DE3305285A1 - Unterwasser-bohrlochkopf - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Unterwasser-Bohrlochköpfe und

insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Befestigen , Verriegeln und Abdichten von Futterrohrhängern innerhalb eines Unterwasser-Bohrlochkopfes. 5

Das verstärkte Niederbringen von Bohrungen im küstennahen Bereich bedingt vergrößerte Arbeitsdrucke/ so anzunehmen ist, daß bei neu zu erschließenden Bohrlöchern daß Arbeitsdrucke von 1054,65 kp/cm² (= 10,342 χ 10⁷ N/m²= 15.000 psi). auftreten werden. Um mit diesen hohen Arbeitsdrucken beim Unterwasserbohren und bei der Verrohrung fertig zu werden, sind neue Bohrlochköpfe erforderlich. Bohrlöcher mit Arbeitsdrucken bis zu 1054,65

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kp/cm werden zur Zeit vor der Küste von Kanada und in der Nordsee erschlossen, in Tiefen über 90 Meter (300 Fuß). Für derartige Bohrungen sind im allgemeinen schwimmende Bohrinseln erforderlich, die mit einem Dühnungsausgleich für das Steigrohr und das Bohrgestänge versehen sind, die sich bis zur Eruptionsabsperrvorrichtung und dem Bohrlochkopf am Meeresboden erstrecken. Die Eruptionsabsperrvorrichtung ist üblicherweise mit einem 20 Zoll-Rohr (= 50,8 cm) verbunden, wobei sich das Steigrohr bis zur Oberfläche erstreckt. Oftmals ist eine schnell lösbare Verbindung auf der Eruptionsabsperrvorrichtung vorgesehen,während eine Gelenkverbindung Bewegungen der Bohrinsel ermöglicht. Die beiden größten Schwierigkeiten bei Unterwasser-Bohrlochköpfen , die bei derart hohen Arbeitsdrucken einzusetzen ist, treten zum einen bei der Tragschulter auf, die das Futterrohr trägt und dem vollen Druck ausgesetzt ist sowie bei der Abdichtung zwischen Futterrohrhänger und Bohrlochkopf, die von dem Arbeitsdruck beaufschlagt wird und diesem widerstehen muß.

Die herkömmlichen Bohrlochköpfe wiesen ausreichende Stützkräfte für aufeinanderfolgende Futterrohrhänger auf. Bei erhöhten Arbeitsdrucken jedoch und bei dem Niederbringen und Abstützen von vielfachen Futterrohrkolonnen

und mehreren Steigrohren innerhalb des Bohrlochkopfes ist eine schmale Tragschulter der Belastung nicht mehr gewachsen. Man könnte da^ran denken, diese Schwierigkeit dadurch zu beseitigen, daß die Tragschulter groß genäug ausgestaltet wird zur Aufnahme der Hänger und um dem Druck zu widerstehen, jedoch bedingt ihr Eingreifen in das Bohrloch im Bohrlochkopfgehäuse einen verringerten Zugang zu den Hängern unterhalb des Bohrlochkopfgehäuses für Bohrzwecke. Bei früheren Meeresbohrungen erforderten Unter* wasser-Bohrlochköpfe von 16 3/4 Zoll (= 42, 545 cm) ein Nachbohren. Zu dieser Zeit waren die meisten schwimmenden Bohrinseln mit 16 3/4 Zoll (= 42, 545 cm) Eruptionsabsperrvorrichtungen versehen um die bis dahin erforderliche Doppelvorrichtung von 20 Zoll (= 50, 8 cm) und 13 5/8 Zoll (= 34, 6 0 cm) und das Zwei-Steigrohrsystem zu ersetzen. Bei der Anpassung von Bohrlochköpfen an

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Arbeitsdrucke von 703,1 kp/cm anstelle von 351,55 kp/ctti wurde eine diesen Druck aushaltende Tragschulter von 18 3/4 Zoll (= 47, 625 cm) entwickelt zur Abstützung der Hänger unter Beibehaltung der vollen Zugangsmöglichkeit zu den Hängern unterhalb des Bohrlochkopfgehäuses.

Eine zweite Schwierigkeit liegt in der Abdichtung. Die

2 Abdichtung muß in der Lage sein, Drucke von 1054,65 kp/cm aufzunehmen und ihnen zu widerstehen. Herkömmliche Energiequellen zur Betätigung der Abdichtungsvorrichtungen arbeiten mit Gewicht, hydraulischem Druck und Drehkraft. Jede Abdichtungsvorrichtung erfordert unterschiedliche Energiebeträge um betätigt zu werden. Die Einwirkung von Gewicht ist unerwünscht aufgrund der schwierigen Handhabung der Bohrmuffen, die das Gewicht ausüben und obendrein zeitraubend. Das übertragen von hydraulischen Drucken über das Bohrgestänge erfordert eine entsprechende Verkabelung zum Aussenden und Empfangen von Signalen der hydraulisch zu betätigenden , die Dichtung bewegenden Antriebe. Werden keine Signale verwendet, so ist der Einsatz von sogenannten "naßen Rohren" äußerst umständlich und bei Bohrmannschaften entsprechend unbeliebt. Wird zum

Antrieb der Abdichtungsvorrichtung die Einweg-Futterrohrhänger-Technik verwendet, so kann das Abdichtungsfluid Schwierigkeiten im hydraulischen System bedingen, das zur Betätigung der Abdichtungsvorrichtung verwendet wird, wobei auch der Unterhalt Schwierigkeiten mit sich bringt. Die Verwendung von Drehkraft ist zwar zur Betätigung der Abdichtung wünschenswert, jedoch gibt es Grenzen der anzulegenden Kraft, die von der Oberfläche aus übertragen wird, aufgrund von Reibungsverlusten an der Steigleitung, in der Eruptionsabsperrvorrichtung,den verschiedenen Gewindeübertragungen und im Bohrgestänge selbst.

Die erfindungsgemäße Bohrlochkopfanlage überwindet die bekannten Nachteile und bietet gleichzeitig eine Menge Vorteile. Die Anordnung ist einfach, weist weniger als 50 Bauteile auf und ist für denÜ2^S~^:E'i-^nsatz geeignet. Die Anordnung ist für Einwegauslegung gedacht, kann aber auch für Mehrwegverfahren verwendet werden. Alle Hänger sind untereinander austauschbar, so daß sie in tiefere Stellungen eingebracht werden können. Die Dichtungsteile sind untereinander austauschbar und werden mit Energie beaufschlagt, um einem Druck standzuhalten, der größer als der anzunehmende Arbeitsdruck im Bohrloch ist. Abfangdich-

25- tungen sind verwendbar. Die Dichtungen werden nicht entaktiviert. Die Hänger können ohne Absperrvorrichtungen eingelassen werden und die Dichtanordnungen sorgen für Abdichtung,selbst wenn die Hänger oben anstoßen.

Der Gehäuseeinsatz hält Belastungen von mehr als 2.718.000 kg aus (Arbeitsdruck und Gewicht des Rohrgutes oder Testdruck) ohne überschreiten von 150 % der Widerstandsfestigkeit des Materials gegen Kompressionsdruck. Der Bohrlochkopf läßt einen Bohrmeißel mit 17 1/2 Zoll (=44,4 5 cm) Durchmesser hindurch. Die vorliegende Erfindung vermeidet ein Abstützen auf zwei Arten von Einsätzen zugleich oder zugleich auf zwei Ein-

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Sätzen. Der Gehäuseeinsatz ist unempfindlich gegen die Aufnahme von Verunreinigungen während des Bohrens oder während des Einlassens von Rohren mit 13 3/8 Zoll (= 33,97 cm) Durchmesser. Der Gehäuseeinsatz erfordert fernerhin keinen extra Einlaßvorgang, noch erfordert er Einsatzringe in der Bohrung.

Die Hängerverriegelung hält eine Kraft von 900.000 kg aus. Die Verriegelung wird mechanisch zurückgezogen, wenn der Hängerkörper aufgeholt wird und ist mit dem Einwegverfahren kompatibel. Die Hängerverriegelung wird gelöst zum Aufholen des Futterrohrhängers, wenn die Dichtungsanordnung gelöst ist. Die Hängerverriegelung ist auch mit dem Mehrwegverfahren kompatibel und ermöglicht ein Einlassen des Hängers mit oder ohne der.Verriegelungsvorrichtung. Die Abdichtvorrichtung arbeitet, auch wenn die Verriegelungsvorrichtung nicht verwendet. Die Hängerverriegelung ist wieder verwendbar und weist eine minimale Anzahl von Toleranzen auf, zwischen den Verriegelungsnuten.

Die Dichtungsvorrichtung der Erfindung dichtet wirksam eine · ringförmige Fläche von ungefähr 18 1/2 Zoll (= 46,99 cm) Außendurchmesser ab und 17 Zoll (= 43, 18 cm) Innendurch-

2 messer und übt einen Druck von mehr als 1050 kp/cm

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(1400 kp/cm Nominal) aus, wenn sie beaufschlagt wird

und einem Druck ausgesetzt ist von mehr als 1050 kp/cm .

Der den Druck von 1050 kp/cm übersteigende Druck verbleibt in der Abdichtvorrichtung, nachdem das Einlaßwerkzeug entfernt worden ist. Die Abdichtvorrichtung wird zusätzlich betätigt zur Aufrechterhaltung des vollen Drucks , auch wenn sie nicht mit dem vollen Druck beaufschlagt worden ist oder den vollen Druck nicht gehalten hat. Der Druck ander Abdichtvorrichtung wird nicht abgelassen. Die Abdichtvorrichtung weist eine relativ große Abdichtfläche auf um Fehler des Gehäuses und/oder Verunreinigungen zu kompensieren. Ferner weist sie in erster Linie eine Metall-Metall-Abdichtung auf, die

gleichzeitig ein Hervordringen der zusätzlichen Elastomerdichtungen bei hohem Druck verhindert. Die erfindungsgemäße Abdichtvorrichtung ermöglicht ein Lösen der Metall-Metall-Abdichtung bevor sie aufgeholt wird, wobei auch die Elastomerabdichtung sich während des Aufholens entspannt und wiederverwendbar ist. Die Abdichtungsvorrichtung sorgt für eine im wesentliche metallische Verbindung zwischen dem Oberteil und dem Boden der Dichtfläche um den unteren Ring aufholen zu können. Die An-Ordnung ermöglicht einen Einwegbetrieb. Es sind keine diskontinuierlichen Metallteile in der Dichtfläche vorhanden, die zu unregelmäßigen Drucken führen können . Die Abdichtanordnung enthält eine minimale Anzahl von parallelen Dichtflächen um so Leckstellen zu verhindern.

Die Dichtungsvorrichtung ist derart sicher befestigt,

daß sie während des Betriebs auch bei Vorbeifließen von Fluid nicht beeinträchtigt wird. Die Ausgestaltung ermöglicht ebenfalls einen Mehrwegbetrieb und ist für alle Futterrohrhänger von normalen Größen einsetzbar. 20

Eine Anordnung zur Betätigung der Abdichtungsvorrichtung

2 beaufschlagt diese mit einer Kraft von 1400 kp/cm .

Dies ist möglich sowohl beim Einwegbetrieb als auch beim Mehrwegbetrieb. Sie ist ferner für alle Futterrohrhänger innerhalb des Bohrlochkopfsystems geeignet. Die Beaufschlagungseinrichtung bringt die Abdichtvorrichtung in ihre Dichtstellung, selbst wenn der Futterrohrhänger oben hängt, wobei der volle Druck nach der Betätigung erhalten bleibt. Die Beaufschlagungseinrichtung erfordert kein entferntes Eingreifen in Verriegelungsgewinde und sie weist keine Scherstifte auf; sie ist wieder verwendbar und vermeidet das ferngesteuerte Eingreifen in ein Verriegelungsgewinde bei Verschiebung der Dichtungsmutter.

Das Einlaßwerkzeug für den Futterrohrhänger enthält eine Verbindung zwischen dem Einlaßwerkzeug und dem Hänger, die ein Rohrgewicht von mehr als 317.000 kg aushält. Das

Einlaßwerkzeug kann eine Axialkraft von mehr als 407.000 kg erzeugen zur Betätigung der Abdichtvorrichtung. Es kann ferner in den Futterrohrhänger zurückgezogen werden , ohne daß ein entgegengesetztes Drehmoment ausgeübt wird.

Das Einlaßwerkzeug kann entweder im Rohrgut oder im Rohrgestänge betätigt werden.

Erfindungsgemäß wird also eine Unterwasser-Bohrlochkopf- · anordnung vorgeschlagen, die insbesondere im küstennahen Bereich einsetzbar ist, bei der Arbeitsdrucke in der

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Größenordnung von 1050 kp/cm auftreten. Die Anordnung enthält einen Bohrlochkopf, einen Einsatz zur Aufnahme der Rohr- und Druckkräfte, einen Futterrohrhänger zur Aufnahme der Futterrohre innerhalb des Bohrloches, eine Verriegelungs- und Abdichtvorrichtung zum festen Verbinden des Hängers mit dem Bohrlochkopf und zum Abdichten des Ringraumes zwischen dem Hänger und dem Bohrlochkopf, ein Einlaßwerkzeug zum Einbringen des Hängers in den Bohrlochkopf und zur Anfangsbetätigung der Verriegelungs- und Abdichtvorrichtung sowie andere Einrichtungen zur Zufuhr eines hydraulischen Drucks zur Verriegelungs- und Abdichtvorrichtung um diese mit einem Kompressionsdruck zu beaufschlagen, der größer als der Arbeitsdruck des Bohrlochs ist. Der Bohrlochkopf ist geeignet, andere Rohrhänger aufzunehmen, die übereinander angeordnet sind und die innerhalb des Bohrlochkopfes abdichtend verriegelt werden.

Der Bohrlochkopf weist eine durchgehende Bohrung von 17 9/16 Zoll (= 44,61-cm) auf für das Einfahren eines herkömmlichen 17 1/2 Zoll (=44,45cm) Bohrmeißels. Um eine Stützfläche zur Aufnahme des Futterrohrhängers und des Drucks innerhalb des Bohrlochkopfes zu schaffen, ist ein Einsatz im Bohrlochkopf angeordnet und mit ihm verbunden. Eine Sägezahnverbindung ist zwischen Bohrlochkopf und Einsatz vorgesehen, wobei der Einsatz in den Bohrlochkopf eingesetzt wird und um weniger als 360° verdreht wird um diese Verbindung herzustellen. Diese Sägezahnverbindung weist sechs Gruppen von jeweils sechs

Zähnen auf. Die Zähne sind im Abstand voneinander angeordnet und weisen keine Steigungen auf. Die Stützfläche dieser Zähne ist größer als die Stützfläche des Einsatzes für den Hänger. Die Stützfläche des Einsatzes nimmt das Hänger- und Rohrgewicht zusätzlich zum Arbeitsdruck von

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1050 kp/cm auf.

Der Bänger weist eine ringförmige Schulter auf mit Rillen um das Bohrlochfluid vorbeizulassen. Ein lösbarer Ring ist mit der Hängerschulter verschraubt und ermöglicht ein 360°-Eingreifen des Hängereinsatzes zur Aufnahme des Rohrgewichts und der Druckkraft. Oberhalb der Hängerschulter ist ein Verriegelungsteil vorgesehen, das in einer Verriegelungsnut im Bohrlochkopf eingreifen kann.

Die Verriegelungs- und Abdichtvorrichtung umgibt den Futterrohrhänger und ist oberhalb des Verriegelungsteils und der Hängerschulter vorgesehen. Die Verriegelungsund Abdichtungsvorrichtung weist ein Drehteil auf, das mit einem stationären Teil drehbar verbunden ist. Das stationäre Teil weist ein oberes Betätigungsteil auf, das drehbar am Drehteil befestigt ist, ein mittleres Dichtteil und eine Metall-Metall-Abdichtung und eine zusätzliche Elastomerabdichtung für den Ringraum sowie ein unteres Nockenteil zur Betätigung des Verriegelungsteils.

Das Dichtungsteil weist eine Vielzahl von kegelstumpfförmigen metallischen Zwischengliedern auf, die untereinander durch Verbindungsglieder derart verbunden sind, daß eine Z-förmige Gestalt entsteht. Dieses Z-förmige Teil ist mit dem oberen Betätigungsteil und dem unteren Nockenteil über Verbindungsglieder derart verbunden, daß eine wirksame Verbindung zwischen dem oberen Betätigungsteil und dem unteren Nockenteil entsteht. Benachbarte metallische Glieder bilden ringförmige Nuten zur Aufnahme der elastischen Elastomerteile.

Das Drehteil ist mit dem Futterrohrhänger verschraubt, so daß/ wenn das Drehteil aufgeschraubt wird, es sich nach unten bewegt und damit das stationäre Teil im Ringraum mitnimmt. Zu Beginn nimmt das untere Nockenteil das Verriegelungsteil mit bis es in die Verriegelungsnut des Bohrlochkopfes eingreift um so den Hänger im Bohrlochkopf zu verankern. Eine weitere Verdrehung des Drehteils komprimiert das mittlere Dichtungsteil des stationären Teils. Bei Beginn der Verformung des Z-förmigen Teils komprimieren die metallischen Glieder die Elastomere bis diese dichtend an dem Bohrlochkopf und dem Futterrohrhänger anliegen. Eine weitere Kompression des Z-förmigen Teils bewirkt eine Deformation der metallischen Glieder, die den Verbindungsglieder benachbart sind , so daß eine Metall-Metall-Abdichtung zwischen dem Futterrohrhänger und dem Bohrlochkopf hergestellt wird. Die metallischen Glieder bestehen aus einem verformbaren Material, dessen Fließgrenze weniger als die Hälfte derjenigen des Materials des Bohrlochkopfes und des Futterrohrhängers beträgt, so daß das verformbare Material des Z-förmigen Teils die Unregelmäßigkeiten in den Oberflächen des Bohrlochkopfes und des Hängers ausfüllt.

Das Einlaßwerkzeug zum Absenken und Aufsetzen der Futter- ■ rohrhänger weist einen Rand auf, der in das Drehteil der Verriegelungs- und Abdichtungsvorrichtung eingreift zur Übertragung eines Drehmoments, sowie einen Bolzen, der mit einem Teil des Bohrgestänges verbunden ist und eine sich teleskopartig verlängernde Manschette zwischen dem Rand und dem Bolzen. Die Manschette weist Riegel auf, die unter Vorspannung in das obere Teil des Futterrohrhängers eingreifen. Nach Betätigung der Verriegelungs- und Abdichtungsvorrichtung wird der Bolzen nach unten bewegt um die Vorspannung der Riegel zu lösen und dann aufwärts bewegt, so daß die Manschette in den Rand derart eingreift, daß die Riegel außer Eingriff mit dem Hänger gelangen. Zwischen dem Einlaßwerkzeug und dem Futterrohrhänger sind Dichtungen vorgesehen. Die Verriegelungs- und Abdicht-

vorrichtung wird anfangs durch Verdrehung des Einlaßwerkzeuges über das Bohrgestänge betätigt. Für eine weitere Betätigung der Abdichtung werden die Greiferbacken der Eruptionsabsperrvorrichtung betätigt, so daß sie das Bohrgestänge umklammern. Ein hydraulischer Druck wird unterhalb der Eruptionsabsperrvorrichtung zu dem Einlaßwerkzeug und der Verriegelungsvorrichtung zugeführt. Bei einer weiteren Kompression der Verriegelungs- und Abdichtungsvorrichtung bewegt sich das Drehteil dieser Vorrichtung weiter nach unten am Futterrohrhänger unter dem Einfluß des den Bohrgestänge weiterhin zugeführten Drehmomentes. Nach dem Erreichen der gewünschten Kompression am Dichtungsteil wird der hydraulische Druck entfernt und das Drehteil der Verriegelungsvorrichtung verhindert ein Lösen des Dichtungseingriffs der Vorrichtung. Ein Ziel der Erfindung ist es, die VerriegäLungs- und Abdichtvorrichtung mit einem Druck zu beaufschlagen, der größer als der Arbeitsdruck des Bohrloches ist.

Nach dem Entfernen des Einlaßwerkzeugs wird ein zweiter Futterrohrhänger mit einem Futterrohr auf die Oberseite des ersten Futterrohrhängers aufgesetzt. Eine ähnliche Verriegelungs- und Abdichtvorrichtung, die ähnlich betätigt wird, wird zwischen Bohrlochkopf und dem zweiten Hänger angeordnet um auch diesen zu verriegeln und abzudichten. Ein dritter Hänger wird dann in das Bohrloch eingebracht auf dem zweiten Hänger und in ähnlicher Weise eine Verriegelungs- und Abdichtvorrichtung betätigt, um auch den dritten Hänger zu verriegeln und abzudichten.

Der Hängereinsatz trägt also drei Futterrohrhänger mit angehängten Rohren und widersteht zur gleichen Zeit und

2 bewahrt den Arbeitsdruck von 1050 kp/cm .

