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Hydraulische Nachlassvorrichtung für drehend arbeitende Tiefbohranlagen.
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Kolben überträgt. Die Zu-und Ableitung der Druekflüssigkeit der beiden Zylinder kann durch gesteuerte Ventile bekannter Art geregelt werden und kann auf verschiedene Weise erfolgen. Insbesondere ist es möglich, die durch eine Pumpe in ständigem Umlauf gehaltene Flüssigkeit durch die beiden Zylinder durchfliessen zu lassen und deren Abfluss durch Ventile derart zu regeln, dass ein Anheben, ein Stillstand und ein Senken der Kolben erfolgt.
Man kann den Kreislauf der Flüssigkeit aber auch ausserhalb der Zylinder ausführen und auf diese nur die in der Leitung entstehenden Druckschwankungen wirken lassen. Schliesslich ist es auch möglich, das Senken des Werkzeuges während des Bohrbetriebes hydraulisch zu steuern und dessen Anheben, falls ein solches während des Bohrbetriebes notwendig ist, mittels des Flaschenzuges vorzunehmen, ähnlich wie dies derzeit bei den Seiltrommel von Bohrkranen durch Handsteuerung geschieht. In den Zeichnungen ist die Naehlassvorriehtung gemäss der Erfindung schematisch dargestellt.
Fig. 1 stellt eine hydraulische Naehlassvorriehtung dar, bestehend aus zwei Zylindern 1 und 2, zwischen denen der feststehende Teil des Flaschenzuges, der Rollensatz 3, angeordnet ist, an welchem der bewegliche Teil-der untere Rollensatz 4 - hängt. Letzterer ist durch Laschen 5 mit dem die Bohrstange 6 tragenden Spülkopf 7 gelenkig verbunden. Die Übertragung der Last vom Spülkopf auf die Zylinder erfolgt durch einen Verbindungsbalken 8 über zwei Gelenkstücke 9, deren Zapfen sich unter einem rechten Winkel kreuzen, weiters durch eine Zugstange 10 auf Tauchkolben 11. Die Zylinder sind an den Durchgangsstellen von Kolben und Zugstangen durch von aussen zugängliche Stopfbuchsen 1.') abgedichtet.
Die Tauchkolben tragen an ihren oberen Enden Ösen M, um beim Zusammenbau leichter gefasst werden zu können. Der Spülkopf 7 ist im Verbindungsbalken 8 derart befestigt, dass er beim Anheben der unteren Flasche die axiale Verschiebung auf die Kolben überträgt, beim Nachlassen des Flaschenzuges infolge des Eigengewichtes samt dem Kolbenpaar sinkt. Dagegen ist er im Balken 8 frei drehbar ; um die beim Bohren infolge des Reibungswiderstandes in den Lagern auftretenden Drehmomente nicht auf die beiden Zylinder zu übertragen. Sind jedoch diese bzw. die beiden Kolbenstangen genügend kräftig ausgeführt, um als Führung für das Bohrgerät während der Arbeit dienen zu können, so kann der Spülkopf mit dem Verbindungsbalken fest verbunden sein.
Jeder Zylinder ist universal beweglich aufgehängt und zu diesem Zweck in einen ringförmigen Körper 15 eingesetzt, welcher mittels zweier Zapfen in einem zweiten Ring 16 gelagert ist, der selbst wieder um zwei Zapfen schwingen kann, wobei die Zapfenachse beider Ringe aufeinander senkrecht stehen. Die Zuführung der Druckflüssigkeit erfolgt durch einen der Zapfen jenes Lagerringes, der unmittelbar mit dem Zylinder verbunden ist. Da infolge universaler Beweglichkeit der Zylinder die Verbindung mit der feststehenden Rohrleitung nachgiebig sein muss, ist es zweckmässig, Schläuche 17 (Fig. 2) oder biegsame Rohre zu verwenden.
Damit die Zylinder beim Ein-und Ausbau der Bohrgeräte aus dem Bohrloch die Arbeiten nicht behindern, sind sie derart angeordnet, dass die Drehachse der beweg-
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diese Ebene schneidet, d. h. die Zylinderachsen liegen in einer Diagonalebene des Bohrgerüstes 18 (Fig. 3), u. zw. so, dass jener Zylinder, welcher sieh auf der Seite befindet, an welcher die Bohrgeräte, insbesondere das Bohrgestänge, nach demFördernabgesteIltwerden, von derArbeitsbühne Mweiter entfernt liegt als der andere. Durch diese Anordnung bleibt der Raum für das Abseitsstellen der Bohrgestänge vollkommen frei.
Die Aufhängung der beiden Zylinder kann in verschiedener Höhe des Bohrgerüstes erfolgen. insbesondere auch an dessen höchster Stelle in der Turmkrone. Zur Lagerung kann das vorhandene Balkensystem benutzt werden, welches die oberen Flaschenzugrollen trägt, und dies kann unbedenklich geschehen, da das Gewicht der Bohrgeräte entweder am Flaschenzug oder an den Nachlasszylindern hängt ; also eine Vermehrung der Belastung des Balkensystems nicht stattfindet. Die Aufhängevorrichtung kann die Zylinder, wie in Fig. 1 dargestellt, an deren Ende fassen, sie kann aber auch an einer beliebigen andern Stelle liegen, so dass die Zylinder über die Turmkrone hinausragen, wenn Wert darauf gelegt wird, besonders lange Strecken ohne Unterbrechung der Arbeit abbohren zu können.
