DE69830508T2 - Gasgefüllter beschleuniger - Google Patents

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Weatherford Lamb Inc
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21BEARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B31/00Fishing for or freeing objects in boreholes or wells
    • E21B31/107Fishing for or freeing objects in boreholes or wells using impact means for releasing stuck parts, e.g. jars
    • E21B31/113Fishing for or freeing objects in boreholes or wells using impact means for releasing stuck parts, e.g. jars hydraulically-operated

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • TECHNISCHER BEREICH
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Beschleuniger für den Einsatz mit hydraulischen Rutschscheren in einer Bohrumgebung und insbesondere einen gasgefüllten Beschleuniger für den Einsatz mit doppeltwirkenden hydraulischen Rutschscheren.
  • BESCHREIBUNG DER VERWANDTEN TECHNIK
  • Rutschscheren sind im Bohrlochausrüstungsbereich seit langem bekannt. Eine Rutschschere ist ein Werkzeug, das eingesetzt wird, wenn ein Bohr- oder Fördergerät in einem solchen Ausmaß steckengeblieben ist, dass es sich nicht mehr leicht aus dem Bohrloch herausziehen lässt. Die Rutschschere wird normalerweise im Bohrstrang im Bereich des steckengebliebenen Objektes platziert und ermöglicht es einem Bediener an der Oberfläche, über eine Manipulation des Bohrstrangs, wie z.B. durch Absenken und Anheben des Bohrstrangs, eine Reihe von Schlägen auf diesen aufzubringen. Diese Schläge auf den Bohrstrang reichen dann hoffentlich aus, um das steckengebliebene Objekt zu befreien, damit der Betrieb fortgesetzt werden kann.
  • Rutschscheren haben eine Gleitverbindung, die eine relative axiale Bewegung zwischen einem inneren Mantelrohr und einem Außengehäuse zulässt, ohne dass eine Rotationsbewegung dazwischen möglich ist. An dem Mantelrohr ist gewöhnlich ein Hammer ausgebildet, während das Gehäuse einen Amboss aufweist, der neben dem Mantelrohrhammer positioniert ist. Wenn dann Hammer und Amboss mit hoher Geschwindigkeit zusammengebracht werden, dann übertragen sie einen sehr erheblichen Schlag auf den steckengebliebenen Bohrstrang, der häufig ausreicht, um den Bohrstrang zu befreien.
  • In einigen Fällen ist es wünschenswert, die Kraft der Schläge stark zu erhöhen, so dass eine weitaus höhere Hammerkraft auf ein steckengebliebenes Objekt aufgebracht werden kann. Die Kraft der Rutschschere wurde durch Hinzufügen eines Bechleunigers zum Bohrstrang erhöht. Der Beschleuniger dient zum Speichern von Energie, bis die Rutschschere ausgelöst wird. Wenn die Rutschschere ausgelöst wird, setzt der Beschleuniger seine gespeicherte Energie rasch frei und beschleunigt den Hammer der Rutschschere auf eine sehr hohe Geschwindigkeit. Die Kraft des Aufschlags ist natürlich auf das Quadrat der Geschwindigkeit bezogen, dadurch wird die Hammerkraft durch den Beschleuniger stark erhöht.
