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Diese Erfindung betrifft ein System
und eine Vorrichtung zum Erleichtern des Zurückholens eines Gegenstands
aus einem Bohrloch und insbesondere, aber nicht ausschließlich, zum
Zurückholen
eines Bohrlochkopfes aus einem Unterwasserbohrloch.
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Ein Bohrlochkopf wird verwendet,
um den Fluß von
Fördermedien
in einem Bohrloch zu steuern. Der Bohrlochkopf wird üblicherweise
am Oberteil des Bohrlochs angeordnet. In Meeresumgebungen wird der
Bohrlochkopf üblicherweise
auf dem Meeresgrund angeordnet. Der Bohrlochkopf wird allgemein
auf einer Grundplatte angebracht und an einem Futterrohrstrang befestigt,
der einen Teil des Bohrlochs bildet.
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Wenn das Bohrloch trocken läuft, oder
es unwirtschaftlich wird, Erdöl
oder Erdgas aus demselben zu gewinnen, wird das Bohrloch stillgelegt.
Bohrlochköpfe
sind teuer, daher ist es wünschenswert,
Bohrlochköpfe
zurückzuholen.
Es ist außerdem
in manchen Gebieten vorgeschrieben, Bohrlochköpfe zu entfernen.
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Vor der vorliegenden Erfindung wurden Bohrlochköpfe unter
Verwendung von Vorrichtungen ähnlich
der in US-A-4703802 (die eine Vorrichtung offenlegt, welche die
Merkmale hat, wie im Oberbegriff von Anspruch 1 dargelegt) und GB-A-2259930
offengelegten zurückgeholt.
GB-A-2259930 legt ein an einem Bohrgestänge aufgehängtes Werkzeug offen, wobei
das Werkzeug eine Greifzange zum Ineinandergreifen mit dem Oberteil
eines Futterrohrstrangs umfaßt,
an dem ein Bohrlochkopf befestigt ist und der zurückgeholt
werden soll. Das Werkzeug umfaßt
außerdem
einen Spülschlamm-Motor
und eine rotierende Schneidvorrichtung zum Abschneiden des Futterrohrs
an einer Stelle unterhalb der Greifzange. Der Bohrlochkopf kann
in einem Vorgang abgeschnitten und an die Oberfläche gehoben werden.
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Mit Vorrichtungen nach dem bekannten
technischen Stand zum Erleichtern des Zurückholens eines Bohrlochkopfes
aus einem Unterwasserbohrloch hat es Probleme gegeben. Insbesondere
liegen die Arme der Greifzange beim Zurückholen des Bohrlochkopfes
unter einem Flansch des Futterrohrs. Die Vorrichtung beruht darauf,
daß das
Gewicht des Bohrlochkopfes auf die Arme der Greifzange wirkt und
ein unbeabsichtigtes Freigeben des Bohrlochkopfs verhindert. Nachdem
das Futterrohr abgeschnitten ist, wird der Bohrlochkopf durch das
Meer zur Oberfläche
gehoben. Unter bestimmten Meeresbedingungen, insbesondere Meeresbedingungen
mit langer Dünung,
kann auf den Bohrlochkopf eine nach oben gerichtete Kraft ausgeübt werden,
die ausreicht, um den Bohrlochkopf aus der Greifzange auszuklinken.
Dieses bedauerliche Ereignis ist wenigstens ein Mal eingetreten.
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Der erste Aspekt der vorliegenden
Erfindung versucht, dieses Problem zu vermindern.
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Nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung
wird eine Vorrichtung zum Erleichtern des Zurückholens eines Gegenstands
aus einem Bohrloch bereitgestellt, welche die Merkmale hat, wie
in Anspruch 1 dargelegt.
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Vorzugsweise umfaßt die Vorrichtung außerdem einem
Dorn, wobei das Mittel zum Ineinandergreifen mit einem Gegenstand,
zum Beispiel einem Bohrlochkopf, auf demselben angebracht wird.
