AT143416B - Verfahren und Vorrichtung zum Nachlassen der Bohrwerkzeuge bei drehend arbeitenden Tiefbohranlagen. - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Nachlassen der Bohrwerkzeuge bei drehend arbeitenden Tiefbohranlagen.

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AT143416B
AT143416B AT143416DA AT143416B AT 143416 B AT143416 B AT 143416B AT 143416D A AT143416D A AT 143416DA AT 143416 B AT143416 B AT 143416B
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  Verfahren und Vorrichtung zum Nachlassen der Bohrwerkzeuge bei drehend arbeitenden   Tiefbohr-   anlagen. 
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 zulässige Drehmoment jeweils nur knapp vor Änderung der   Übersetzungsstufen erreicht   wird, ist die Leistung des Verfahrens gering, und die Bohrgeräte sind dauernd   nnterbelastet.   



   Es ist auch ein Verfahren bekannt, bei welchem die   Nachlassbewegung   vom Sohlendruck und vom Drehmoment, u. zw. unabhängig vom Gewicht der Bohrgeräte, durch zwei Regler gesteuert wird, derart, dass das Werkzeug angehoben wird, sobald ein eingestelltes, maximal zulässiges Drehmoment erreicht wird, und gesenkt wird, sobald der Sohlendruck unter ein eingestelltes Minimum fällt. Bei diesem Verfahren sind demnach das Drehmoment nach oben und der Sohlendruck nach unten begrenzt. Diesem Verfahren ist die Annahme zugrunde gelegt, dass das Drehmoment mit dem Sohlendruck ständig in einem gradlinigen Verhältnis steigt oder fällt, was jedoch nicht immer zutrifft, insbesondere nicht beim Wechseln der Gebirgsschiehten. Das Verfahren bietet daher keinen Schutz gegen das Auftreten zu hohen Sohlendruckes.

   Denn in harten   Gebirgssehichten   mit glatter Oberfläche (beispielsweise Feuerstein) kann der Drehbohrwiderstand auch bei hohem Sohlendruck klein bleiben. Sind derartige Schichten steil einfallend, so ist die Folge eines zu grossen   Sohlendruckes   das Abgleiten des Bohrers an der Oberfläche der   Steinsehiehte   und das Abweichen der Bohrloehaehse von der Lotrechten. 



   Ein solches Verfahren hat aber auch noch andere Übelstände. Wird beispielsweise ein Bohrloch oberhalb der Bohrlochsohle erweitert, so besteht nur ein geringer, gegebenenfalls auch gar kein Sohlendruck ; trotzdem kann der Drehbohrwiderstand so sehr ansteigen, dass das Werkzeug angehoben werden muss. Der Drehmomentregler wird bei Anwendung des vorerwähnten Verfahrens infolge   Überschreitens   des eingestellten, maximal zulässigen Drehmomentes auf Anheben, gleichzeitig jedoch der Sohlendruek- 
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 steuern und die   Nachlassvorriehtung   wird entweder keine Bewegung ausführen oder infolge der einander entgegengesetzt wirkenden Kräfte mit entsprechender Verzögerung dem stärkeren Impuls folgen. 



   Erfindungsgemäss werden die geschilderten Übelstände dadurch behoben, dass die   Naehlassbewegung   auf mehrere verschiedene Arten selbsttätig regelbar gemacht ist, zweckmässig derart, dass die einzelnen
Regelungsarten sowohl voneinander unabhängig als auch miteinander beliebig kombiniert erfolgen können. 



   Gemäss der Erfindung werden für die Steuerung der   Nachlassbewegung   zwei oder mehr der im Betriebs- zustand der Bohranlage auftretende   Grössen.   wie Sohlendruck, Drehmoment, Vorschub, Drehzahl u.   dgl..   nutzbar gemacht. Das Verfahren gemäss der Erfindung ist darin gelegen, dass einzelne oder alle der zur
Regelung dienenden Grössen während der Bol rarbeit unverändert erhalten bleiben können, zweckmässig das   Überschreiten   bestimmter Werte dieser Grössen bei einzelnen oder allen dieser Grössen verhindert wird. 