  • Es wurden Rutschscheren entwickelt, die Hammerschläge in Auf- und Abwärtsrichtung ausführen können. So beschreibt beispielsweise das am 30. November 1982 an Robert W. Evans erteilte US-Patent Nr. 4,361,195 eine solche doppeltwirkende Rutschschere. Es wurden auch doppeltwirkende Beschleuniger entwickelt, wie z.B. die, die in dem am 3. August 1993 an Robert W. Evans erteilten US-Patent Nr. 5,232,060 beschrieben sind, das dem Oberbegriff von Anspruch 1 entspricht.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung stellt einen verbesserten gasgefüllten Beschleuniger gemäß den beiliegenden Ansprüchen bereit. Der Beschleuniger beinhaltet ein röhrenförmiges Gehäuse und ein röhrenförmiges Mantelrohr, das im Wesentlichen koaxial für eine teleskopische Längsbewegung innerhalb des röhrenförmigen Gehäuses angeordnet ist. Ein erster Kolben ist radial zwischen dem röhrenförmigen Gehäuse und dem Mantelrohr positioniert und so gestaltet, dass er sich mit dem Mantelrohr als Reaktion auf eine Bewegung des Mantelrohrs in einer ersten Längsrichtung relativ zum Gehäuse bewegt. Ferner ist der erste Kolben auch so gestaltet, dass er einer Längsbewegung als Reaktion auf eine Bewegung des Mantelrohrs in einer zweiten Längsrichtung relativ zu dem Gehäuse widersteht. Ein zweiter Kolben ist radial zwischen dem röhrenförmigen Gehäuse und dem Mantelrohr positioniert und bildet mit dem ersten Kolben eine im Wesentlichen dichte komprimierbare Gaskammer dazwischen. Der zweite Kolben ist so gestaltet, dass er sich mit dem Mantelrohr als Reaktion auf eine Bewegung des Mantelrohrs in der zweiten Längsrichtung relativ zu dem Gehäuse bewegt, und so, dass er einer Längsbewegung als Reaktion auf eine Bewegung des Mantelrohrs in der ersten Längsrichtung relativ zu dem Gehäuse widersteht. Somit erfährt das Gas in der Kammer einen Druckanstieg als Reaktion auf die Bewegung des Mantelrohrs in der ersten und der zweiten Längsrichtung relativ zu dem Gehäuse.
  • Die Gaskammer der vorliegenden Erfindung ist ein geschlossenes System, das innerhalb von wenigstens zwei Kolben enthalten ist. Ein Schmierfluid oder -öl der Beschleunigerkammer umgibt die Gaskammer. Die Kombination aus Gas und Schmierfluid erzeugt eine weniger abrasive Umgebung für die Gaskammerdichtungen als die Gas/Bohrschlamm-Anordnung von Beschleunigern des Standes der Technik.
  • Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist das eingebaute Kompensationssystem. Das System besteht aus einem Druckentlastungsventil oder einer ähnlichen Vorrichtung, die es zulässt, dass eine geringe Menge des Schmieröls von der Ölkammer in die Gaskammer fließt, wenn der Schmieröldruck den Druck in der Gaskammer übersteigt. Der Transfer von Schmieröl zur Gaskammer findet statt, um die Druckdifferentiale auszugleichen, die von Temperaturanstiegen im Bohrloch resultieren. Dadurch, dass Öl durch das Druckentlastungsventil in die Gaskammer fließen kann, werden eine Verformung der Gehäuse und ein Ausfall von Dichtungen in der Bohrlochbaugruppe verhindert.
  • Die vorliegende Erfindung ermöglicht auch ein leichteres und sichereres Füllen und Ablassen von Gas in die und aus der Gaskammer. Die vorliegende Erfindung hat Dichtungen (z.B. Dichtungsringe), einen externen Stopfen und eine externe Ventilbaugruppe, über die der Bediener die Gaskammer sicher füllen kann. In der vorliegenden Erfindung kann der Bediener die Gaskammer dicht verschließen und dann eventuell eingeschlossenes Gas in den Einfüllleitungen sicher ablassen oder entleeren. Das Ablassen des Gases erfolgt auf sichere Weise durch Umkehren des Vorgangs und vollständiges Ablassen des Drucks in der Gaskammer, bevor das Bohrlochwerkzeug zerlegt wird.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Weitere Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden nach einem Studium der folgenden ausführlichen Beschreibung und nach Bezugnahme auf die Zeichnungen offensichtlich. Dabei zeigt:
  • 1A–D aufeinander folgende Viertelsektionen eines gasgefüllten Beschleunigers in seiner Füll- und seiner Ablassposition;
  • 2A–D aufeinander folgende Viertelsektionen des gasgefüllten Beschleunigers von 1 in seiner neutralen Betriebsposition; und
  • 3A–D aufeinander folgende Viertelsektionen des gasgefüllten Beschleunigers von 1 in seiner Abwärtshub- oder geschlossenen Betriebsposition;
  • 4A–D aufeinanderfolgende Viertelsektionen des gasgefüllten Beschleunigers von 1 in seiner Aufwärtshub- oder offenen Betriebsposition.
