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Die Erfindung bezieht sich auf eine Fangvorrichtung zum Erfassen von Teilen in Bohrungen, insbesondere
Tiefbohrungen.
Bei Behandlungsarbeiten an Fördersonden oder an Bohrsonden kommt es des öfteren vor, dass irgendwelche Teile, wie Schrauben, Rohrstrangabfangkeile, Rollmeissel, Verbindungsmuffen, Ketten, Liftventile,
Kabel, Seile, Packerteile usw. in das Bohrloch hineinfallen, welche dann wieder herausgeholt werden müssen.
Zum Erfassen dieser sogenannten "Fische" in der Bohrung sind bereits zahlreiche Fangvorrichtungen bekannt.
So wurde bereits eine Fangvorrichtung zum Erfassen von Teilen in Bohrungen, insbesondere Tiefbohrungen mit einem von ober Tage betätigbaren Fangwerkzeug vorgeschlagen, das mit dem unteren Ende eines in das Bohrloch einführbaren, mit einer Bohrlochflüssigkeit gespeisten Rohrstranges gekuppelt ist und dessen Fangbewegung mittels eines Kolbens erfolgt, dessen Arbeitsraum mit dem Rohrstrang in Verbindung steht, wobei in der
Zylinderwand wenigstens eine den Arbeitsraum mit dem Bohrloch verbindende, verschliessbare Öffnung vorgesehen ist.
Gemäss dem Stammpatent ist bei einer solchen Fangvorrichtung der Rohrstrang mit dem
Fangwerkzeug in Achsrichtung zwischen zwei Stellungen verschiebbar gekuppelt und weist einen in der oberen
Stellung die Öffnung in der Zylinderwand freigebenden und in der unteren Stellung verschliessenden
Kolbenschieber auf Bei einer solchen Ausführungsform wird, wenn das Fangwerkzeug beim Einführen in das
Bohrloch auf einen Widerstand stösst, der von der Bohrlochsohle oder vom zu fangenden Gegenstand selbst gebildet sein kann, automatisch durch das Gewicht des Rohrstranges der Kolbenschieber in seine untere, die Öffnung in der Zylinderwand verschliessende Stellung verschoben, so dass ohne irgendeine Steuerung von ober
Tage der Fangvorgang bei Erreichen eines Hindernisses eingeleitet wird.
Durch den Abschluss der Öffnung in der
Zylinderwand erfolgt ein Druckanstieg im Arbeitsraum des Kolbens, der eine Verschiebung des Kolbens und damit eine Betätigung des Fangwerkzeuges bewirkt.
Bei einer solchen Ausführungsform mit dem Stammpatent kann es nun vorkommen, dass, trotzdem die Öffnung in der Zylinderwand durch den Kolbenschieber nicht abgeschlossen ist, im Zylinder ein Druckanstieg erfolgt, der eine ungewollte Betätigung des Kolbens und dmit des Fangwerkzeuges bewirkt. Ein solcher Druckanstieg tritt beispielsweise dann auf, wenn die Öffnung in der Zylinderwand verstopft oder zumindest der
Querschnitt dieser Öffnung durch Anlagerung von Feststoffen verringert wird. Es kann aber auch erforderlich sein, bewusst einen erhöhten Druck im Rohrstrang auszubilden, wenn Sandeinbrüche od. dgl. den Fanggegenstand überlagern, welche durch einen Spülvorgang entfernt werden sollen.
In diesem Falle wird Bohrlochflüssigkeit unter grossem Druck in den Rohrstrang eingeführt, welche durch die Öffnungen in der Zylinderwand austritt und die Sand- und Schlammablagerungen aufpeitscht und über das Futterrohr nach ober Tag fördert. Bei diesem Arbeitsvorgang muss jedoch vermieden werden, dass sich der Kolben infolge des hohen Druckes im Rohrstrang verschiebt und das Fangwerkzeug betätigt.
