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Erdbohranlage.
In Erdbohranlagen für drehendes Bohren wird die Abwärtsbewegung oder der Vorschub des Bohrwerkzeuges vielfach mittels einer von Hand betätigten Bremse geregelt, die an der Trommel des Hubwerkes für das das Bohrwerkzeug tragende biegsame Kabel oder Seil befestigt ist. Die Bremse wird durch den Wärter betätigt, der bei genügender Erfahrung den Bohrervorschub nur nach Gefühl oder Gehör in Übereinstimmung mit den jeweiligen Betriebsverhältnissen regelt. Da der Bohrwiderstand veränderlich ist und jeden Augenblick wechselt, so bereitet es beträchtliche Schwierigkeiten, den jeweils richtigen und zur Erzielung eines guten Wirkungsgrades günstigsten Vorschub einzustellen.
Eine Regelung des Bohrervorsehubes mittels einer von Hand betätigten Bremse ist ausserdem häufig unvorteilhaft, da bei nicht richtiger Einstellung des Vorschubes durch den Wärter leicht Beschädigungen am Bohrwerkzeug auftreten können.
Bei elektrischem Betrieb der Erdbohranlage kann die Leistungsaufnahme des den Bohrerdrehtisch antreibenden Motors durch Strom-oder Leistungsanzeiger überwacht werden, so dass der Wärter den Bohrervorschub so einstellen kann, dass längere Überlastungen des Antriebsmotors vermieden werden.
Hiedurch wird jedoch keine genügende Sicherheit gegen plötzliche Überlastungen erzielt, auch kann das Bohrwerkzeug nicht selbsttätig angehoben werden, um schnell einer Überlastung auszuweichen.
Die Erfindung betrifft nun eine Erdbohranlage, bei der der Bohrer und die Antriebseinrichtung auch vor plötzlich auftretenden Überlastungen sicher geschützt werden. Dies wird gemäss der Erfindung dadurch erreicht, dass zwischen dem Antriebsmotor des Drehtisches und dem Bohrwerkzeug eine nach- giebige Verbindung vorgesehen ist. Zweckmässig können hiebei in dem über ein Getriebe mit dem Antriebsmotor gekuppelten Bohrerdrehtisch Federn angeordnet werden, die die Belastungsstösse aufzunehmen vermögen. Um eine Beschädigung der Antriebseinrichtung durch Überlastungen mit Sicherheit zu vermeiden, kann ausserdem eine Einrichtung vorgesehen werden, durch die der Bohrer selbsttätig angehoben wird, wenn der Bohrwiderstand zu gross wird.
In den Figuren ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Fig. 1 zeigt schematisch die Gesamtanordnung der Erdbohranlage. Das Bohrwerkzeug 10 besteht aus der Bohrstange 11, dem
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des Kabels 14 dient ein Hubwerk 16, dessen Trommel 19 mit einem Bremsband 17 und einem Bremshebel 18 versehen ist. Der Antrieb der Trommel 19 erfolgt über die Kettenräder 23 und 24 und die Kette 25 durch den Elektromotor 22.
Das Bohrwerkzeug 10 wird durch die Antriebseinrichtung 26 gedreht, die aus dem mit einem Zahnkranz 28 versehenen Drehtisch 27 besteht, dessen Nabe 29 auf einem Bock 31 drehbar gelagert ist. Dieser Bock befindet sich unmittelbar über dem Bohrloch und ist mit einer Öffnung für die Bohrstange 11 versehen. Der Drehtisch 27 ist über ein mit seinem Zahnkranz 28 im Eingriff stehendes Kegelrad 34 unmittelbar mit dem Antriebsmotor 33 gekuppelt.
Zum Schutz des Motors vor plötzlichen Belastungsstössen hat der Bohrerdrehtisch einen gegen seine Nabe nachgiebigen Zahnkranz, wie Fig. 2 in der Draufsicht zeigt. Die Radnabe 36 hat mehrere radiale Arme 38, deren Enden eine Ringnut haben. Der Radkranz 37 hat eine entsprechende Anzahl radialer Vorsprünge 39, die in die Ringnuten der Arme 38 eingreifen. D : e Radnabe 36 um-cMiesst die beiden
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Befindet sich die Schneide 13 des Bohrwerkzeuges 10 in einer gewissen Entfernung von der Bohrlochsohle, so wird der Bohrer durch Lösen der Bremse 17 des Hubwerks 22 so lange herabgelassen, bis die Bohrerspitze 13 die Bohrlochsohle erreicht. Beim Drehen erhält der Bohrer einen dauernden Vorschub bei nicht voll angezogener Bremse, da sich das Kabel 14 allmählich von der Trommel 19 abwickeln kann.
