungen;

Eisenlegierungen, Stahl und Stahllegierungen;

Kupferlegierungen inklusive Gußzinnbronze, Aluminiumbronze, Phosphorbronze, Kupfernickel; Zinklegierungen;

Kunststoffe und Elastomere, inklusive:

Hochleistungskunststoffen; kohlenstoffverstärktem Polyetheretherketon; Polyphthalamid; Polyvinylidenfluorid; Acetalen; flüssigkristallinen Polymeren; Kautschukmischungen; Phenolharzen oder -verbindungen; hitzehärtbaren Kunststoffen; thermoplastischen Elastomeren; thermoplastischen Verbindungen; Thermoplasten inklusive Polyetheretherketon, Polyphenylensulfid, Polyphthalamid, Polyetherimid, Polysulfon; Polyethersulfon, allen Polyimiden, allen Polyamiden (inklusive Nylonverbindungen), Polybutylenterephthalat, Polyetherketonketon.

21. Schutzvorrichtung gemäß Anspruch 20, wobei der ringförmige Hauptteil aus einem Hochleistungskunststoffmaterial gebildet ist.

22. Schutzvorrichtung gemäß Anspruch 20, wobei das Lagermittel aus einem Hochleistungskunststoffmaterial gebildet ist.

23. Schutzvorrichtung gemäß Anspruch 20, wobei der ringförmige Hauptteil, wenn dieser aus Metall gebildet ist, weiterhin mit einer aus den folgenden ausgewählten Beschichtung versehen ist: Polytetrafluorethylen (PTFE), autokatalytischem Nickel, Zink und Anstrichstoffen, Kautschuk und Kautschukverbindungen, Everslick, anodischer Behandlung.

24. Schutzvorrichtung gemäß Anspruch 20, wobei die Metall-, Kunststoff- oder Elastomermaterialien, aus denen der ringförmige Hauptteil und/oder das Lagermittel gebildet sind, aus den folgenden ausgewählte Füllstoffe beinhalten:

Glas, Kohlenstoff, PTFE, Silizium, Teflon, Molybdändisulfid, Graphit, Öl und Wachs.

25. Schutzvorrichtung gemäß Anspruch 20, wobei die Lagermittel aus Polyetheretherketon, Phenolharzen, Polyphthalamiden, flüssigkristallinem Polymer, Acetalen, Polyphenylensulfid, Polyamiden (Nylonverbindungen), Polyetherketonketon oder Polyetherimid bestehen.

26. Schutzvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 4, 16, 17, 18 oder 19, wobei das Spannmittel aus Aluminiumlegierung, Kupferlegierung, Zink, Zinklegierung oder Eisenlegierung gebildet wird.