Die Erfindung hat sich nun zur Aufgabe gestellt, eine Fangvorrichtung nach dem Stammpatent so zu gestalten, dass eine ungewollte Betätigung des Kolbens und damit des Fangwerkzeuges mit Sicherheit vermieden wird. Die Erfindung besteht hiebei im wesentlichen darin, dass in die Verbindung des Arbeitsraumes des Kolbens --2-- mit dem Rohrstrang--14--ein vom Kolbenschieber betätigbares Abschlussorgan eingeschaltet ist, das bei der die Öffnung in der Zylinderwand freigebenden Stellung des Kolbenschiebers die Verbindung zwischen dem Arbeitsraum des Kolbens und dem Rohrstrang--14--absperrt. Durch die erfindungsgemässe Ausbildung der Fangvorrichtung wird der Vorteil erzielt, dass in derjenigen Stellung des Abschlussorgans, in welcher die Öffnung in der Zylinderwand freigegeben wird,
gleichzeitig auch ein Abschluss des Arbeitsraumes des Kolbens vom Rohrstrang durch das Abschlussorgan erfolgt, so dass ein beliebig hoher Druck in diesem Rohrstrang aufrechterhalten werden kann, ohne dass hiebei dieser Druck im Arbeitsraum des Kolbens wirksam wird und diesen Kolben beaufschlagt. Erst dann, wenn die Öffnung in der Zylinderwand durch den Kolbenschieber abgeschlossen wird, d. h. also dann, wenn tatsächlich der Fangvorgang eingeleitet werden soll, wird gleichzeitig mit dem Abschluss dieser Öffnung die Verbindung zwischen dem Rohrstrang und dem Arbeitsraum des Kolbens freigegeben, so dass die im Rohrstrang befindliche Bohrspülung auf den Kolben einwirken kann, wodurch die Betätigung dieses Kolbens und damit des Fangwerkzeuges hervorgerufen wird.
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Abschlussorgan ein mit dem Kolbenschieber verbundenes, vorzugsweise mit diesem einstückig ausgebildetes Verschlussglied auf und es ist an der Zylinderwand im Bereich des Verschlussgliedes eine mit Dichtflächen derselben zusammenwirkende Dichtfläche vorgesehen. Hiebei verlaufen zweckmässig die Dichtflächen in der Verschieberichtung des Kolbenschiebers. Auf diese Weise wird eine besonders einfache Ausführung des Abschlussorgans erzielt und es wird ermöglicht, dieses Abschlussorgan so auszubilden, dass es gleichzeitig mit dem Abschluss der Öffnung in der Zylinderwand durch den Kolbenschieber öffnet.
Gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung kann die durch den Kolbenschieber verschliessbare Öffnung über einen Kanal mit einem unten offenen, Greiferzangen od. dgl. enthaltenden Raum des Fangwerkzeuges in Verbindung stehen, so dass die aus dieser Öffnung austretende Bohrspülung über den Kanal in den Bereich der Greiferzangen gelangt und dort dann, wenn die Bohrspülung unter erhöhtem Druck gefördert wird, einen Spülvorgang und damit ein Freilegen des Fisches bewirkt, so dass dieser besser durch die Greiferzangen erfasst werden kann. Der Kanal kann erfindungsgemäss aus einem Ringraum bestehen, der von einem das Fangwerkzeug
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umgebenden Üverschubrohr gebildet ist und der über Bohrungen mit den die Greiferzangen od. dgl. enthaltenden Raum verbunden ist.
Auf diese Weise kann der Kanal auf einfache Art hergestellt werden und es wird eine gleichmässige allseitige Zufuhr der Bohrspülung zu den Greiferzangen od. dgl. gewährleistet.
Der Arbeitsraum des Kolbens ist gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung über eine vorzugsweise im Kolbenschieber angeordnete Entlüftungsleitung mit dem Bohrloch verbunden, wobei die in das Bohrloch mündende Öffnung der Entlüftungsleitung in der Offenstellung des Abschlussorgans von einer Büchse od. dgl. überdeckt ist. Diese Entlüftungsleitung ermöglicht einen Druckausgleich zwischen dem Zylinderraum und dem Bohrloch während der Ein- und Ausbauarbeit der Fangvorrichtung, wobei dadurch, dass bei der Offenstellung des Abschlussorgans die Entlüftungsleitung abgeschlossen ist, ein ungewolltes Austreten der Bohrlochflüssigkeit verhindert wird.