  • Die Erfindung kann zwar Gegenstand verschiedener Modifikationen und alternativer Formen sein, aber es wurden spezifische Ausgestaltungen hiervon beispielhaft in den Zeichnungen dargestellt und sind hier ausführlich beschrieben. Es ist jedoch zu verstehen, dass die vorliegende Spezifikation die Erfindung nicht auf die besonderen hierin offenbarten Formen begrenzen, sondern im Gegenteil alle Modifikationen, Äquivalente und Alternativen abdecken soll, die in Wesen und Umfang der Erfindung gemäß Definition in den beiliegenden Ansprüchen fallen.
  • BESCHREIBUNG ILLUSTRATIVER AUSGESTALTUNGEN
  • Die Zeichnungen, und insbesondere die 1A–D einschließlich, zeigen einen gasgefüllten Beschleuniger 10, der eine erhebliche Länge hat, so dass er in vier in Längsrichtung unterteilten Viertelsektionsansichten dargestellt werden muss, nämlich 1A, 1B, 1C und 1D. Jede dieser Ansichten ist im Längsschnitt dargestellt. Der Beschleuniger 10 umfasst allgemein ein inneres röhrenförmiges Mantelrohr 12, das teleskopisch in einem äußeren röhrenförmigen Gehäuse 14 aufgenommen ist. Das Mantelrohr 12 und das Gehäuse 14 bestehen jeweils aus einer Mehrzahl von röhrenförmigen Segmenten, die vorzugsweise durch Gewindeverbindungsteile miteinander verbunden sind.
  • Das Mantelrohr 12 und das Gehäuse 14 sind für Montagezwecke in Sektionen ausgebildet. Das Mantelrohr 12 ist für eine Gleitbewegung im Gehäuse 14 angeordnet. Eine im Wesentlichen abgedichtete Kammer 16, die zwischen dem Mantelrohr 12 und dem Gehäuse 14 ausgebildet ist, ist mit einem geeigneten komprimierbaren Gas wie Stickstoff gefüllt. Ein erstes im Wesentlichen geschlossenes Reservoir 58 ist zwischen dem Mantelrohr 12 und dem Gehäuse 14 ausgebildet und enthält ein Schmieröl. Ein zweites im Wesentlichen geschlossenes Reservoir 54 ist ebenfalls zwischen dem Mantelrohr 12 und dem Gehäuse 14 ausgebildet und enthält ebenfalls ein Schmieröl. Daher muss gegen Lecks von Gewindeverbindungen abgedichtet werden, die an den verschiedenen Sektionen des Mantelrohrs 12 und des Gehäuses 14 ausgebildet sind, und auch von den Gleiteingriffsstellen zwischen dem Mantelrohr 12 und dem Gehäuse 14. Ebenso müssen Dichtungen zwischen Kammern 16, 54 und 58 vorgesehen werden, um den Fluidstrom zwischen den Kammern durch Druckentlastungsventile zu leiten.
  • Die Gaskammer 16 ist insbesondere zwischen der Innenfläche 18 des Gehäuseelementes 14 und einer davon beabstandeten Außenfläche 20 des inneren Mantelrohrs 12 ausgebildet. Die Gaskammer 16 ist die Hauptbetriebskammer. Im Allgemeinen widersteht das Gas in der Kammer 16 einer relativen Bewegung des Mantelrohrs 12 und des Gehäuses 14. Das heißt, eine relative Bewegung des Mantelrohrs 12 und des Gehäuses 14 reduziert das Volumen der Kammer 16 und bewirkt einen erheblichen Anstieg des Innendrucks des Gases in der Kammer 16, so dass eine Kraft entsteht, die dieser relativen Bewegung widersteht. Aufgrund dieses Widerstands gegen eine relative Bewegung kann sich viel statische Energie aufstauen. Wenn also die gegen das Gehäuse 14 drückende Kraft plötzlich weggenommen wird, z.B. durch Auslösen der zugehörigen Rutschschere, dann wird die statische Energie in kinetische Energie umgewandelt, wodurch bewirkt wird, dass das Mantelrohr 12 und das Gehäuse 14 sich rasch bewegen und einen Hammer in der assoziierten Rutschschere (nicht dargestellt) beschleunigen, der mit großer Kraft gegen eine Ambossfläche schlägt. Es ist zu verstehen, dass dieser Aufstau von statischer Energie durch die Bewegung des Mantelrohrs 12 relativ zum Gehäuse 14 in beiden Längsrichtungen erfolgt.