   Das Verfahren gemäss der Erfindung kann auch so durchgeführt werden, dass die   Nachlassbewegung   ausser von den die selbsttätige Steuerung bewirkenden Grössen auch von Hand aus steuerbar ist. 



   Wenn z. B. bei dem Verfahren gemäss der Erfindung für die Steuerung der   Nachlassbewegung   gleichzeitig der Sohlendruck und das Drehmoment verwendet werden, so ist sowohl ein Bohren mit unver- ändertem Sohlendruck als auch mit unverändertem Drehmoment möglich, überdies aber auch   möglich,   die erwähnten beiden Regelungsarten so zu vereinigen, dass mit einem nach oben begrenzten Drehmoment bei gleichzeitig nach oben begrenztem Sohlendruck gearbeitet wird. 



   Während die   auschliesslich   den Druck oder das Drehmoment regelnden bekannten Verfahren zweckmässig eigentlich nur für das Arbeiten in bekannten Gebirgsschichten geeignet sind, u. zw. ersteres beim
Kernbohren, letzteres zum raschen Durehteufen waagrecht gelagerter Gesteinsschichten gleicher oder wechselnder Härte, ist das erfindungsgemässe Verfahren, das auch mit nach oben begrenztem Drehmoment und nach oben begrenztem Druck durchführbar ist, auch zum Arbeiten in noch unbekannten Gebirgsschichten geeignet.

   Die Begrenzung des Druckes nach oben ist beim Bohren in unbekannten Gebirgsschichten   zweckmässig,   um ein Abgleiten des Bohrwerkzeuges beim Antreffen schief einfallender harter Gesteinsschichten und dadurch ein Schieflaufen des Bohrloches zu vermeiden, wogegen die Begrenzung des Drehmomentes nach oben in erster Linie als Schutz gegen die Überbeanspruchung des Bohrwerkzeuges dient. Bei einer derart eingestellten Steuerung der   Nachlassvorrichtung   wird in harten Gebirgsschichten vorwiegend mit gleichbleibendem Druck, in weichen Schichten mit unverändertem Drehmoment gearbeitet, welches jedoch auch dann nicht überschritten werden kann, wenn beim Arbeiten mit gleichbleibendem Druck, beispielsweise durch das Einstürzen der   Bohrlochwände,   das Drehmoment plötzlich ansteigen sollte. 



   Da die nur den Druck oder nur das Drehmoment regelnden Vorrichtungen vom Gewicht des Bohrwerkzeuges unbeeinflusst sind und daher genau wirken können, bietet das erfindungsgemässe Verfahren auch die Möglichkeit, die Schichtenfolge zu erkennen. Das Verfahren ist insbesondere zum Kernbohren geeignet, fördert einen lotrechten Verlauf der Bohrung, schützt das Bohrgerät vor einer Überbeanspruchung auf Verdrehung und ergibt dort, wo es innerhalb eines bestimmten Sohlendruckes möglich ist, die grösstmögliche Leistung. 



   Das Verfahren gemäss der Erfindung kann auch so ausgebildet werden, dass die Steuerung der selbsttätig wirkenden   Nachlassvorrichtung   von einem Drehmomentregler auf einen Regler für den Sohlendruck übergeht, wenn und insolange sich beim Bohren mit zulässigem Drehmoment ein höherer Sohlendruck ergibt als der, auf welchen der Sohlendruckregler eingestellt ist. Auch kann das Verfahren so durchgeführt werden, dass die Steuerung vom Sohlendruckregler auf den Drehmomentregler übergeht, wenn 

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   und insolange sich bei einem Sohlendruck zulässiger Höhe ein grösseres Drehmoment ergibt als das, auf welches der Drehmomentregler eingestellt ist. 



  Das selbsttätige Nachlassen wird bei dem Verfahren gemäss der Erfindung zweckmässig bei allen Regelmöglichkeiten mittels der gleichen Naehlassvorriehtung bewirkt, die entweder vom Druck, vom Drehmoment, von der Umlaufzahl usw. oder auch von mehreren dieser Grössen gesteuert wird. 