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Vorzugsweise kann das Arretiermittel
durch eine Bewegung des Dorns betätigt werden.
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Vorteilhafterweise umfaßt entweder
der Dorn oder das Mittel wenigstens einen Ansatz, beweglich angeordnet
in einer Auskehlung in der anderen der Komponenten Dorn und Mittel
derart, daß sich
bei Anwendung entweder der Ansatz oder die Auskehlung bewegen kann
von einer ersten Position, in der das Mittel den Gegenstand freigeben
kann, zu einer zweiten Position, in der das Mittel daran gehindert wird,
den Gegenstand freizugeben. Vorzugsweise bewegt sich bei Anwendung
entweder der Ansatz oder die Auskehlung bei einer Drehung des Dorns
im Verhältnis
zu den Mitteln von der ersten Position zur zweiten Position. Als
Alternative dazu bewegt sich bei Anwendung entweder der Ansatz oder
die Auskehlung durch eine Längsbewegung
des Dorns im Verhältnis
zu den Mitteln von der ersten Position zur zweiten Position. Vorzugsweise
bewegt sich bei Anwendung entweder der Ansatz oder die Auskehlung durch
eine Kombination einer Drehung des Dorns und einer Längsbewegung
des Dorns im Verhältnis zu
den Mitteln von der ersten Position zur zweiten Position.
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Vorzugsweise umfassen die Mittel
ein Gehäuse
und wenigstens einen Arm, der an demselben bewegt werden kann.
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Vorteilhafterweise kann der wenigstens
eine Arm um einen Drehpunkt auf dem Gehäuse bewegt werden.
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Vorzugsweise umfaßt der Dorn einen Absatz, der
den Arm bei Anwendung bei einer Bewegung des Dorns in einen Eingriff
mit dem zurückzuholenden
Gegenstand bewegt.
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Außerdem wird ein System bereitgestellt, das
ein Schneidwerkzeug, zum Beispiel eine Futterrohrschneidvorrichtung,
und eine Vorrichtung nach dem ersten Aspekt der Erfindung umfaßt.
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Vorzugsweise umfaßt das System außerdem einen
Spülschlamm-Motor.
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Zum besseren Verständnis der
vorliegenden Erfindung wird nun als Beispiel Bezug genommen auf die
beigefügten
Zeichnungen, in denen:
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1 eine
Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels
eines Systems zum Zurückholen
eines Bohrlochkopfes ist, wobei das System eine Vorrichtung nach
einem ersten Aspekt der Erfindung einschließt,
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2 eine
Seitenansicht eines modifizierten Systems zum Zurückholen
eines Bohrlochkopfes ist,
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3A ein
seitlicher Querschnitt eines Teils der Vorrichtung von 1 und 2 ist,
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3B ein
Querschnitt längs
der Linie 3B-3B von 3A in
einem ersten Betriebszustand ist,
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3C ein
Querschnitt längs
der Linie 3C-3C von 3A in
einem ersten Betriebszustand ist,
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3D ein
Querschnitt längs
der Linie 3B-3B von 3A in
einem zweiten Betriebszustand ist,
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3E ein
Querschnitt längs
der Linie 3C-3BC von 3A in
einem zweiten Betriebszustand ist,
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3F eine
Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispiels
eines Arms der Vorrichtung von 3A ist,
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3G eine
Seitenansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels
eines Arms der Vorrichtung von 3A ist,
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4A eine
Untersicht eines Teils der Vorrichtung von 3A ist,
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4B bis 4C Querschnitte der Teile
der in 4A gezeigten
Vorrichtung sind,
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4D eine
Draufsicht eines Teils der Vorrichtung von 3A ist,
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4E bis 4G Querschnitte von Teilen
der Vorrichtung von 3A sind,
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5A eine
Draufsicht, teilweise im Querschnitt, eines Teils der Vorrichtung
von 3A ist,
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5B ein
Querschnitt längs
der Linie 5B-5B von 5A ist,
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6 ein
seitlicher Querschnitt eines Teils der Vorrichtung von 2 ist,
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7A ein
seitlicher Querschnitt eines Teils der Vorrichtung von 3A ist,
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7B ein
Querschnitt längs
der Linie 7B-7B von 7A ist,
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7C ein
Querschnitt längs
der Linie 7C-7C von 7A ist,
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8A eine
Draufsicht eines Teils der Vorrichtung von 3A ist,
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8B ein
Querschnitt längs
der Linie 8B-8B von 8A ist
und
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8C ein
seitlicher Querschnitt des Teils der Vorrichtung von 8A ist.
