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Absperrvorrichtung für Verrohrungsköpfe.
Die Erfindung betrifft eine Absperrvorrichtung für Verrohrungsköpfe, deren gleichzeitig nach entgegengesetzten Richtungen bewegbare Schieber mit in Käfigen gelagertem Dichtungsmaterial ausgestattet sind. Bei den bekannten Vorrichtungen dieser Art sind die das Dichtungsmaterial haltenden Käfige starr mit den Schiebern verbunden und ein Herausdrücken des Dichtungsmaterials gegen die abzudichtenden Flächen ist nicht möglich.
Erfindungsgemäss ist jeder Schieber relativ zu den Käfigen verschiebbar angeordnet, so dass nach der Einbringung der Käfige in die Abdichtungslage die Schieber noch etwas weiter bewegt werden können, um das Dichtungsmaterial nach auswärts zu drücken und so die Abdichtung zu verbessern.
Jeder Käfig ist mit Dichtungsmaterial versehen, das mit dem Bohrrohr und dem Innern des Gehäuses in dichten Eingriff kommt, wenn die Schieber in die Absperrlage bewegt werden. Das Dichtungmaterial an den Schiebern kann sehr leicht ausgewechselt werden.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt, u. zw. zeigen : Fig. 1 eine Seitenansicht der Absperrvorrichtung, teilweise im Schnitt, Fig. 2 eine Draufsicht auf die in Abschlusslage befindliehen Schieber, Fig. 3 einen Längsschnitt der Schieber in ihrer Abschlusslage um ein Bohrrohr herum, Fig. 4 eine Seitenansicht eines Kernkäfigs für einen Schieber, Fig. 5 eine Draufsicht eines Kernkäfigs, Fig. 6 einen Teilschnitt nach Linie 6-6 in Fig. 3 und Fig. 7 eine abgeänderte Ausführungsform.
Das Schieberventil hat ein Gehäuse S mit einer Bohrung N, die das Bohrrohr aufnimmt. Im
Gehäuse S sind zwei Schieber 8 nach entgegengesetzten Richtungen verschiebbar angeordnet. Diese
Schieber haben je eine grosse halbringförmige Aussparung, die unten durch einen Flansch 7 begrenzt ist. Die Schieber 8 sind durch Schraubenspindeln 12, die mit dem Muttergewinde der Schieber in Eingriff stehen, gleichzeitig einwärts oder auswärts bewegbar. Gegen die innere lotrechte Wandfläche 15 jeder Schieberaussparung stützt sich ein halbringförmiger Packungsteil16, der vorzugsweise aus Gummi besteht. Diese Packungsteile sind genau so hoch wie die Wandung 15 und liegen dicht an der benachbarten Deckfläche 11 der Ventilgehäusekammer an.
Auf jedem Flansch 7 der Schieber 8 ruht gleitbar ein Kernträger oder Kernkäfig, bestehend aus einem oberen Halbring 2 und einem unteren 2 a von gleicher Grösse und Form. Diese Ringteile sind miteinander durch Rippen 2 b starr verbunden. Die halbkreisförmigen Randflächen dieser Halbringe stehen mit der Innenfläche der halbkreisförmigen Wandpackung 16 in Berührung.
Jeder Käfig 2 enthält einen Kern C aus Gummi, der über die inneren Ränder der Ringteile 2 und 2 a vorsteht, um zusammengedrückt werden zu können, wenn der Gummi gegen die Wandung des Bohrrohres gedrückt wird. Die lotrechten äusseren halbkreisförmigen Flächen des Kernes C liegen gegen die benachbarte lotrechte innere Fläche der halbkreisförmigen Wandpackung 16. Die radialen Flächen c (Fig. 6) des Kernes endigen in Zungen 0', die über die Enden der Wandpackung 16 hinausragen. Diese oberen Gummikernzungen C'sind herausdrückbar, so dass sie gegen die innere Ventil- gehäusefläche. H gedrückt werden, wenn die Schieber geschlossen werden.
Wenn die Schieber sich in die Absehlusslage bewegen, dann kommen die radialen Flächen c der Kerne 0 gegeneinander zu liegen und die halbkreisförmigen Flächen c' (Fig. 6) kommen am Bohrrohr T zu liegen.
