[0001] Die Erfindung betrifft eine Zentriereinrichtung für Bohr- und Futterrohre mit einem
Zentrierkorb , bestehend aus zwei, mit Abstand zueinander angeordneten, die zu zentrierenden
Rohre umschließenden Tragringen und mit in Rohrlängsrichtung ausgerichteten Federbügeln,
deren Enden an den Tragringen befestigt sind.
[0002] In der Tiefbohrtechnik sind zur zentralen Führung von Rohren Zentrierkörbe in Gebrauch,
die aus mehreren auswärts gebogenen und mit einem oberen und unteren Tragring verbundenen
Federbügeln bestehen. Die auf die zu zentrierenden Rohre aufgeschobenen Zentrierkörbe
setzen dem Einziehen in ein Bohrloch oder in ein umhüllendes Futterrohr durch die
auswärts gerichteten Bögen der Federbügel bzw. Federstäbe erhebliche Widerstände entgegen,
die nur durch hohe Einzugskräfte überwunden werden können. Nach vorgegebenen Prüfkriterien
sollen dabei die Einzugskräfte bestimmte Grenzwerte nicht überschreiten, die Zentrierkräfte
müssen dagegen hohe Werte erreichen. Diese Forderungen sind schwer miteinander zu
vereinbaren, da hohe Federkräfte in radialer Richtung Federbügel mit einem stark ausgeprägten
Bogen erfordern, so daß gleichzeitig die beim Einziehen zu überwindenden Formwiderstände
groß sind. Diese können auch nur dann überwunden werden, wenn zwischen dem Außenumfang
des einzuziehenden Rohrstrangs und dem Bohrloch oder einem umgebenden Futterrohr ein
genügend freier Ringraum zur Verfügung steht. Ist der Ringspalt jedoch nur klein und
beträgt er beispielsweise nur wenige Millimeter, so war es bisher nicht möglich, Zentriervorrichtungen
einzusetzen. Deshalb wurde bereits mit einer Zentriervorrichtung nach dem DE-GM 89
03 038 versucht, diese Schwierigkeiten zu beheben. Nach dem bekannten Gebrauchsmuster
erhält zwar der Zentrierkorb die Möglichkeit, durch Spielraum für die Tragringe sich
bis an den Aussenumfang des Rohres anpressen zu lassen, so daß auch geringe Spalträume
kein Hindernis für das Einziehen in ein Bohrloch darstellen, jedoch sind die dafür
vorgesehenen Rohrnuten notwendigerweise mit einer entsprechenden, unerwünschten Schwächung
des Rohrquerschnitts verbunden. Außerdem können für die vorgesehene Lösung nur Zentrierkörbe
in geteilter Ausführung verwendet werden. Eine weitere Alternative nach dem Gebrauchsmuster
sieht die Verwendung von Anschlagringen vor, die am Außenumfang des Rohres festgeschweißt
werden. Das Schweißen am Rohraußenumfang ist jedoch unerwünscht und zusätzlich mit
zeitaufwendiger Arbeit verbunden.
[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Zentriereinrichtung nach dem einleitend
genannten Gattungsbegriff zu schaffen, welche die Verwendung ungeteilter Zentrierkörbe
gestattet, größere, die Rohrwandstärke schwächende Nuten vermeidet, einfach herzustellen
ist und beim Einziehen eines mit Zentrierkörben bestückten Rohres in ein Bohrloch
die Federbügel nur auf Zug beansprucht. Die erfindungsgemäße Lösung zeichnet sich
dadurch aus, daß die Tragringe der Zentrierkörbe innere Umfangsnuten aufweisen und
die zu zentrierenden Rohre im Bereich der Tragringnuten mit in Rohrumfangsnuten angeordneten
Stoppringen versehen sind, die nach dem Aufschieben des Zentrierkorbs auf das Rohr
durch fensterartige Öffnungen der Tragringe in die Rohrnuten schiebbar sind. Vorteilhafterweise
sind die Tragringnuten so gestaltet und angeordnet, daß beim Einziehen eines Rohrstrangs
und Flachdrücken der Zentrierkörbe nur Zugkräfte auf die Federbügel wirken können.
[0004] Die erfindungsgemäße Zentriereinrichtung benötigt nur Rohrnuten mit kleinen Querschnitten
zur Aufnahme der Stoppringe, so daß die Schwächung der Rohrwandstärken sehr gering
ist. Der Zeitaufwand für die Herstellung ist nur minimal. Beim Einschub eines mit
der erfindungsgemäßen Einrichtung bestückten Rohrstrangs in eine Bohrung geringen
Querschnitts werden die Federn der Zentrierkörbe nur auf Zug beansprucht, da der in
Schubrichtung vordere Tragring an seinem zugeordneten Stoppring zur Anlage kommt und
den Zentrierkorb in seiner Lage fixiert und der gegenüberliegende Tragring Ausgleichsbewegungen
ausführen kann. Dadurch wird ein Stauchen und Ausbeulen der Federbügel vermieden,
was zu größerer Reibung und damit verbundener höherer Einzugskraft führen würde. Auch
das Einrasten in Kavernen des umgebenden Gesteins wird vermieden. Die Stoppringe in
Verbindung mit den Tragringen der Zentrierkörbe widerstehen extrem hohen Abstreifkräften.
