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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Regeln des Bohrvorschubes bei Erdbohranlagen, deren Antrieb durch zwei mechanisch getrennte Motoren erfolgt, von denen der eine den Drehtisch und der andere das Hubwerk des Bohrers antreibt. Der Hubwerkmotor wird hiebci rein elektrisch in Abhängigkeit
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von dem in verschiedenen Gesteinsschichten wechselnden Bohrwiderstand erfährt.
Gemäss der Erfindung wird der Bohrervorschub in Abhängigkeit von dem wechselnden Bohrwiderstand dadurch geregelt, dass der Hubwerkmotor in solcher Weise in Kaskadenschaltung zu dem Drehtisch- motor liegt, dass sein Drehmoment selbsttätig geregelt wird. Zur Einstellung der Drehzahl und des Drehmomentes der Motoren entsprechend dem Bohrwiderstand können an sich bekannte Mittel, wie Regelwiderstände od. dgl. verwendet werden und man bildet die Einrichtung in solcher Weise aus, dass der
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regelbar ist. Es ist ausserdem zweckmässig, zwischen den Motoren ein Wechselgetriebe anzuordnen, durch das die beiden Antriebsmotoren zum Heben des Bohrers mit dem Hubwerk gekuppelt werden können.
Es ist bereits vorgeschlagen worden, für den Drehtisch und den Hnbwerkmotor je einen Antriebsmotor zu verwenden. Jedoch wurden bisher diese Motoren durch ein Differentialgetriebe mechanisch miteinander gekuppelt, um auf diese Weise eine Regelung des Bohrervorschubes in Abhängigkeit vom Bohrwiderstand zu erzielen. Die Anordnung eines Differentialgetriebes zwischen beiden Antriebsmotoren hat jedoch den Nachteil, dass der Aufbau der Antriebseinrichtung umständlich und kostspielig wird.
Ausserdem ist wegen der toten Gänge des Differentialgetriebes eine gewisse Verzögerung des Regelvorganges unvermeidlich, so dass keine momentane Regelung des Bohrervorschubes in Abhängigkeit vom Bohrwiderstand erzielt werden kann. Ferner ist es bekannt, bei Sehlagbohreinrichtungen die beiden Antriebsmotoren in Kaskade zu schalten, jedoch liegen bei derartigen Einrichtungen zum stossenden Bohren gänzlich andere Bedingungen für die Antriebsmotoren vor wie bei einer den Gegenstand der Anmeldung bildenden Einrichtung zum drehenden Bohren, denn bei Schlagbohrern hat die Änderung des Bohrwiderstandes auf die Belastung des Antriebsmotors keinen Einfluss.
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Erdbohranlage mit dem üblichen Bohrgerüst, die Fig.
2 die in Kaskade geschalteten Motoren, während in der Fig. 3 ein Teil der mechanischen Ausrüstung der Bohreinrichtung in schematischer Darstellung ersichtlich ist. In den drei Abbildungen sind gleiche oder einander entsprechende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Mit 1 ist ein Wechselstrom-Induktionsmotor bezeichnet, der die Antriebswelle : 2 für den Drehtisch antreibt. Der Bohrtisch nimmt bei seiner Drehung den Bohrer. 3 mit, der an dem Seil 4 aufgehängt ist. 5 ist eine Seiltrommel, die über ein Schnckengetriebe von dem Wechselstrom-Induktionsmotor 6 an-
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In der Fig. 2 ist mit 7 die Statorwicklung des Vorsehubmotors 6 bezeichnet, die mit der Läuferwicklung 8 des Bohrmotors 1 verbunden ist, d. h. beide Motoren sind in Kaskade geschaltet. Mit 9 sind Regelwiderstände angedeutet, die zum Einstellen der Geschwindigkeiten und der Drehmomente der Motoren dienen, während die Regelwiderstände 10 im Läuferstromkreis des Vorschubmotors zur gesonderten Regelung dieses Motors dienen.
In der Fig. 3, die vor allem das Getriebe der Bohreinrichtung erkennen lässt, ist mit 11 ein Über-
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über die Kettenräder 12 und 13 die Büchse 3C an, die lose drehbar auf der Welle 15 sitzt. Mit dieser Büchse verkeilt und axial auf ihr verschiebbar sitzt der Kupplungsteil16, während das Kettenrad 14 lose auf der Büchse angeordnet ist. Sobald der Kupplungsteil 16 in Eingriff mit dem Kettenrad 14 gebracht ist, wird der Drehtich 2 vom Bohrmotor 1 über 12, 13, 30, 16, 14, 17 angetrieben.