  Die gesteuerte Nachlassvorrichtung muss dabei nicht eine Seilwinde sein, sie kann auch aus Zylindern für gasartige oder flüssige Druckmittel bestehen, deren Ausflussventil von einem Druckregler, von einem Drehmomentregler usw. einzeln oder gemeinsam beeinflusst werden. Es ist auch möglich, sie von Hand zu betätigen, u. zw. z. B. bei Seilwinden entweder durch das Lockern der Bremsen der Seiltrommel oder durch Betätigung eines Wendegetriebe usw. Die erstgenannte Regelungsart eignet sich besonders zum raschen Einstellen des Werkzeuges, dagegen die zweite Regelungsart zur Untersuchung der Art des zu durchbohrenden Gebirges.   
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   matisch   dargestellt. 



   Fig. 1 zeigt schematisch die Anordnung einer Drehbohranlage, bei welcher eine   Nachlassvorrichtung   entweder durch ein Dynamometer oder durch eine Waage oder durch beide   Messvorrichtungen   abwechselnd oder gleichzeitig   betätigt wird. 1   ist ein Elektromotor, der über ein Dynamometer 2 bekannter Bauart, z. B., wie in der Zeichnung angedeutet ist, ein   Zahndruekdynamometer,   die   Drehbohrvorrichtung. j   antreibt ; 4 ist eine Waage, beispielsweise eine Laufgewiehtswaage, welche mit dem stillstehenden Ende des Bohrseiles 5 des im Bohrgerüst 6 hängenden Flaschenzuges 7 verbunden ist, während das bewegliche Seilende 8 auf der Trommel 9 einer   Naehlassvorrichtung   aufgewickelt ist.

   Die   Naehlassvorriehtung,   die ihren Antrieb von einem umsteuerbaren Elektromotor 10 über Stirnräder 11, 12 und ein   Sclneckenge-   triebe   13 erhält,   wird durch einen Schalter 14 auf Heben, Stillstand oder Senken des Bohrgerätes gesteuert. Während das Dynamometer 2 das auf das Bohrgerät ausgeübte Drehmoment unverändert hält, regelt die Waage 4 auf konstanten Sohlendruck. Zu diesem Zweck sind die beiden Vorrichtungen mit dem Schalter 14 verbunden. Damit aber jede Vorrichtung unabhängig von der andern für sich oder beide gemeinsam wirken können, ist diese Verbindung über einen Hebel 16 hergestellt, der um die Drehpunkte 18 bzw. 19 verdreht oder als Ganzes verschoben bzw. teils verdreht, teils verschoben werden kann. 



   Steigt z. B. das Drehmoment bei konstantem Sohlendruck, so schlägt der Hebel 17 des Dynamometers 2 nach rechts aus ; der Hebel 16 wird um den Drehpunkt 18 ebenfalls nach rechts in der Richtung 
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 so lange schalten, bis das   ursprüngliche   Drehmoment wiederhergestellt ist. Steigt hingegen der Sohlendruck bei konstantem Drehmoment, so wird der Zug im Seile 5 kleiner, das Laufgewicht 4 pendelt nach unten, d. h. der Hebel 16 wird jetzt um den Drehpunkt 19 ebenfalls nach rechts verschwenkt, wie der Pfeil unten anzeigt, und der Schalter wie oben auf Anheben schalten, bis der ursprüngliche   Sohlendruek   wiederhergestellt ist. Steigen Drehmoment und Sohlendruck gleichzeitig, so wird der Hebel 16 so verschoben, dass beide Drehpunkte 18, 19 nach rechts wandern, und der Schalter wird wieder Anheben veranlassen.

   Fällt das Drehmoment oder der   Sohlendruck   oder beide gleichzeitig, so findet sinngemäss eine Umkehrung des beschriebenen Vorganges statt. Die Schaltung kann auch mittels eines Hebels 15 von Hand aus vorgenommen werden. 