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1 zeigt
ein System zum Zurückholen
eines Bohrlochkopfes. Das System wird allgemein durch die Referenzzahl 10 identifiziert.
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Das System 10 umfaßt eine
Vorrichtung 20 und eine unterhalb derselben angeordnete
Futterrohrschneidvorrichtung 30. Ein oberer Teil 40' eines Spülschlamm-Motors 12 wird
in einem Bohrgestänge 14 angeordnet.
Zwei Sicherheitsschellen 16 werden um den oberen Teil des
Spülschlamm-Motors 12 befestigt.
Ein unterer Teil 22 eines Mitteldorns 21 der Vorrichtung 20 wird
schraubend mit einem Stabilisator 18 verbunden. Ein unterer
Teil 40 des Spülschlamm-Motors 12 (z.
B., wie es typisch ist, mit einer Lagerbaugruppe und in den sich
das Mittelstück
der Welle erstreckt) wird unterhalb des Stabilisators 18 in den
Strang 14 gekoppelt, und ein unterer Stabilisator 18' wird unterhalb
des unteren Teils 40 des Spülschlamm-Motors 12 angeschlossen.
Die Futterrohrschneidvorrichtung 30 wird unterhalb des
unteren Stabilisators 18' schraubend
angeschlossen. Eine Schubuntereinheit 42, hergestellt aus
gummibeschichtetem Stahl, wird unterhalb der Futterrohrschneidvorrichtung 30 angeschlossen
und verhindert eine Beschädigung
des Bohrlochkopfs, wenn die Vorrichtung vor dem Abschneiden des
Futterrohrs durch denselben bewegt wird.
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Die Sicherheitsschellen 16 werden
auf dem oberen Teil 40' des
Spülschlamm-Motors 12 oberhalb der
Greifvorrichtung verwendet, um die nach unten gerichtete Bewegung
des oberen Teils 40' des
Spülschlamm-Motors 12 zu
begrenzen, wodurch die Länge des
Futterrohrs, das abgeschnitten wird (und zurückzuholen ist) begrenzt wird,
und um zu sichern, daß das
Abschneiden an einem gewünschten
Punkt anhält.
Bei einem anderen Aspekt, bei dem ein Bohrgestänge verwendet wird, das ohne
einen Spülschlamm-Motor
(d. h., in einer gewöhnlichen
Bohranlage) gedreht werden kann, werden keine Sicherheitsschellen
verwendet, und bei einem Aspekt eines solchen Systems wird oben
auf dem System 10 ein Seespülkopf verwendet, um eine Drehung
zu erleichtern.
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2 zeigt
ein allgemein durch die Referenzzahl 50 identifiziertes
System.
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Das System 50 ist dem in 1 gezeigten System 10 ähnlich,
unter Hinzufügung
einer Ablaßuntereinheit 44,
die zwischen dem unteren Stabilisator 18' und der Futterrohrschneidvorrichtung 30 angeordnet
wird. Die Ablaßuntereinheit 44 leitet
in einen Bohrloch-Ringspalt außerhalb
der Ablaßuntereinheit 44 oberhalb
der Schneidklingen 31 ab. Dies verringert den Druckabfall über die Futterrohrschneidvorrichtung 30 oder
erhöht
den Druck oberhalb der Futterrohrschneidvorrichtung 30 auf
den unterhalb der Schneidklingen 31. Die Verringerung des Fluiddrucks über das
Schneidwerkzeug 30 führt
zu einer verringerten Tendenz, daß Späne einschließlich von
Bohrklein und Bohrmehl den Bohrloch-Ringspalt hinaufgepumpt werden. Ein
Teil des Druckfluids, das aus dem unteren Teil 40 des Spülschlamm-Motors strömt, fließt durch
das Schneidwerkzeug 30 und wird darauf aufgebracht, um
die Aktivierung der Schneidklingen 31 aufrechtzuerhalten.