[0005] In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt
und nachstehend erläutert.
[0006] Es zeigen
- Fig. 1
- eine schaubildliche Darstellung eines auf ein Rohr aufgeschobenen Zentrierkorbs,
- Fig. 2
- einen Schnitt durch einen Tragring des Zentrierkorbs in größerem Maßstab und
- Fig. 3
- einen vergrößerten Ausschnitt aus dem Zentrierkorb gemäß Figur 1, zum Teil im Schnitt.
[0007] Der mit der Figur 1 dargestellte Zentrierkorb besteht aus Tragringen 1 und daran
befestigten bügelartigen Blattfedern 2. Die Tragringe 1 sind mit inneren Umlaufnuten
3 versehen, in welche Stoppringe 4 greifen. Die Stoppringe sind in Nuten 5 des in
unterbrochener Strichführung angedeuteten Rohres 6 angeordnet. Jeder Tragring ist
mit wenigstens einer fensterartigen Öffnung 7 versehen, durch welche die Stoppringe
in den Freiraum zwischen der Innennut 3 der Tragringe und der Umlaufnut 5 des zu zentrierenden
Rohres geschoben werden können. Die für das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 vorgesehenen
Maße sind nur beispielhaft und können durch andere Abmessungen ersetzt werden.
[0008] Der Montagevorgang für das Einfügen der Stoppringe 4 in den Zwischenraum zwischen
den Tragringen 1 und der Umfangsnut 5 eines zu zentrierenden Rohres ist besonders
gut in der Figur 4 erkennbar. Nachdem der Zentrierkorb seinen vorgeschriebenen Sitz
nach dem Aufschieben auf das Rohr 6 erreicht hat, d.h. wenn die Umlaufnuten 5 des
Rohres durch die Fenster 7 des Zentrierkorbs sichtbar sind, können die Stoppringe
4 durch die Fenster in der dargestellten Weise, d.h. nahezu tangential eingeschoben
werden. Aufgrund ihrer Flexibilität sind sie in der Lage, der Nut 5 zu folgen und
endgültig ihren Sitz einzunehmen, wie er in der Figur 4 im unteren Bereich erkennbar
ist Der Zentrierkorb ist dann gegen eine zu weite Verschiebung auf dem Rohr gesichert.
Gleichzeitig erhalten seine Tragringe eine Bewegungsfreiheit innerhalb der Breite
der inneren Umfangsnuten 3. Die Nutbreiten sind so ausgelegt, daß die Federbügel durch
Einzugskräfte des Rohrstrangs völlig flachgedrückt werden können. Beim Einziehen eines
Rohrstrangs in ein Bohrloch oder in ein Futterrohr gelangen die in Einzugsrichtung
vorderen Nutseitenwände 3a zur Anlage an die Stoppringe 4. Die hintere oder innere
Nutseitenwand 3b des in Einschubrichtung hinteren Tragrings nähert sich unter Einhaltung
eines Freiraums dem Stoppring 4, ohne ihn jedoch zu erreichen. Dadurch ist sichergestellt,
daß der Zentrierkorb an dem vorderen der Stoppringe hängenbleibt und der hintere Tragring
genügend Freiraum bis zur völligen Streckung der Federbügel erhält. Dadurch können
nur Zugkräfte auf den Zentrierkorb wirken. Die Gefahr von Stauchungen der Federbügel
mit unerwünschten Ausbeulungen wird vermieden.
1. Zentriereinrichtung für Bohr- und Futterrohre mit einem Zentrierkorb, bestehend aus
zwei mit Abstand zueinander angeordneten, die zu zentrierenden Rohre umschließenden
Tragringen und mit in Rohrlängsrichtung ausgerichteten Federbügeln, deren Enden an
den Tragringen befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragringe (1) innere
Umfangsnuten (3) aufweisen und die zu zentrierenden Rohre (6) im Bereich der Tragringnuten
mit in Rohrumfangsnuten (5) angeordneten Stoppringen (4) versehen sind, die nach dem
Aufschieben des Zentrierkorbs auf das Rohr durch fensterartige Öffnungen (7) der Tragringe
in die Rohrnuten (5) schiebbar sind.
2. Zentriervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Tragringnuten
(3) größer als die maximale Verschiebestrecke des Zentrierkorbs in Rohrlängsrichtung
ist und die Nuten (3) in bezug auf die radiale Symmetrieebene des Zentrierkorbes derart
angeordnet sind, daß nur deren auswärts weisende Seitenflächen (3a) als Anschlagflächen
für die Stoppringe (4) dienen.