  • Es sind Mittel vorgesehen, um die Kammer 16 im Wesentlichen zu verschließen, um einen Druckausbau darin zuzulassen. Die Oberflächen 18, 20 der Kammer 16 sind glatte zylindrische Oberflächen, die eine freie Bewegung eines Paares von Druckkolben 22 und 24 zulassen, die dazwischen gelagert sind und die Kammer 16 definieren. Am oberen Ende der Gaskammer 16 befindet sich ein ringförmiger Druckkolben 22 zwischen den Flächen 18, 20 für eine Gleitbewegung dazwischen. Der Kolben 22 ist durch Dichtungsringe 26, 28 gegen Auslaufen von Fluid abgedichtet. Am unteren Ende der Gaskammer 16 befindet sich ein ringförmiger Druckkolben 24 zwischen den Oberflächen 18, 20 für eine Gleitbewegung dazwischen. Der Kolben 24 ist durch Dichtungsringe 30, 32 gegen Auslaufen von Fluid abgedichtet.
  • 1 zeigt die bevorzugte Ausgestaltung des Beschleunigers 10 in einer Position, in der die Kammer 16 mit Gas beschickt wird. Am äußeren Gehäuse 14 ist eine externe Stopfenbaugruppe 34 am Beschleuniger 10 angeordnet. Die externe Stopfenbaugruppe 34 beinhaltet einen Einfüllstutzen 36 und eine Einfüllverschlusskappe 38. Der Beschleuniger 10 hat auch ein Füllloch 40, das den Einfüllstutzen 36 funktionell mit der Endkappe 42 verbindet. Das obere Ende des Fülllochs 40 ist mit einem Fluidstopfen 60 verschlossen. Die Endkappe 42 liegt an der Innenfläche 18 des äußeren Gehäuses 14 an. Eine obere Dichtung 44 und eine untere Dichtung 46, vorzugsweise Dichtungsringe, verhindern den Strom von Gas vom Füllloch 40 zur Kammer 16, wenn der Beschleuniger 10 in einer neutralen Position ist (2).
  • Um den Beschleuniger 10 mit Gas zu füllen, wird das äußere Gehäuse 14 teilweise um einen Abstand d in der Nähe der externen Stopfenbaugruppe 34 abgeschraubt. Das teilweise Abschrauben des äußeren Gehäuses 14 bewirkt, dass die obere Dichtung 44 mit einem offenen Pfad ausgerichtet wird, vorzugsweise einem Unterschnitt 48 wie in 1 gezeigt. Die Ausrichtung der oberen Dichtung 44 auf den Unterschnitt 48 ermöglicht einen offenen Strömungspfad von Gas vom Füllloch 40 zur Kammer 16. Die Einfüllverschlusskappe 38 wird dann von der externen Stopfenbaugruppe 34 entfernt. Dann werden ein standardmäßiger externer Fülladapter (nicht dargestellt) und ein Ventil (nicht dargestellt) am Einfüllstutzen 36 angebracht. Der Bediener kann dann die Kammer 16 mit einem externen Gas, vorzugsweise Stickstoff, bis zu einem vorbestimmten Druck füllen. Wie in 1 gezeigt, erlaubt das teilweise Abschrauben des äußeren Gehäuses 14, dass Gas von einer externen Quelle in die Öffnung 34 durch das Füllloch 40 und die Endkappe 42 in die Kammer 16 strömt. Wenn die Kammer 16 bis auf den richtigen Druck beschickt ist, schließt der Bediener das externe Ventil und schraubt das äußere Gehäuse 14 wieder fest, so dass die Dichtungen 44 und 46 das Strömen von Gas zur Kammer 16 absperren. Der Bediener öffnet dann wieder das externe Ventil, so dass in der Endkappe 42, im Füllloch 40 und im Einfüllstutzen 36 eingeschlossenes Restgas in die Atmosphäre entweichen kann. Der Bediener entfernt dann den externen Fülladapter und das Ventil und setzt die Einfüllverschlusskappe 38 wieder in die Öffnung 36 ein, um das Füllloch 40 dadurch zu verschließen. Die Kammern 54 und 58 werden mit einem Schmierfluid (z.B. einem Schmieröl) durch externe Stopfenbaugruppen 34 gefüllt. An dieser Stelle ist der Beschleuniger 10 „scharf" und bereit, den Hammer der Rutschschere als Reaktion auf eine Auslösung der Schere zu beschleunigen.