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert, in der ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel dargestellt ist. Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Ansicht einer Gesamtanlage;

Figuren

2A,2B,2C Schnitte durch den Bohrlochkopf, den Druckring des Hängers, die Einlaßanordnung des Futterrohrhängers, die Dichtungs- und Verriegelüngsanordnung sowie eine schematische Ansicht eines Teils der Eruptionsabsperrvorrichtung für das in Figur 1 gezeigte Unterwasserbohrloch;

Figur 3

eine auseinandergezogene Ansicht des Hängereinsatzes mit Sägezahnverb.indung und eines Teils des Bohrlochkopfes von Figur 2;

Figur 3A eine vergrößerte Ansicht des in Figur 3 dargestellten Teils;

Figur 4 einen Schnitt durch die Dichtungsanordnung in der Einlaßstellung und

Figur 4A einen Schnitt durch die Dichtungsanordnung in

der Dichtungsstellung;

Figuren

5A,5B,5C Schnitte durch den Bohrlochkopf mit Futterrohrhängern für die 16 Zoll (=40,64 cm), 13 3/8 Zoll (= 33,97 cm), 9 5/8 Zoll (= 24,45 cm) und 7 Zoll (= 17,78 cm) eingelassenen Futterrohrkolonnen in der verriegelten und der abgedichteten Stellung.

Die erfindungsgemäße Bohrlochkopfanordnung eignet sich zum Einlassen, Tragen, Abdichten, Verriegeln und Testen von Futterrohrhängern innerhalb eines Bohrlochkopfes für öl-

-ΑΤ Ι oder Gasquellen. Obwohl sich die Erfindung für alle möglichen Anwendungsgebiete eignet, ist in Figur 1 schematisch eine typische Anordnung für Futterrohrhänger und eine Futterrohrkolonne dargestellt samt einem Bohrlochkopf auf dem Grunde des Meeres für eine Seebohrung.

In Figur 1 ist mit 10 das in dem Seeboden 12 zu bohrende Bohrloch bezeichnet und zwar durch das Wasser 14 hindurch ausgehend von einer Bohrinsel 16/ die auf der Wasseroberfläche 18 schwimmt. Mit 20 ist eine Führungsanordnung bezeichnet, mit 22 ein Führungsrohr, mit 24 der Bohrlochkopf, mit 26 die Eruptionsabsperrvorrichtung mit einer Drudkontrolleinrichtung und mit 28 ein Steigrohr, das von der schwimmenden Bohrinsel 16 herabgelassen wird und in den Meeresboden 12 eindringt. Das Führungsrohr 22 kann so weit in den Meeresboden 12 eingelassen werden, bis der Bohrlochkopf 24 in der Nähe des Meeresbodens 12 ruht oder, wie Figur 1 zeigt, in ein erweitertes Bohrloch 30 eingreift, das zum Einlassen des Führungsrohrs 22 in den Meeresboden gebohrt wird. Die Führungsvorrichtung 20 wird am oberen Ende des Führungsrohrs 22 am Seeboden 12 befestigt und das Führungsrohr 22 wird im Bohrloch 30 mittels einer Zementsäule 32 , die sich entlang eines wesentlichen Teils erstreckt, verankert. Die Eruptionsabsperrvorrich-' tung 26 ist lösbar über eine geeignete Verbindung mit dem Bohrlochkopf 24 verbunden, der auf der am Meeresboden 12 angeordneten Führungsvorrichtung 20 angeordnet ist und eine oder mehrere Eruptionsabsperrvorrichtungen/wie z.B. 40, aufweist. Derartige Eruptionsabsperrvorrichtungen weisen eine Anzahl von dichten Greiferbacken , wie z.B. 34, auf, die vom Gehäuse der Eruptionsabsperrvorrichtung aus betätigt werden können zum dichtenden und lösenden Eingriff mit einem Rohr z.B. einem Bohrgestänge, das sich in herkömmlicher Weise durch die Eruptionsabsperrvorrichtung 40 erstreckt. Das Steigrohr 28 reicht von der Oberseite der Eruptionsabsperrvorrichtung 26 bis zur schwimmenden Bohrinsel 16. Die Eruptionsabsperrvorrichtung 26 weist "Förderund Totpunktleitungen¹¹ 36 und 38 auf, die bis zur Ober-

fläche 18 reichen. Diese Leitungen werden unter anderem dazu benötigt, die Greiferbacken 24 der Absperrvorrichtung 40 zu testen. Zu diesem Zweck wird ein Teststopfen durch das Steigrohr 28 in das Bohrloch eingelassen um dieses abzudichten in Höhe des Bohrlochkopfes 24. Danach werden die Greiferbacken 34 betätigt und geschlossen, . während durch die Totpunktleitung 38 Druck zugeführt wird, wobei ein Ventil an der Förderleitung 36 zum Testzweck der Greiferbacken 34 geschlossen ist.
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Das Bohrgestänge einschließlich eines herkömmlichen 17 1/2 Zoll (= 44,45 cm) Bohrmeißels wird durch das Steigrohr 28 und das Führungsrohr 22 niedergebracht um das Bohrloch 22 im Meeresboden für das Futterrohr 44 zu vertiefen.

Ein Futterrohrhänger 40,der in Figur 2C mit dem Futterrohr 44 dargestellt ist, wird durch das Führungsrohr 22 abgesenkt bis der Hänger 50 aufsitzt und mit dem Bohrlochkopf 24 verbunden wird wie es noch näher erläutert werden wird. Weitere innere Steigrohre und Futterrohre werden anschließend niedergebracht und im' Bohrlochkopf 24 befestigt, wie es noch im Zusammenhang mit den Figuren 5A, 5B und 5C beschrieben werden wird.

Der in Figur 2C dargestellte Bohrlochkopf 24 weist ein Gehäuse 26 mit verringertem Durchmesser am unteren Ende 48 auf sowie eine nach unten gerichtete, nach innen konisch abnehmende Schulter 52. Das untere Ende 48 mit geringerem Durchmesser weist ein verkleinertes rohrförmiges Teil 25 an seinem Ende auf, das eine weitere nach unten gerichtete und nach innen konisch zunehmende kleinere Schulter 56 bildet. Das Führungsrohr 22 ist ein Rohr mit einem Außendurchmesser von 20 Zoll (= 50,8 cm) und ist am rohrförmigen Teil 54 am Grunde des Bohrlochkopfes 24 angeschweißt. Die Wandstärke des Führungsrohrs 22 beträgt 1/2 Zoll (= 1,24 cm) bei einem Innendurchmesser 62 von 19 Zoll (= 48,26 cm) um anfänglich das Bohrzeug und dem Meißel zur Bohrung des Loches 42 aufzunehmen und später das Futterrohr 44 wie es in Figur 1 dargestellt ist. Das Gehäuse 46 des Bohrloch-

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kopfes weist eine öffnung 60 mit einem Durchmesser von ungefähr 18.Ί1/16 Zoll auf ( = 47,47 cm), das ein wenig kleiner als die Innenöffnung 62 des Führungsrohrs 22 ist.

Im Inneren der Bohrlochkopföffnung 60 sind eine Vielzahl von Sperrasten 64, von Verschlußteilzähnen 66 sowie vier ringförmige Nuten (siehe Figur 5B) wie z.B. die Nut 68, angeordnet und zwar oberhalb der Verschlußteilzähne 66. Die Zähne 66 weisen ungefähr einen Innendurchmesser von 17 9/16 Zoll (= 44,61 cm) zum Duröhlaß von herkömmlichen 17 1/2 Zoll (= 44,45 cm) Bohrmeißeln für das Bohrloch 42.

Der Bohrlochkopf 24 weist einen abnehmbaren Einsatz für den Futterrohrträger oder Verschlußstückgehäuseeinsatz 70 auf, das in der öffnung 60 abgesenkt werden kann und mit den Zähnen 66 verbindbar ist. Der Einsatz 70 umfaßt einen festen ringförmigen hohlen Ring 72 mit einer glatten Innenöffnung 74, äußeren VerschlußStückzähnen 76, die zum Eingriff mit den Verschlußstückzähnen 66 des Bohrlochkopfgehäuses 46 geeignet sind, ferner eineinach oben gerichteten , nach unten konisch abnehmenden Einsatz oder Tragschulter 80 zur Aufnahme des Futterrohrhängers 50 und eine Teilanordnung 78 zum festen Verbinden des Einsatzes 70 innerhalb des Bohrlochkopfgehäuses 46.

Die Bohrung 74 des festen Ringes 72 hat einen Innendurchmesser von 16,60 Zoll (= 40,79 cm) und bedingt dadurch eine effektive waagrechte Dicke der konischen Tragschulter 60 von ungefähr 1,3 Zoll (= 3,30 cm) zur Aufnähme des Futterrohrhängers 50. Der Einsatz 70 hat eine Wanddicke, die groß genug ist um ein Verformen des Einsatzes 70 bei einem senkrechten Kompressionsdruck von

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6328 kp/cm zu verhindern. Dies ist von Bedeutung, da der Bohrlochkopf 24 aufgrund seiner Größe, seines Gewichts und seiner Dicke ein sehr steifes Bauteil ist verglichen mit dem Gehäuseinsatz 70 der relativ flexibel ist.

Wie Figur 3 zeigt, weist der Gehäuseeinsatz 70 eine Viel-

zahl von Gruppen 82 aus Segmenten bestehender Zähne 76 auf, mit Flächen oder Abständen 86 dazwischen, zur Aufnahme entsprechender Gruppen 88 von in Segmenten unterteilter Zähne 66 im Bohrlochgehäuse 46, das in Figur 2C dargestellt ist. Die Zähne 66, 76 können Steigungen aufweisen, sind aber vorteilhafterweise Zähne ohne Steigungen. Sie sind ferner nicht derart ausgestaltet, daß sie sich bei Verdrehung des Einsatzes 70 zur Verbindung mit dem Bohrlochkopf 24 gegenseitig stören. Die Zähne 66 des Bohrlochkopfes verjüngen sich nach innen und unten um das Durchlassen des Meißels zu erleichtern. Würden die Zähne 66 rechteckigen Querschnitt oder Sägezahnquerschnitt aufweisen, so könnten sie den Meißel beim Absenken durch den Bohrlochkopf 24 zur Bohrung des Loches 42 für das Futterrohr 44 behindern. Die Zähne 76 sind von angepaßter Gestalt um sicher in die Zähne 66 des Bohrlochkopfes eingreifen zu können. Die Gruppen 82, 88 weisen jeweils sechs Reihen von in Segmenten unterteilter Zähne auf, deren Dicke von der Grundfläche zur Oberfläche ungefähr 1/2 Zoll (= 1,27 cm) beträgt. Die Gewindefläche der sechs Zahnreihen 66, 76 überschreitet die Schulterfläche der Tragschulter 80. Ein kontinuierlicher oberer ringförmiger Flansch 85 am Einsatz 70 oberhalb der Zähne 76 begrenzt-das Eingreifen der Zahngruppen 82 in die Räume

87. Der obere ringförmige Flansch 85 verhindert den Durchgang des Einsatzes 70 durch den Bohrlochkopf 24. Das unterste Zahnsegment 84 ist überdimensioniert um eine vorzeitige Verdrehung des Einsatzes 70 innerhalb des Bohrlochkopfes 24 zu verhindern, bevor der Einsatz 70 auf den ringförmigen Flansch 8 5 ruht.

Die sechs Reihen oder Gruppen 82, 88 von Zähnen 66, 76 stellen eine gerade Reihenzahl dar zum gleichmäßigen Stützen und Verteilen der Belastung. Eine derartige Ausgestaltung verteilt die Kräfte gleichmäßig auf die in Segmente unterteilten Zähne 66, 76. Durch das Vorsehen von sechs Zahngruppen können die Zähne 66, 76 durch Verdrehung des Gehäuseeinsatzes 70 um 30° miteinander ver-

bunden werden, d.h. geteilt durch die Zahl der Gruppen um 180°. Wären die in Segmente unterteilten Zähne 66, 76 länger, so müßte der Gehäuseinsatz 70 zur Verbindung um einen größeren Winkel verdreht werden. Vorzugsweise sind die in Segmente unterteilten Zähne 66, 76 gleich lang um so eine maximale Berührfläche zur Aufnahme der Belastung zu erhalten.

Die Zähne 66, 76 können auch kreisförmige Nuten sein, mit Schlitzen oder Aussparungen 86, 87 zum Verbinden. Die Zähne 66, 76 weisen einen Steigungswinkel 0 auf und verjüngen sich zur Erhöhung der Gewindefläche , so daß die Gewinde 66, 76 einer größeren Scherbeanspruchung standhalten. Die Verjüngung der Zähne 66, 76 ist größer als 30° und vorzugsweise ungefähr 55°, so daß die Gewindefläche erheblich erhöht ist. Dieses Zahnprofil ist dazu geeignet, die Beanspruchungen über alle in Segmente unterteilten Zähne 66, 76 auszugleichen, so daß die Zähne 66, 76 nicht verformt werden.

Die Zähne 66, 76 können auch sägezahnförmig ausgestaltet sein. Ein rechteckiger Querschnitt der Zähne 66, 76 würde Verunreinigungen aus der Ölquelle aufnehmen. Ein weiterer Vorteil dieser Sägezahnverbindung zwischen dem Bohrlochkopf 24 und dem Gehäuseeinsatz 70 besteht darin, daß die in Segmente unterteilten Zähne 76 die in Segmenten unterteilten Zähne 66 reinigen, wenn der Einsatz 70 innerhalb des Bohrlochkopfes 24 verdreht wird. Die Zähne 76 befreien die Zähne 66 von jeglicher Verunreinigung, wobei diese in die freien Flächen 86, 87 fallen.

Durchgehende Gewinde haben mehrere Nachteile. Zur Verbindung ist eine Vielzahl von Umdrehungen erforderlich, wobei zu Beginn eine geringe Rückdrehung erforderlich ist, bis durch ein geringes Absenken des Gewindeanfangs ein erster Eingriff erfolgt. Ferner wird bei der Drehbewegung immer die gleiche Stellung beaufschlagt. Die Sägezahnverbindung zwischen dem Gehäuseinsatz 70 und dem Bohrloch-

kopf 24 vermeidet diese Nachteile. Wird der Einsatz 70 in den Bohrlochkopf 24 durch ein geeignetes Einlaßwerkzeug abgesenkt, so greift das unterste Zahnsegment 84 am Einsatz 70 in das oberste Zahnsegment der Zahnsegmente 66 am Gehäuse des Bohrlochkopfes 24 ein. Der Einsatz 70 wird dann um weniger als 30° verdreht, so daß die Gruppen 82 am Einsatz 70 innerhalb der freien Stellen 87 zwischen den Gruppen 88 am Bohrlochkopf 24 zu liegen kommen. Das nachfolgende Absenken von ungefähr 12 Zoll (= 30,48 cm) ist von wesentlicher Bedeutung und kann leicht an der Oberfläche festgestellt werden um sicherzugehen, daß der Gehäuseeinsatz 70 in den Bohrlochkopf 24 eingegriffen hat, und durch Verdrehung in Sägezahnverbindung gebracht werden kann. Die erfindungsgemäße Sägezahnverbindung ermöglicht eine einwandfreie Anzeige, daß der Einsatz 70 vollständig in den Bohrlochkopf 24 eingegriffen hat. Die Sägezahnverbindung weist den weiteren Vorteil auf, daß der Einsatz 70 vollständig in den Bohrlochkopf 24 eingesetzt werden kann und durch eine Verdrehung von 30° eine vollständige Verbindung zwischen dem Einsatz 70 und dem Bohrlochkopf 24 erfolgt.

In den Figuren 2C, 3 und 3A ist die Keilverbindung 78 dargestellt, die eine Vielzahl von in Richtung nach außen unter Vorspannung stehender Anschläge 92 aufweist , die jeweils gleitend in einer nach außen gerichteten Aussparung 94 im jeweils niedrigsten Zahnsegment 84 des festen Ringes 72 angeordnet sind. Der Anschlag 92 weist flache Seiten 90 , sich verjüngende obere und untere Seiten 91 auf, sowie eine Bohrung 96 an seiner Innenseite zur Aufnahme einer Feder 98. Dichtungen 93 sind mittels Schrauben 95 in der Aussparung 94 auf jeder Seite des Anschlags 92 vorgesehen unter Freilassung eines Schlitzes für den Anschlag 92. Das andere Ende der Federn 98 greift in das Bodenteil der Aussparung 94 um den Anschlägen 92 ein nach außen gerichtete Vorspannung zu erteilen. Eine Sperraste 64 ist zwischen allen sechs Gruppen 88 vorgesehen, sodaß der Anschlag 92 am festen Ring 72 derart

angeordnet ist, daß er einer Sperraste 64 benachbart ist, nach vollständigem Eingreifen der inneren und äußeren Zähne 66, 76 des Bohrlochkopfes 24 und des Gehäuseeinsatzes Der Anschlag 9 2 wird in die Sperraste 64 durch Verdrehung des Ringes 72 innerhalb des Gewindes 66 vorgespannt und beendet damit die Drehbewegung des Ringes 72. Eine öffnung 102 durchsetzt den Ring 72 bis in die Aussparung 94 um den Anschlag 92 zu lösen.

Bisher waren die Tragschultern für die Futterrohrhänger ein Bestandteil des Bohrlochkopfgehäuses und groß genug um die Futterrohre und die Druckbelastungen auszuhalten. Bei diesen integrierten Tragschultern war jedoch die Bohrung im Bohrlochkopfgehäuse für den vollen Zugang der Futterrohre unterhalb des Bohrlochkopfgehäuses für Bohrzwecke begrenzt. Die Verwendung einer ausreichend großen

integrierten Schulter für Arbeitsdrucke von 1055 kp/cm würde die Bohrung derart begrenzen, daß ein herkömmlicher 17 1/2 Zoll (= 44,45 cm) Meißel nicht passieren könnte. Derartige Untersee-Bohrlochkopfanordnungen erforderten demzufolge ein Nachbohren.

Gemäß der Erfindung ist der sägezahnförmig einsetzbare Einsatz 70 eine zusätzliche Tragschulter, die nur dann eingebaut wird in das Bohrlochkopfgehäuse 46, wenn größere Arbeitsdrucke auftreten. Der Einsatz 70 wird erst dann eingebaut, wenn der Bohrvorgang für das Futterrohr 44 vollendet ist, so daß ein voller Bohrlochkopfzugang gewährleistet ist. Da für Bohrzwecke für das äußere Futterrohr 44 nur normale Drucke angetroffen werden, ist eine größere Tragschulter nicht erforderlich. Nach Beendigung des Bohrvorgangs für das Futterrohr 44 wird der Einsatz 70 eingebaut zur Aufnahme der Rohre und Belastungen bis hin zu

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1055 kp/cm . Dadurch erhält man eine ausreichende öffnung vor dem Einbau des Einsatzes 70 um den 17 1/2 (= 40,45 cm) Meißel einzuführen.

Zum Einbau des Einsatzes 70 wird dieser mit einem nicht

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dargestellten Einlaßwerkzeug verbunden und zwar über Scherstifte,von denen ein Teil mit 104 bezeichnet ist. Das Einlaßwerkzeug am Bohrgestänge senkt dann den Einsatz 70 in die Bohrung 60 des Bohrlochkopfes 24 ab, bis das untereste Zahnsegment 84 am obersten Zahnsegment 66 aufsitzt. Der Einsatz 70 wird dann so lange verdreht, bis die Zahngruppen 88 am Bohrlochkopf 24 an den glatten Flächen 86 entlanggleiten und die Zahngruppen 82 am Ring 72 in entsprechenden Flächen 87 der Bohrlochkopfzähne entlanggleiten. Der kontinuierliche ringförmige Flansch 85 sitzt auf dem obersten Zahnsegment der Zähne 66 im Bohrlochkopf 24 auf. Der Einsatz 70 wird dann durch das Bohrgestänge und das Einlaßwerkzeug so lange verdreht bis die Teile 78 an die Sperrasten 84 zur Beendigung der Drehbewegung anschlagen. Ein Drucktest kann durchgeführt werden um sicher zu sein, daß der Einsatz 70 abgesenkt ist. Die Stifte , die den Einsatz 70 mit dem Einlaßwerkzeug verbinden, werden bei 104 abgeschert um so das Einlaßwerkzeug freizugeben.

Figur 2C zeigt das Aufsetzen des obersten Rohrhängers 50 am Gehäuseeinsatz 70 innerhalb des Bohrlochkopfes 24. Der Hänger 50 weist einen im allgemeinen rohrförmigen Körper 110 auf, der ein unteres mit Gewinde versehenes Teil 112 aufweist, das im Gewindeeingriff mit dem oberen Verbindungsteil des Rohrs 44 steht um dieses innerhalb des Bohrloches 42 zu halten sowie einen verdickten oberen Abschnitt 140 mit einer nach außen vorspringenden radialen ringförmigen Schulter 116 und einer Vielzahl von ringförmigen Nuten 120 (siehe Figur 2B) am Innenumfang des Körpers 110 zur Verbindung mit dem Einlaßwerkzeug 200 wie es noch näher beschrieben werden wird.