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6 zeigt
die Ablaßuntereinheit 44,
die eine Durchflußöffnung 121 von
oben nach unten durch dieselbe und eine Ausströmöffnung 122 in der Wand 44 derselben
hat. Es können
mehrere Ausströmöffnungen
um die Ablaßuntereinheit 44 angeordnet
werden. Das System 50 kann eine bekannte Ablaßuntereinheit
oder Entleerungsuntereinheit oder eine Untereinheit mit Mündungen
oder Öffnungen einschließen, die
unsprünglich
durch Berstscheiben oder Abscherelemente blockiert werden. Eine
Mündung 123 wird
durch einen Sprengring 124 an ihrem Platz in der Ablaßöffnung 122 gehalten.
Die Verwendung einer solchen Mündung 123 oder
die einer Reihe von Mündungen
mit unterschiedlichen Innendurchmessern ermöglicht eine genaue Steuerung des
aus der Ablaßuntereinheit 44 strömenden Fluids. Die
Ausströmöffnung 122 wird
nach unten zu den Klingen der Futterrohrschneidvorrichtung 30 hin
abgewinkelt, wenn sich die Schneidklingen 31 in einer ausgefahrenen
Position befinden.
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Bei einem besonderen Ausführungsbeispiel beträgt der Gesamtfluß zum Spülschlamm-Motor 12 etwa
3300 Liter pro Minute (875 Gallonen pro Minute), der Abfluß aus der
Ausströmöffnung 122 beträgt etwa
1800 Liter pro Minute (475 Gallonen pro Minute), und der Fluß zum Schneidwerkzeug 30 beträgt etwa
1500 Liter pro Minute (400 Gallonen pro Minute). Bei diesem Aspekt
hat die Mündung 123 einen Durchmesser
von etwa 1,75 cm (0,689 Zoll), und die Ausströmöffnung 122 hat einen
Durchmesser von etwa 1,9 cm (0,75 Zoll). Die Ablaßuntereinheit 44 kann
beliebig unterhalb des unteren Teils 40 des Spülschlamm-Motors 12 und
oberhalb der Futterrohrschneidvorrichtung 30 angeordnet
werden.
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3A zeigt
einen Teil der Vorrichtung 20. Der Mitteldorn 21 hat
eine Strömungsbohrung 67 durch
denselben und erstreckt sich in Längsrichtung und drehbar beweglich
durch eine Haube 23 und durch ein Gehäuse 24. Das Gehäuse 24 hat
drei Armstützen 25,
jede versehen mit einem Bolzen 26, um den jeder Arm 28 bewegt
werden kann. Jeder Bolzen 26 wird aus gehärtetem Stahl
oder einem ähnlichen
Material hergestellt und in einem Schlitz 27 in jeder Armstütze 25 befestigt.
Jeder Bolzen 26 kann kreisförmig sein, oder sie können bei
einem Aspekt (von oben gesehen) länglich sein und geformt, um der
Form jedes Schlitzes 27 zu entsprechen. Jeder Arm 28 wird
schwenkbar und verriegelbar auf jedem Bolzen 26 angebracht,
so daß bei
einer nach oben gerichteten Bewegung des Mitteldorns 21 ein
oberer Absatz 29 desselben eine untere Fläche 61 der
Arme 28 berührt
und bewirkt, daß dieselben
in Armschlitzen 161 des Gehäuses nach unten schwenken,
zu einer Position, wie in 3A gezeigt,
wobei ein Lippenklinkenabschnitt 62 mit einem zu haltenden
Gegenstand, zum Beispiel einem Bohrlochkopf (nicht gezeigt), ineinandergreift.