Bei einer Ausführungsform der Fangvorrichtung, bei welcher die Stellung des Kolbens durch federbelastete, vorzugsweise durch auf die Kolbenstange wirkende Keile feststellbar ist, welche mit einer an der Zylinderinnenwand angeordneten geneigten Gegenfläche zusammenwirken, wie sie im Stammpatent beschrieben ist, ist die Anordnung zweckmässig so getroffen, dass die die Entlüftungsöffnung abschliessende Büchse im Gehäuse des Fangwerkzeuges einschraubbar ausgebildet ist und eine mit dem Kolbenschieber zusammenwirkende Fläche aufweist, wobei ein mit dem Kolbenschieber verbundener Teil, insbesondere das Verschlussglied, in seiner unteren Endstellung an einer Keilfläche anliegt, wodurch eine Verschiebung der Keile in die Entriegelungsstellung bewirkt wird.
Bei einer solchen Ausführungsform dient die Büchse od. dgl. nicht nur für den Abschluss der Entlüftungsleitung, sondern es können nach erfolgreichem Fang und nach dem Ausbauen des Fangwerkzeuges durch Verdrehen der Büchse im Gehäuse die Keile in die Entriegelungsstellung verschoben werden, wodurch die Kolben freigegeben und das Fangwerkzeug geöffnet wird.
In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispieles schematisch erläutert, welches eine erfindungsgemässe Fangvorrichtung im Längsschnitt mit geöffnetem Fangwerkzeug darstellt.
Die erfindungsgemässe Fangvorrichtung besteht aus einem Fangwerkzeug, das beim dargestellten Ausführungsbeispiel eine Greiferzange-l-enthalt. Die Schliessbewegung dieser Zange-l-wird durch einen Kolben --2-- verursacht, der mit einem an seinem Ende einen Kegel --3-- aufweisenden Kolbenschacht--4--verbunden ist. Der Kegel--3--schiebt sich bei der Abwärtsbewegung des Kolbens - zwischen die beiden Schenkel der Zange--l--und bewirkt so die Schliessbewegung derselben. Der Kolben--2--ist in einem Zylinder --6-- angeordnet und durch eine Feder--7--in seine obere
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Innenseite der Zylinderwand angeordneten Gegenflächen --11-- verschoben werden können und durch eine Feder--12--belastet sind.
Das Gehäuse --13-- der Fangvorrichtung ist mit dem Rohrstrang --14-- über einen Kolbenschieber - verbunden, der das in das Gehäuse --13-- hineinragende Ende des Rohrstranges --14-- bildet
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--13-- zwischen- abgeschlossen. Die sich im Rohrstrang--14-befindliche Bohrspülung gelangt über Öffnungen --21-- im Verschlussglied --18-- und über in der Wand des Gehäuses --13-- angeordnete Öffnungen --22-- in einen Ringraum-23--, der von einem das Gehäuse --13-- mit Abstand umgebenden Überschubrohr--24--gebildet ist. Der Ringraum --23-- steht an seinem unteren Ende über Bohrungen --25--mit dem die Greiferzange--11--enthaltenden Raum in Verbindung.
Das obere Ende des Überschubrohres--24--ist mit einem Ringteil--26--verbunden, in dem eine längs des Rohrstranges
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durch das Verschlussglied --18-- abgeschlossen ist, gelangt die Bohrspülung aus dem Rohrstrang --14-- über die Öffnungen--21 und 22--in den Ringraum--23--und von diesem über die Bohrungen--25--in den die Greiferzange--l--umgebenden Raum, so dass dort ein Spülvorgang bewirkt wird und insbesondere dann, wenn die Bohrspülung in den Rohrstrang--14--unter hohem Druck eingepresst wird, Ablagerungen von Sand od. dgl., welche den zu fangenden Fisch überdecken, weggespült werden.