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auf der Welle 15 sitzt.
Mit 21 ist eine doppelt wirkende Kupplung bezeichnet, die auf der Welle 15 lose verschiebbar aufgekeilt ist, so dass sie beim Kuppeln mit dem Zahmad 19 die Trommelwelle 15 und damit über den Kettentrieb 22 und die eingeschaltete Kupplung. 23 die Trommel 5 in Umdrehung versetzt. Zur Änderung des Übersetzungsverhältnisses zwischen der Seiltrommel 5 und dem Antriebsmotor 6 ist eine Kupplung 24 vorgesehen, die beim Einschalten das Zahnrad 25 auf Drehung mit der Trommelwelle 29 kuppelt, so dass dieses Zahnrad über das Zahnrad 26 angetrieben wird, wenn die Kupplung des Zahnrades 19 mit der Welle 1. j mit Hilfe der Kupplung 21 hergestellt ist. Die Einrichtung ist dabei so getroffen, dass
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Beim Anlassen der Motoren wird nun zuerst ihre Geschwindigkeit mit Hilfe der Regelwiderstände 9 eingestellt, während mit Regelwiderstand 10 ein Drehmoment entsprechend dem Bohrwiderstand eingestellt wird. Der Läufer des Vorschubmotors versucht den Bohrer zusammen mit dem Bohrseil hochzuheben, er wird jedoch durch das Gewicht des Bohrers und des Vorsehubseiles entgegen seinem Drehmoment durchgezogen, u. zw. um einen Betrag, der dem normalen Bohrvorschub entspricht. Trifft nun der Bohrer auf sehr harte Gesteinsschichten, so wird sich der vom Bohrmotor 1 zu überwindende Bohrwiderstand erhöhen. Dieser Motor wird dann mehr Strom aufnehmen und die Erregung der Primärwick- lung 7 des Vorschubmotors 6 wird sich erhöhen.
Die Folge davon wird sein, dass der Vorschubmotor ein
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Bohrdruek vermindert. Das umgekehrte tritt natÜrlich ein, wenn der Bohrwiderstand, z. B. beim Auftreten von sehr weichen Gesteinsschichten, sich plötzlich verringern sollte.
Um zu verhindern, dass mit zunehmender Bohrtiefe der Bohrdruek infolge der zusätzlichen Belastung durch das Gewicht des Bohrseiles 4 sich ändert, ist ausserdem, wie bereits oben angedeutet, eine Änderung
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sich durch Einschalten der Kupplung 23 eine langsamere und durch Einschalten der Kupplung 24 eine schnellere Drehung der Seiltrommel 5 erzielen. Die mit der Welle 15 verkeilte Kupplung 21 ist dabei mit dem Kettenrad 19 gekuppelt, das seinen Antrieb vom Vorsehubmotor 6 erhält. Man wird die Kupplung 23
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grosser Bohrtiefe befindet, weil dadurch das Drehmoment des Vorschubmotors 6 erhöht wird und so die durch das mit zunehmender Bohrtiefe zunehmende Gewicht des Bohrseiles 4 hervorgerufene zusätzliche Schwerkraft ausgeglichen wird.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, die Regelwiderstände 9 so zu bemessen, dass die Geschwindigkeit des Bohrmotors 1 bis ungefähr 60% seiner normalen Geschwindigkeit vermindert werden kann. Daraus ergibt sich eine entsprechende Bemessung der Regelwiderstände 7C für den Vorschubmotor 6, dessen Drehmoment somit zwischen jenen Werten regelbar sein muss, die der Normalgeschwindigkeit des Bohrmotors bzw. 60% dieser Geschwindigkeit entsprechen. Es hat sich ferner herausgestellt, dass es nicht
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wendet werden, wobei das Verhältnis der Primär-zur Sekundärspannung für den Bohrmotor 413 : 432 und für den Vorsehubmotor 210 : 380 ist.
Soll der Bohrer zusammen mit dem Zubehör aus dem Schacht gezogen werden, so wird zuerst der
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verschoben, wodurch das lose auf der Welle 15 sitzende Zahnrad 27 mit dieser Welle gekuppelt wird. Ferner wird die Kupplung 23 gelöst und die Kupplung 24 eingeschaltet. Es wird dadurch erreicht, dass der Bohrmotor 1 nur auf Anhub geschaltet wird und über das Kettengetriebe 28, 27,26, 25 die Seiltrommel 5 antreibt.
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