   Fig. 2 zeigt schematisch eine Bohranlage, bei welcher der Antrieb der   Naehlassvorriehtung   hydromechanisch und die Steuerung durch hydraulischen Druck erfolgt. 20 bezeichnet die als Dynamometer ausgebildete Drehbohrvorriehtung, welche um die Achse der Drehbohrstange 21 verschwenkt wird und dabei durch einen Kolben 22 auf eine Flüssigkeit einen Druck ausübt, der sich durch die Rohrleitung   2.'k   über einen Hahn 24 auf einen kleinen   gewichtsbelasteten   Kolben 25 fortpflanzt. Ein angeschlossenes Manometer 26 gestattet, das jeweils ausgeübte Drehmoment unmittelbar abzulesen. 



   Die Vorrichtung zum Messen des Sohlendruckes besteht aus einem um eine Querachse schwin- 
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 nicht dargestellten   Flaschenzuges   verbunden ist. Die pendelnde Lagerung des Druckzylinders ist zweckmässig, damit sich dieser der   Schräglage   des Seiles 29 anpassen kann, u. zw. so, dass der Seilzug immer normal zur Kolbenstirnfläche wirkt. An Stelle des Druckzylinders kann auch eine Messdose treten. An die Achse des Zylinders 27 ist eine Rohrleitung 30 angeschlossen, welche über einen Hahn   31   zu einem kleinen Zylinder mit dem gewichtsbelasteten Kolben 32 führt. Am Manometer 33 kann der jeweilige Sohlendruck ermittelt werden. 



   Auf die Kolben 25 und 32 drücken mit verschiebbaren Gewichten 34 bzw.   35   belastete Kniehebel.   6   bzw. 37, die den Waagebalken einer Art Laufgewichtswaage entsprechen. An die Hebel sind Anschlagstangen 38,39 angelenkt, gegen welche eine Feder 40 ein pendelndes Strahlrohr 41   andrückt.   Je nach der Stellung der Anschläge kann das Strahlrohr, das durch eine Leitung 42   mit Druckflüssigkeit gespeist   wird, drei charakteristische Lagen einnehmen.

   Wenn das Strahlrohr durch einen der Anschläge nach links ausgeschwenkt wird, so spritzt es in eine Leitung   43,   wenn es durch die Feder 40 und das Nachgeben der   Ansehläge   nach rechts ausgeschwenkt wird, in die Leitung 44, und wenn es in der gezeichneten Mittellage steht, spritzt es gegen eine feststehende Wand 45, die Flüssigkeit tritt in den Behälter 46, und die 

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 beiden Rohrleitungen sind drucklos. Der durch die beiden ersten Stellungen des Strahlrohres in den
Leitungen 43 und 44 erzeugte hydraulische Druck wird zur Regulierung der Beaufschlagung zweier durch ein Differentialgetriebe miteinander verbundener Freistrahlturbinen, welche über die Planetenräder die   Nachlassvorrichtung   antreiben, benutzt.

   Eine mittels Riemen angetriebene Zentrifugalpumpe 47 saugt aus einem Sumpf 48 und speist durch eine Druckleitung 49 die gleich geformten und gleich grossen
Düsen 50 und 51 zweier gegenläufiger Freistrahlräder 52 und 53. Die Durchgangsquerschnitte der Düsen können durch Heben oder Senken von Ventilnadeln 54 und 55 vergrössert oder verkleinert werden, und da diese durch einen zweiarmigen Ausgleichshebel 56 miteinander verbunden sind, entspricht einer Verkleinerung des einen Querschnittes eine Vergrösserung des andern und umgekehrt. Das Bewegen der
Nadelventile erfolgt mittels hydraulischen Druckes, der durch die Leitung 43 auf die untere Seite des mit dem Ventilschaft 54 verbundenen Kolbens 57 oder durch die Leitung 44 auf die Oberseite des Kolbens wirkt.

   Wird entsprechend der Mittellage des Strahlrohres von keiner Seite auf den Kolben ein Druckausgeübt, so stellen sich die Nadelventile selbsttätig auf gleiche Düsenquerschnitte ein und führen den
Kolben in die gezeichnete Mittelstellung   zurück.   In dieser Stellung laufen die Turbinen mit gleicher Umlaufzahl, aber in entgegengesetzten Richtungen. Da sie auf ein Differentialgetriebe wirken, so werden sich dessen Planetenräder   58,   59 um die eigenen Achsen drehen, und die Schnecke   60,   die das Schneckenrad 62 und die Seiltrommel 61 der   Naehlassvorrichtung   betätigt, wird stillstehen.

