DD148898A3 - Federzentralisator fuer rohre bei engen ringraumverhaeltnissen in der tiefbohrtechnik - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen auf ein Rohr aufsetzbaren Federzentralisator zur zentrischen Fuehrung des Rohres in der Bohrung, vorzugsweise bei engen Ringraumverhaeltnissen in der Tiefbohrtechnik. Dabei sind die als Zentrierung dienenden Blattfedern an ihren Enden fest mit den Tragringen verbunden. Zur Vermeidung von Zerstoerungen und zur Gewaehrleistung einer hohen Funktionssicherheit und einfachen Montage sind die Tragringe mit einem zum Ende hin sich verjuengenden Innenkegel versehen, die das als einen geschlitzten,innen mit saegezahnartigen Zaehnen versehenen kegelfoermigen Greiferring ausgebildetes Bauteil formschluessig fuehren, wobei die Zaehne so angeordnet sind, dasz deren Wirkungsrichtung im Eingriff entgegengesetzt ist.

Description

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Titel der Erfindung

Federzentralisator für Rohre in der Tiefbohrtechnik

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen auf ein Rohr oder eine Rohrtour aufsetzbaren Federzentralisator zur zentrischen Führung des Rohres in der Bohrung, vorzugsweise für enge Ringraumverhältnisse in der Tiefbohrtechnik.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen In der Tiefbohrtechnik sind Federzentralisatoren zur zentrischen Führung von Rohrtouren, beispielsweise eines Futterfohrstranges, bekannt, die aus einer Vielzahl von auswärts gebogenen und mit einem oberen und einem unteren Tragring verbundenen Federbügeln bestehen. So ist ein auf ein Rohr aufsetzbarer Zentrierkorb dieser Art bekannt, bei dem Blattfedern in die Tragringe mit ihren Enden einschiebbar sind.. In eine entsprechende Anzahl, sich in axialer Richtung erstreckender IX- förmiger Aufweitungen in den Tragringen werden die Endteile der Blattfedern, die so ausgebildet sind, daß eine formschlüssige Verbindung mit den Tragringen, erzielbar ist, bei der Montage eingeführt. Vor der Montage an den Tragringen zur Mitte hin abgewinkelte Lappen werden nach der Einführung der Endteile der Blattfedern wieder zur tickgebogen und damit eine formschlüssige Verbindung zwischen den Blattfedern und den Tragringen erreicht. (Dl)- PS 54 326)

Federzentralisatoren sind in den Bohrungen allgemein sehr hohen Beanspruchungen unterworfen. Generell ist es erforderlich, eine Sicherung gegen axiales Verschieben der Zentral isatoren auf der Rohrtour vorzusehen. Diese Sicherung

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an

erfolgt beispielsweise mit einem Haltering, der/dem oberen and dem. unteren Tragring des Federzentralisators vorgesehen and fest mit dem Rohr verbanden ist. Die Montage and Befestigung erfolgt anmittelbar auf dem Bohrfeld.

Diese bekannten Federzentralisatoren haben jedoch den; Nachteil, daß sie infolge des konstruktiven Aufbaues verhältnismäßig große Bauabmessungen aufweisen und ihr Einsatz in engen Ringräumen nicht erfolgen kann. Es kommt noch hinzu., daß der zur axialen Sicherung erforderliche Haltering zusätzlich den vorhandenen begrenzten Ringraum zwischen Rohrtour und Bohrungswandung verkleinert, wodurch Druckverluste bei Spülungs- und Zementagearbeiten zusätzlich entstehen und dadurch eine unerwünschte oder nachteilige Horizontbelastung auftreten kann. Für die Durchführung von Spülungs- und Zementagearbeiten ist jedoch der vorhandene freie Ringraum von entscheidender Bedeutung. Jede vorgesehene oder vorhandene Verengung des Querschnittes im Kreislauf stellt in der Praxis immer eine Problemzone dar, die den funktionssicheren Ablauf des Spülungsoder Zementageprosesses beeinträchtigt, nicht gewährleistet oder nicht ermöglicht.