Die Kernkäfige sind derart mit den ihnen zugeordneten Schiebern verbunden, dass sie die Kerne aus ihrer Abschlusslage herausbewegen, wenn diese aus irgendeinem Grunde am Rohr T oder aneinander-
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haften sollten. An jedem der Halbringe 2 a ist eine Rippe 2 c vorgesehen, die in eine Nut 7 c im Flansch 7 hineinragt, so dass jeder Schieber eine genügend grosse relative Bewegung ausführen kann, beispielsweise dann, wenn der Schieber seine Einwärts-oder Schliessbewegung fortsetzt, nachdem die Dichtungpackung bereits mit dem Rohre T in Eingriff ist und eine weitere Verschiebung des Kernes nicht mehr möglich ist. Bei der Öffnungsbewegung des Schiebers wird die Rippe 2 c vom Schieber erfasst und der Käfig wird dann zusammen mit dem Schieber auswärts bewegt.
Es ist auch eine Haltevorrichtung für den Kern und seinen Käfig vorgesehen, u. zw. besteht diese aus einem Zapfen 2 d, der von einer der Käfigrippen 2 b auswärts ragt und gleitbar im Schieberkörper 8 gelagert ist. Der letztere ist bei 9 ausgespart, um eine Anschlagmutter 10 aufzunehmen, die am Zapfen 2 d. angebracht ist. Diese Mutter 10 dient ebenfalls dazu, um bei der Öffnungsbewegung des Schiebers den Kern 0 auswärts zu bewegen.
Die oberen Halbringe sind abgestuft, wie bei 20 angedeutet ist, damit sie in der Schliesslage der Absperrvorrichtung einander überlappen und die Aufwärtsbewegung der Packung begrenzen, wenn die Flüssigkeit im Bohrloch unter sehr hohem Druck stehen sollte. Die Halbringe 2 ragen zweckmässig in den Durchflusskanal hinein, um einen nicht dargestellten Kragen am Rohr T zu erfassen und um so den Bohrrohrstrang zu unterstützen, und auch um eine Aufwärtsverschiebung des Bohrrohrstranges zu verhüten, wenn hohe Drücke im Innern des Bohrrohres entstehen sollten.
Für eine bestimmte Bohrrohrgrösse werden im Gehäuse 8 der Absperrvorrichtung entsprechende Dichtungskäfige und Kerne angeordnet. Wenn eine Absperrung vorgenommen werden soll, dann werden die Schieber in die Abschlusslage bewegt, um das Bohrrohr zu erfassen. Wenn die Kerne der Packungen 0 der gegenüberliegenden Schieber das Bohrrohr erfasst haben, dann wird die Verschiebung eingestellt, jedoch kann man die Schieber 8 noch etwas weiter in die Abschlusslage bewegen, weil der aus Gummi bestehende Kern und die Wandpackung nachgiebig sind. Die zusammengedrückte Packung 16 wird hiebei auswärts gedrückt und wird gegen die Gehäusewandung 11 gedrängt, um den Kanal H entlang seinem ganzen Umfang gut und dicht abzuschliessen.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 7 überragt die Wandpackung 16 am oberen und unteren Ende die Stirnflächen 11 der die Durchflussöffnung H umgebenden Nabe. Ferner ist bei dieser Ausführungsform der Kern C mit der Packung 16 aus einem Stück hergestellt.
Die grosse Gummimenge aus der der Kern besteht, erhöht die relative Verschiebbarkeit zwischen Kernkäfig und Schieber und verbessert auch die Abdichtungsmöglichkeit. Der Gummikern 0 und die Dichtung 16 können von gleicher Nachgiebigkeit sein ; man kann aber auch die Dichtung 16 etwas weicher ausbilden als die Dichtung C.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Absperrvorrichtung für Verrohrungsköpfe, deren gleichzeitig nach entgegengesetzten Richtungen bewegbare Schieber mit in Käfigen gelagertem Dichtungsmaterial ausgestattet sind, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Schieber (8) relativ zu den Käfigen (2) verschiebbar ist.
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Shut-off device for casing heads.
The invention relates to a shut-off device for casing heads, the slides of which can be moved in opposite directions at the same time are equipped with sealing material stored in cages. In the known devices of this type, the cages holding the sealing material are rigidly connected to the slides and it is not possible for the sealing material to be pressed out against the surfaces to be sealed.
According to the invention, each slide is arranged displaceably relative to the cages, so that after the introduction of the cages into the sealing layer, the slide can be moved a little further in order to push the sealing material outwards and thus improve the seal.
Each cage is provided with sealant material that tightly engages the drill pipe and the interior of the housing when the valves are moved to the shut-off position. The sealing material on the slides can be changed very easily.