In den Figuren 2A und 2B sind Gewinde 118 vorgesehen, die sich von oben über eine wesentliche Länge des Äußeren des ringförmigen Körpers 110 erstrecken zum Eingriff mit einer Verriegelungs- und Abdichtungsanordnung 180, die noch näher beschrieben wird.

Das Einzementieren für das obere Futterrohr 44 im Bohrloch 42 erfordert einen Durchgang vom unteren Ring 130 zwischen dem Rohr 44 und dem Führungsrohr 22 zum oberen Ring 134 zwischen dem Bohrlochkopf 24 und dem Bohrgestange 236 mit Rückkehr zur Oberfläche. Eine Vielzahl von oberen und unteren Rillen oder Zirkulationsöffnungen 122/ 124 erstrecken sich durch den oberen Abschnitt 114 zum Durchlaß eines Fluids z.B. zum festen Einbau um den Hänger 50 herum. Die unteren Rillen 122 ermöglichen den Durchgang eines Fluids durch die radiale ringförmige Schulter 116 und die oberen Rillen 124 ermöglichen den Durchgang eines Fluids durch das obere Gewindeende des rohrförmigen Körpers 110 um das Fluid um die Verriegelungsund Abdichtungsvorrichtung 180 herum zu führen.

Das Gewinde 126 ist am Außenumfang des oberen Abschnitts 114 unterhalb der ringförmigen Schulter 116 vorgesehen, zum Gewindeeingriff mit dem mit Gewinde versehenen Schulterring 128 um den Hänger 50 herum. Der Schulterring 128 weist eine nach unten gerichtete und sich verjüngende konische Fläche 132 auf/ die an die nach oben gerichtete sich nach unten konisch verjüngende Tragschulter 80 eingepaßt istuid in dieser eingreift am Gehäuseeinsatz 70. Der Rohrhänger 50 sitzt demzufolge am

25' Einsatz 70 nach dem Eingreifen der konischen Fläche 132 des Hängeschulterrings 128 auf sowie auf der Tragschulter 80 des Gehäuseeinsatzes , wobei der Einsatz 70 den so angeordneten Rohren und den Arbeitsdrucken standhalten muß.

Bohrlöcher mit Arbeitsdrücken in der Größenordnung von 1055 kp/cm erzeugen besondere Belastungen. Der Bohrlochkopf muß nicht nur das Gewicht der Rohrhänger mit ihren angehängten Rohren und einer oder mehrerer Steigrohrhänger mit ihren angehängten Rohren aushalten, sondern auch diesen Arbeitsdruck aufnehmen und ihm widerstehen. Das bedeutet, daß der Bohrlochkopf sowohl das Gewicht der Rohre als auch den Druck aufnehmen muß. Ein Bohrloch-

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kopf für 1055 kp/cm Arbeitsdruck muß genügende Trag- und Sitzfläche aufweisen , so daß bei senkrechter Beaufschlagung mit dem Druck keine Verformung der Tragflächen entsteht. Obwohl bei geringeren Arbeitsdrücken Materialien Verwendung finden, die Belastungen von 31.70Θ -kg aushalten, wird für Bohrlochköpfe bei einem Einsatz von Arbeitsdrucken von 1055 kp/cm ein Mindestwiderstand gegen Belastungen von 38.500 kg gefordert. Der erfindungsgemäße Bohrkopf jedoch kann eine Belastung von über 2.718.000 kg aushalten, da seine Stützfläche in der Größenordnung von

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420 bis 450 cm liegt. Diese Stützfläche muß während des Entwerfens derart ausgelegt sein, daß die auftretende Belastung die Verformfestigkeit des Materials in senkrechter Beaufschlagung um nicht mehr als 25 % übersteigt.

Die Stützfläche zwischen dem untersten Rohrhänger 50 und dem Gehäuseeinsatz 70 und zwischen dem Gehäuseeinsatz 70 und der Zahnverbindung 66 am Bohrlochkopf 24 muß ausreichend bemessen sein um derartige Belastungen auszuhalten, ohne daß die Materialfestigkeit in senkrechter Beansprudung die Formfestigkeit um mehr als 25 % übersteigt. Die erfindungsgemäße Bohrlochkopfanordnung erfüllt diese Forderung.

Um eine ausreichende Stützfläche zwischen dem Rohrhänger 50 und dem Einsatz 70 zu erhalten, ist der Schulterring 28 des Hängers auf die radiale ringförmige Schulter 160, die sich vom oberen Abschnitt 150 des Hängerkörpers 110 erstreckt, aufgeschraubt. Der Schulterring 128 bildet eine sich um 360° erstreckende konische Fläche 132 zur Aufnahme der Trageschulter 80 des Gehäuseeinsatzes 70 und ermöglicht so einen vollständigen Kontakt zwischen Schulter 80 und konischer Fläche 132. Ohne den Schulterring 128 des Hängers verhindern die Rillen oder Zirkulationsöffnungen 122 durch die Schulter 116 eine 360° Stützfläche zwischen Hänger 50 und Gehäuseeinsatz 70. Das Zusammenwirken zwischen der Tragschulter 80 und der konischen Fläche 132 ermöglicht eine zusätzliche Stützfläche, die durch den Innendurchmesser des Bohrloch-

kopfes von 17 9/16 Zoll (= 44,61 cm) und den Innendurchmesser des Gehäuseeinsatzes 70 von 16,06 Zoll (= 40,8 cm) bestimmt. Dadurch beträgt die Stützfläche

2 zwischen Schulter 80 und Fläche 132 ungefähr 450 cm , so daß die gesamte Stützfläche einer Belastung von mehr als 2.720.000 kg aushalten kann.

Die inneren und äußeren Verbindungszähne 66, 76 des Bohrlochkopfes 24 und des Gehäuseeinsatzes 70 sind so ausgestaltet, daß sie eine ausreichende Stützfläche aufweisen um die oben genannte Last aufzunehmen. Wie bereits erwähnt/ weisen die Zahnreihen 66, 76 sechs Gruppen 82, 88 an Zähnen auf am Bohrlochkopf 24 und am Gehäuseeinsatz 70. Jede Gruppe 82, 88 weist sechs Zähne 66, 76 zur Lastaufnahme auf. Die Stützfläche der Sägezahnverbindung 66, 76 ist größer als die Stützfläche zwischen Schulter 80 und konischer Fläche 132. Die Anzahl von Zähnen wird durch die Verringerung der Stützfläche aufgrund der sechs öffnungen 86, 87 zur Aufnahme entsprechender Gruppen 82, 88 während des Zusammenbaus bestimmt.

In Figur 2C erstreckt sich die radiale ringförmige Schulter 116 vom oberen Abschnitt 114 des Hängerkörpers 110 aus, wobei sie eine nach oben gerichtete nach unten

25- und außen sich verjüngende konische Nockenfläche 136 aufweist, mit einer ringförmigen Nut 138, die sich an ihrem Grundteil nach oben erstreckt. Eine ringförmige Kammer 142 erstreckt sich von der oberen Seite der Nut 138 zu einer ringförmigen senkrechten Dichtungsfläche 140, die sich wiederum von der Nut 138 zum unteren Ende des Gewindes 118 erstreckt. Die radiale ringförmige Schulter 116 ist unterhalb der ringförmigen Verriegelungsnut 68 im Bohrlochkopfgehäuse 56 angeordnet, nachdem der Hänger 50 innerhalb des Bohrlochkopfes 24 aufsetzt. Die Nockenfläche 136 endet mit ihrer unteren ringförmigen Kante gerade oberhalb des unteren Endes der Nut 68.

Der Rohrhänger 50 weist einen Verriegelungsring 144 auf,

der auf der radialen ringförmigen Schulter 160 angeordnet ist. Der Verriegelungsring, 144 kann ein geschlitzter Ring sein, der durch Ausziehen in die Nut 68 gelangt zum Eingriff mit dem Bohrlochkopfgehäuse 46/ zum Verriegeln des Hängers 50 innerhalb des Bohrloch¹-kopfes 24. Die Bohrlochkopfnut 68 weist eine senkrechte Grundwand 1.46 auf, mit einer sich nach -oben und einer sich nach unten verjüngenden Wand. Der Verriegelungsring 144 weist eine senkrechte Grundfläche 148 auf, mit einer sich nach unten verjüngenden Fläche entsprechend dem Ausmaß der sich nach oben verjüngenden Wand der Nut 68 und eine nach unten sich verjüngende Fläche parallel zur nach unten sich verjüngenden Wand der Nut 68, so daß bei Ausdehnung des Verriegelungsringes 144 die senkrechte Fläche 148 des Ringes 144 an der senkrechten Wand 146 der Nut 68 anliegt. Fernerhin weist der Verriegelung^⁴* ring 144 eine nach unten gerichtete sich nach außen und unten verjüngende untere Nockenfläche 152 auf, die mit einer nach oben gerichteten Nockenfläche 136 der radialen ringförmigen Schulter 160 zusammenwirkt , wobei eine nach innen gerichtete ringförmige Rippe 154 in die ringförmige Nut 138 im eingezogenen Zustand eingreift und ein nach oben und nach innen gerichteter Nockenkopf 156 zum Zusammenwirken mit der Verriegelungs- und Dichtungsan-Ordnung 180 zusammenwirkt, wie es noch erläutert werden wird. Zwischen dem Nocken 156 und der ringförmigen Rippe 154 ist eine sich verjüngende Fläche 158 parallel zur Wand der Kammer 142.

Die vorstehende ringförmige Rippe 154 greift in die Nut 138 des Rohrhängers 50 ein und verhindert, daß der Verriegelungsring 144 aus der Nut 138 herausgezogen wird, wenn der Rohrhänger 50 in das Bohrloch eingeführt wird. Während dieses Einführens des Hängers 50 ist es erforderlich, daß der Verriegelungsring 144 mehrmals einen geringeren Durchmesser einnimmt, z.B. beim Durchgang durch die Eruptionsabsperrvorrichtung 40. Diese Vorrichtung 40 weist oftmals eine ringförmige Gummidichtung

auf, die es erforderlich macht, daß der Rohrhänger durch diese Dichtung gepreßt wird. Wäre die ringförmige Rippe 154 nicht in der Nut 138 angeordnet, so könnte der Ring 144 an einem derartigen verengten Querschnitt hängen bleiben und an der Außenfläche entlanggleiten. Dadurch könnte er aus der Nut 138 gelangen,am Hänger 50 nach oben gleiten bis er die Dichtungsanordnung 210 erreicht. Dadurch würde nicht nur die Betätigungsvorrichtung 212 • für die Verriegelung blockiert, sondern auch die Betätigung der Dichtung 210. Die ringförmige Kammer 142 weist so viel Spielraum auf, so daß die Nut 138 die ringförmige Rippe 154 aufnehmen kann. Dies verhindert auch, daß der Verriegelungsring 144 einer nach oben gerichteten Belastung ausgesetzt ist.

Die Verriegelungs- und Abdichtvorrichtung 180 ist in den Figuren 2B und 2C dargestellt und zwar im Eingriff mit einem Einlaßwerkzeug 200 in der Verriegelungsstellung. Die Vorrichtung 180 weist ein stationäres Teil 184 auf, das drehbar an einem Drehteil oder einer Dichtungsmutter 182 mittels eines Teils 186 befestigt ist. Die Dichtungsmutter 182 weist einen ringförmigen Körper auf mit einem unteren Stift 188 und einem durchbrochenen oberen Ende 198 mit nach oben vorspringenden Anschlägen 202. Die Innenwand der Mutter 182 weist ein Gewinde 204 auf, das in das Außengewinde 118 des Futterrohrhängerkörpers 110 eingreift.

Das stationäre Teil 184 weist einen ringförmigen Körper 216 auf und enthält eine Dichtungsanordnung 210 zum Abdichten der inneren Bohrungswand 61 des Bohrlochkopfes 24 und der äußeren Dichtfläche 140 des Futterrohrhängers 50 sowie eine Betätigungsvorrichtung 212 zum Verriegeln durch Einwirkung auf den Verriegelungsring 144 , der in Verriegelungseingriff innerhalb der Nut 68 des Bohrlochkopfes 24 gelangt. Der ringförmige Körper 216 ist ein kontinuierliches und integrales Metallteil mit einem oberen Antriebsstück 280 , einem Z-förmigen Zwischen-

-60-teil 220 und einem unteren Nockenteil 222.

Das obere Antriebsteil 280 weist eine obere Gegenbohrung 190 auf, zur drehbaren Aufnahme des unteren Stiftig 188 der Dichtungsmutter 182. Das Teil 116 weist innere und äußere Laufrillen in der Gegenbohrung 190 und im Stift 188 auf zur Aufnahme von Wälzrollen oder Kugeln 196. Das Halteteil 186 wird nicht belastet und nicht zur übertragung eines Drehmoments oder eines Stoßes von der Dichtungsmutter 182 zum stationären Teil 184 benötigt. Ein Stützteil 205 ist oberhalb der Dichtungsanordnung 210 vorgesehen und weist Stützringe 206, 208 auf, die zwischen dem Boden der Gegenbohrung 190 und dem unteren Ende des Stifts 188 vorgesehen sind. Die Stützringe 206, 208 weisen einen geringen Reibungskoeffizienten auf und erlauben einen gleitenden Eingriff zwischen ihnen nach Betätigung der Antriebsvorrichtung 212 und der Dichtungsanordnung 210. Die Stützanordnung 205 wird also benutzt um Kraft von der Dichtungsmutter 182 auf das stationäre Teil 184 zu übertragen. Die Haltekugeln 196 dienen ausschließlich der drehbaren Lagerung des stationären Teils 184 auf der Dichtungsmutter 182.

Die Verriegelungs-Betätigungsvorrichtung 212 weist ein unteres Nockenteil 222 auf mit einer nach unten und außen gerichteten Nockenfläche 224 (siehe Figur 2C) zum nockenförmigen Eingriff in den Nocken 156 des Verriegelungsringes 144, sowie ein oberes Antriebsteil 280 und ein Z-förmiges Zwischenstück 220 zur Kraftübertragung an der Dichtungsmutter 182 zum unteren Nockenteil 222.

Die Dichtungsanordnung 210 weist ein Z-förmiges Stück 220 und elastische Abfangdichtungen 330, 332 auf, die in Zusammenhang mit Figur 4 noch näher beschrieben werden sowie ein oberes Antriebsteil 280 und ein unteres Nockenteil 222 zur Druckbeaufschlagung des Zwischenstücks 220. Die Dichtungsanordnung 210 ist in erster Linie eine metallische Dichtungsanordnung und erst in

zweiter Linie eine elastische Anordnung. Eine metallische Dichtung weist den Vorteil einer größeren Lebensdauer gegenüber einer elastischen Dichtung auf.

Die Verriegelungs- und Dichtungsanordnung 180 wird durch den Futterrohrhänger 50 und ein Einlaßwerkzeug 200 in das Bohrloch eingebracht. Das Werkzeug 200 weist einen Bolzen 230 auf/ der den Hauptteil des Werkzeugs 200 darstellt, ein Verbindungsteil oder eine Manschette 240, einen Rand oder eine äußere Manschette 250 und eine Mutter 260. Der Bolzen 230 weist ein oberes Ende 232 mit Innengewinde 234 zur Verbindung mit dem untersten Rohrstück eines Bohrgestänges 236 auf, das bis zur Oberfläche 18 reicht und ein unteres Ende 238 ebenfalls mit Innengewinde. Oberhalb des Endes 238 ist eine ringförmige Nut 242 vorgesehen. Ein anderes Teil mit verringertem Durchmesser 248 ist oberhalb der Nut 242 vorgesehen und bildet eine ringförmige Rippe 252. Unterhalb des oberen Endes 232 und oberhalb des Teils 248 ist ein drittes mit Gewinde versehenes Teil 254 verringerten Durchmessers (siehe Figur 2A) vorgesehen, dessen Durchmesser kleiner als derjenige der Teile 242 und 248 ist.

Das Verbindungsteil oder die Manschette 240 weist eine Bohrung 246 auf, die so dimensioniert ist, daß sie sich teleskopisch über die ringförmige Rippe 252 und das Ende 238 erstrecken kann. Das Verbindungsteil 240 wird ausziehbar von dem durch den Bolzen 230 und den Rand 250 gebildeten Ring aufgenommen. Die Rippe 252 weist ringförmige Dichtungsnuten 258, 262 auf, in denen O-Ringe 264, 266 sitzen zur Abdichtung der Innenfläche der Bohrung 246. Das oberste Ende des Verbindungsteils 240 weist einen nach innen gerichteten radialen ringförmigen Flansch 268 auf, der gleitbar auf der Fläche 248 sitzt. Das untere Ende des Verbindungsteils 240 weist ein Teil 270 mit verringertem Durchmesser auf, das so dimensioniert ist, daß es in die Bohrung 272 des Futterrohrhängers 50 gleitbar paßt. Das Teil 270

O /.

bildet eine nach unten gerichtete ringförmige Schulter 274 , das das obere Endteil 276 des Futterrohrhängers nach dem Einlassen des Werkzeugs 200 der Verriegelungs^ und Dichtungsanordnung 180 auf dem Futterrohrhänger in den Bohrlochkopf 24 aufnimmt. Das Teil 270 weist eine Vielzahl von entlang seinem Umfang verteilten Schlitzen oder Fenstern 278 auf, in denen gleitbar Segmente oder Anschläge 280 angeordnet sind mit einer Vielzahl von Zähnen 282 zur Aufnahme durch die Nuten 120 des Futterrohrhängers 50 um so das Einlaßwerkzeug 200 mit dem Futterrohrhänger 50 zu verbinden. Die Anschläge 280 haben einen oberen Vorsprung 284 , der in eine ringförmige Nut entlang dem oberen inneren Umfang der Fenster 278 eingreift. Oberhalb der Fenster 278 sind eine Vielzahl von Dichtungsnuten 288 , 290 mit O-Ringen 292, 294 vorgesehen zur Aufnahme der Dichtungsbohrung 272 des Futterrohrhängers 50. In der Nähe des oberen äußeren Endes des Verbindungsteils 240 ist eine Ringnut 296 vorgesehen mit einem Klemmring 298 zum Zusammenbau mit dem Einlaßwerkzeug 200. Die Anschläge 280 springen in die Nuten 242 zurück, nachdem das untere Ende 238 seine untere Stellung einnimmt, wie dargestellt, durch Anwendung von Drehkraft · auf das Werkzeug 200 um die Verriegelungs- und Dichtungsanordnung 180 einzubauen.

Die äußere Manschette 250 weist einen im allgemeinen ringförmigen Körper auf mit einem oberen nach innen gerichteten radialen Teil 300 , einem Mittelteil 302, einem übergangsteil 304 und einem unteren Betätigungsteil 306. Die Teile 300, 302, 304 und 306 hängen zusammen und sind derart bemessen, daß sie teleskopisch das obere Ende 276 des Hängers 50 , das Verbindungsteil 240 und den Bolzen 230 aufnehmen können. Das untere Betätigungsteil 306 weist ein durchbrochenes unteres Ende 308 auf, das das obere durchbrochene Ende 198 der Dichtungsmutter 182 aufnimmt, so daß ein Drehmoment von dem Einlaßwerkzeug 200 auf die Verriegelungs- und Abdichtungsvorrichtung 81 übertragen werden kann. Der

Innendurchmesser des Betätigungsteils 306 ist ausreichend groß um ein Spiel mit dem Außendurchmesser des Gewindes 118 des Rohrhängers 50 zu ermöglichen.

Das Mittelteil 302 ist gleitbar mit dem Verbindungsteil 240 verbunden. Das Teil 302 weist eine innere ringförmige Nut 310 auf zur Aufnahme eines Klemmringes 298 am Verbindungsteil 240 nach Lösen vom Einlaßwerkzeug von der Verriegelungsvorrichtung 180 und vom Futterrohrhänger 50. Das Teil 302 weist eine Vielzahl von Gewindebohrungen 312 auf, die sich von dem äußeren Umfang zur Nut 310 erstrecken, so daß nicht dargestellte Bolzen in die Nut 310 eingeschraubt werden können um ein Freigeben des Klemmringes 298 auf der Nut 310 während des Eingriffs des Einlaßwerkzeugs 200 in einem anderen Hänger zu verhindern. Der Klemmring 298 weist eine obere Nockenfläche 360 auf zum Eingriff der Bolzenenden. Nach Eingreifen des Verbindungsteils 240 in das obere Teil der ringförmigen durch die äußere Manschette 52 gebildeten Fläche und des Bolzens 230 , wobei sich der Klemmring 298 oberhalb der Nut 310 befindet, kann das Verbindungsteil 240 nicht mehr ohne Klemmring 298 entfernt werden. Um das Verbindungsteil 240 nach dem Einsetzen des Einlaßwerk-, zeugs 200 zu lösen, werden die Bolzen in die Bohrungen 312 geschraubt um so die Nut 310 zu verschließen und zu verhindern, daß der Klemmring 298 in diese Nut eingreift. Dadurch kann das Verbindungsteil 2 40 am Bolzen 230 nach unten gleiten.