   Erfolgt dagegen ein Ausschlag des Strahlrohres nach der einen oder andern Richtung, so werden die Düsennadeln entsprechend verstellt und durch die Wirkung des Differentialgetriebes die   Nachlassvorrichtung   auf Heben oder Senken gesteuert. Die Turbinen können auch durch einen Handhebel 63 reguliert und so das Nachlassen oder Anheben unabhängig von der automatischen Steuerung von Hand aus betätigt werden. 



   In der dargestellten Mittellage des Strahlrohres arbeitet die Anlage mit einem bestimmten zulässigen Sohlendruck und einem bestimmten zulässigen Drehmoment, und die Drücke auf die Kolben 25 und 32 halten mit den Gewichten 34 und 35 und der Feder 40 beide Waagen im Gleichgewicht. 



   Ergibt sich z. B. beim Bohren mit konstantem zulässigem Drehmoment ein höherer Sohlendruck als der, auf welchen der Sohlendruckregler eingestellt ist, dann wird der Kolben 28 weniger belastet, der Kolben 32 des   Sohlendruckreglers   durch das Gewicht 35 heruntergedrückt, der Anschlag 39 nach rechts verschoben, und das Strahlrohr 41 wird infolge der Wirkung der Feder 40 dieser Bewegung folgen. Das Strahlrohr spritzt nun in die Leitung 44 und steuert die Turbinen so, dass die Nachlassvorrichtung ein Anheben des Bohrgerätes bewirkt, u. zw. so lange, bis der zulässige Sohlendruck wieder erreicht ist, die Sohlendruckwaage wieder einspielt und das Strahlrohr in seine Mittelstellung zurückkehrt. 



   Ergibt sich umgekehrt beim Bohren mit konstantem Sohlendruck ein grösseres Drehmoment als jenes, auf welches der Drehmomentregler eingestellt ist, dann wird der Kolben 22 mehr belastet, der Druck in der Leitung 23 steigt, der Kolben 25 des Drehmomentreglers wird ebenfalls steigen, der Anschlag 38 wird nach rechts verschoben und das Strahlrohr 41 wird infolge der Wirkung der Feder 40 dieser Bewegung folgen. Das Strahlrohr spritzt nun in die Leitung 44 und steuert wie oben die   Nachlass-   vorrichtung auf Anheben des Bohrwerkzeuges so lange, bis das zulässige Drehmoment wieder erreicht ist, die Drehmomentwaage einspielt und das Strahlrohr in die Mittelstellung zurückkehrt. 



   Fällt der Sohlendruck bei konstantem Drehmoment oder fällt das Drehmoment bei konstantem Sohlendruck, so kehrt sich die Wirkungsweise der beiden Regelungen entsprechend um. 



   Die Fig. 3,4 und 5 zeigen im Schnitt und in Ansicht die erwähnten Regelvorrichtungen. In einem geschlossenen Behälter 70 sind die Kolben 25 des Drehmomentreglers und 32 des Sohlendruckreglers untergebracht. Für die einzelnen Teile sind dieselben Bezugsziffern gewählt wie in der schematischen Darstellung der Fig. 2. Es bezeichnen : 23 die Druckleitung zum Drehmomentregler, 24 als Absperrorgan ein Ventil, 36 (Fig. 5) den ausserhalb des Gehäuses liegenden Waagebalken mit dem Laufgewicht 34, welcher mit dem innerhalb des Gehäuses liegenden Kniehebel 71 starr verbunden ist. Der Waagebalken hat einen Zeiger 72, der auf einer Marke 73 die Lage des Balkens angibt. Die Anschlagstange 38 ist gegabelt. 