  • Zum Ablassen von Gas aus der Kammer 16 werden die obigen Schritte allgemein in umgekehrter Reihenfolge durchgeführt. Nachdem der Beschleuniger seinen beabsichtigten Betrieb vollendet hat, wird er aus dem Bohrloch an die Oberfläche herausgezogen. Dann wird die Einfüllverschlusskappe 38 entfernt, so dass das Füllloch 40 geöffnet wird. Ein externer Fülladapter (nicht dargestellt) und ein Ventil (nicht dargestellt) werden an der externen Stopfenbaugruppe 34 angebracht. Das externe Ventil wird sicher verschlossen. Der Bediener schraubt dann das äußere Gehäuse 14 teilweise um einen Abstand d ab, so dass die Dichtungen 44 und 46 eine Passage von der Kammer 16 zum Füllloch 40 öffnen. Wie oben erörtert, wird durch das teilweise Abschrauben des äußeren Gehäuses 14 bewirkt, dass die obere Dichtung 44 auf den Unterschnitt 48 ausgerichtet wird, so dass sich ein offener Strömungspfad für Gas von der Kammer 16 zum Füllloch 40 ergibt. Der Bediener öffnet dann das externe Ventil, so dass Gas sicher von der Gaskammer 16, der Endkappe 42, dem Füllloch 40 und dem Einfüllstutzen 36 in die Atmosphäre oder einen anderen externen Behälter ausströmen kann.
  • Der Betrieb des Beschleunigers 10 ist am besten in den 3 und 4 illustriert. Im Abwärts- oder Kompressionsmodus (3) bewegt sich das innere Mantelrohr 12 translatorisch relativ zum äußeren Gehäuse 14 nach unten. Somit greift der Ansatz 50 des inneren Mantelrohrs 12 am oberen Kolben 22 an und bewegt ihn translatorisch nach unten. Wie in 3 gezeigt, ruht der untere Kolben 24 auf dem Ansatz 52 des äußeren Gehäuses 14 und bleibt somit stationär. Daher wird durch die Abwärtstranslation des oberen Kolbens 22 das Volumen der Kammer 16 reduziert, so dass der Druck darin ansteigt. Dieser Druckanstieg in der Kammer 16 führt zu einem gespeicherten Energiepotential. Wenn die dem Gehäuse 14 widerstehende Kraft plötzlich weggenommen wird, z.B. durch Auslösen der zugehörigen Bohrrutschschere, dann wird das gespeicherte Energiepotential in kinetische Energie umgewandelt, so dass das Gehäuse 14 sich rasch nach unten bewegt und einen Hammer in der zugehörigen Bohrrutschschere (nicht dargestellt) beschleunigt, der mit großer Kraft auf eine Ambossfläche schlägt.