Das Übergangsteil 304 grenzt an das Betätigungsteil 306 und das Mittelteil 302 und gleicht den Wechsel der Durchmesser aus. Durchlaßöffnungen 318 sind im übergangsteil 304 vorgesehen und ermöglichen den Rückfluß vom Zement durch die äußere Manschette 250 in den Ringraum 134.

Das obere radiale Ende 300 weist eine durchbrochene ringförmige Innenfläche auf und kann mittels Splinten

mit den Bolzen 230 zur übertragung von Drehkräften verbunden werden.

Die in den Figuren 2A und 2B dargestellte Verbihdungs¹-mutter 260 weist ein Innengewinde 324 zur Schraubverbindung bei 322 mit dem Gewinde 235 des Teils 254 des Bolzens 230 auf. Die untere Endfläche der Mutter 260 stützt sich auf dem oberen Ende der äußeren Manschette 250 ab um diese auf dem Bolzen 230 festzustellen.

Im Betrieb ist die Dichtungsmutter 282 nur teilweise auf das obere Gewinde 118 des Futterrohrhängers 50 aufgeschraubt, so daß der Bolzen 230 in seiner Einlaßstellung auf dem Hänger 50 angeordnet ist. In dieser Stellung stützt sich die Rippe 252 auf der durch den radialen ringförmigen Flansch 268 auf dem Verbindungsteil 240 gebildeten Schulter 269 ab. Die äußere ringförmige Fläche des Endes 238 greift in die Innenseite der Anschläge ein, so daß die Zähne 282 unter Vorspannung in die Nuten 120 des Hängers 50 eingreifen und ein Lösen des Einlaßwerkzeugs 200 und des Hängers 150 verhindern/ wenn diese am Bohrgestänge 236 in das Bohrloch eingebracht werden. Die Einlaßstellung des Einlaßwerkzeugs 200 ist nicht dargestellt. .

Nach dem Aufsetzen der Fläche 132 auf die Schulter 128 des Futterrohrhängers 50 auf der Tragschulter 80 des Einsatzes 70 im Bohrlochkopf 24, wird das Futterrohr 44 innerhalb des Bohrlochs 42 einzementiert. Nach dem Einzementieren wird das Einlaßwerkzeug 200 verdreht und eine Kraft auf die Verriegelungs- und Dichtungsanordnung 180 ausgeübt um diese in der in den Figuren 2B und 2C dargestellten Verriegelungsstellung zu halten. Eine Verdrehung des Bohrgestänges 236 an der Oberfläche 18 bewirkt eine Verdrehung des Bolzens 230 und damit eine Verdrehung der äußeren Manschette 250 aufgrund der Splintverbindung 320. Das Drehmoment von der Manschette 250 wird dadurch der Dichtungsmutter 182 über-

tragen durch die Verbindung von Anschlägen 202 der Mutter 182 und dem unteren Ende 308 der Manschette 250. Die Mutter 182 übt eine axiale Kraft auf die Verriegelungsund Abdichtungsanordnung 180 aus, so daß das Nockenteil 222 der Betätigungsvorrichtung 212 in kämmendem Eingriff mit dem Nocken 156 des Verriegelungsringes 144 gelangt. Dadurch wird der Verriegelungsring 144 in die Nut 68 des Bohrlochkopfes zum Eingriff mit dem Bohrlochkopf 146 gebracht um so den Hänger innerhalb des Bohrlochkopfes zu halten und zu verriegeln, wie es in Figur 2 dargestellt ist. Die Dichtungsanordnung 210 ist bis dahin noch nicht betätigt worden zur Abdichtung zwischen dem Ringraum 134 und dem Ringraum 130. Der Verriegelungsring 144 erfordert eine vorgegebene Betätigungskraft und weist eine vorge-

¹^ gebene Kontraktionsspannung auf. Der Querschnitt der Dichtungsanordnung 210 ist derart gewählt, daß sie nicht vorzeitig durch die Betätigung und den Eingriff des Ringes 144 durch die Betätigungsanordnung 212 zusammengedrückt wird. Die erforderliche Kompressionskraft für die Dichtungsanordnung 210 ist erheblich größer als diejenige zum Erweitern und Betätigen des Ringes 144. Der Bolzen 230 bewegt sich mit dem Rand 240 nach Betätigung der Verriegelungs- und Dichtungsanordnung 180 nach unten. Durch diese Abwärtsbewegung des Bolzens 230 werden die Anschläge 280 gelöst.

Die Dichtungsanordnung 210 ist in den Figuren 4 und 4A dargestellt und zwar in der Einlaß- und Verriegelungsstellung und in der Dichtungsstellung. Die Anordnung 210 weist ein metallisches Z-förmiges Teil 220 , obere und untere elastische Teile 330, 332 auf und ein oberes Antriebsteil 218 und ein unteres Nockenteil 222 um das Z-förmige Teil 220 zu komprimieren sowie elastische Teile 330, 332. Das metallische ringförmige Z-förmige Teil 220 weist eine Vielzahl von ringförmigen Zwischengliedern 334, 336, 338 auf, die eine Schrägstellung nach dem Lösen vom Bohrlochkopf 24 und dem Hänger 50 nach Freigeben und Lösen der Dichtungsanordnung 210 und

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der Betätigungsvorrichtung 212 vom Bohrlochkopf 24 einnehmen können.Die Zwischenglieder bilden ferner eine Mctallverbindung/ die sich vom Antriebsteil 218 bis zum unteren Nockenteil 222 erstreckt um so das Anlegen eitler nach oben gerichteten Kraft auf das untere Nockenteil 222 nach dem Lösen zu ermöglichen. Aus diesem Grunde sind die Verbindungsringe 240/ 24 2, 244 und 246 vorteilhaft, die sonst entfallen könnten.

Die Verbindungsringe 344, 346/ die dem Antriebsteil· bzw. dem Nockenteil 222 benachbart sind , müssen eine Mindestlänge aufweisen um einen abdichtenden Eingriff der ringförmigen Zwischenglieder 234 und 238 zu gewährleisten. Sind die Ringe 244/ 246 zu kurz,erhält man keine genügende Durchbindung um ein Berühren der Flächen 61, 41 der Zwischenglieder 234 und 238 zu ermöglichen. Da das Antriebsteil 280 und das Nockenteil 222 erheblich massiver als die Verbindungsringe 244 und 246 sind, biegen sich die Teile 218 und 222 nicht durch zum dichtenden Eingriff mit den Zwischengliedern 334, 338. Es ist daher wesentlich, daß die Verbindungsringe 344, 346 ein derariges Durchbiegeverhalten aufweisen. Die Verbindungsringe 340, 342, 344 und 346 stellen einzelne hochbelastbare Stellen im metallischen Z-förmigen Teil 220 dar.

Das Z-förmige metallische Teil 220 besteht aus einem sehr weichen verformbaren Stahl , wie z.B. rostfreiem Stahl 316. Die Fließgrenze eines derartigen Materials

2
wird bei ungefähr 2812 kp/cm erreicht, was weniger als die Hälfte der Fließgrenze von ungefähr 6000 kp/cm des Materials des Bohrlochkopfes 24 und des Hängers ist. Beim dichtenden Eingreifen des Z-förmigen metallischen Teils 220 beginnt sich dieses plastisch zu deformieren, während die Fläche 61 des Bohrlochkopfes 24 und die Fläche 144 des Hängers 50 zu einer elastischen Deformation neigen. Sind Unregelmäßigkeiten in den Flächen 61 und 41 vorhanden, so bewirkt die Nachgiebig-

keit des Materials des ringförmigen Z-förmigen Teils 220 daß das Material in die Unregelmäßigkeiten der Flächen 61 und 41 eindringt um so eine hohe metallische Druckverbindung zubilden. Das metallische Z-förmige Teil 220 kann demzufolge einen festen Preßsitz mit den Wänden 61, 41 des Bohrlochkopfes 24 und des Futterrohrhängers 50 bei Betätigung bilden.

Die oberen, mittleren und unteren ringförmigen Zwischenglieder 334, 336, 338 weisen jeweils rautenförmigen Querschnitt auf. Da die Querschnitte der Zwischenglieder 334, 336, 338 im wesentlichen gleich sind, benügt eine Beschreibung des Zwischengliedes 336. Er weist im wesentlichen parallele obere und untere ringförmige Seiten 348, 350 auf, wobei die obere Seite 348 im allgemeinen nach oben weist und die untere Seite 350 im allgemeinen nach unten weist sowie im allgemeinen parallele, innere' und äußere ringförmige Flächen 352, 354 , wobei die äußere Seite 352 radial nach außen weist und die Innenseite 354 radial nach innen weist sowie parallele, innere und äußere ringförmige Dichtrippen 356, 358. Die Zwischenglieder 334, 338 haben vergleichbare obere und untere Seiten , innere und äußere Seiten und innere und äußere Dichtrippen.

.

In der Verriegelungsstellung werden die Dichtungsrippen der Zwischenglieder 334, 336, 338 im wesentlichen parallel zur Bohrungswand 61 des Bohrlochkopfgehäuses 46 und der Außenwand 140 des Futterrohrhängers 50 deformiert. Der obere Verbindungsring 344 erstreckt sich vom unteren Ende 364 des oberen Antriebteils 280 bis . zur oberen Seite 335 des oberen Zwischengliedes 334 und bildet einen ringförmigen Kanal 366. Der metallische Verbindungsring 34 0 erstreckt sich von der Unterseite 337 des oberen Zwischengliedes 334 zur Oberseite 348 des Zwischengliedes 336 und bildet einen ringförmigen Kanal 368 , während sich der metallische Verbindungsring 342 von der unteren Seite 350 des Zwischengliedes 336 zur

oberen Seite 339 des unteren Zwischengliedes 338 erstreckt um einen ringförmigen Kanal 370 zu bilden. Der untere Verbindungsring 346 erstreckt sich von der unteren Seite 341 des unteren Zwischengliedes 338 zum oberen Ende 372 des unteren Nockenteils 222 um einen ringförmigen Kanal 374 zu bilden. Die ringförmigen Kanäle 366, 368, 370 und 372 zwischen benachbarten Stegen erleichtern das Durchbiegen des Z-förmigen Teils 220 an vorgegebenen Stellen, nämlich an den Verwindungsringen 340, 342, 344 und 346. Das untere Ende 346 des Antriebsteils 218 ist im wesentlichen parallel zur Oberseite 335 des oberen Zwischengliedes 334 und das obere Ende 372 des Nockenteils 222 ist im wesentlichen parallel zur unteren Seite 341 des unteren Zwischengliedes 338. In der Einlaßstellung und in der Verriegelungsstellung weisen die äußeren und inneren Dichtungsrippen den gleichen Durchmesser auf wie die äußeren und.inneren Durchmesser des oberen Antriebsteils 218 bzw. des unteren Nockenteils 222.

Die oberen und unteren elastischen Teile 330, 332 sind derart geformt, daß sie an die Gestalten der ringförmigen Nuten 376, 378, die durch die Zwischenglieder 334, 336, 338 gebildet werden, angepaßt sind und sind an diese angeklebt. Die oberen und unteren elastischen Teile 330, 332 weisen äußere und innere ringförmige senkrechte Dichtflächen 380 bzw. 382 auf, zum dichtenden Anliegen an die Bohrungswand 61 und die Außenwand 140 in der Dichtstellung. Die oberen und unteren ringförmigen Stege, die durch die Dichtflächen 380, 382 gebildet werden, sind abgeschrägt um eine Deformation in die Dichtstellung der Teile 330,332 bei Kompiressionsdruck zu ermöglichen. Die elastischen Teile 330, 332 sind ebenfalls abgeschrägt um eine vorgegebene Deformation der Teile 330, 332 zwischen den Zwischengliedern 334, 336, 338 zu ermöglichen. Obwohl die Querschnitte der elastischen Teile 330, 332 im wesentlichen die gleichen sind, können die inneren elastischen Teile 332 stärker abgeschrägt oder zulaufend ausgestaltet sein als die äußeren

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elastischen Teile 330 um ein vorzeitiges Verformen der Teile 330, 332 vor den Zwischengliedern 334, 336, 338 zu verhindern und damit eine Frühabdichtung mit der Wand 61 des Bohrlochkopfes 24 und der äußeren Fläche 140 des Futterrohrhängers 50.

Vorzugsweise weist die Dichtungsanordnung 210 wenigstens drei Zwischenglieder auf. Diese Anzahl ist vorteilhaft, da sie eine gute Verbindung mit den elastischen Teilen 330, 332 gewährleistet und eine symmetrische Ausgestaltung ermöglicht. Die Dichtungsanordnung 210 kann jedoch auch mehr Zwischenglieder aufweisen mit einer Vielzahl von elastischen Teilen. Die Flächen 364 und 372 des Antriebteils 218 und des unteren Nockenteils 222 verjüngen sich vorteilhafterweise in dieselbe Richtung wie die benachbarten Zwischenglieder 334 und 338 , wie es im bevorzugten Ausführungsbeispiel dargestellt ist.

Die rautenförmige Ausgestaltung der Zwischenglieder 334, 336, 338 ermöglicht sehr steife Zwischenteile der einzelnen Zwischenglieder, so daß die Endteile verringerter Dicke der Zwischenglieder diejenigen Stellen sind, die sich verformen oder durchbiegen zur Berührung mit den Verbindungsringen 340, 342, 344, 346. Es ist unerwünscht, daß die Mittenteile der Zwischenglieder 334, 336, 338 sich verformen oder durchbiegen. Der dargestellte rautenförmige Querschnitt ist leicht herzustellen; die Zwischenglieder können auch kontinuierlich konvex oder ellipsoidförmig hergestellt werden mit vorspringendem Mittelteil. Würden die Querschnitte der Zwischenglieder 334, 336, 338 gleiche Dicke aufweisen, so würden sie dazu neigen an ihren Mittelstellen sich durchzubiegen. Obwohl es vorteilhaft ist, verdickte Mittelstellen der Zwischenglieder 334, 336, 338 vorzusehen, um die Durchbiegungsstellen an den Rippen für vorgegebene plastische Deformationen festzulegen und keine Störungen der Mittelpunkte der Zwischenglieder zuzulassen, können diese doch als kegelstumpfförmige Metall-

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ringe ausgestaltet sein, deren Querschnitt gleichförmig ist.

In Figur 4A ist die Dichtungsanordnung 210 in der Diclvtungsstellung dargestellt. Die Anordnung 210 wird zusammengedrückt, wenn die Betätigungsanordnung 212 am Ende ihres Vorschubes am Verriegelungsring 144 anliegt und die Dichtungsmutter 182 ihre Abwärtsbewegung am Gewinde 118 des Hängers 50 fortsetzt wie in den Figuren 2B und 2C dargestellt.

Die Metall-Metall-Dichtungsanordnung 210 wird wiederholt von oben nach unten betätigt. Das heißt, das unterste Zwischenglied 338 deformiert sich als erstes aufgrund der Kompression der Dichtungsanordnung 210 und ist das erste Zwischenglied, das einen dichtenden Kontakt mit der Fläche 61 und 140 hat. Diese Serienbetätigung ist vorteilhaft um den Widerstand der oberen Zwischenglieder 334, 336 entlang den Flächen 61, 140 bei Betätigung der oberen Glieder vor dem dichtenden Eingriff des unteren Zwischengliedes 338 zu verringern. Vorzugsweise wird eine genau vorgegebene Kraft auf das obere Zwischenstück 334 ausgeübt.

Die elastischen Teile 330, 332 bilden die Anfangsdichtung. Sie liegen an den Flächen 61, 140 vor den Rippen der Zwischenglieder 334, 336, 338 an. Ein Verformen der elastischen Dichtungen 330, 332 über die Rippen hinaus nach einem Anfangskompressionsdruck von etwa

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200 kp/cm auf die Anordnung 210 ist zu verhindern.

Die Zwischenglieder 334, 336, 338 bilden Stützen für die Teile 330 und 332 und nehmen sie auf. Daher ist es wünschenswert, daß die Rippen der Zwischenglieder 334, 336, 338 die Flächen 61, 140 vor den elastischen Teilen 330 und 332 berühren, die über die benachbarten Rippen hinausragen. Das Auftreten von elastischem Material zwischen den Rippen und den Wänden 61, 140 ist für eine Abdichtung schädlich; die Größe der elastischen Teile

330 und 332 ist entsprechend klein gewählt, so daß die Rippen die Flächen 6-1, 140 zuerst berühren.

Die Zwischenglieder 334, 336, 338 sind dünn genug ausgestaltet um sich zu einem dichtenden Eingriff zu verformen,

2 wenn ein Kompressionsdruck von ein paar Hundert kp/cm ausgeübt wird. Die Vervcindungsringe 340, 342, 346 bilden Druckpunkte oder Schwachstellen um das Z-förmige Teil 220, so daß die Durchbiegungen des Teils 220 an vorgegebenen Stellen erfolgt und so die inneren und äußeren Rippen des Teils 220 sich dichtend an die Wände 61 und anschmiegen. Bei Betätigung liegen die Rippen an den Wänden 61 und 41 an und bilden so eine Metall-Metall-Abdichtung zwischen Bohrlochkopf 24 und Hänger 50, wobei auch der obere Ringraum 134 vom unteren Ringraum abgedichtet wird. Die Dichtanordnung 210 ist so ausgestaltet, daß keine Fluidöffnung zwischen den Flächen 61 und 140 besteht.

In der Dichtungsstellung verbiegt sich das untere Zwischenglied 338 in Richtung des Verbindungsringes 346 , wodurch sich die Außenseite 343 des unteren Zwischengliedes 338 nach unten bewegt und am oberen Ende 372 des unteren Nockenteils 222 anliegt. Die Verjüngung der Fläche 372 des unteren Nockenteils 222 sorgt für eine Anfangsdeformation für das untere Zwischenglied 338. Die Fläche 372 sorgt auch dafür, daß das Glied 338 sich nicht horizontal ausrichtet , so daß ein Lösen des Gliedes beim Entfernen der Dichtungsanordnung 210 unterbleibt.

Wenn sich das untere Ende 364 des Antriebsteils 218 nach . unten bewegt, biegt sich das Glied 334 am Verbindungsring 344 durch, wodurch die Innenseite 333 des oberen Gliedes 334 am unteren Ende 364 anliegt, wenn das Ende 364 das Z-förmige Teil 220 beaufschlagt. Das Zwischen glied 336 bewegt sich aus seiner Schrägstellung in eine eher waagrechte Stellung. Die elastischen Teile 330, werden zwischen den Gliedern 334, 336, 338 zusammengedrückt und liegen dichtend an der Wand 61 und der Außen-

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wand 140 an. Die inneren Rippen der Glieder 334, 336, bilden ringförmige Dichtkontakte mit der Außenwand 140 des Futterrohrhängers 50 bei 83, 382 und 384 und die äußeren Rippen der Glieder 334, 336, 338 bilden einen ringförmigen dichtenden Kontakt mit der Wand 61 des Bohrlochkopfes 24 bei 386, 388 und 390. Die Dichtungsanordnung 210 ermöglicht also sechs ringförmige Metall-Metall-Dichtflächen. Der Dichtkontakt der inneren und äußeren Rippen bewirkt , daß die Glieder 334, 336, 338 Rückhalteanordnungen für die elastischen Teile 330/ 332 sind, die als Zusatzdichtungen zu der Metalldichtung wirken.

Wenn sich die Glieder 334, 336, 338 aus ihrer geneigten Stellung in eine eher waagrechte Stellung bei Betätigung begeben, gelangt jedes Ende oder jede innere und äußere Rippe der Glieder in Berührung mit den Wänden 61 und 140, wobei die Glieder 334, 336, 338 nicht waagrecht zu liegen kommen. Es ist wesentlich, daß die inneren und äußeren Rippen der Glieder 334, 336 und 338 unter Druck gegen die Wände 61 des Bohrlochkopfes 24 und 140 des Futterrohrhängers 50 anliegen. Die inneren und äußeren Rippen jedes Gliedes werden durch die anderen mit Kraft beaufschlagt. Stützt sich z.B. die innere Rippe 356 des Gliedes 336 auf der Hängerwand 140 ab, so bewirkt dieser Kontakt.eine Reaktionskraft an der äußeren Rippe 358, die gegen die Wand 61 gedrückt wird. Hätten die Glieder keine gegenüberliegenden Rippen, so würde das Glied so lange nach unten gieiten, bis seine Seite am benachbarten Glied anliegt, anstatt dichtend an den Wänden 61 oder 140 anzuliegen. Dieses Abstützen der inneren und äußeren Rippen erfordert eine Verhinderung des Verwerfens oder Verbiegens der Mittelteile der Glieder. Dies wird aber gerade durch die nautenförmige Gestalt des Quer-Schnitts erzielt, wodurch das Mittelteil besonders steif ist. Ein waagrechtes Ausrichten der Glieder 334, 336, 338 würde dazu führen, daß die Toleranzen zwischen dem Innendurchmesser des Bohrlochkopfes 24 und dem Außen-

durchmesser des Futterrohrhängers 50 kritisch wäre. Durch Anordnung der Glieder 334, 336, 338 unter einem Winkel, läßt sich auch leichter das Z-förmige Teil 220 beim Herausziehen der Dichtungsanordnung 210 lösen. Die Fläche des Antriebteils 218 und die Fläche 372 des unteren Nockenteils 222 verjüngen sich und verhindern so, daß die Glieder 334 und 338 sich waagrecht ausrichten.