Es ist ein Federzentralisator für enge Ringraumverhältnisse in der Tiefbohrtechnik bekannt geworden, dessen oberer Tragring mit einem sägezahnartige Zähne aufweisendes keilförmiges, mit dem Rohr in Eingriff bringbares^ Bauteil versehen ist ('US- PS 2998 848 ). Obwohl dieser Federzentralisator für enge Ringraumverhältnisse ausgebildet ist, so weist dieser jedoch erhebliche Nachteile auf.

So wird mit dem Bauteil nur eine punktförmige Anlage an das Rohr erreicht, so daß; keine gleichmäßige Kraftübertragung gewährleistet ist, um besonders bei dünnwandigen Rohren eine Zerstörung zu vermeiden.

Weiterhin ist die Belastbarkeit nur.in einer Richtung möglich, so daß bei unvermeidlichen Belastungsänderungen in die andere V/irkungsrichtung der Federzentralisator zerstört wird.

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Dadurch ist nur ein einmaliger Einsatz überhaupt möglich, so daß bei weiteren Einsätzen eine Auswechselung der Bauteile oder des gesamten Federzentralisators erforderlich ist.

.Außerdem ist die Wirksamkeit aufgrund der Anordnung sehr stark von Spülungs- und Zementageprozeß abhängig.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, einen auf ein Rohr aufsetzbaren selbstarretierenden Federzentralisator zu entwickeln, der für den Einsatz in sehr engen Ringraumverhältnissen geeignet ist und eine minimale zusätzliche Verengung des Ringraumes hervorruft. Dabei ist eine hohe Funktionssicherheit, lange Lebensdauer und eine Unabhängigkeit von den Erfordernissen der Spülungs- oder Zementageprozesse zu gewährleisten.

Darlegung des Y/esens der Erfindung

Der Erfindung liegt die technische Aufgabe zugrunde, einen selbstarretierenden Federzentralisator zu schaffen, der bei geringen Abmessungen maximal mögliche Haltekräfte auf dem Rohr bei wechselnder Belastungsgröße und -richtung erzeugt und der in einfacher Weise auf dem Rohr zu montieren ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Tragringe mit einem sich zum Ende hin verjüngenden Ihnenkegel versehen and, die das als einen geschlitzten, innen mit den sägezahnartigen Zähnen versehenen, mit dem Trag ring, verbundenen, kegelförmigen Greiferring ausgebildetes Bauteil formschlüssig führen, wobei die Zähne so angeordnet sind, daI3 deren Wirkungsrichtung im Eingriff entgegengesetzt ist.

Weiterhin sind die Tragringe geschlitzt ausgeführt, wobei der Schlitz nach dem Montageprozeß auf dem Rohr in sich verschweißt wird. Außerdem ist der Greiferring lösbar mit dem Tragring verbunden.

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Ausf ühru.ngsb ei s ρ i el

Die Erfindung soll nachstehend an einem AusfUhrungsbeispiel näher erläutert v/erden

In der Zeichnung zeigen:

Fig.. 1: einen Längsschnitt, durch den Federzentralisator

Fig. 2: einen Querschnitt durch den Federzentral is ator

Zwischen den Tragringen 1 des Federzentralisators sind 6 Blattfedern 2 angeordnet, die auswärts gebogen sind und nach dem Einbau in eine Bohrung die Führung des Rohrstranges bewirken. Die Blattfedern 2 sind mit ihren Enden in Ausdrehungen der Tragringe 1 eingeschweißt. An ihrem freien Ende sind die Tragringe 1 mit einem Innenkegel versehen, der sich zum Ende hin verjüngt. In Jedem Tragring Λ ist in diesem Innenkegel lose ein geschlitzter Greiferring 3 angeordnet, der außen mit einem Kegel versehen ist, der mit dem Innenkegel im Tragring 1 formschlüssig zusammenwirkt. Innen ist der Greiferring 3 mit zahnartigen Eindrehungen versehen, die im Querschnitt die Form von. Sägezähnen aufweisen. Dabei sind die Sägezähne beider Greiferringe 3.entgegengesetzt gerichtet.