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Ein Keilabstandsstück 46 (5B) wird auf dem Mitteldorn 21 durch
Schrauben und/oder Schweißen
befestigt. Der Oberteil 48 des Keilabstandsstücks 46 dient
dazu, ein richtiges Anordnen des Mitteldorns 21 im Verhältnis zum
Gehäuse 24 sowohl für eine richtige
Betätigung
jedes Arms 28 als auch für ein richtiges Anordnen der
im Folgenden zu beschreibenden zusammenwirkenden Arretiervorrichtung zu
sichern. Eine Feder (nicht gezeigt) kann zwischen jedem Arm 28 und
der Haube 23 angeordnet werden, um jeden Arm 28 in
eine unverrigelte Position zu drücken.
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Die Haube 23 wird mit einer
Reihe von Bolzen 52 am Gehäuse 24 befestigt,
die durch eine Reihe von Stützpfeilern 54 verlaufen,
angeordnet zwischen der Haube 23 und dem Gehäuse 24.
Die Haube 23 sitzt außerdem
auf Pfeilern 152, die sich vom Gehäuse 24 nach oben erstrecken.
Löcher 154 ermöglichen,
daß ein
Druckfluid zu einer oberen Fläche 56 der
Arme 28 fließt,
um Bohrmehl und Bohrklein wegzuspülen, so daß eine richtige Bewegung der Arme 28 nicht
behindert wird, wenn sich der Mitteldorn 21 nach oben bewegt,
um die Arme zu betätigen.
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3F und 3G zeigen eine Seitenansicht
eines Endes 58 eines der Arme 28 und stellen eine Reihe
von Kerben oder Kehlen 59 (3F)
oder eine Kerbe 59a (3G),
hergestellt oder integriert geformt im Arm, dar. Diese Kerben oder
Kehlen können Bohrmehl
auf eine solche Weise sammeln, daß es eine richtige Armbewegung
nicht behindert. Sie erleichtern außerdem durch das Bereitstellen
eines Kanals für
eine Bewegung vom Oberteil des Arms das Abspülen von Bohrmehl von demselben.
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Das System und die Vorrichtung nach
der vorliegenden Erfindung können
unter anderem verwendet werden, um einen Bohrlochkopf zurückzuholen,
und die Teile, die den Bohrlochkopf in Eingriff nehmen und/oder
aufnehmen, können
für einen
bestimmten Bohrlochkopf angepaßt,
konfiguriert und angeordnet werden. Dies schließt einen Raum 64 zwischen
den Armen 28 und dem Mitteldorn 21 ein.
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Unter Bezugnahme auf 3B bis 3E wird der
Mitteldorn 21 mit einer Vielzahl von vorstehenden Ansätzen 66 gezeigt,
die angeordnet werden für
eine Bewegung in eine Nut 68 oder aus derselben, die um ein
Inneres des Gehäuses 24 verläuft und
in die durch Schlitze 72 im Gehäuse 24 die Ansätze 66 bewegt
werden können,
um eine zusammenwirkende lösbare
Arretierung des Dorns 21 an seinem Platz zu erreichen.
Die Schlitze 72 ermöglichen,
daß sich
die Ansätze 66 in
eine Ausrichtung mit der Nut 68 bewegen, wenn der Mitteldorn 21 angehoben
wird (und die Klinkenarme 28 einen Bohrlochkopf greifen),
so daß die
Ansätze 66 danach
in die Nut 68 gedreht werden können.