Es sei betont, daß Dichtungen 330, 332 aus einem Elastomer dann überflüssig sind, wenn die Rippen der Glieder 334, 336, 338 in ausreichendem Maße an den Wänden 61 und 140 anliegen um einen hydraulischen Druck in dem ringförmigen Raum 134 anlegen zu können. Für einige Anwendungen können also die Teile 330 und 332 fortgelassen werden, so daß der Raum zwischen den Zwischenglieder 334, 336 und 338 leer bleibt. Es ist ferner auch möglich, die Teile 330 und 332 durch Abstandsstücke zu ersetzen, die eine Verformung der Zwischenglieder 334, 336, 338 um einen vorgegebenen Betrag ermöglichen. Wie oben ausgeführt, bilden die Teile 330 und 332 aus einem Elastomer derartige Abstandsstücke. Die Erfindung umfaßt aber auch andere Materialien als Elastomere; die Teile 330 und 332 können auch anderem nachgiebigem Material bestehen wie z.B. Grafoil, das von der Firma DuPont hergestellt wird. Dieses feuerfeste Material ist in den beiden folgenden Veröffentlichungen beschrieben: "Grafoil - Ribbon Pack, Universal Flexible Graphite Packing for Pumps and Valves" von F.W. Russell (Precision Products) Ltd. in Great Runmow, Essex, England und "Grafoil Brand Packing" von Crane Packing Company in Morton Grove, Illinois.

In dem Fall , in dem eine Abdichtung mit metallischen .Flächen unerwünscht ist, können die Kanäle 368, 370 und 374 dazu verwendet werden, Material aus einem Elastomer an die Flächen 61 und 140 zu bringen, wobei dieser Kontakt zuerst hergestellt wird. Sollen die Elastomere 330, 332 die ersten Dichtungen sein, so dienen die ringförmigen Zwischenglieder 334, 336, 338 als Haltestücke für die Elastomere 330, 332. In diesem

Fall können die Haltedichtungen nicht in ihrer Stellung gedrückt werden.

Die vorliegende Erfindung eignet sich für Arbeitsdrucke bis 1050 kp/cm (15.000 psi), so daß die Abdichtanordnung 210 zur Sicherheit mit einem Kompressionsdruck

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von 1400 kp/cm (20.000 psi) beaufschlagt wird.

Zu diesem Zweck wird die Abdichtanordnung 210 sowohl mit einem Drehmoment als mit einem hydraulischen Druck beaufschlagt. Zuerst wird ein Drehmoment von etwa 1380 kgm (10.000 ft.lbs.) dem Bohrgestänge 236 an der Oberfläche 18 erteilt. Das Drehgestänge 236 überträgt dieses Drehmoment dem Einlaßwerkzeug 200 und beaufschlagt die

¹^ Abdichtvorrichtung 210. Das Drehgestänge 236 verdreht den Bolzen 230, der wiederum die äußere Manschette 250 aufgrund der Splintverbindung 320 mitnimmt. Die Man*- schette 250 nimmt die Dichtungsmutter 182 aufgrund der Kronenverbindung 198,308 mit. Die Mutter 182 stützt sich auf dem Antriebsteil 28 ab und überträgt die Kraft über die Stützfläche 205. Da die Betätigungsanordnung 212 bereits vorher ihren untersten Wert der Abwärtsbewegung erreicht hat, bis zum Verriegelungsring 144 in Richtung der Verriegelungsstellung, werden die Abdichtvorrichtung 210 und insbesondere das Z-förmige Teil 220 zwischen dem Antriebsteil 218 und dem unteren Nockenteil 222 zusammengedrückt. Dieses Drehmoment bewirkt eine Axialkraft von ungefähr 68.000 kg.

Nachdem das Z-förmige Teil 220 zwischen dem Antriebsteil 218 und dem unteren Nockenteil 220 zusammengedrückt worden ist, werden die Elastomere 330, 332 zwischen den Gliedern 334, 336, 338 zusammengedrückt, während diese in eine eher waagrechte Stellung bewegt werden. Bei diesem Kompressionsvorgang füllen die Elastomere 330, 332 vollständig die Nuten zwischen den Gliedern 334, 336, 338 aus, in denen sie eingesetzt sind. Die Menge an Elastomer wird so gewählt, daß die Glieder 334, 336, 338 in eine

eher waagrechte Stellung gelangen und ausreichenden Kontakt mit den Wänden 61 des Bohrlochkopfes 24 und 140 des Hängers 50 aufnehmen und dabei verhindert, daß die Elastomere 330, 332 hervorspringen. Insbesondere verhindern die inneren ringförmigen Kontaktflächen 382, 384 ein Hervorspringen des inneren Elastomers 332 während die ringförmigen Kontaktflächen 386, 388 ein Hervorspringen des äußeren Elastomers 330 verhindern. Der erste Dichtvorgang erfolgt also durch die Glieder 334, 336, 338, bevor die Elastomere 330, 332 ihre Kontakte herstellen. Es ist wichtig, daß die Teile 330, 332 aus Elastomer die richtige Größe aufweisen und die richtige Ausgestaltung, so daß bei der Kompression der Abdichtvorrichtung 210 ein metallischer Dichtkontakt hergestellt ist, bevor die Elastomere 330, 332 ihren Dichtkontakt herstellen.

Der eigentliche Zweck der Erstzuführung eines Drehmoments besteht darin, die Abfangdichtungen 330, 332 aus Elastomer richtig einzustellen, ohne daß bereits der vollständige Metall-Metall-Dichtkontakt zwischen den Flächen 61, des Bohrlochkopfes 24 und des Hängers 50 hergestellt wird.' Das zuerst zugeführte Drehmoment reicht nicht aus um die Dichtvorrichtung 210 vollständig zu betätigen aufgrund von Reibungsverlusten im Steigrohr in der Eruptionsabsperrvorrichtung im Bohrgestänge selbst und insbesondere aufgrund der zahlreichen Gewinde, wie z.B. 118. Diese Reibungsverluste begrenzen die vom Bohrgestänge 236 zu übertragende Kraft auf die Dichtungsvorrichtung 210.

Zur Erzielung der gewünschten Kompressionsdruckbeaufschlagung der Dichtungsvorrichtung 210 und zur Herstellung einer vollständigen Metall-Metall-Abdichtung wird ein hydraulischer Druck verwendet. In den Figuren 2A und 2B weist die schematisch dargestellte Eruptionsabsperrvorrichtung 40 Backen 34 auf, wobei die Totpunktleitung 38 mit dem ringförmigen Raum 134 unterhalb der Greiferbacken 34 in Verbindung steht. Diese Lei-

tung 38 ist üblicherweise unterhalb der untersten Backen angeordnet. Sollte hingegen die Leitung 36 aus irgendeinem Grunde die unterste Leitung in der Vorrichtung sein, so würde der hydraulische Druck durch diese Leitung 36 zugeführt werden.

Beim Zuführen von Druck durch die Leitung 38 in den Ringraum 134 muß dieser abgedichtet sein. Die Figur 2A zeigt/ daß die Leitung 38 in Phase mit den Backen 34 angeordnet ist/ tatsächlich jedoch aber um 90° phasenverschoben hergestellt wird. Dies bedeutet/ daß die Greiferbacken 34 geschlossen werden und das Bohrgestänge 236 abdichten, wobei Ringdichtungen 264/ 266 die Dichtung zwischen Bolzen 230 und Manschette 240 bewirken, Ringdichtungen 292/ 294 die Abdichtung zwischen Manschette 240 und der Innenwand 272 des Hängers 50 bewirken und wie oben ausgeführt, die Dichtungsvorrichtung 210 die Erstabdichtung des Ringraumes 134 vornimmt. Der hydraulische Druck kann demzufolge durch die Leitung 38 in den Ringraum 134 geleitet werden.

Aufgrund des Korkenziehereffektes , der durch Anlegung eines Drehmoments an ein Bohrgestänge 236 erfolgt, wird die Obergrenze zur übertragung eines Drehmoments bei 1380 kgm gesehen, für den Unterwasserbetrieb. Im vorliegenden Fall bedingt ein übertragenes Drehmoment von 1380 kgm eine Abdichtung des Ringraums 134, die

2 einem hydraulischen Druck von einigen Hundert kp/cm widerstehen könnte. Diese relativ geringe Druckabdichtung würde dann eine Unterdrucksetzung des Ringraums 134 ermöglichen um so die Abdichtvorrichtung 210 weiter zu komprimieren, wodurch die Abdichtung im Ringraum 134 steigt und einem weiteren hydraulischen Druck standhält. Das metallische Z-förmige Teil 220 mit ringförmigen Zwischengliedern 334, 336, 338 ist so bemessen, daß die Glieder 334, 336, 338 dünn genug sind, um einen Metall-Metall-Dichtkontakt zusammen mit den Elastomeren 330, 332 herzustellen, der einem hydraulischen Druck

yon.einigen Hundert kp/cm standhält, beim Anlegen eines Drehmoments von etwa 1380 kgm.

Bei Beaufschlagung der Vorrichtung 210 mit Druck sind die tatsächlichen Druckflächen der Durchmesser der Dichtung 264 des Einlaßwerkzeugs weniger dem Durchmesser des Bohrgestänges 236 und zusätzlich die ringförmige Dichtfläche der Vorrichtung 210. Da die ringförmige Dichtfläche für einen bestimmten Bohrlochkopf und einen Futterrohrhänger festliegt/ ist die hauptsächliche Variable zur Bestimmung der Druckkraft die Differenz der Druckfläche zwischen der Dichtung 264 für das Einlaßwerkzeug und das Bohrgestänge 236. Diese Differenz kann verändert werden zur Erzielung einer bestimmten Kompressionskraft auf der Vorrichtung 210. Die Differenz des Durchmessers kann z.B. zwischen 12 und 25 cm variieren.

Das Anlegen des hydraulischen Drucks liefert eine Axial-

2 kraft, die die Vorrichtung 210 mit 1400 kp/cm beaufschlagt, ohne dabei die Druckgrenzen in der Bohrlochkopfanordnung zu überschreiten. Das Anlegen des Drehmomentes an der Mutter 182 nach dem hydraulischen Druck, bewirkt, daß diese Mutter dem Weg der Vorrichtung 210 folgt, wenn dieses unter Druck nach unten bewegt wird und sein Entspannen verhindert, wenn die hydraulische Kraft entfällt. Es ist wesentlich, daß ein hohes Drehmoment, d.h. 1380 kgm im Bohrgestänge 236 aufrechterhalten wird, so daß die Dichtungsmutter 182 der Vorrichtung 210 folgt, da sonst.die Mutter 182 die Abwärtsbewegung der Vorrichtung 210 verhindern könnte.

Dieses Verfahren wird öfters wiederholt bei zunehmender Erhöhung des hydraulischen Drucks bis die Dichtungsmutter 182 eine ausreichende Anzahl von Umdrehungen zu rückgelegt hat um so sicherzustellen, daß der Kom-

pressionsdruck von 1400 kp/cm auf die Vorrichtung 21 übertragen worden ist.

Das Einlaßwerkzeug 200 ist ein Kombinationswerkzeug

zur übertragung eines Drehmoments zur Verriegelungsund Abdichtvorrichtung 180 und zum Zuführen von hydraulischem Druck zu dieser Vorrichtung 81. Die Verdrehung des Bohrgestänges 230 zur übertragung des Drehmomentes über das Einlaßwerkzeug 200 zur Vorrichtung 180 ermöglicht das Abdichten der Vorrichtung 210 im Ringraum 134 zwischen Bohrlochkopf 24 und Hänger 5O₇ so daß anschließend hydraulischer Druck dem Ringraum 134 zugeführt werden kann um die Vorrichtung 210 zu aktivieren. Eine ständige und kontinuierliche Erhöhung des hydraulischen Drucks im Ringraum 134 durch die Leitung 38 bewirkt, daß die Vorrichtung 210 weiter komprimiert wird und eine stärkere Abdichtung der Flächen 61 des Bohrlochkopfes 24 und der Fläche 140 des Hängers 50 bewirkt. Bei erhöhter Abdichtung verträgt die Vorrichtung 210 auch höhere Ringdrucke. Der durch die Leitung 38 zugeführte Druck kann demzufolge so weit erhöht werden/ bis die Vorrichtung

2 210 mit einem Kompressionsdruck von ungefähr 1400 kp/cm beaufschlagt ist. Der hydraulische Druck in der Leitung 38 und im Ringraum 134 überschreitet nicht die Druckgrenzen des Systems. Alle Systeme weisen einenStandard-Arbeitsdruck auf, der nicht überschritten werden darf.

Das System der vorliegenden Erfindung ist für einen Ar-

2
beitsdruck von 1050 kp/cm ausgelegt, so daß ein hydraulischer Druck im Ringraum 134 zur vollständigen Be-

tätigung der Vorrichtung 210 den Wert von 1050 kp/cm nicht überschreitet, obwohl ein Kompressionsdruck von

.i 2

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1400 kp/cm wünschenswert ist. Die Erfindung ermöglicht eine Kompression der Vorrichtung 210 mit 1400 kp/cm

2 ohne Verwendung eines hydraulischen Drucks , der 1050 kp/cm übersteigt.

Aufgrund des zunehmend höheren hydraulischen Drucks im Ringraum 134 zur Erzielung des Kompressionsdrucks von 140 0 kp/cm auf der Vorrichtung 210 wird die Dichtungsmutter 182 aufgrund der kontinuierlichen Zuführung des Drehmoments von 1380 kgm an das Bohrgestänge 236 und damit an den Rand 250 der Vorrichtung 210 nach unten im

Ringraum 134 entlang dem Gewinde 204. Wird kein hydraulischer Druck mehr durch die Leitung 38 und dem Raum 134 zugeführt, dann verhindert die Dichtungsmutter 182 ein

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Nachlassen des 1400 kp/cm -Kompressionsdrucks auf die Vorrichtung 210 durch das Gewinde 204 mit dem Futterrohrhänger 50.

Es ist wichtig, daß die Dichtungen 330, 332 aus Elastomer erst dann ihren Dichtkontakt ausüben, nachdem das erste Drehmoment durch das Bohrgestänge 236 übertragen worden ist. Liegen die Teile 330, 332 nicht an, so wäre die Anlegung des hydraulischen Drucks durch die Leitung 38 durch Abfuhr in den unteren Ringraum 130 wirkungslos auf die Vorrichtung 210. Die Dichtwirkung der Teile 330, 332 muß nur so groß sein, daß sie einen zusätzlichen

2 hydraulischen Druck in der Leitung 38 von etwa 35 kp/cm aushält. Nach dem ursprünglichen Dichtvorgang bewirkt die Zufuhr VOn₁.größeren hydraulischen Drucken eine weitere Kompression des Z-förmigen Teils 220 und der Elastomere 330, 332, so daß die Metall-Metall-Abdichtung und die elastische Abdichtung mit den Wänden 61, 140 erhöht wird. Dieser höhere Dichtkontakt ermöglicht die weitere Zufuhr von hydraulischem Druck durch die Leitung 38 zur weiteren Betätigung der Vorrichtung 210.

Die oben beschriebene Betätigungsvorrichtung für die Abdichtung ist eine Vereinfachung von bekannten Betätigungsanordnungen. Dabei wurde der Druck durch das Bohrgestänge nach unten gebraucht um ein eingebautes mit Schlitzen versehenes Kolbensystem zu betätigen.

Das Ende der Rohrleitung für die Druckzufuhr zum Kolbensystem wurde abgedichtet, wodurch Druck der Dichtung zugeführt wurde. Obwohl ein derartiges herkömmliches Betätigungssystem Verwendung finden könnte, ist die erfindungsgemäße Ausgestaltung vorteilhaft.

Es kann notwendig sein, das ursprünglich dem Bohrgestänge 236 zugeführte Drehmoment zu erhöhen, nach dem

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Schließen der Greiferbacken 34. Obwohl der Guminikontakt zwischen den Greiferbacken 34 und dem Bohrgestänge 236 keinen derartigen Reibungsverlust erzeugt/ wie es ein Metall-Metall-Kontakt tuen würde, entsteht zusätzlicher Reibungsverlust. Demzufolge sollte, wenn möglich, ein zusätzliches Drehmoment dem Bohrgestänge 236 zur Kompensation dieses Reibungsverlustes erteilt werden. Das Bohrgestänge 236 verdreht die Greiferbacken 34 in die geschlossene Stellung. Der Ringraum zwischen der Steigleitung und dem Bohrgestänge 236 enthält Bohrlochfluid, das zwischen die Greiferbacken 34 und das Bohrgestänge 236 bei Schließen der Eruptionsabsperrvorrichtung 40 gelangt. Es wird angenommen, daß dadurch das Drehmoment von 1380 kgm nicht wesentlich verringert wird. Muß aber die Reibung zwischen den Greiferbacken 34 und dem Bohrgestänge 236 verringert werden, so kann ein nicht dargestellter spezieller Rohrverbinder zusätzlich im Bohrgestänge 236 vorgesehen werden, so daß die Backen 34 in ein stationäres rohrförmiges Teil eingreifen, das von einem Drehteil durchsetzt wird um das Drehmoment auf die andere -Seite der Greiferbacke 34 zu übertragen. Dieser Rohrverbinder könnte Drehdichtungen zwischen dem stationären und dem drehenden Teil aufweisen um einen Fluiddurchgang zu verhindern.

In den Figuren 5A, 5B und 5C ist der vollständige Zusammenbau des Bohrlochkopfes 24 mit einem 16 Zoll (= 40,64 cm) Futterrohrhänger 420 einem 13 3/8 Zoll (= 33, 97 cm) Futterrohrhänger 50 einem 9 5/8 Zoll (= 24,45 cm) Futterrohrhänger 400 und einem 7 Zoll (17, 78 cm) Futterrohrhänger 410 dargestellt. Der Hänger 50 ist in Figur 5B in der Verriegelungs- und Abdichtstellung dargestellt, die im Zusammenhang mit den Figuren 1 bis 4 beschrieben ist, wobei die Verriegelungs- und Abdichtvorrichtung 180 in dieser Stellung ist. Der Hänger 400 ist oben am Hänger 50 bei 402 befestigt und weist ebenfalls eineVerriegelungs- und Abdichtvorrichtung 404 auf, die vergleichbar zur Vorrichtung 180 des Hängers 50 ist. Der Hänger 410 ist oben am Hänger 400 bei 412 be-

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fefctigt und weist eine Verriegelungs- und Abdichtvorrichtung 414 auf, die ähnlich der Vorrichtung 81 ist. Die Figuren 5A und 5B zeigen die Verriegelungsnuten des Bohrlochkopfes 24 , d.h. die Nut 68 für den Hänger 50, die Nut 406 für den Hänger 400 und die Nut 416 für den Hänger 410.

Die Hänger 400 und 410 erfordern keine Ringschultern so wie die Ringschulter 128 für den Hänger 50» Da die Hänger 400 und 410 geringere Lasten tragen/ benötigen sie geringere Stützflächen als der Hänger 50 , dessen Kontaktfläche 100 % betragen muß. Die Schultern der Hänger 400, 410 sind rechteckig und liegen gleichförmig oben auf dem sie tragenden Hänger auf.

Figur 5C zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel für einen abnehmbaren Stützeinsatz für den Hänger wie er in Figur 2 mit 70 bezeichnet ist. Dieser sägezahnförmig ausgestaltete Einsatz 420 in Figur 5C ist geeignet , in die Bohrung 60 eingelassen zu werden und eine Verbindung mit den Zähnen 66,des Bohrlochkopfes 24 herzustellen.

Da es bestimmte Bodenformationen gibt unterhalb der 20 Zoll (= 50,8 cm) Rohre , die dem auftretenden Bodendruck nicht standhalten. In diesem Fall ist es erforderlich, ein 16 Zoll (= 40,64 cm) Rohr niederzubringen, bevor das Bohrloch für das 13 3/8 Zoll (= 33,97 cm) Rohr gebohrt wird. Der dargestellte Einsatz 420 trägt dabei das 16 Zoll Rohr. Der Einsatz 420 wirktdamit sowohl als Tragschulter für den Hänger 50 als auch als Hänger für das 16 Zoll Rohr 422.