Zur Durchführung der Montage des Federzentralisators auf dem Rohr sind die Greiferringe 3 mit den Tragringen Λ durch Nieten 4 vorgespannt verbunden, damit ein ungehindertes Aufschieben des Federzentralisators auf das Rohr möglich ist. Bei geschlossenen Tragringen 1 werden bei der Montage die Nieten 4, die zweckmäßigerweise aus einem weichen Werkstoff, beispielsweise Aluminium sind, herausgezogen. Damit sind die Greiferringe 3 frei in den Tragringen 1 beweglich und liegen lose am Rohr an.

Bei der Verwendung des Federzentralisators for Futterrohre, die mit einer Muffenverbindung versehen sind, können die Tragringe i geschlossen ausgeführt werden, da ein einfaches axiales Aufschieben auf die Rohre möglich ist.

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Erfolgt die Verwendung des erfindungsgemäßen Federzentralisators jedoch für Futterrohre, die an ihren Enden angestaucht sind, so müssen die Tragringe i geschlitzt ausgeführt sein, um den Zentralisator auf das Rohr aufschieben zu können. Danach werden die geschlitzten Tragringe 1 mit einer Zange gespannt und der Schlitz wird, verschweißt, so daß sich ebenfalls wieder geschlossene Tragringe i ergeben. Durch den Spannvorgang am Tragring 1 scheren sich durch die Relativbewegung von Tragring 1 und Greiferring 3 gegeneinander die Nieten 4 ab und geben den vorgespannten Greiferring 3 frei.

Die Wirkungsweise der Selbstarretierung des Federzentralisators ist folgende:

Bei Bev/egung des Rohrstranges in einer Richtung, z.B. beim Einbau, greifen die Sägezähne des unteren Greiferringes 3 in das Futterrohr ein und versuchen den Greiferring 3 entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung des Rohrstranges auf dem Rohr zu verschieben; verkeilen aber infolge der Keilwirkung der beiden gegeneinanderwirkenden Kegelflächen den Greiferring 3 im Tragring 1 und bewirken einen Festsitz des unteren Tragringes 1. Etwaige Längsverschiebungen des oberen Tragringes -J infolge Bewegungen der Blattfedern 2 können von diesem jederzeit ausgeführt werden, da dessen Greiferring 3 in dem oberen Tragring 1 lose ist und. auf dem Futterrohr schleift.

Bei Umkehrung der Bewegungsrichtung verkeilt sich der obere Greiferring 3 in dem oberen Tragring -1 und der untere Tragring Λ wird lose auf dem Rohr geführt..

Claims (2)

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   Erfindungsanspruch

   1. Selbstarretierender Federzentralisator für Rohre bei engen Ringraumverhältnissen in der Tiefbohrtechnik, wobei Blattfedern mit ihren Enden an das Rohr umfassende Tragringe befestigt sind und ein mit säge zahnartigen Zähnen versehenes keilförmiges, mit dem Rohr in Eingriff bringfeares Bauteil vorgesehen ist, gekennzeichnet dadurch, daß die Tragringe mit einem sich zum Ende des Tragringes hin verjüngenden Innenkegel versehen sind, die das als einen geschlitzten, innen mit den sägezahnartigen Zähnen versehenen kegelförmigen Greiferring ausgebildetes Bauteil formschlüssig führen, wobei die Zähne so angeordnet sind, daß deren Wirkungsrichtung im Eingriff entgegengesetzt ist.
2. 2. Federzentralisator nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Tragringe geschlitzt ausgebildet sind.

   5« Federzentralisator nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Greiferring lösbar mit dem Tragring verbunden ist.

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