  • Umgekehrt, wenn eine Aufwärts- oder Zugkraft auf den Bohrstrang angewendet wird (4), dann wird das innere Mantelrohr 12 translatorisch relativ zum äußeren Gehäuse 14 nach oben bewegt. Wie in 4 gezeigt, während sich das innere Mantelrohr 12 translatorisch nach oben bewegt, greift der Ansatz 58 des inneren Mantelrohrs 12 am unteren Kolben 24 an und bewegt ihn translatorisch nach oben. Der obere Kolben 22 ruht wiederum auf dem Ansatz 56 des äußeren Gehäuses 14 und bleibt daher stationär. Somit reduziert die Aufwärtstranslation des unteren Kolbens 24 das Volumen der Kammer 16 und bewirkt dadurch einen Druckanstieg darin. Dieser Druckanstieg in der Kammer 16 führt zu einem gespeicherten Energiepotential. Wie oben in der Abwärtsrichtung beschrieben, wenn die dem Gehäuse 14 widerstehende Kraft plötzlich weggenommen wird, z.B. durch das Auslösen der zugehörigen Rutschschere, dann wird das gespeicherte Energiepotential in kinetische Energie umgewandelt, so dass sich das Gehäuse 14 rasch nach oben bewegt und einen Hammer in der zugehörigen Rutschschere (nicht dargestellt) beschleunigt, um mit großer Kraft gegen eine Ambossfläche zu schlagen.
  • Mit anderen Worten, sowohl in der Abwärtsbewegung (3) als auch in der Aufwärtsbewegung (4) ermöglicht das Auslösen einer Rutschschere (nicht dargestellt) in der Bohrlochbaugruppe eine freie Längsbewegung des äußeren Gehäuses 14 relativ zum inneren Mantelrohr 12. Dadurch wird es wiederum möglich, dass das unter hohem Druck stehende Gas in der Kammer 16 den Beschleuniger 10 rasch in seine neutrale Position (am besten in 2 zu sehen) zurückbringt und das gespeicherte Energiepotential freisetzt. Durch die Freisetzung des gespeicherten Energiepotentials wird die Beschleunigungskraft auf die Rutschschere erhöht.
  • Die bevorzugte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist ein Beschleuniger 10 mit einem Ölschmiermittel oder einem ähnlichen Schmierfluidtyp in den Reservoiren 54 und 58. Das Schmierfluid des Reservoirs 58 befindet sich zwischen dem inneren Mantelrohr 12 und dem äußeren Gehäuse 14 und neben dem Kolben 22 und ist durch die Baugruppe 62 gegen Bohrschlamm abgedichtet. Somit befindet sich das Schmierfluid des Reservoirs 58 neben den Dichtungen 26 und 28 des Kolbens 22 und der oberen Dichtungsbaugruppe 62 und schmiert sie. Somit trennen die Dichtungen 26 und 28 das Gas der Kammer 16 vom Schmierfluid des Reservoirs 58. Somit ist die obere Dichtungsbaugruppe 62 eine Schlamm/Öl-Grenzfläche und hat demzufolge aufgrund des schmierenden Charakters des Öls an der Dichtung im Vergleich zum trockenen Charakter des Gases eine längere aktive Lebensdauer. Die Gas/Schmieröl-Grenzfläche der Dichtungen 26 und 28 des Kolbens 22 hat eine längere aktive Lebensdauer aufgrund der Schmier- und Kühleigenschaften des Schmieröls. Man wird verstehen, dass die vorliegende Erfindung die Lebensdauer des Slingers erhöht, da sich die Schlammgrenzfläche nicht neben der Gaskammer 16 befindet.