Um den Bohrer selbsttätig anzuheben und hiedurch die Belastung des Drehtischmotors 33 zu verringern, wenn der Bohrer einen grösseren Bohrwiderstand findet, ist auf dem Drehtisch 26 eine zum Steuern des Hubwerkmotors 22 dienende Kontakteinrichtung 54 und 55 angeordnet. Die Kontakte 54 und 55 sind auf dem Radkranz und der Radnabe angeordnet und über die Leiter 61 und 62 und die auf der Nabe 29 angeordneten Schleifringe 57 und 58 mit den Leitungen 59 und 63 verbunden, die über die Spule des Schalters 56 des Hubwerkmotors 22 an das Leitungsnetz 51 und 52 angeschlossen sind.
Durch die Kontakte 54 und 55 soll der in Fig. 3 dargestellte Verlauf der Bewegung w des Drehtisches in Abhängigkeit von dem auf den Bohrer ausgeübten Drehmoment m erzielt werden. Wie Fig. 3 zeigt, ist die Bewegung w des Drehtisches oder die entsprechende Bewegung zwischen dem Radkranz 37 und der Radnabe 36 eine Funktion des Bohrmomentes oder des Drehmomentes m, das durch den Motor 33 auf das Bohrwerkzeug 10 ausgeübt wird. Durch Ändern der Entfernung zwischen den Kontakten 54 und 55 kann das auf das Bohrwerkzeug 10 ausgeübte maximale Drehmoment eingestellt werden, wobei sich die verschiedenen, in Fig : 3 eingezeichneten Betriebsverhältnisse a, b und e ergeben.
Wenn das Bohrwerkzeug 20 einen hohen Widerstand findet, so übt der Drehtischmotor 33 ein Drehmoment von genügender Grösse aus, durch das entweder das Bohrrohr 12 oder die Bohrsehneide 13 abbrechen oder beschädigt werden kann, wenn der Antrieb nicht nachgiebig ist. Bei der gemäss der Erfindung ausgebildeten Antriebseinrichtung werden bei einer Relativbewegung zwischen dem Radkranz 32 und der Radnabe 36 sofort die Kontakte 54 und 55 geschlossen, wodurch der Stromkreis der Spule des Hauptschalters 56 geschlossen wird. Hiedurch erhält der Hubwerkmotor 22 Strom und dreht die Fordertrommel- ?, so dass das Bohrwerkzeug 10 angehoben und der auf die Bohrlochsohle ausgeübte Bohrdruck vermindert wird.
Durch die Verringerung des Bohrdruckes nimmt der Bohrwiderstand sofort ab, so dass die Kontakte 54 und 55 geöffnet werden und der Hubwerkmotor 22 wieder ausgeschaltet wird. Da nur eine kleine Verringerung des Bohrdruckes nötig ist, um die Belastung des Drehtischmotors 33 zu verringern, genügt ein geringes Anheben des Bohrwerkzeuges 10, so dass infolge der geringen Trägheit des Systems eine schnelle Entlastung der Antriebseinrichtung erzielt werden kann.
Die Kontakte 54 und 55 können einstellbar gemacht werden, damit sie auch bei Verwendung von Bohrwerkzeugen verschiedener Grösse eine Überlastung der AntriebseinriehtuJ1g verhindern.
Zum Entfernen des Bohrers aus dem Bohrloch kann der Hubwerkmotor 22 auch von Hand mittels des Schaltern 65 in Betrieb gesetzt werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Erdbohranlage, bei der der Drehtisch und das Hubwerk des Bohrers mit je einem Elektro- motor gekuppelt sind, dadurch gekennzeichnet, dass zum Schutz der Antriebseinrichtung (vor Belastungstössen zwischen dem Bohrer und dem Drehtischmotor eine nachgiebige Verbindung vorgesehen ist.