  Die Feder 40 drückt das Strahlrohr 41 gegen den Anschlag. 42 (Fig. 5) ist die Zuleitung zum Strahlrohr, welches in der gezeichneten Stellung in ein weites Ableitungsrohr 64 in der links ausgeschwenkten Stellung in die Leitung 43 und in der rechts ausgeschwenkten Stellung in die Leitung 44, welche beide zur Steuervorrichtung der Turbinen führen, spritzt. Die mit dem Kniehebel 14 verbundene Anschlagstange 39 des Sohlendruckreglers ist geschlitzt. Das Laufgewicht 35 am Waagebalken   31,   der einen Zeiger   15   besitzt, drückt auf den Kolben 32. Die Ausführung des Hebels 74,   31   weicht hier vom Schema der Fig. 2 ab, weil die Kolben der Regler beiderseits des Strahlrohres angeordnet sind. 31 ist ein wie das Ventil 24 ausgebildetes Absperrventil, welches an die Druckleitung 30 angeschlossen ist. 



   Das Manometer 76 dient zur Ablesung des Drehmomentes, das Manometer 77 zeigt den   Sohlendruek   an und am Tachometer 33 ist die Drehzahl der Bohrvorrichtung ersichtlich. 



   Weder die Regelvorrichtung des Drehmomentes oder des Sohlendruckes noch das hydraulische Getriebe oder der Verstärker bilden Gegenstand der vorliegenden Erfindung, sondern nur die gemeinsame Anordnung dieser Teile. 



   Fig. 6 stellt eine sowohl das Drehmoment als auch den Sohlendruck regelnde Vorrichtung sehematisch dar, wie eine solche bei der Verwendung einer Nachlassvorrichtung benutzt wird, bei welcher das 

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Nachlassen mittels einer Druckflüssigkeit erfolgt. Im Gehäuse 81 befindet sich ein Elektromotor, der eine Rotationspumpe   82   antreibt, welche eine Flüssigkeit, z. B. Öl, in Umlauf hält. Die Druckleitung ? der   Puirps ist   an einen Ventilkasten 84 und über eine engere Abzweigung 85 an einen   Vierweghahn < ?   angeschlossen. Von diesem führt eine Leitung 87 in einen Raum unterhalb des ringförmigen Kolbens 88 eines feststehenden Zylinders   89,   ferner eine Leitung 90 in einen Raum oberhalb des Kolbens und schliesslich eine Leitung 91 zu einem Behälter 97.

   Der Zylinder 89 mit dem Kolben 88 gehören einer hydraulischen   Nachlassvorriehtung   bekannter Bauart an. Die in ständigem Umlauf befindliche Flüssigkeit wird je nach dem Öffnungsgrad der in eine Zwischenwand 93 des Kastens 84 eingebauten Ventile 94 und 95 unter grösserem oder kleinerem Druck stehen. Bei der normalen Arbeit wird die Flüssigkeit in der Leitung 85 jedoch nur jene Bewegung machen, die der Vergrösserung oder Verkleinerung der Zylinderräume durch Heben oder
Senken des Kolbens 88 entspricht. Es findet also kein   Durchfliessen   durch den Zylinder statt, sondern nur eine Änderung des Flüssigkeitsdruckes. Dagegen strömt die Flüssigkeit durch die Ventile 94 und   95   in den Raum 96 und von dort in den Behälter 97, von wo sie die Pumpe wieder ansaugt, so dass der Kreislauf geschlossen ist. 



   Das Ventil 94 dient zur Regelung des Sohlendruckes, das Ventil 95 zur Regelung des Drehmomentes. 



  Dem Flüssigkeitsdruck auf das Ventil 94 wirkt eine Feder 98 entgegen. Die Spannung dieser Feder kann durch ein Handrad 99 geregelt werden, dessen Stellung durch ein zweites Handrad 100 gesichert wird. 



  Das Manometer 101 ist mit zwei Zeigern ausgerüstet, von denen der eine feststeht und den Druck bei angehobenem Bohrgerät, also das Gesamtgewicht anzeigt, und der andere beweglich ist und den auf den Zylinder 89 wirkenden jeweiligen Druck angibt, der vom Gesamtgewicht abgezogen dem   Solilendruek   entspricht. Beim Bohren mit konstantem Sohlendruck erfolgt die Einstellung des Ventils so, dass sich ein bestimmter Sohlendruck ergibt. 



