DE924501C

DE924501C - Keilvorrichtung fuer Tiefbohrgeraete

Info

Publication number: DE924501C
Application number: DES26633A
Authority: DE
Inventors: Karl Sperling
Original assignee: Salzgitter Maschinen AG
Current assignee: Salzgitter Maschinen AG
Priority date: 1951-12-30
Filing date: 1951-12-30
Publication date: 1955-03-03

Description

Keilvorrichtung für Tiefbohrgeräte Die Erfindung bezieht sich auf eine Keilvorrichtung für Tiefbohrgeräte, bestehend aus einem Abfangkeil und einem Gegenkeilkörper.
Abfangkeile dienen zum Festhalten von Bohrgestängen, Schwerstangen und Rohren in Drehtischen, Keiltöpfen und anderen Vorrichtungen für Tiefbohrgeräte. Sie werden entweder von Hand oder mit Maschinenkraft eingesetzt und herausgehoben und bestehen aus zwei oder mehr Einzelteilen, die allein oder in Aggregaten zusammengefaßt zur Anwendung kommen.
Ein Abfangkeil ist auf der einen Keilfläche in der Regel mit einer Verzahnung versehen., womit er sich gegen die Außenwand des abzufangenden Rohres legt. Diese Keilseite verläuft mit ihrer Hauptrichtung in Bohrlochachse. Die gegenüberliegende Keilseite ist dagegen zur Bohrlochachse geneigt, so daß zwischen den beiden Seiten der Keilwinkel entsteht, dessen Größe durch Norm festliegt.
Beim Gebrauch ist die Schrägseite immer außen; sie hat die Form eines Stückes eines Kegelmantels, der in eine entsprechende kegelige Öffnung des Drehtisches oder eine andere geeignete Vorrichtung hineinpaßt. Das gute Halten eines Abfangkeiles hängt von verschiedenen Faktoren ab. Einer dieser Faktoren liegt der vorliegenden Erfindung zugrunde.
Im Ruhezustand erzeugt das festgeklemmte Rohr durch sein Eigengewicht und die Reibung an der Verzahnung eine starke Kraftkomponente senkrecht zur Keilaußenfläche, womit diese fest an dien tragenden Körper gepreßt wird. Vor Erreichen dieses Zustandes tritt beim Setzen des Keiles ein kompliziertes Kräftespiel auf. Hierbei kommt es vor, daß unter günstigen Umständen bei jedem Abfangen eines Rohres sofort der feste Sitz erreicht wird. Oftmals mangelt es aber an einer entscheidenden Stelle des Systems an der richtigen Auswirkung der Kräfte, so daß der feste Sitz nicht oder erst nach besonderem Müheaufwand zustande kommt. Dadurch entstehen Zeit- und Geldverluste; außerdem tritt die Gefahr des Absturzes einer Rohrfahrt in das Bohrloch auf. Dieser Mangel soll durch die vorliegende Erfindung abgestellt werden.
Der genormte Keilwinkel beruht auf Erfahrungen. .Er stimmt ziemlich genau mit den Reibungswinkeln der sich hier berührenden. Baustoffe überein. Wäre der Keilwinkel kleiner, so bestünde die Gefahr des Festkei.lens, so daß die abgefangenen Rohre nur mit Gewalt her aushebbar sein würden. Bei einem größeren Keilwinkel würde die gegen die Rohrwand wirkende Kraftkomponente zu klein werden und das Rohrgut nicht halten können.
Der letztere Fall tritt aber auch dann ein, wenn bei dem genormten Keilwinkel durch Sand und andere Fremdkörper der wirkliche Reibungswinkel, d. h. der Reibungskoeffizient, größer wird. Solche Verschmutzungen sind im Bohrturm nicht zu vermeiden.
Bekannt ist, daß man bei hochwertigen E :eilvorrichtungen dieser Art eine Fettschmierung vorsieht. Die Keilflächen werden jedoch bei jedem Öffnen der Verbindung von der mit Sand und Gesteinssplittern beladenen Spülflüssigkeit benetzt, so daß das Fett, sofern es nicht ausgewaschen wird, mindestens einer dauernden Verunreinigung ausgesetzt ist und deswegen sehr umständlich von Hand oder durch eine teure Automatik ersetzt werden muß. Die nun erst recht anhaftenden Gesteinsrückstände aus der Spülung gefährden das Funktionieren der Keilvorrichtung, wie oben beschrieben.