  • Die Reservoire 58 und 54 sind mit einem geeigneten Schmieröl gefüllt. Wenn die Temperatur dieses Öls ansteigt, ohne dass das zugehörige Volumen proportional ansteigt, dann kommt es zu einem Druckanstieg, der die Gehäuse oder Dichtungen des Slingers beschädigen könnte. Alternativ kann das höhere Volumen aus dem Reservoir „abgelassen" werden, um dasselbe Ergebnis zu erzielen. Das Design des Slingers ermöglicht einen automatischen Druckausgleich in einem der oder in beiden Reservoirs 58 und 54. Dies erfolgt dadurch, dass ein Druckentlastungsventil im Kolben 22 für Reservoir 58 oder im Kolben 24 für Reservoir 54 platziert wird. Wenn die Temperatur des Slingers erhöht wird, indem das Rohr in das Bohrloch abgesenkt wird, dann nimmt auch die Temperatur des Öls in den Reservoiren 58 und 54 und des Gases in der Kammer 16 entsprechend zu. Der resultierende Druckanstieg ist jedoch aufgrund des weitaus größeren Volumenmoduls von Öl im Vergleich zu dem von Gas in den Ölreservoiren 58 und 54 weitaus höher. Mit zunehmendem Anstieg des Druckdifferentials zwischen Gaskammer und Ölreservoiren wird der Berstdruck des Druckentlastungsventils (z.B. 34,48 bar (500 psi)) überschritten. Das Entlastungsventil öffnet und eine geringe Menge Öl wird in die Gaskammer 16 freigesetzt. Dadurch wird der Druck im Ölreservoir auf den in der Gaskammer reduziert. Es ist wichtig zu bemerken, dass die geringe Menge Öl, die in die Gaskammer eingeleitet wird, die Betriebseigenschaften des Slingers nicht erheblich verändert.

Claims (14)

  1. Beschleuniger (10), der Folgendes umfasst: ein röhrenförmiges Gehäuse (14); ein röhrenförmiges Mantelrohr (12), das im Wesentlichen koaxial für eine teleskopische Längsbewegung innerhalb des genannten röhrenförmigen Gehäuses angeordnet ist; einen ersten Kolben (22), der radial zwischen dem röhrenförmigen Gehäuse und dem Mantelrohr positioniert ist, wobei der erste Kolben so gestaltet ist, dass er sich mit dem Mantelrohr als Reaktion auf eine Bewegung des Mantelrohrs in einer ersten Längsrichtung relativ zu dem Gehäuse bewegt, und so, dass er einer Längsbewegung als Reaktion auf eine Bewegung des Mantelrohrs in einer zweiten Längsrichtung relativ zu dem Gehäuse widersteht; einen zweiten Kolben (24), der radial zwischen dem röhrenförmigen Gehäuse und dem Mantelrohr positioniert ist, wobei der erste und der zweite Kolben eine im Wesentlichen dichte Gaskammer (16) zwischen sich bilden, wobei der zweite Kolben so gestaltet ist, dass er sich mit dem Mantelrohr in der zweiten Längsrichtung relativ zu dem Gehäuse bewegt, und so, dass er einer Längsbewegung als Reaktion auf eine Bewegung des Mantelrohrs in der ersten Längsrichtung relativ zu dem Gehäuse widersteht, und wobei die Gaskammer einen Druckanstieg als Reaktion auf die Bewegung des Mantelrohrs in der ersten und der zweiten Längsrichtung relativ zu dem Gehäuse erfährt, bis er durch einen Rüttelmechanismus gelöst wird; und ein erstes Fluidreservoir (58) zwischen dem röhrenförmigen Gehäuse und dem Mantelrohr, das zur Aufnahme eines Schmierfluids gestaltet ist, wobei das Reservoir das Schmierfluid neben dem ersten und dem zweiten Kolben auf Seiten der Kolben gegenüber der Gaskammer bereitstellt; dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Kolben einen verengten Kanal definieren, der in Fluidverbindung mit der Kammer und dem Reservoir dadurch verläuft.
  2. Beschleuniger nach Anspruch 1, ferner umfassend ein zweites Reservoir (54) zwischen dem röhrenförmigen Gehäuse (14) und dem Mantelrohr (12) zur Aufnahme eines Schmierfluids.
  3. Beschleuniger nach Anspruch 2, wobei der erste Kolben und der zweite Kolben (22, 24) einen Kanal definieren, der in Fluidverbindung mit der Kammer (16) und den Reservoirs (54, 58) verläuft, sowie Druckbegrenzungsrückschlagventile, die in den Kanälen positioniert und so gestaltet sind, dass sie eine Fluidverbindung in einer ersten Fließrichtung von den Reservoirs in die Kammer zulassen.