Die Flüssigkeit steigt dann über den zwischen dem Rohrstrang --14-- und der Verrohrung --28-- freibleibenden Ringraum wieder auf.
Findet nun beim Absinken der Fangvorrichtung das Fangwerkzeug Widerstand, sei es an der Bohrlochsohle,
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Dadurch erfolgt auch eine Verschiebung des Kolbenschiebers--15--und des Verschlussgliedes--18--, wodurch die Öffnungen --22-- in der Gehäusewand mittels des Kolbenschiebers--15--abgeschlossen und der Zutritt der Bohrspülung zum Arbeitsraum --9-- des Kolbens --2-- durch das Verschlussglied-18- freigegeben wird. Durch den Druck der Bohrspülung wird der Kolben --2-- abwärts bewegt, wobei ein
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Manometer ersichtlich ist.
Bei der Abwärtsbewegung des Kolbens--2--wird durch den Konus--3--die Greiferzange--l--geschlossen. Wird nun zwischen den beiden Zangenflanken der Greiferzange--l--ein Fisch eingeklemmt, so steigt der Druck im Arbeitsraum -9-- weiter an, u. zw. bis zu einem vorbestimmten, vorgewählten-Maximalwert, der einer gewünschten Klemmkraft der Greiferzange--l--entspricht. Der ober Tage am Manometer ablesbare Druckanstieg bietet die Gewähr, dass sich der zu fangende Gegenstand zwischen den Zangenflanken der Greiferzange--l--befindet. Durch kurzes Anheben des Rohrstranges --14-werden die Öffnungen --22-- wieder freigegeben, so dass wieder eine Zirkulation der Bohrspülung erfolgt.
Die Keile--10--bewirken dabei eine Arretierung des Kolbens --2- in seiner unteren Endlage, wobei die Klemmung durch die Feder --12-- unterstützt wird. Es kann nunmehr der Rohrstrang--14--zusammen mit dem Fangwerkzeug und dem gefangenen Fisch ausgebaut werden, wodurch der Fangvorgang beendet ist.
Wurde jedoch bei dem vorher beschriebenen Fangvorgang der zu fangende Fisch nicht zwischen den Zangenflanken der Greiferzange--l-eingeklemmt, so wird der Kolben --2-- so weit abwärts verschoben, dass zusätzliche Öffnungen -29-- in der Zylinderwandung freigegeben werden. Durch diese Öffnungen --29-- kann nun die Bohrlochflüssigkeit austreten und es ist an ober Tage angeordnetem Manometer ein plötzlicher Druckabfall festzustellen. Aus dieser Manometeranzeige ist ersichtlich, dass die Zangenflanken lediglich eine Leerbewegung vollzogen haben und dass der zu fangende Fisch nicht von diesen Zangenflanken erfasst wurde, so dass die Fangoperation erfolglos war.
Es kann nun durch Aufsetzen des Fangwerkzeuges auf der Bohrlochsohle oder auf dem verklemmten, zu fangenden Gegenstand der Rohrstrang--14--durch sein Gewicht entgegen der Kraft der Wirkung der Feder--17--so weit nach unten verschoben werden, dass das
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Rohrstrang nach unten verschiebt. Dadurch werden auch über das Verschlussglied--18--die Keile--10-- nach unten gedrückt und somit der Kolben--2--entriegelt, so dass dieser unter der Wirkung der Feder --7-- in seine obere Endlage gelangt und die Greiferzange --1-- geöffnet wird. Es kann somit durch Verdrehen der Büchse --27-- auf einfache Weise ober Tage eine Freigabe des in der Greiferzange--l-- eingeklemmten Fisches bewirkt werden.
Selbstverständlich muss nach dieser Manipulation die Büchse --27-wieder in die Anfangsstellung zurückgedreht werden, bevor der nächste Fangvorgang eingeleitet wird.
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