   Soll nicht mit gleichbleibendem Sohlendruck, sonden mit gleichbleibendem Drehmoment gearbeitet werden, so wird das Ventil 94 geschlossen und das zweite Ventil 95 unter den Einfluss eines nicht dargestellten Dynamometers gestellt. Dieses wirkt auf einen Hebel 102, an dessen Drehbolzen eine Nockenscheibe 103 befestigt ist, damit auch bei einem grösseren Ausschlag des Hebels das Ventil 95 nur einen geringeren Weg   zurücklegt.   Der Hebel ist als Handhebel ausgebildet, so dass das Ventil 95 auch mit der Hand gesteuert werden kann. 



   Der Vierweghahn 86 dient dazu, um bei Beginn der Bohrung, wenn das   Gestängegewicht   für einen bestimmten Sohlendruck nicht genügen sollte, einen hydraulischen Druck auf das Werkzeug ausüben zu 
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 90 und die Leitung 87 mit 91 verbunden ist. 



   Wird die Regelvorriehtung des   Sohlendruekes   auf einen bestimmten Sohlendruck eingestellt, desgleichen auch die Regelvorrichtung des Drehmomentes auf ein bestimmtes Drehmoment, so wird sieh bei einem geringeren als dem eingestellten Sohlendruck das Ventil 94 selbsttätig mehr öffnen, ebenso das Ventil   95   bei einem geringeren als dem eingestellten Drehmoment. Diese Wirkung tritt dadurch ein, dass beispielsweise bei einem geringeren als dem eingestellten Sohlendruck der Druck auf den Kolben 88 und daher auch der Druck in der Leitung 85 ein grösserer wird als jener Druck, welcher der eingestellten Federspannung 98 entspricht.

   Dadurch wird das Ventil 94 mehr geöffnet, und durch dasselbe fliesst nicht nur die normale zirkulierende Flüssigkeit, sondern auch Flüssigkeit aus dem Zylinder 89 so lange ab, bis sich der Druck auf den Kolben 88 vermindert, d. h. der Sohlendruck wieder erhöht hat. Auf diese Weise können die beiden Ventile nicht nur als Regelorgane für Sohlendruck und Drehmoment abwechselnd benutzt, sondern beide Regelungen können auch nach oben begrenzt werden, und der Übergang von dem einen auf das andere Verfahren erfolgt selbsttätig. 



   Bemerkenswert ist noch, dass der Behälter 97 durch   Zwischenwände.   104 abgeteilt ist, so dass die 
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 legenheit hat, die aufgenommene Wärme an die umgebende Luft abzugeben. 



   In Fig. 7 ist eine Regelvorrichtung dargestellt, die das Nachlassen ausser für gleichen Sohlendruck und für gleiches Drehmoment noch derart regelt, dass es mit der Umlaufzahl der   Drehbohrvorrichtung   im linearen Verhältnis grösser oder kleiner wird. Zu diesem Zweck ist in der Zwischenwand 93 noch ein drittes Ventil 108 angeordnet, das von einer durch Kette oder einen Riemen 109 angetriebene unrunde Scheibe 110 mittels eines Hebels 111 geöffnet und durch eine Feder 112 geschlossen wird. So oft die unrunde Scheibe den Hebel berührt, wird das Ventil geöffnet und ein Teil der Arbeitsflüssigkeit fliesst durch die Kammer 96 in den Behälter 97 ab. Die   Durchflussmenge   kann durch Änderung des Hubes und der Öffnungsdauer des Ventils reguliert werden, auf einfache Weise z.

   B. dadurch, dass die unrunde Scheibe koniseh und auf ihrer Achse verschiebbar ausgebildet wird. Diese Art von Nachlassen ist z. B. bei der Erweiterung eines Bohrloches oberhalb der Bohrlochsohle zweckmässig, weil auf jede Umdrehung des Bohrgestänges das Bohrwerkzeug um ein bestimmtes regelbares Stück tiefer gesenkt wird. 