In the drawing, an embodiment of the subject invention is shown, u. 1 shows a side view of the shut-off device, partially in section, FIG. 2 shows a top view of the slide in the final position, FIG. 3 shows a longitudinal section of the slide in its final position around a drill pipe, FIG. 4 shows a side view of a core cage for a slide, FIG. 5 a plan view of a core cage, FIG. 6 a partial section along line 6-6 in FIG. 3 and FIG. 7 a modified embodiment.
The slide valve has a housing S with a bore N which receives the drill pipe. in the
Housing S, two slides 8 are arranged displaceably in opposite directions. These
Slides each have a large, semi-annular recess which is delimited by a flange 7 at the bottom. The slides 8 can be moved inwards or outwards at the same time by screw spindles 12 which are in engagement with the nut thread of the slides. A half-ring-shaped packing part 16, which is preferably made of rubber, is supported against the inner vertical wall surface 15 of each slide recess. These packing parts are exactly as high as the wall 15 and lie tightly against the adjacent top surface 11 of the valve housing chamber.
A core carrier or core cage, consisting of an upper half-ring 2 and a lower 2 a of the same size and shape, rests slidably on each flange 7 of the slide 8. These ring parts are rigidly connected to one another by ribs 2 b. The semicircular edge surfaces of these half rings are in contact with the inner surface of the semicircular wall package 16.
Each cage 2 contains a core C made of rubber, which protrudes over the inner edges of the ring parts 2 and 2a, in order to be able to be compressed when the rubber is pressed against the wall of the drill pipe. The perpendicular outer semicircular surfaces of the core C lie against the adjacent perpendicular inner surface of the semicircular wall pack 16. The radial surfaces c (FIG. 6) of the core end in tongues 0 'which protrude beyond the ends of the wall pack 16. These upper rubber core tongues C 'can be pressed out so that they press against the inner valve housing surface. H must be pressed when the sliders are closed.
When the slides move into the final position, the radial surfaces c of the cores 0 come to rest against one another and the semicircular surfaces c '(FIG. 6) come to rest on the drill pipe T.
The core cages are connected to the slides assigned to them in such a way that they move the cores out of their final position if, for any reason, they are attached to the tube T or to each other.
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should adhere. On each of the half-rings 2a a rib 2c is provided which protrudes into a groove 7c in the flange 7 so that each slide can perform a sufficiently large relative movement, for example when the slide continues its inward or closing movement after the packing is already in engagement with the tube T and further displacement of the core is no longer possible. During the opening movement of the slide, the rib 2c is captured by the slide and the cage is then moved outwards together with the slide.
There is also a holding device for the core and its cage, u. between. This consists of a pin 2 d, which protrudes outward from one of the cage ribs 2 b and is slidably mounted in the slide body 8. The latter is recessed at 9 in order to receive a stop nut 10 which is attached to the pin 2 d. is appropriate. This nut 10 also serves to move the core 0 outward when the slide is opened.
The upper half-rings are stepped, as indicated at 20, so that in the closed position of the shut-off device they overlap one another and limit the upward movement of the packing if the fluid in the borehole should be under very high pressure. The half rings 2 expediently protrude into the flow channel in order to grasp a collar (not shown) on the pipe T and thus to support the drill pipe string, and also to prevent the drill pipe string from shifting upwards if high pressures should arise inside the drill pipe.
Corresponding sealing cages and cores are arranged in the housing 8 of the shut-off device for a specific drill pipe size. If a shut-off is to be made, then the slides are moved into the closing position in order to grasp the drill pipe. When the cores of the packs 0 of the opposite slider have gripped the drill pipe, the shift is stopped, but the slider 8 can be moved a little further into the final position because the core made of rubber and the wall packing are flexible. The compressed pack 16 is pressed outwards and is urged against the housing wall 11 in order to close the channel H well and tightly along its entire circumference.
In the embodiment according to FIG. 7, the wall packing 16 projects beyond the end faces 11 of the hub surrounding the throughflow opening H at the upper and lower ends. Furthermore, in this embodiment, the core C is made in one piece with the packing 16.
The large amount of rubber that the core consists of increases the relative displaceability between the core cage and slide and also improves the sealing option. The rubber core 0 and the seal 16 can be of the same flexibility; but the seal 16 can also be made somewhat softer than the seal C.
PATENT CLAIMS:
1. Shut-off device for casing heads whose slide, which can be moved in opposite directions at the same time, is equipped with sealing material stored in cages, characterized in that each slide (8) is displaceable relative to the cages (2).