Der Erfindungsgedanke beruht darauf, an der geneigten Keilfläche und an dem tragenden Körper (Drehtischeinsatz, Keiltopf usw.) durch stoffliche Veränderungen der Baustoffoberfläche, .durch besondere Behandlung derselben oder durch Auftragen dünner, hinreichend gut haftender Schichten anderer Metalle oder auch nichtmetallischer Stoffe den Reibungskoeffizienten generell zu verkleinern. Dadurch wird folgendes erreicht: -i. Im Falle der V erschinutzung bleibt die verschlechterte Reibung mit ihrem Wert sehr nahe demjenigen 'Wert der Reibung; den die unbehandelte, aber saubere Keiloberfläche haben würde. Die erfindungsgemäß behandelten Keile halten also auch unter Schmutz.
z. Bei der kleineren Reibungsziffer an den Schlagseiten entsteht unmittelbar vor dem Erreichen des ruhenden Kräftespieles einen kurzen Augenblick lang ein größerer Andruck gegen die tragenden Flächen und damit ein sicheres Eindringen der Verzahnung sowie ein gutes Halten des Rohrgutes. Dieses ist um so notwendiger, je leichter die Rohrfahrt ist, denn bei geringeren Gewichten reichen Druck- und Zahnreibung unter gewissen Umständen nicht aus.
In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsformen eines Beispiels der Erfindung dargestellt. Fig. i zeigt schematisch und im Schnitt eine erste Ausführungsform. Die Keilvorrichtung besteht aus einem Abfangkeil a und dem tragenden Körper b, hier einem Drehtischeinsatz. Das gehaltene Rohr ist mit c bezeichnet. Die Keile erfassen mit den Zähnen d das Rohr c und liegen mit den Kegelmantelteilflächen e in der Innenkegelmantelfläche f fest an. Die einander berührenden Flächen e und f sind nicht besonders hergerichtet.
Bei der Ausführungsform nach Fig.2 sind die Flächen e erfindungsgemäß präpariert bzw. mit einem Belag g versehen. Hier tritt also eine geringere Reibung zwischen den Flächen e und f auf als bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. i.
Die Ausführungsform nach Fig. 3 gleicht in der Wirkung der Ausführung nach Fig, a, nur ist in diesem Fall die Fläche f präpariert bzw. mit einer Schicht h belegt. -Die stärkste Herabsetzung der Reibung läßt sich erzielen, wenn beide Flächen e und f präpariert oder belegt werden, wie es in Fig. q. in den Flächen i und k dargestellt ist. Dabei können die Belege oder Behandlungen der Flächen untereinander durchaus verschieden und auch von ganz anderer Art sein als bei den Ausführungsbeispielen nach Fig. 2 und 3.
Stets aber sind die Maßnahmen so zu wählen, daß zwischen den Flächen e und f kleinste Werte an Reibung auftreten, wodurch immer der festeste Sitz zwischen den Keilen a und dem Rohr c erzielt wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Keilvorrichtung für Tiefbohrgeräte, bestehend aus einem Abfangkeil und einem Gegenkeilkörper, dadurch gekennzeichnet, daß der natürliche Reibungswert der miteinander zusammenwirkenden Keilflächen des Abfangkeiles und/oder des Gegenkörpers ganz oder teilweise künstlich herabgesetzt ist.
2. Keilvorrichtung nach Anspruch i, .dadurch gekennzeichnet, daß die Herabsetzung des Reibungswertes der Keilflächen durch stoffliche Veränderung oder mechanische Bearbeitung der Keilflächen oder auch durch Aufbringen metallischer oder nichtmetallischer Schichten auf die Keilflächen erfolgt. -Angezogene Druckschriften: »Composite Catalog« i95o, S. gig und 92o.