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Claims (1)

  1. PATENT-ANSPRÜCHE : 1. Verfahren zum Nachlassen der Bohrwerkzeuge bei drehend arbeitenden Tiefbohranlagen, dadurch gekennzeichnet, dass das selbsttätige Nachlassen nach mehreren voneinander verschiedenen <Desc/Clms Page number 6> Arten regelbar gemacht ist, von welchen mindestens zwei Regelarten sowohl die Hubbewegung als auch die Senkbewegung des Werkzeuges je für sich steuern können.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hub-und Senkbewegung des Bohrwerkzeuges von zwei oder mehr der im Betriebszustande auftretenden Grössen, wie Sohlendruck, Drehmoment, Drehzahl u. dgl., einzeln für sich, zweckmässig auch kombiniert, regelbar gemacht ist.
    3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung der Nachlassbewegung derart erfolgt, dass alle der zur Regelung dienenden Grössen während der Bohrarbeit nach oben begrenzt sind.
    4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergang von einer sowohl das Anheben als auch das Senken des Werkzeuges steuernden Regelungsart auf eine andere das Anheben und Senken des Werkzeuges steuernde Regelungsart selbsttätig erfolgt.
    5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung der Nachlassvorrichtung des Bohrwerkzeuges derart erfolgt, dass während der Bohrarbeit entweder die Grösse des Sohlendruckes oder die Grösse des auf das Bohrwerkzeug ausgeübten Drehmomentes unverändert erhalten bleibt, so dass sowohl mit gleichbleibendem Sohlendruck als auch mit gleichbleibendem Drehmoment gearbeitet werden kann.
    6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung der Nachlassvorrichtung von einem Drehmomentregler auf einen Regler für den Sohlendruek übergeht, wenn und so lange sich beim Bohren mit zulässigem Drehmoment ein höherer Sohlendruck ergibt als der, auf welchen der Sohlendruckregler eingestellt ist.
    7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung derNachlassvorriehtung vom Sohlendruckregler auf den Regler für das Drehmoment übergeht, wenn und so lange sich bei einem Sohlendruck zulässiger Höhe, u. zw. auch dann, wenn dieser unter ein eingestelltes Minimum fällt, ein grösseres Drehmoment ergibt als das, auf welches der Drehmomentregler eingestellt ist.
    8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 7, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl verschiedenartiger und je für sich wirkender Regelvorrichtungen für das selbsttätige Senken und Heben des Bohrwerkzeuges, die auf eine allen Regelarten gemeinsame Steuervorrichtung einer zweckmässig allen Regelarten gemeinsamen Naehlassvorrichtung wirken.
    9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung der Nachlassvor- richtung ausser von den in einer Mehrzahl vorhandenen Regelvorrichtungen auch von Hand aus erfolgen kann.
    10. Vorrichtung nach Anspruch 8, bei welcher eine Seilwinde durch Elektromotoren (10) oder elektromagnetisch betätigte Kupplungen betätigt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelvorrichtung für das Drehmoment ein Dynamometer (2) und die Regelvorrichtung für den Sohlendruek eine Waage (4) ist und dass die Betätigung der Seilwinde (9) durch einen Schalter (14) erfolgt, welcher entweder vom Dynamometer oder von der Waage oder von beiden gleichzeitig und zweckmässig auch durch Hand betätigt werden kann.
    11. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Naehlassvorrichtung eine EMI6.1
    12. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Nachlassvorrichtung aus einem oder mehreren Zylindern für flüssige Druckmittel (88, 89) besteht, deren Ausfluss durch ein oder mehrere von mehreren Regelvorrichtungen gesteuerte Ventile (94, 95) und zweckmässig auch von Hand aus (10. 2) beherrscht wird.
    13. Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch je ein besonderes Ventil (94 bzw. 95 bzw. 108) für die Steuerung durch ein Dynamometer, für die Steuerung durch eine Waage und für die Steuerung des Nachlassen im Verhältnis zur Umlaufzahl der Drehbohrvorrichtung.
AT143416D 1934-03-06 1934-03-06 Verfahren und Vorrichtung zum Nachlassen der Bohrwerkzeuge bei drehend arbeitenden Tiefbohranlagen. AT143416B (de)

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