Der Einsatz 420 weist einen festen rohrförmigen Ring 424 und einen Dichtring 426 auf. Der Ring 424 weist äußere sägezahnförmig angeordnete Zähne 428 auf, die im wesentlichen gleich aussehen wie die Zähne 76 des Einsatzes 70. Der Ring 424 weist eine nach oben gerichtete sich konisch verjüngende Tragschulter 430 auf zum Eingriff

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mit dem Dichtungsring 426. Ferner weist er eine Vielzahl von Teilen 432 auf, die ähnlich den Teilen 92 von Figur 2C sind zur Klemmverbindung des Einsatzes 420 innerhalb des Bohrlochkopfgehäuses 46. Der Ring 424 ist mit einem Ende 434 für schraubenden Eingriff mit dem oberen Rohrteil des Rohrs 422 versehen.

Der obere Teil des Ringes 424 weist eine Gegenbohrung 438 zur Aufnahme eines Stiftes 440 des Ringes 426 auf.

Der Ring 426 besitzt ein Außengewinde zum schraubenden Eingriff mit dem Innengewinde der Gegenbohrung 438 des Ringes 424 bei 442. Der Ring 426 weist eine nach oben gerichtete Schulter 450 auf zum Anlegen an die nach unten gerichtete Schulter 132 des Hängers 50. Ringdichtungen 444 und 446 sind in ringförmigen Nuten entlang des oberen Endes des Ringes 426 vorgesehen zum Abdichten der Wand 61 des Bohrlochkopfes 24. Der Ring 426 weist auch Dichtungsringe 452, 454 auf, in ringförmigen Nuten oberhalb des Gewindes 442 am Stift 440 um die Wand der Gegenbohrung 438 des Ringes 424 abzudichten. Eine Testöffnung 456 ist zwischen den Dichtungen 452 und 454 vorgesehen um den Ring 426 zu testen.

Da das 16 Zoll (= 40,64 cm) Rohr fest verankert werden muß, weist der Einsatz 420 Rillen 435 auf, die in Figur 5C gestrichelt dargestellt sind. Die Rillen 435 schließen das natürliche Vorbeifließen entlang den Zwischenräumen 86, 87 des Einsatzes 70 und des Bohrlochkopfes 24 gemäß Figur 3 ein sowie eine Reihe von entlang dem Umfang verteilten Schlitzen durch den kontinuierlichen ringförmigen Flansch 85, der oberhalb der öffnungen 86, 87 vorgesehen ist. Die Schlitze des Flansches 85 sind enger als die Stellen 86, 87,so daß der Einsatz 420 nicht durch den Bohrlochkopf 24 paßt. Nach dem Festsetzen wird der Ring 426 mit dem Ringraum 134 versehen. Zum Testen des Rings 4 26 werden die Greiferbacken der Eruptionsabsperrvorrichtung geschlossen und das Einlaßwerkzeug wird unterhalb der Testöffnung 456 abgedichtet und der Ringraum

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134 unter Druck gesetzt. Befindet sich ein Leck zwischen dem Bohrlochkopf gehäuse .46 und dem Ring 426 oder zwischen dem Ring und der Gegenbohrung 438, so kann der Ringraum 134 nicht unter Druck gesetzt werden. Ferner würde ihm über die Leitung 38 eine ständige Menge an Hydraulikflüssigkeit zugeführt werden. Der Ring 426 brauchtl-keine sehr hohe Dichtungskraft aufzuweisen, da bei dieser Stufe der Verrohrung eines Bohrloches die meisten Drucke

2 in der Größenordnung von weniger als 350 kg/cm liegen.

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel kann der Einsatz und der Hänger 50 einstückig ausgeführt sein, wobei Einsatz 70 und Hänger 50 in dem Bohrlochkopf 24 gemeinsam abgesenkt werden. Der Hänger 50 kann z.B. Zähne aufweisen für direkten Eingriff in die Zähne 66 des Bohrlochkopfes.

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel kann die Längsausdehnung des Rings 424 des Einsatzes 420 verlängert werden, wobei eine Abdichtanordnung 210 und/oder Betätigungsvorrichtung 212 für die Verriegelung direkt am Einsatz 420 angeordnet .sein können und zwischen dem Einsatz 420 und dem Bohrlochkopf 24 zum Verriegeln und Abdichten mit diesem. In diesem Fall würde der Ring 426· entfallen können.

Claims (6)

'PATE NTAN WALTE DK. KADOR · DR-KLUNKERV1 DR- SCHMlTT-NiLSON · HIRSCH \ Comeliusstraßc 15 · 8000 München 5 u.Z.: K 20 069S/8ma 16. Februar 1983 Smith International, Inc. P.O. Box 1860 Newport Beach, California 92660 ■r—68·- ■ Unterwasser-Bohrlochkopf Patentansprüche

1. Einsatz zur Aufnahme einer Vielzahl von Rohrhängern innerhalb eines Bohrlochkopfes zum Anhängen von Rohren innerhalb eines Bohrloches, gekennzeichnet durch ein rohrförmiges Teil innerhalb des Bohrlochkopfes, Verbindungsanordnungen an dem rohrförmigen Teil zur lösbaren Verbindung des rohrförmigen Teils mit dem Bohrlochkopf und eine Schulteranordnung an dem rohrförmigen Teil zur tragenden Aufhängung des untersten Rohrhängers,

2. Einsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schulteranordnung eine Stützfläche aufweist, die das Gewicht der Rohrhänger und der angehängten Rohre innerhalb des Bohrlochkopfes sowie einen Arbeitsdruck

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von 1050 kp/cm erträgt.

3. Einsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schulteranordnung eine Stützfläche aufweist/ die das Gewicht der Rohrhänger und angehängten Rohre zusammen mit einem Arbeitsdruck des Bohrloches erträgt, ohne daß die Materialstreckorenze bei senkrechter Korn-

pression des rohrförmigen Teils überschritten wird.

4. Einsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schulteranordnung eine Stützfläche aufweist/ die eine senkrechte Kompressionskraft von mehr als 2,9 Millionen kg aushält.

5. Einsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schulteranordnung eine ringförmige Tragschulter aufweist mit einer tatsächlichen waagrechten Dicke von wenigstens 3,3 cm,

6. Einsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet/ daß die Schulteranordnung eine sich verjüngende ringförmige Schulter mit einem Verjüngungswinkel von größer als aufweist.

7. Einsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

er zusätzlich Verriegelungsanordnungen zur Verriegelung des rohrförmigen Teils innerhalb des Bohrlochkopfes aufweist.

8. Einsatz nach Anspruch 1'_f dadurch gekennzeichnet, daß er eine Anordnung zum lösbaren Verbinden eines Einlaßwerkzeugs mit dem rohrförmigen Teil aufweist.

9. Einsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsanordnungen Gewinde am Kopfteil und am Tragteil aufweisen zur Schraubverbindung der Teile bei Verdrehung des Tragteils.

10. Einsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet/ daß die Verbindungsanordnung durch eine 30°-Verdrehung des rohrförmigen Teils betätigt wird.

11. Einsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsanordnung eine Sägezahnverbindung aufweist.

12. Einsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsanordnung Zähne aufweist, deren Profil den Druck über alle Zähne verteilt.

13. Vorrichtung zum Tragen eines Hängers mit angehängtem Rohr innerhalb eines Bohrloches,- gekennzeichnet durch: ein Kopfteil;

ein teleskopisch veränderbares Trageteil innerhalb des Kopf teils aufgenommenes Tracreteil-zum Eingriff mit dem Hänger; eine Vielzahl von entlang dem Umfang im Abstand voneinander angeordneter und keine Steigung aufweisender Gewinde am inneren Umfang des Kopfteils und am Außenumfang des Tragteils;

Gewinde an jedem Teil, die zu den Zwischenräumen des Gewindes am anderen Teil ausgerichtet sind, wobei die Gewinde derart ineinandergreifen können, daß sie die Teile von einer Axialbewegung bei Anlegung einer axialen Kraft abhalten;

wobei das Tra-gteil in das Kopfteil eingreifen kann und eine Stützanordnung zur Aufnahme des Hängers und des Rohres für das Bohrloch bildet.

14. Vorrichtung zur Aufnahme eines Rohrhängers mit angehängtem Rohr innerhalb eines Bohrloches, gekennzeichnet durch:

ein Kopfteil;

ein Tragteil zur Aufnahme des Rohrhängers, wobei das Tragteil in das Kopfteil einsetzbar ist; Zähne, sowohl am Kopfteil als auch am Tragteil zur lösbaren Verbindung der Teile miteinander durch Verdrehung des Tragteils;

wobei die Zähne eine Vielzahl von im Abstand voneinander angeordnete Zahngruppen aufweisen, wobei die Gruppen des Tragteils zwischen die Gruppen des Kopfteils einsetzbar sind während des Einsetzens des Tragteils in das Kopfteil.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne durch Verdrehung des Tragteils um weniger als eine vollständige Umdrehung vollständig eingreifen.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne ohne Anstieg sich verjüngen zur Vergrößerung der Scherfläche der Zähne.

17. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne am Tragteil ohne Störung in die Zähne am Kopfteil eingreifen.

18. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne ein anderes als rechteckiges Schulterprofil aufweisen zur Verhinderung der Ansammlung von Verunreinigungen an den Zähnen.

19. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahngruppen Zahnsegmente aufweisen, so daß bei Verdrehung in Richtung des Eingreifens die Drehung der Zahnsegmente des Tragteils die Zahnsegmente des Kopfteils säubern.

20. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet , daß die Zähne ein Zahnprofil aufweisen zur gleichmäßigen Verteilung des Druckes über alle Zähne.

21. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß alle Zähne gleiche Länge aufweisen, daß die Anzahl der Gruppen am Kopfteil gleich der Anzahl der Gruppen am

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Tragteil ist und daß die Teile eine gerade Anzahl von
Gruppen aufweisen, so daß bei Eingriff die Drucke und
Belastungen gleichmäßig zwischen den Zähnen verteilt
sind.

22. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Teil sechs Gruppen und sechs Zwischenräume aufweist.

23. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß jede Gruppe sechs Zahnreihen aufweist.

24. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Tragteil einen Zahn aufweist* dessen axiale Breite
größer als die anderen Zähne des Tragteils sind um einen
vorzeitigen Schraubeingriff zwischen den Teilen zu verhindern.

25. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Teil ausziehbare gewindelose Flächen zylindrischer . Ausgestaltung aufweist.

26. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahngruppen am Kopfteil im wesentlichen die gleiche
Umfangsausdehnung als die Zahngruppen am Tragteil aufweisen.

27. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Anordnung zur Verhinderung des relativen Verdrehens der beiden Teile zueinander aufweist.

28. Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß diese Anordnung einen Anschlag an einem der Teile im
Eingriff mit dem anderen Teil aufweist.

29. Vorrichtung nach Anspruch 27/ dadurch gekennzeichnet/ daß die Anordnung bei Verdrehung des Tragteils um weniger als eine volle Umdrehung wirksam ist.

30. Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet/ daß die Anordnung zur Verhinderung der Verdrehung ein bewegliches Teil an einem der beiden Teile aufweist/ die in einer Aussparung des anderen Teils angeordnet ist.

31. Vorrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Teil bewegbar ist um ein Lösen des Teils durch relative Verdrehung ohne relative Axialbewegung zu ermöglichen, gefolgt von einer relativen Axialbewegung des Tragteils um sich vom Kopfteil bei Fehlen der relativen Umdrehung zu entfernen.

32. Vorrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß das Tragteil Anordnungen aufweist zur Bewegung des beweglichen Teils in Richtung zum Lösen.

33. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorbeigang der Zahngruppen am Tragteil zwischen den Zahngruppen des Kopfteils eine Anzeige auslöst , daß die Zähne durch Verdrehung des Tragteils in Eingriff gelangt sind.

34. Vorrichtung zur Aufnahme einer Vielzahl von übereinander angeordneten Rohrhängern mit angehängten Rohren für ein Bohrloch, gekennzeichnet durch

ein Kopfteil;

ein Tragteil mit einer ersten Stützfläche zur Aufnahme des untersten der übereinander angeordneten Rohrhänger; Zahnanordnungen sowohl am Kopfteil als auch am Tragteil zur lösbaren Verbindung dieser beiden Teile miteinander, wobei die Zähne eine zweite Stützfläche zur Unterstützung

des Tragteils am Kopfteil bilden;

und wobei die ersten und zweiten Stützflächen jeweils genügend Flächen bieten, so daß das Gewicht der Rohrhänger und angehängten Rohre zusammen mit dem Arbeitsdruck des Bohrloches die Materialbruchgrenze bei vertikaler Kompression des Tragteils und des Kopfteils nicht wesentlich übersteigt.

35. Vorrichtung nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß das Kopfteil eine Minimalbohrung von 17 9/16 Zoll (= 44, 61 _cm ) aufweist, zur Aufnahme eines herkömmlichen 17 1/2 Zoll (= 44,45 cm ) Bohrmeißels zur Bohrung des Bohrloches für das am untersten Rohrhänger angehängte Rohr.

36. Vorrichtung nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß das Kopfteil und das Tragteil aus einem widerstandsfähigen Material bestehen mit einer minimalen Bruchfestigkeit von 5976 kp/cm².

37. Vorrichtung nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragflächen eine Last von mehr als 2,9 Millionen kg aushalten,

38. Vorrichtung nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Stützfläche eine sich verjüngende ringförmige Schulter am Tragteil aufweist, deren Verjüngungswinkel größer als 30° ist.

39. Vorrichtung nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnanordnung eine Vielzahl von in Segmente unterteilten kreisförmigen Nuten an jedem Teil aufweist, wobei die in Segmente unterteilten Nuten des Tragteils zwischen die in Segmente unterteilten Nutendes Kopfteils einsetzbar sind.

J305285

40. Dichtanordnung am rohrförmigen Teil, das gleitbar in die Bohrung eines anderen Teils zur Herstellung einer Metall-Metall-Abdichtung zwischen dem rohrförmigen Teil und der inneren Wand der Bohrung dient, gekennzeichnet durch: eine Vielzahl von kegelstumpfförmig gestalteten Metall-* ringen, die übereinander angeordnet sind, wobei jeder Ring abwechselnd eine kegelstumpfförmige Gestalt aufweist;

eine ringförmige Schulter am rohrförmigen Teil; ein Betätigungsteil, das abwechselnd am rohrförmigen Teil angeordnet ist , wobei die ringförmige Schulter und das Betätigungsteil zusammenwirkende, gegenüber angeordnete Flächen aufweisen, die die Endringe eines jeden Stapels bei der Abdichtung aufnehmen; wobei die Metallringe, die ringförmige Schulter und das Betätigungsteil einen Außendurchmesser aufweisen, der kleiner als der Durchmesser der Bohrung ist; und eine Betätigungsanordnung zur Zuführung einer Axialkraft auf das Betätigungsteil , so daß dieses an den Metallringen ai-iegt und die inneren und äußeren Ränder der Ringe in eine Metall-Metall-Abdichtungsverbindung mit dem rohrförmigen Teil und der Innenwand der Bohrung bringt.

41. Dichtanordnung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallringe ausreichende radiale Breiten für die inneren und äußeren Ränder der Metallringe aufweisen zum zusammenwirkenden und dichtenden Eingriff des rohrförmigen Teils mit der Innenwand der Bohrung bei Deformierung zu einem kleineren Kegelwinkel.

42. Dichtanordnung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallringe zwischen der ringförmigen Schulter und dem Betätigungsteil bis jenseits ihrer Fließgrenze komprimiert werden.

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■υ. Dichtanordnung nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, daß ringförmige Glieder zwischen den Metallringen der ringförmigen Schulter und dem Betätigungsteil vorge-. sehen sind, die eine feste Verbindung zwischen dem ringförmigen Teil und dem Betätigungsteil herstellen.

"^!4„ Dichtanordnung nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß benachbarte Metallringe eine ringförmige Nut zur Aufnahme einer Elastomerdichtung bilden.

ichtanordnung nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, iß sie Abstandsstücke zwischen benachbarten Metallringen aufweist.

46. Dichtanordnung an einem rohrförmigen Teil, das gleitbar innerhalb der Bohrung eines anderen Teils angeordnet ist zur Herstellung einer Metall-Metall-Dichtung zwischen dem rohrförmigen Teil und der Wand der Bohrung, gekennzeichnet durch:

einen fest damit verbundenen ringförmigen Körper mit einem oberen ringförmigen Teil, einem Mittelteil und einem unteren ringförmigen Teil;

wobei das Mittelteil eine kegelstumpfförmlge Gestalt aufweist mit einem oberen Rand,der fest mit dem unteren Rand des oberen ringförmigen Teils verbunden ist und einem unteren Rand, der fest mit dem oberen Rand des unteren ringförmigen Teils verbunden ist; und mit einer Betätigungsanordnung zur Zufuhr einer Kompressionskraft an das Teil , so daß das obere und das untere ringförmige Teil in Richtung zueinander bewegt werden und dabei das Mittenteil derart deformieren, daß es einen kleineren Kegelwinkel aufweist, wobei die oberen und unteren Ränder des Mittenteils eine Metall-Metall-Abdichtung mit dem rohrförmigen Teil und der Wand der Bohrung herstellen.

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47. Dichtanordnung nach Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittenteil einen Z-förmigen Querschnitt aufweist mit einem oberen kegelstumpfförmigen Glied, einem mittleren kegelstumpfförmigen Glied und einem unteren kegelstumpfförmigen Glied.

48. Dichtanordnung nach Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittenteil eine Reihe von kegelstumpfförmigen Glieder aufweist, die sich in Richtung der kegelstumpfförmigen Verjüngung abwechseln .

49. Dichtanordnung nach Anspruch 48, dadurch gekennzeichnet/ daß es eine ungerade Anzahl von kegelstumpfförmigen Glieder aufweist.

50. Dichtanordnung zur Herstellung einer Abdichtung zwischen einem Futterrohrhänger und einem Bohrlochkopf, gekennzeichnet durch:

eine Vielzahl von kegelstumpfförmig ausgestalteten Metallringen , die übereinander angeordnet sind, wobei jeder Ring eine kegelstumpfförmige Verjüngung in eine Richtung aufweist, die der kegelstumpfförmigen Verjüngung der benachbarten Ringe entgegengesetzt ist und innere und äußere Rippen aufweist; ein ringförmiges Teil zur Anordnung am Futterrohrhänger; ein Betätigungsteil für eine Hin- und Herbewegung am Futterrohrhänger; wobei die Metallringe ringförmige Teile und Betätigungsteile mit Außenabmessungen aufweisen, die kleiner als der Durchmesser der Bohrlochkopföffnung ist;

und wobei die Anordnung von Metallringen zwischen dem ringförmigen Teil und dem Betätigungsteil vorgesehen ist, so daß bei Bewegung des Betätigungsteils in Richtung des ringförmigen Teils die inneren und äußeren Rippen der Metallringe sich radial nach innen bzw. außen bewegen zur Herstellung eines dichtenden Kontakts

33VS2Bb.

zwischen dem Rohrhänger und dem Bohrlochkopf.

51. Dichtanordnung nach Anspruch 50, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallringe Z-förmig sind und einen oberen kegelstumpfförmigen Ring,einen mittleren kegelstumpfförmigen Ring und einen unteren kegelstumpfförmigen Ring aufweisen.

52. Dichtanordnung nach Anspruch 50, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine ungerade Zahl an kegelstumpfförmigen Metallringen aufweist.

53. Dichtanordnung nach Anspruch 50, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallringe eine derartige Dicke aufweisen, daß sie zur Herstellung einer Metall-Metall-Abdichtung von

2
wenigstens 211 kp/cm zwischen dem Futterrohrhänger und dem Bohrlochkopf bei Anlegen eines Drehmoments von 1380 kgm an das Betätigungsteil geeignet sind.

54. Dichtanordnung nach Anspruch 50, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallringe aus einem Metall bestehen, dessen Fließgrenze bei weniger als der Hälfte der Fließgrenze des Materials des Futterrohrhängers und des Bohrlochkopfes liegt.

55. Dichtanordnung nach Anspruch 50, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallringe aus einem duktilen Material bestehen, das bei dichtendem Anliegen sich plastisch verformt.

56« Dichtanordnung nach Anspruch 50, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallringe aus einem duktilen Material bestehen, das eine plastische Deformation der Rippen gemäß den Unregelmäßigkeiten in den Wänden des Futterrohrhängers und des Bohrlochkopfes ermöglicht.

57. Dichtanordnung nach Anspruch 5O₇ dadurch gekennzeichnet, daß ringförmige Zwischenglieder benachbarte Metallringe verbinden.

58. Dichtanordnung nach Anspruch 57, dadurch gekennzeichnet, daß sie weitere ringförmige Zwischenglieder aufweist, die die metallischen Endringe mit dem benachbarten ringförmigen Teil und dem Betätigungsteil verbinden, wobei die ringförmigen Zwischenglieder eine sichere Verbindung zwischen dem ringförmigen Teil und dem Betätigungsteil ermöglichen.

59. Dichtanordnung nach Anspruch 58, dadurch gekennzeichnet, daß die weiteren ringförmigen Zwischenglieder eine Breite aufweisen, die es ihnen ermöglicht sich durchzubiegen, so daß die Rippen der benachbarten Metallringe am' benachbarten Futterrohrhänger und Bohrlochkopf anliegen*

60. Dichtanordnung nach Anspruch 59, dadurch gekennzeichnet, daß jedes ringförmige Zwischenglied mit dem benachbarten Metallring eine Aufnahmevorrichtung für ein ringförmiges elastisches Teil bildet, zur Herstellung einer elastischen Abdichtung zwischen dem Futterrohrhänger und dem Bohrlochkopf .