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Anfangs, wenn der Mitteldorn 21 noch
oben bewegt wird, bewegen sich die Ansätze 66 innerhalb des
Gehäuses 24 in
den Schlitzen 72 nach oben, bis sie sich auf der Ebene
der Nut 68 befinden. Danach wird der Mitteldorn 21 (um
60 Grad nach links – von oben
gesehen gegen den Uhrzeigersinn) gedreht, um die Ansätze 66 in
die Nut 68 zu bewegen, um so den Mitteldorn 21 lösbar an
seinem Platz zu arretieren, so daß die Arme 28 nun
mit einem Gegenstand, wie beispielsweise einem Bohrlochkopf ineinandergreifen,
und ein unbeabsichtigtes Freigeben zu verhindern. Bei einer anschließenden weiteren
Rechtsdrehung des Mitteldorns 21 richten sich die Ansätze 66 wieder
mit den Schlitzen 72 aus, an welchem Punkt sich die Ansätze 66 aus
den Nuten 68, in den Schlitzen 72 nach unten und
vom Gehäuse 24 weg bewegen
können,
was ein Freigeben der Arme 28 und ein Ausklinken der Arme 28 von
dem gehaltenen Gegenstand ermöglicht.
In 4B wird ein Ansatz 66 an
seinem Platz in der Nut 68 arretiert, falls er sich im Bereich 75 befindet.
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Vom Gehäuse 24 nach unten
vorstehende Ansätze 77 können in
den Bereichen 171 des Keilabstandsstücks 46 bewegt werden.
Wenn die Ansätze 66 in
die Nut 68 eintreten, sind es die Ansätze 77, die an die
erhöhten
Bereiche 78 des Keilabstandsstücks 46 anstoßen, welche
die Bewegung der Ansätze 66 in
der Nut 68 anhalten und verhindern, daß die Ansätze 66 in den nächsten Schlitz 72 im
Gehäuse 24 eintreten,
d. h., es ist das Anhalten der Ansätze 77, das ein Ausklinken
des Mitteldorns 21 aus dem Gehäuse 24 verhindert,
das heißt,
bis die Drehung des Mitteldorns umgekehrt wird (Rechtsdrehung),
um die Ansätze 66 wieder
mit einem Schlitz 72 auszurichten und dadurch die Ansätze 66 aus
der Nut 68 freizugeben.
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7A zeigt
einen Mitteldorn 100 wie der Mitteldorn 21, der
besonders für
ein Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung geeignet ist, bei dem ein Seespülkopf verwendet
wird, wie hierin beschrieben. Bei einer solchen Anwendung kann ein System
nach der vorliegenden Erfindung sein wie das System von 1 und 2, aber ohne einen Spülschlamm-Motor oder Sicherheitsschellen.
Bei einer solchen Vorrichtung wird ein Seespülkopf oben auf der Haube 23 angeordnet,
und der Seespülkopf
hat vorzugsweise eine untere abgeschrägte Kante, die einer oberen
abgeschrägten
Kante der Haube 23 entspricht. Das System 10, 50 wird
wechselseitig mit einem Bohrgestänge
verbunden, das durch den Seespülkopf
geht, und das Bohrgestänge
dreht das System 10, 50 von oben.
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8A zeigt
einen Mitteldorn 150 zur Verwendung bei einem System (wie
in 1 und 2 gezeigt) mit einem Spülschlamm-Motor 12.
Passende Untereinheiten (nicht gezeigt) werden oberhalb und unterhalb
des Mitteldorns 150 angeschlossen, so daß die resultierende
Verbindung wie der Dorn von 7A aussieht,
aber der Innendurchmesser des Dorns 150 wird bemessen,
um das Mittelstück
der Welle des Spülschlamm-Motors 12 aufzunehmen. Die
Ansätze 166 entsprechen
den Ansätzen 66 des Dorns
von 3A. Eine Nut 181 im
Gehäuse 24 nimmt
eine Dichtung (nicht gezeigt) und/oder eine oder mehrere abnehmbare
Beilagen mit unterschiedlichen Abmessungen auf, so daß das Gehäuse 24 über eine
Vielzahl von Bohrlochköpfen
passen kann und jeden derselben aufnehmen kann.