  4. Beschleuniger nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei das Mantelrohr (12) einen darauf ausgebildeten ersten Ansatz (50) aufweist, der so gestaltet ist, dass der erste Kolben (22) als Reaktion auf eine Bewegung des Mantelrohrs in der ersten Längsrichtung relativ zu dem Gehäuse angreift, und an dem Gehäuse (14) ein erster Ansatz (52) ausgebildet ist, der so gestaltet ist, dass der zweite Kolben (24) daran angreift, um einer Längsbewegung des zweiten Kolbens als Reaktion auf eine Bewegung des Mantelrohrs in der ersten Längsrichtung relativ zu dem Gehäuse zu widerstehen.
  5. Beschleuniger nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei an dem Mantelrohr (12) ein zweiter Ansatz (58) ausgebildet ist, der so gestaltet ist, dass der zweite Kolben (24) als Reaktion auf eine Bewegung des Mantelrohrs in der zweiten Längsrichtung relativ zu dem Gehäuse angreift, und an dem Gehäuse (14) ein zweiter Ansatz (56) ausgebildet ist, der so gestaltet ist, dass der erste Kolben (22) daran angreift, um einer Längsbewegung des ersten Kolbens als Reaktion auf eine Bewegung des Mantelrohrs in der zweiten Längsrichtung relativ zu dem Gehäuse zu widerstehen.
  6. Beschleuniger nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der erste und der zweite Kolben (22, 24) wenigstens eine Dichtung (26, 28, 30, 32) haben, um die Gaskammer (16) von dem Reservoir (58) zu trennen.
  7. Beschleuniger nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das äußere Gehäuse (14) ferner wenigstens einen externen Einfüllstutzen (36) umfasst.
  8. Beschleuniger nach Anspruch 7, ferner umfassend ein Füllloch (40), das funktionsmäßig den externen Einfüllstutzen (36) mit der Gaskammer (16) verbindet.
  9. Beschleuniger nach Anspruch 10, wobei die Gaskammer (16) Stickstoff enthält.
  10. Beschleuniger nach Anspruch 1, wobei: der zweite Kolben (24) ein Ventil (26) hat, um das Schmierfluid in die Gaskammer (26) fließen zu lassen; das äußere Gehäuse (14) ferner wenigstens einen externen Einfüllstutzen (36) hat; und ein Füllloch (40) mit einer relativen Bewegung des Gehäuses geöffnet und geschlossen wird, wobei das Füllloch mit einer Füllleitung verbunden ist, die den externen Einfüllstutzen mit der Gaskammer verbindet.
  11. Beschleuniger nach Anspruch 1, ferner umfassend ein Mittel zum Füllen und Entleeren der Gaskammer (16).
  12. Beschleuniger nach Anspruch 11, wobei das Mittel zum Füllen und Entleeren der Gaskammer (16) ferner ein Füllloch (40) umfasst, das funktionsmäßig eine externe Stopfenbaugruppe (34) in dem äußeren Gehäuse (14) mit der Gaskammer verbindet.
  13. Beschleuniger nach Anspruch 11 oder 12, wobei das Mittel zum Füllen und Entleeren der Gaskammer (16) die folgenden Schritte umfasst: Abschrauben von Abschnitten des äußeren Gehäuses (14) des Beschleunigers, bis ein Kanal (46) zu der Gaskammer geschaffen ist; Beschicken der Gaskammer mit Gas durch den Kanal bis auf einen vorbestimmten Druck; und Zusammenschrauben der Abschnitte des äußeren Gehäuses, um dadurch zu bewirken, dass die Dichtung und der Kanal zu der Gaskammer geschlossen werden.
  14. Beschleuniger nach Anspruch 11, 12 oder 13, wobei das Mittel zum Entleeren der Gaskammer die folgenden Schritte umfasst: Entfernen einer Einfüllverschlusskappe (38) von einer externen Stopfenbaugruppe; Montieren eines externen Fülladapters und Ventils an der externen Stopfenbaugruppe; Schließen des externen Ventils; Abschrauben von Abschnitten des äußeren Gehäuses (14) des Beschleunigers, bis die Dichtung einen Kanal in die Gaskammer öffnet; und Öffnen des externen Ventils, damit eingeschlossenes Gas aus der Gaskammer und der Füllleitung zu einer externen Quelle entweichen kann.
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