61. Dichtanordnung nach Anspruch 50, dadurch gekennzeichnet, daß sie Abstandsstücke aufweist, die zwischen benachbarten Metallringen angeordnet sind zur Bestimmung der Annäherung benachbarter Metallringe zueinander.

62. Dichtanordnung nach Anspruch 61, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandsstücke ringförmige elastische Teile aufweisen.

63. Dichtanordnung nach Anspruch 62, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmigen elastischen Teile aus einem Elastomer bestehen.

64. Dichtanordnung nach Anspruch 62, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmigen elastischen Teile aus Grafoil bestehen.

65. Dichtanordnung nach Anspruch 50, dadurch gekennzeichnet, daß sie ringförmige Teile aus einem Elastomer aufweist, die zwischen benachbarten Metallringen angeordnet sind.

66. Dichtanordnung nach Anspruch 65, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallringe die vorspringenden Teil der Elastomere zurückhalten.

67. Dichtanordnung nach Anspruch 65, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen der ringförmigen Teile aus Elastomer derart auf den ringförmigen Raum zwischen dem Futterrohrhänger und dem Bohrlochkopf abgestimmt ist, daß die Rippen den Futterrohrhänger und den Bohrlochkopf berühren/ bevor die Elastomerteile aus den Rippen heraustreten .

68. Dichtanordnung nach Anspruch 65, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmigen Elastomerteile einen im allgemeinen V-förmigen Querschnitt aufweisen, wobei die Schenkel dem abgeschrägten Scheitel gegenüberliegen zur Steuerung des Raumbedarfs der Elastomerteile zwischen den benachbarten Metallringen.

69. Dichtanordnung nach Anspruch 65, dadurch gekennzeichnet, daß die Elastomerteile mit den benachbarten Metallringen verklebt sxnd.

70. Vorrichtung zur Herstellung einer Elastomerabdichtung und einer Metall-Metall-Abdichtung innerhalb des durch einen Bohrlochkopf und einen Futterrohrhänger gebildeten Ringraumes, gekennzeichnet durch

ein Betätigungsteil, das sich teilweise in den Ringraum erstreckt und im Eingriff mit der Dichtung steht;

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-14-

eine ein Drehmoment übertragende Anordnung im Eingriff mit dem Betätigungsteil zur Übertragungeines Drehmoments und Verdrehung des Betätigungsteils; wobei das Betätigungsteil im Schraubeingriff mit dem Futterrohrhänger steht/ so daß bei übertragung eines Drehmoments auf das Betätigungsteil in einer Richtung dieses Teil am Futterrohrhänger entlang nachuunten um eine ausreichende Strecke bewegt wird um die Dichtanordnung zu betätigen und den Ringraum gegen einen Fluiddurchtritt abzudichten;

eine hydraulische Anlage zur Zufuhr eines hydraulischen Drucks zur Dichtanordnung, so daß der metallische Teil der Dichtanordnung zur Herstellung einer Abdichtung zwischen dem Bohrlochkopf und dem Futterrohrhänger betätigt wird ;

wobei das Betätigungsteil sich bei Beaufschlagung der Dichtanordnung am Futterrohrhänger nach unten bewegt um ein Lösen der Abdichtung nach Entfernen des hydraulischen Druck s zu verhindern.

71. Vorrichtung nach Anspruch 70/ dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulische Anordnung eine Leitung aufweist, die mit dem Ringraum oberhalb der Dichtanordnung in Verbindung steht, sowie eine Pumpe aufweist, die mit der Leitung in Verbindung steht zur Erzeugung eines hydraulischen Drucks im Ringraum.

.72.'Vorrichtung nach Anspruch 70, dadurch gekennzeichnet, daß die das Drehmoment übertragende Anordnung dem Betätigungsteil ein Drehmoment von 1380 kgm erteilt

zur Erzeugung einer Dichtkraft von 211 kp/cm im Ringraum.

73. Vorrichtung nach Anspruch 70, dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulische Anordnung einen ständig zunehmenden Druck erzeugt zur Erzielung einer Kompressionskraft von

2
1400 k'p/cm an der Dichtanordnung.

74. Vorrichtung nach Anspruch 70, dadurch gekennzeichnet, daß die das Drehmoment übertragende Anordnung ein Rohr aufweist, das mit dem Betätigungsteil und einer Anordnung zur Verdrehung des Rohrs verbunden ist.

75. Vorrichtung nach Anspruch 74, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Anordnung zum Abdichten zwischen dem Rohr und dem Bohrlöchkopf aufweist.

76. Vorrichtung nach Anspruch 74, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Anordnung zur Abdichtung zwischen dem Rohr und dem Futterrohrhänger aufweist.

77. Werkzeug , das mit einem Rohrgestänge verbunden ist, zur Absenkung eines Futterrohrhängers und eines Futterrohrs in einen Unterwasser-Bohrlochkopf und zur Betätigung einer Abdicht- und Verriegelungsanordnung am Futterrohrhänger, gekennzeichnet durch einen Bolzen, dessen eines Ende mit dem Rohrgestänge verbunden ist und dessen anderes Ende in den Futterrohrhänger ragt;

ein am Bolzen angeordnetes Randteil; eine ein Drehmoment übertragende Anordnung am Randteil, die im Eingriff mit der Abdicht- und Verriegelungsanordnung steht;

eine ausziehbare Manschette im Eingriff mit dem Ringraum, der zwischen dem Randteil und dem Bolzen besteht, wobei sich ein Teil dieser Manschette zwischen dem • Bolzen und dem Futterrohrhänger erstreckt und eine Verriegelungsanordnung an der Manschette, die durch den Bolzen betätigbar ist zur lösbaren Verbindung des Bolzens mit dem Futterrohrhänger.

78. Werkzeug nach Anspruch 77, dadurch gekennzeichnet, daß das Randteil und der Bolzen durch Keile zur Übertragung des Drehmomentes miteinander verbunden sind.

79. Werkzeug nach Anspruch 78, dadurch gekennzeichnet, daß die Keile an ihrem unteren Ende sich gegenüberliegende Schultern aufweisen und von einem im Schraubeingriff mit dem Bolzen stehenden Rückhalteteil gehalten werden.

80. Werkzeug nach Anspruch 77, dadurch gekennzeichnet/ daß das Randteil Öffnungen für den Durchlaß von Bohrlochfluid aufweist.

81. Werkzeug zum Absenken eines Futterrohrhängers in einen Unterwasser-Bohrlochkopf, gekennzeichnet durch einen Bolzen, dessen oberes Ende in Schraubeingriff mit einem Bohrgestänge gelangen kann und dessen unteres Ende so bemessen ist, daß es in einen Futterrohrhänger eingreifen kann;

eine Manschette, die gleitbar am Bolzen angeordnet ist und die teilweise zwischen dem Bolzen und dem Futterrohrhänger angeordnet ist;

eine Verriegelungsanordnung an diesem Manschettenteil zum Eingriff in den Futterrohrhänger und zur Verbindung des Bolzens mit dem Hänger;

wcbei die Manschette und der Bolzen je ein erstes Stück aufweisen, an dem die Verriegelungseinrichtung im Eingriff ist und je ein zweites Stück aufweisen, an dem die Verriegelungsanordnung gelöst ist.

82. Werkzeug nach Anspruch 81, dadurch gekennzeichnet, daß die Manschette und der Bolzen sich gegenüberliegende Schultern aufweisen zur Halterung der Manschette am BoI zem.

83. Werkzeug nach Anspruch 81, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Abdichtanordnung aufweist, zur Herstellung einer Abdichtung zwischen der Manschette und dem Bolzen und zur Herstellung einer Abdichtung zwischen der Manschette und dem Futterrohrhänger.

84. Werkzeug nach Anspruch 81, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungsanordnung Verriegelungssegmente aufweist, die in Öffnungen eines Mansehettenstücks angeordnet sind, wobei die Verriegelungssegmente durch diese Öffnungen hindurch nach außen radial bewegbar sind zum verriegelnden Eingriff mit dem Futterrohrhänger.

85. Werkzeug nach Anspruch 84, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungsanordnung eine Halteanordnung zur Aufnahme der Verriegelungssegmente in den Öffnungen aufweist.

86. Werkzeug nach Anspruch 84, dadurch gekennzeichnet, daß der Bolzen eine Vorspannungsanordnung aufweist um den Verriegelungssegmenten beim Eingriff mit dem Futterrohrhänger eine Vorspannung in dieser ersten Stellung zu erteilen und eine Entspannungsanordnung aufweist zur Erzielung einer nach innen gerichteten radialen Bewegung der Verriegelungssegmente um sich von dem Futterrohrhänger in eine zweite Stellung zu lösen.

87. Werkzeug nach Anspruch 86, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannungsanordnung einen radialen ringförmigen Vorsprung am Bolzen aufweist um die Verriegelungsseg-

• mente in Richtung nach außen unter Vorspannung zu setzen.

88. Werkzeug nach Anspruch 86, dadurch gekennzeichnet, daß die Entspannungsanordnung eine ringförmige Nut am Bolzen aufweist um die Verriegelungssegmente aufzunehmen.

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89. Werkzeug nach Anspruch 84, dadurch gekennzeichnet/ daß die Verriegelungsanordnung eine Nockenanordnung aufweist zum Eingriff mit den Verriegelungssegmenten und damit zum Lösen aus dem Futterrohrhänger, wenn die Manschette und der Bolzen sich in einer dritten Stellung befinden.

90. Werkzeug nach Anspruch 84, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Freigebeanordnung aufweist um zu verhindern, daß der Bolzen in die erste Stellung gelangt,nachdem die Manschette und der Bolzen sich in die zweite Stellung begeben haben.

91. Werkzeug nach Anspruch 90, dadurch gekennzeichnet, daß die Freigebeanordnung einen Klemmring aufweist, der in der Manschette gelagert ist zum Eingriff mit dem Bolzen, sofern der Bolzen und das Randteil die zweite Stellung einnehmen.

92. Abdicht- und Verriegelungsvorrichtung auf einem in einem Bohrlochkopf abgesenkten Futterrohrhänger, gekennzeichnet durch:

ein Drehteil im Schraubeingriff mit dem Futterrohrhänger; ein stationäres Teil am Drehteil, das das in dem durch den Futterrohrhänger und dem Bohrlochkopf gebildeten Ringraum ragt;

ein Verriegelungsteil am Futterrohrhänger unterhalb des stationären Teils;

wobei das stationäre Teil ein oberes Betätigungsstück, ein mittleres Dichtungsstück und ein unteres Nockenstück aufweist, die alle drei ein miteinander verbundenes Metallteil bilden, wobei das obere Betätigungsstück drehbar am Drehteil befestigt ist und eine ein Drehmoment übertragende Anordnung um das Drehteil auf den Futterrohrhänger aufzuschrauben, wobei es nach unten in den Ringraum wandert, während das untere

Nockenstück das Verriegelungsteil in die Verriegelungsstellung mit dem Bohrlochkopf bringt, wonach das mittlere Dichtstück in dichtendem Eingriff mit dem Futterrohrhänger und dem Bohrlochkopf steht,

93. Abdicht- und Verriegelungsanordnung nach Anspruch 92, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Nockenstück eine nach unten gerichtete sich verjüngende Fläche aufweist gegenüber einer nach oben gerichteten, verjüngenden Fläche am Verriegelungsteil, wobei beide Flächen bei der Abwärtsbewegung des unteren Nockenstücks in mitnehmendem Eingriff miteinander stehen.

94. Abdicht- und Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 92, dadurch gekennzeichnet, daß das Verriegelungsteil Anordnungen aufweist, die in den Futterrohrhänger eingreifen um zu verhindern, daß das Verriegelungsteil am Futterrohrhänger nach oben gleitet.

95. Abdicht- und Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 92, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittelstück einen Z-förmigen Querschnitt aufweist und aus einer Reihe von miteinander verbundenen, kegelstumpfförmigen Gliedern besteht, mit abwechselnden kegelstumpfförmigen Verjüngungen.

96. Abdicht- und Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 94, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Ende des oberen Betätigungsstücks und das obere Ende des unteren Nockenstücks kegelstumpfformige Flächen aufweisen, die sich in gleicher Richtung verjüngen wie die Verjüngungen der benachbarten kegelstumpfförmigen Glieder.

97. Abdicht- und Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 92, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Abstützanordnung zwischen dem Drehteil und dem stationären Teil aufweist zur Erleichterung der Verdrehung des Drehteils auf dem

stationären Teil.

98. Abdicht- und Verriegelungsanordnung nach Anspruch 92, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Stützanordnung zwischen den Teilen aufweist zur Übertragung des Drehmomentes vom Drehteil zum stationären Teil.

99. Abdicht- und Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 98, dadurch gekennzeichnet, daß das stationäre Teil eine erste Stützfläche gegenüber einer zweiten Stützfläche am Drehteil aufweist und daß die Stützanordnung Stützringe aufweist, die zwischen der ersten und zweiten Stützfläche angeordnet sind.

100. Rohrhänger zum Tragen von Rohren für einenBohrlochkopf und zum dichtenden Einsetzen in die zylindrische Wand der BohrlochkopfÖffnung , gekennzeichnet durch; einen ringförmigen Körper zum Anhängen der Rohre für das Bohrloch, wobei der Körper ein Ende mit verringertem Durchmesser aufweist;

eine ringförmige Schulter an diesem Ende mit verringertem Durchmesser;

einen kreisförmigen Ring, der gleitbar dieses Teil mit verringertem Durchmesser umgibt, wobei der Ring und die Schulter kegelstumpfförmige Flächen aufweisen; eine Vielzahl von kegelstumpfförmigen Metallringen, die an dem Teil mit verringertem Durchmesser zwischen den kegelstumpfförmigen Flächen angeordnet sind und übereinander gestapelt sind, wobei jeder kegelstumpfförmige Ring abwechselnde kegelstumpfförmige Verjüngungen aufweist, während die Endringe eines jeden Stapels von Metallringen kegelstumpfförmige Verjüngungen aufweisen, die in die gleiche Richtung wie die benachbarten Flächen der kreisförmigen Ringe und der ringförmigen Schulter weisen/ jedoch einen kleineren Schei-

telwinkel aufweisen als die Flächen der kreisförmigen Ringe und Schultern;

wobei der kreisförmige Ring aus einer Ruhestellung in eine Abdichtstellung bewegbar ist,in der der Stapel von Metallringen deformiert wird und die komprimierten Metallringe in dichtendem Eingriff mit der Innenwand des Bohrlochkopfes an der Stelle des verringerten Durchmessers gelangen.

10.1. Rohrhänger nach Anspruch 100, dadurch gekennzeichnet, daß die metallischen Ringe einen Z-förmigen Querschnitt aufweisen und sich bei Anlegen einer Kompressionskraft verformen.

102. Rohrhänger nach Anspruch 100, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallringe aus einem duktilen Material bestehen, das sich beim dichtenden Eingriff elastisch verformt.

103. Rohrhänger nach Anspruch 100, dadurch gekennzeichnet, daß er ringförmige Glieder aufweist, die benachbarte Metallringe miteinander verbinden.

104. Rohrhänger nach Anspruch 103, dadurch gekennzeichnet, daß weitere ringförmige Glieder die metallischen Endringe des Stapels mit einer benachbarten ringförmigen Schulter und einem kreisförmigen Ring verbinden , so daß die ringförmigen Glieder eine feste Verbindung zwischen der ringförmigen Schulter und dem kreisförmigen Ring herstellen.

105. Rohrhänger nach Anspruch 104, dadurch gekennzeichnet, daß jedes ringförmige Glied mit dem benachbarten Metallring eine Aufnahmeanordnung für ein elastisches Teil bildet zur Herstellung einer Elastomerabdichtung zwischen dem ringförmigen Körper und dem Bohrlochkopf.

J 3 Ü 5 ZS

106. Rohrhänger zum Anhängen von Rohren für ein Bohrloch von einem Bohrlochkopf aus, gekennzeichnet durchi einen ringförmigen Körper, der mit dem oberen Ende des in das Bohrloch ragenden Rohrs verbunden ist und der eine ringförmige im Bohrlochkopf gelagerte Schulter aufweist;

ein Verriegelungsteil an dieser Schulter; ein Drehteil im Schraubeingriff mit dem ringförmigen Körper;

ein stationäres Teil mit einem oberen Betätigungsstück/ einem mittleren Dichtungsstück und einem unteren Nockenstück, wobei alle drei Stücke ein zusammenhängendes Metallteil bilden und das obere Betätigungsstück drehbar am Drehteil befestigt ist, während das stationäre Teil in den zwischen dem ringförmigen Teil und dem Bohrlochkopf bestehenden Ringraum ragt und oberhalb des Verriegelungsteils angeordnet ist, so daß bei Verdrehung des Drehteils das stationäre Teil nach unten in den Ringraum wandert, das untere Nockenstück das Verriegelungsteil in die Verriegelungsstellung mit dem Bohrlochkopf bringt und danach das mittlere Dichtungsstück in dichtendem Eingriff mit dem ringförmigen Körper und dem Bohrlochkopf steht.

107. Rohrhänger nach Anspruch 106, dadurch gekennzeichnet, daß das mittlere Dichtungsstück einen Z-förmigen Querschnitt aufweist und aus einer Reihe von miteinander verbundenen, kegelstumpfförmigen Gliedern besteht mit abwechselnder kegelstumpfförmiger Verjüngung.

108. Rohrhänger nach Anspruch 106, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Schulter ein ringförmiges-.abnehmbares Teil aufweist,wobei dieses Teil eine sich um 360° erstreckende, nach unten gerichtete, kegelstumpfförmige Stützfläche zum Eingriff mit dem Bohrlochkopf aufweist.

109. Rohrhänger nach Anspruch 108, dadurch gekennzeichnet, daß das verbleibende Stück der ringförmigen Schulter Durchflußöffnungen aufweist zum Durchtritt von Bohrlochfluid.

110. Bohrvorrichtung zum Abdichten und Verriegeln eines in einem Bohrlochkopf eingesetzten Futterrohrhängers, gekennzeichnet durch:

ein Drehteil im Schraubeingriff mit dem Futterrohrhänger; -

ein stationäres Teil mit einem Betätigungsstück, einem mittleren Dichtungsstück und einem unteren Nockenstück, wobei alle drei Stücke ein miteinander verbundenes Metallteil bilden und das obere Betätigungsstück drehbar am Drehteil befestigt ist, während das stationäre Teil in den durch den Futterrohrhänger und den Bohrlochkopf gebildeten Ringraum reicht; ein Verriegelungsteil, das am Futterrohrhänger unterhalb des stationären Teils befestigt ist; eine ein Drehmoment übertragende Anordnung im Eingriff mit dem Drehteil zur übertragung eines Drehmoments und Verdrehung des Drehteils, wodurch das Drehteil am Futterrohrhänger nach unten wandert, so daß das untere Nockenstück das Verriegelungsteil in die Verriegelungsstellung mit dem Bohrlochkopf mitnimmt und das mittlere Dichtungsstück in dichtendem Eingriff mit dem Futterrohrhänger und dem Bohrlochkopf gelangt zur Verhinderung eines Fluidflusses durch den Ringraum; eine hydraulische Anordnung zur Zufuhr eines hydraulischen Drucks zum stationären Teil um so das mittlere Dichtungsstück in dichtendem Eingriff mit dem Futterrohrhänger und dem Bohrlochkopf zu bringen, wobei das Drehteil bei weiterer Betätigung des mittleren Dichtungsstücks am Futterrohrhänger nach unten wandert um ein Lösen des mittleren Dichtungsstücks bei Entfernen des hydraulischen Drucks zu verhindern.

111. Bohrvorrichtung nach Anspruch 110, dadurch gekennzeichnet daß die das Drehmoment übertragende Vorrichtung eiri Drehmoment von 1380 kgm auf das Drehteil überträgt zur Herstellung einer Abdichtung im Ringraum.

112. Bohrvorrichtung nach Anspruch 110, dadurch gekennzeichnet/ daß die hydraulische Anordnung einen zunehmenden Druck erzeugt zur Erzielung einer Kompressionskraft

2
von 14 00 kp/cm am mittleren Dichtungsstück.

113. Bohrvorrichtung zum Anhängen von Rohren für ein Bohrloch, gekennzeichnet durch:

einen Bohrlochkopf mit einer durchgehenden Bohrung, wobei der Bohrlochkopf eine ringförmige Schulter mit einer ringförmigen darauf angeordneten Verriegelungs~ nut aufweist;

einen Futterrohrhänger mit einer ringförmigen Stützfläche zur Aufnahme der ringförmigen Schulter und einen Verriegelungsteil, das am Futterrohrhänger oberhalb der Stützfläche und in der Nähe der Verriegelungs— nut in der eingesetzten Stellung angeordnet ist; eine Abdicht- und Verriegelungsvorrichtung am Futterrohrhänger oberhalb des Verriegelungsteils , wobei die Abdicht- und Verriegelungsvorrichtung ein Drehteil und ein 'stationäres Teil aufweist; wobei das stationäre Teil in Schraubeingriff mit' dem Futterrohrhänger ist und das stationäre Teil drehbar mit dem Drehteil verbunden ist, so daß das stationäre Teil in den durch den Futterrohrhänger und dsn Bohrlochkopf gebildeten Ringraum ragt; während das stationäre Teil ein Dichtungsstück und ein Nockenstück aufweist und das Nockenstück in das Verriegelungsteil eingreift;

eine ein Drehmoment übertragende Anordnung zur Verdrehung des Drehteils am Futterrohrhänger um das Drehteil und das stationäre Teil nach unten in den

Ringraum hinein zu bewegen;

wobei das Nockenstück in mitnehmendem Eingriff mit dem Verriegelungsteil in Richtung der Verriegelungsnut steht zur Verriegelung des Futterrohrhängers innerhalb des Bohrlochkopfes;

wobei das Dichtungsstück durch die Abwärtsbewegung des Drehteils komprimiert wird/ so daß das Dichtungsstück in dichtendem Eingriff mit dem Futterrohrhänger und dem Bohrlochkopf gelangt;

eine hydraulische Anordnung zur Zufuhr eines hydraulischen Drucks zum stationären Teil, so daß das Dichtungsstück ferner beaufschlagt wird und im weiteren dichtenden Eingriff mit dem Bohrlochkopf und dem Futterrohrhänger gelangt während.

Sas Drehteil bei der Abwärtsbewegung am Futterrohrhänger bei weiterer Beaufschlagung des Dichtungsstücks nach unten wandert undein Lösen der Abdichtung bei Entfernen des hydraulischen Drucks verhindert.

114. Bohrvorrichtung nach Anspruch 113/ dadurch gekennzeichnet, daß die das Drehmoment übertragende Anordnung ein Drehmoment von 1380 kgm auf das Drehteil überträgt zur Er-

2 zielung einer Abdichtung von 211 kp/cm im Ringraum.

115. Vorrichtung nach Anspruch 113, dadurch gekennzeichnet,

daß die hydraulische Anordnung einen zunehmenden Druck

2 bis zu einem Maximalwert von 1050 kp/cm erzeugt zur Erzielung eines Kompressionsdrucks am Dichtungsstück

2
von 1400 kp/cm .

11.6. Bohrvorrichtung nach Anspruch 113, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtstück Metalldichtungen aufweist zur Erzielung einer Metall-Metall-Abdichtung zwischen dem Futterrohrhänger und dem Bohrlochkopf.

117. Bohrvorrichtung nach Anspruch 116, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungsstück ferner elastische Dichtungen zwischen den Metalldichtungen aufweist zur Erzeugung einer Elastomerabdichtung zwischen dem Futterrohrhänger und dem Bohrlochkopf vor der Anlegung des hydraulischen Drucks durch die hydraulische Anordnung.

118. Futterrohrhänger gekennzeichnet durch;

einen Körper mit einer Aufnahmeschulter zum Einsetzen in ein Bohrlochkopf;

eine Verriegelungsanordnung an dem Körper zum Verriegelungseingriff mit dem Bohrlochkopf; eine metallische Dichtanordnung am Körper oberhalb der Verriegelungsanordnung zur Herstellung einer Metall-Metall-Abdichtung mit dem Bohrlochkopf und eine Betätigungsanordnung oberhalb der metallischen Dichtanordnung , so daß bei einer Abwärtsbewegung in Längsrichtung der Betätigungsanordnung die Verriegelungsanordnung in den Bohrlochkopf eingreift und bei weiterer Abwärtsbewegung der Betätigungsanordnung die metallische Dichtanordnung in dichtenden Eingriff mit dem Bohr-'lochkopf gelangt.

119. Futterrohrhänger nach Anspruch 118, gekennzeichnet durch eine ein Drehmoment zur Betätigungsanordnung übertragende Anordnung und

eine hydraulische Anordnung zur Zufuhr eines Fluiddrucks zur metallischen Dichtanordnung.

120. Futterrohrhänger nach Anspruch 118, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungsanordnung folgende Teile aufweist:

eine längsverschiebbare Manschette mit einer nach unten gerichteten Schulter;

ein verschiebbarer Verriegelungsring mit einer nach oben gerichteten Schulter zum Eingriff mit der nach unten gerichteten Schulter;

wobei der Körper eine Verriegelungsaussparung zur Aufnahme des Verriegelungsringes aufweist, so daß nach Abwärtsbewegung der Betägigungsanordnung die Manschette nach unten wandert und die nach unten gerichtete Schulter in mitnehmendem Eingriff mit dem Verriegelungsring in Richtung der Verriegelung mit dem Bohrlochkopf bringt.

121. Futterrohrhänger nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Unterteil des Verriegelungsringes und das Unterteil der Aussparung sich verjüngende zusammenwirkende Flächen aufweisen.

122. Futterrohrhänger nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Schultern sich verjüngende/ zusammenwirkende Flächen aufweisen.

123. Bohrvorrichtung zur Anhängung von Rohren für ein Bohrloch, gekennzeichnet durch;

einen Bohrlochkopf;

ein verlängerbares Einsatzteil innerhalb des Bohrlochkopfes, wobei das Einsatzteil eine nach oben gerichtete ringförmige, kegelstumpfförmige Schulter aufweist; Zahnanordnungen am Bohrlochkopf und am Einsatzteil zur lösbaren Verbindung des Einsatzteils mit dem Bohrlochkopf bei Verdrehung des Einsatzteils um weniger als 360°;

• einen Hänger, der mit dem Oberteil des Bohrgestänges verbunden ist und der eine nach unten gerichtete Stützfläche zur Aufnahme der Schulter des Einsatzteils aufweist;

wobei öffnungen sich durch den Hänger erstrecken und die Stützfläche umgeben, wobei die Stützfläche und die

-28-Schulter einen vollen 360° -Umfangskontakt haben.

124. Bohrvorrichtung nach Anspruch 123, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützfläche eine lösbare ringförmige Stütze aufweist, die in Schraubeingriff mit dem Hänge*" steht.

125. Bohrvorrichtung nach Anspruch 123, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnanordnungen eine Vielzahl von im Abstand voneinander angeordneten Zahngruppen aufweisen, wobei jede Gruppe des Einsatzteils zwischen die Gruppen des Bohrlochkopfes während des Einsetzens des Einsatzteils in den Bohrlochkopf passen.

126. Bohrlochvorrichtung nach Anspruch 125, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne im Abstand voneinander angeordnete Gewinde ohne Steigungen bilden, die bei der Drehung des Einsatzteils innerhalb des Bohrlochkopfes ohne Störung ineinandergreifen.

127. Bohrvorrichtung nach Anspruch 123, gekennzeichnet durch ein Verriegelungsteil, das am Hänger angeordnet ist, so daß es sich in eine Verriegelungsnut am Bohrlochkopf verlängert , die oberhalb der Stützfläche angeordnet ist, so daß der Futterrohrhänger im Bohrlochkopf verriegelt ist.

128. Bohrvorrichtung nach Anspruch 123, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Dichtanordnung am Hänger aufweist, die eine Vielzahl von kegelstumpfförmig ausgestalteten Metall-

• ringen aufweist, die übereinander angeordnet sind, wobei jeder Ring abwechselnd kegelstumpfförmige Verjüngungen aufweist und die Metallringe einen Außendurchmesser aufweisen, der kleiner als der Innendurchmesser des Bohrlochkopfes ist, sowie eine Betätigungsanordnung aufweist zur Zufuhr einer axialen Kraft auf

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den Stapel von Metallringen, so daß die Metallringe bei Kompression eine Metall-Metall-Abdichtung mit dem Hänger und dem Bohrlochkopf bilden.

129. Bohrvorrichtung nach Anspruch 128, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine ringförmige Schulter am Hänger aufweist, sowie ein Betätigungsteil aufweist, das beweglich am Hänger angeordnet ist und daß der Stapel von Metallringen zwischen der ringförmigen Schulter und dem Betätigungsteil angeordnet ist.

130» Bohrvorrichtung nach Anspruch 129, dadurch gekennzeichnet, daß sie ringförmige Glieder zwischen den Metallringen auf der ringförmigen Schulter und dem Betätigungsteil aufweist zur Bildung einer festen Verbindung zwischen dem ringförmigen Teil und dem Betätigungsteil .

131. Bohrvorrichtung nach Anspruch 130, dadurch gekennzeichnet, daß benachbarte Metallringe ringförmige Nuten zur Aufnahme von Elastomerdichtungen bilden.

132. Bohrvorrichtung nach Anspruch 130, dadurch gekennzeichnet, daß Abstandsstücke zwischen benachbarten Metallringen angeordnet sind.

133. Bohrvorrichtung nach Anspruch 123, gekennzeichnet durch eine Verriegelungs- und Abdichtvorrichtung am Hänger, die in den Ringraum ragt, der zwischen dem Hänger und dem Bohrlochkopf gebildet wird, wobei die Verriegelungs- und Abdichtvorrichtung durch Anlegen einer senkrechten Kompressionskraft betätigbar ist; einen Betätigungsteil in Schraubeingriff mit dem Hänger , von dem ein Teil in die Verriegelungs- und Abdichtungsanordnung eingreift;

eine ein Drehmoment übertragende Anordnung im Eingriff mit dem Betätigungsteil zur Ubertnagung eines Drehmoments und zur Verdrehung des Betätigungsteils/ so daß das Betätigungsteil nach unten wandert während der Schraubverbindung mit dem Hänger, so daß eine vertikale Kompressionskraft auf die Verriegelungs- und Abdichtvorrichtung ausgeübt wird; eine hydraulische Anordnung zur Zufuhr eines hydraulischen Druck s zur Verriegelungs- und Abdichtvorrichtung , so daß der hydraulische Druck eine zusätzliche senkrechte Kompressionskraft auf die Verriegelungs- und Abdichtvorrichtung ausübt zur Beaufschlagung der Verriegelungs- und Abdichtvorrichtung.

134. Bohrvorrichtung nach Anspruch 123, gekennzeichnet durch eine erste Metall-Metall-Dichtanordnung im Ringraum zwischen dem Bohrlochkopf und dem Hängerteil zur. Herstellung einer Metall-Metall-Abdichtung zwischen ihnen; ein zweites Hängerteil·, das sich am ersten Hängerteil abstützt und eine zweite Metall-Metall-Dichtanordnung zur Herstellung einer Metall-Metall-Abdichtung zwischen dem zweiten Hängerteil und dem Bohrlochkopf; ein drittes Hängerteil, das sich am zweiten Hängerteil abstützt und eine dritte Metall-Metall-Anordnung aufweist zur Herstellung einer Metall-Metall-Abdichtung zwischen dem dritten Hängerteil und dem Bohrlochkopf.

135. Bohrvorrichtung nach Anspruch 134, dadurch gekennzeichnet, daß die das Drehmoment übertragende Anordnung nacheinander in die erste Metall-Metall-Dichtanordnung, die zweite Metall-Metall-Dichtanordnung und die dritte Metall-Metall-Dichtanordnung zur Beaufschlagung dieser Anordnung mit einer senkrechten Kompressionskraft eingreift und

durch eine hydraulische Anordnung zur nacheinander wirkenden Zufuhr eines hydraulischen Drucks zur ersten

JÜDZÖO

Metall-Metall-Dichtanordnung,zur zweiten Metall-Metall-Dichtanordnung und zur dritten Metall-Metall-Dichtanordnung zur weiteren Beaufschlagung dieser Anordnung zur Erzielung einer Abdichtung.

136. Verfahren zur Verrohrung eines Unterwasser-Bohrloches, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

a) Anordnen einer Bohranordnung am Unterwasser-Bohrloch;

b) Einbauen eines Führungsrohrs in den Meeresboden mit einem Bohrlochkopf, einer Eruptionsabsperrvorrichtung und einem damit verbundenen Steigrohr an einem Punkt in der Nähe des Meeresbodens, wobei sich das Steigrohr bis zur Bohranordnung erstreckt;

c) Einlassen eines Bohrgestänges und eines herkömmlichen 17 1/2 Zoll (= 44/45 cm) Bohrmeißels durch den Bohrlochkopf und das Führungsrohr;

d) Bhhren eines Loches zum Anordnen eines anderen Futterrohres innerhalb des Bohrlochkopfes und des Führungsrohres ;

e) Absenken eines Hängereinsatzes in das Bohrloch bis es in den Bohrlochkopf ragt;

f) Verdrehen des Hängereinsatzes um weniger als 360° um es mit dem Bohrlochkopf zu verbinden;

g) Verriegeln des Hängereinsatzes innerhalb des Bohrlochkopf es;

h) Einlassen eines Futterrohrhängers mit einem weiteren Futterrohr durch das Steigrohr in dem Bohrlochkopf und

i) Befestigen des Futterrohrhängers am Hängereinsatz.

137. Verfahren zur Fertigstellung eines Unterwasser-Bohrloches, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

a) Anbringen einer Bohranordnung am Meeresboden;

b) Einbauen eines Führungsrohrs in den Meeresboden mit einem Bohrlochkopf, einer Eruptionsabsperrvorrichtung und einem damit verbundenen Steigrohr an einem Punkt in der Nähe des Meeresbodens, wobei si?h das

Steigrohr bis zur Bohranordnung erstreckt;

c) Einlassen eines Bohrgestänges und eines herkömmlichen 17 1/2 Zoll (= 44/45 cm) Bohrmeißels durch den Bohrlochkopf und das Führungsrohr;

d) Bohren eines Loches zum Anordnen eines anderen Futterrohres innerhalb des Bohrlochkopfes und des Führungsrohres;

e) Absenken eines Hängereinsatzes mit einer Sägezahnverbindung in das Bohrloch , bis die Sägezahnverbindung des Hängereinsatzes das Oberteil der Sägezahnverbindung am Bohrlochkopf erreicht;

f) Verdrehen des Hängereinsatzes um weniger als eine vollständige Umdrehung bis das Sägezahngewihde am Hängereinsatz in das Sägezahngewinde am Bohrlochkopf eingreift, wonach der Hängereinsatz nach unten bezüglich des Bohrlochkopfes abgesenkt wird;

g) Verdrehen des Hängereinsatzes um weniger als eine vollständige Umdrehung zur Verbindung des Hängereinsatzes mit dem Bohrlochkopf;

h) Einlassen eines Futterrohrhängers mit einem Stück Futterrohr durch das Steigrohr in dem Bohrlochkopf und

i) Befestigen des Futterrohrhängers am Hängereinsatz.

138. Verfahren zur Fertigstellung eines Unterwasser-Bohrlochs gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

a) Anbringen einer Bohranordnung am Meeresboden;

b) Einlassen eines Futterrohrhängers mit einem Stück Futterrohr durch das Steigrohr;

c) Befestigen des Futterrohrhängers innerhalb des Bohrlochkopfes;

d) Aufschrauben eines Betatigungsringes auf den Futterrohrhänger oberhalb einer Dichtanordnung;

e) Kompression der Dichtanordnung durch die Abwärtsbewegung des Betätigungsringes am Futterrohrhänger;

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f) Verringerung des Scheitelwinkels der kegelstumpfförmigen Metallringe in der Dichtanordnung;

g) Kompression von elastischen Teilen, die zwischen den kegelstumpfförmigen Metallringen angeordnet sind, während die Scheitelwinkel verringert werden;

h) Abdichten des Bohrlochkopfes und des Futterrohrhängers gegen Fluidfluß durch Kompression der elastisbhen Teile;

e) Anlegen eines hydraulischen Drucks an die Dichtanordnung;

j) Kontaktieren des Bohrlochkopfes und des Futterrohrhängers durch die inneren und äußeren Ränder der kegelstumpf förmigen Metallringe/ wenn die Dichtanordnung durch hydraulischen Druck weiter komprimiert wird;

k) Bewegen des Betätigungsringes entlang dem Futterrohrhänger nach unten während die Dichtanordnung durch den hydraulischen Druck weiter komprimiert wird;

1) Entfernen des hydraulischen Drucks von der Dichtanordnung .

139. Verfahren nach Anspruch 138, dadurch gekennzeichnet,

daß es die weiteren folgenden Verfahrensschritte aufweist: m) Absenken eines zweiten Futterrohrhängers mit einem Stück Futterrohr durch das Steigrohr in den Bohrlochkopf ;
n) Befestigen des zweiten Futterrohrhängers am ersten Futterrohrhänger;

o) Wiederholen der Schritte d) bis e) zur Betätigung einer Dichtanordnung zur Abdichtung des zweiten Futterrohrhängers mit dem Bohrlochkopf;

p) Einlassen eines dritten Futterrohrhängers mit einem Stück Futterrohr durch das Steigrohr in dem Bohrlochkopf ;

q\ Befestigen des dritten Futterrohrhängers am zweiten Futterrohrhänger;

r) Wiederholung der Schritte b) bis e) zur Betätigung einer Dichtanordnung zur Abdichtung des dritten Futterrohrhängers mit dem Bohrloch.

140. Verfahren zur Fertigstellung eines Unterwasser-Bohrlochs gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

a) Vorbinden eines Einlaßwerkzeugs mit dem Ende eines Bohrgestänges;

b) Verbinden des Einlaßwerkzeugs mit einem Futterrohrhänger i

c) Abdichten des Futterrohrhängers und des Einlaßwerkzeugs;

d) Einlassen des Futterrohrhängers mit einem Futterrohr durch ein Steigrohr und eine Eruptionsabsperrvorrichtung in einen Bohrlochkopf;

e) Befestigen des Futterrohrhängers an einer Schulter im Bohrlochkopf;

f) Verdrehen des Bohrgestänges und eines Teils des Einlaßwerkzeugs;

g) Anlegen eines Drehmoments an eine Betätigungsmutter unter Verwendung eines Teils des Einlaßwerkzeugs;

h) Verschrauben der Betätigungsmutter auf dem Futterrohrhänger bei Anlegen eines Drehmoments;

i) Kompression einer Dichtungsanordnung unterhalb der Betätigungsmutter;

j) Herstellen einer Elastomerabdichtung der Dichtanordnung zwischen Bohrlochkopf und Futterrohrhänger;

k) Anlegen eines Drehmoments"von 1380 kgm an das Bohrgestänge bis lein weiteres Drehmoment auf die Dichtanordnung übertragen wird;

1) Schließen der Greiferbacken der Eruptionsabsperrvorrichtung;

m) Anlegen eines Drucks an eine Leitung, die mit dem Ringraum zwischen dem Bohrgestänge und dem Bohrlochkopf unterhalb der Eruptionsabsperrvorrichtung verbunden ist;

33U528-Ö

n) Anlegen, eines hydraulischen Drucks an die Dichtanordnung;

o) Kompression kegelstumpfförmiger metallischer Dichtungsscheiben in der Dichtanordnung;

p) Erzeugung einer Metall-Metall-Abdichtung zwischen dem Bohrlochkopf und dem Futterrohrhänger;

g) Abwärtsverdrehen des Betätigungsteil am Futterrohrhänger bei weiterer Kompression der Dichtanordnung durch den hydraulischen Druck;

r) Entfernen des hydraulischen Drucks durch die Leitung;

s) Entfernen des Einlaßwerkzeuges im Futterrohrhänger und

t) Entfernen des Einlaßwerkzeuges aus dem Bohrloch.

141. Verfahren nach Anspruch 140/ dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich das Bohrgestänge angehoben wird um das Einlaßwerkzeug vom Futterrohrhänger zu entfernen.

142. Verfahren zum lösbaren Befestigen eines Einlaßwerkzeugs mit einem Futterrohrhänger, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte:

a) Aufsetzen einer Manschette auf das Einlaßwerkzeug innerhalb des Futterrohrhängers;

b) Bewegen eines Bolzens des Einlaßwerkzeugs innerhalb der Manschette nach unten;

c) Erteilen einer Vorspannung an Riegel, die innerhalb der Manschette in Eingriff mit dem Futterrohrhänger angeordnet sind;

d) Halten der Riegel im Eingriff mit dem Bolzen;

e) Einlassen des Futterrohrhängers mit einem Futterrohr in das Bohrloch;

f) Befestigen des Futterrohrhängers am Bohrlochkopf;

g) weiteres Absenken des Einlaßwerkzeugbolzens innerhalb der Manschette durch Betätigung einer Dichtanordnung ;

h) Entfernen des die Vorspannung erzeugenden Teils vom Bolzen und den Riegeln;

i) Anheben des Bolzens;

j) Verbinden der Manschette mit dem Bolzen bevor der Bolzen so weit angehoben worden ist/ daß er die Riegel erneut beaufschlagt;

k) Lösen der Riegel aus dem Eingriff mit dem Futterrohrhänger und

1) Entfernen des Einlaßwerkzeugs vom Bohrloch.