Werden die Zylinder nicht in der Turmkrone, sondern an einer tieferliegenden Stelle des Bohrgerüstes (Fig. 4) angeordnet, so können die Balken, welche die Lager der Zylinder tragen, mit dem Balken der oberen Seilrollen des Flaschenzuges durch Zugstangen verbunden werden, um sie schwächer und leichter ausführen zu können.
Das Speisen der Zylinder mit Druckflüssigkeit kann auf verschiedene Art erfolgen. In Fig. 4 ist eine Ausführungsmöglichkeit dargestellt, bei welcher eine von einem Elektromotor 25 angetriebene rotierende Pumpe 26 die Flüssigkeit einem Behälter 27 entnimmt und durch eine Rohrleitung 28 über die Ventile einer den Sohlendruck, das Drehmoment, die Umlaufzahl oder sonst eine Betriebsgrösse des Drehbohrvorganges regelnde Vorrichtung 29 in Umlauf hält. Von der Regelvorrichtung führt eine Rohrleitung 30 entlang des Bohrgerüstes 31 zu den Naehlasszylindern 32. Unmittelbar vor diesen gabelt sich die Leitung und ist durch elastische Stücke oder Schläuche 17 (Fig. 2) mit beiden Zylindern verbunden.
Der in der Leitung 30 herrschende Druck pflanzt sich auf die Kolben der Nachlassvorrichtung fort, ohne dass die Flüssigkeit durch die Zylinder zirkuliert. Steigt der Druck, so erfolgt ein Anheben. und fällt er, so erfolgt ein Senken des Bohrwerkzeuges.
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In Fig. 5 ist schematisch eine andere Möglichkeit dargestellt, um mit den Druckzylindern ebenfalls ohne ständige Zirkulation der Flüssigkeit arbeiten zu können. Zu diesem Zwecke befindet sich an einer hoehliegenden Stelle des Bohrgerüstes ein FlüssigkeitsbehäUer, 35, aus dem beim Anheben des Werkzeuges mittels des Flaschenzuges Flüssigkeit in die beiden Zylinder, 16 gesaugt wird. Zwischen Behälter und Zylinder sind Rückschlagventile. 37 angeordnet, welche sich schliessen, sobald die Zylinder durch das Gestängegewicht belastet werden. Die Ableitung : 38 erfolgt ebenfalls über Rückschlagventile 39, welche beim Ansaugen geschlossen sind, beim Sinken der Kolben 40 entsprechend der Drosselung in der Regelvorrichtung 41 geöffnet werden.
Die durch das Gewicht aus den Zylindern gepresste Flüssigkeit strömt wieder durch die Rohrleitung 42 in den Behälter 35 zurück, um beim nächsten Anheben der Kolben abermals in die Zylinder gesaugt zu werden. In der Figur ist eine Regelvorrichtung 41 dargestellt, die aber nicht Gegenstand der Erfindung ist, sondern nur zum besseren Verständnis beitragen soll.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Hydraulische Nachlassvorrichtung für drehend arbeitende Tiefbohranlagen, dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulische Einrichtung am Bohrgerüst hängend gelagert ist, u. zw. derart, dass die Achse der Vorrichtung mit der Bohrlochachse zusammenfällt und dass der axial verstellbare Teil (8) derselben das Gewicht des Bohrwerkzeuges trägt.
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Hydraulic relief device for rotating deep drilling rigs.
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Piston transmits. The supply and discharge of the pressurized fluid from the two cylinders can be regulated by controlled valves of a known type and can take place in various ways. In particular, it is possible to let the liquid kept in constant circulation by a pump flow through the two cylinders and to regulate its outflow through valves in such a way that the pistons are raised, stopped and lowered.
The liquid cycle can also be carried out outside the cylinder and only allow the pressure fluctuations that arise in the line to act on it. Finally, it is also possible to hydraulically control the lowering of the tool during the drilling operation and to raise it, if such is necessary during the drilling operation, by means of the pulley, similar to what is currently done with the cable drums of drilling cranes by manual control. In the drawings, the Naehlassvorriehtung according to the invention is shown schematically.
Fig. 1 shows a hydraulic Naehlassvorriehtung, consisting of two cylinders 1 and 2, between which the fixed part of the pulley block, the roller set 3, is arranged, on which the movable part - the lower roller set 4 - hangs. The latter is connected in an articulated manner to the flushing head 7 carrying the drill rod 6 by means of tabs 5. The load is transferred from the flushing head to the cylinder through a connecting beam 8 via two articulated pieces 9, the pins of which cross at right angles, and also through a tie rod 10 to the plunger 11. The cylinders are at the points of passage of the piston and tie rods from the outside accessible stuffing boxes 1. ') sealed.
The plungers have eyelets M at their upper ends so that they can be grasped more easily during assembly. The flushing head 7 is fastened in the connecting beam 8 in such a way that it transfers the axial displacement to the pistons when the lower bottle is raised, and when the pulley is released it sinks together with the piston pair due to its own weight. In contrast, it is freely rotatable in the beam 8; in order not to transfer the torques that occur during drilling due to the frictional resistance in the bearings to the two cylinders. However, if this or the two piston rods are made strong enough to be able to serve as a guide for the drilling device during work, the flushing head can be firmly connected to the connecting bar.
Each cylinder is universally movably suspended and for this purpose is inserted into an annular body 15, which is mounted by means of two pegs in a second ring 16, which can itself again swing around two pegs, the peg axis of both rings being perpendicular to each other. The hydraulic fluid is supplied through one of the journals of the bearing ring that is directly connected to the cylinder. Since the connection with the fixed pipeline must be flexible due to the universal mobility of the cylinder, it is advisable to use hoses 17 (Fig. 2) or flexible pipes.
So that the cylinders do not hinder the work when installing and removing the drilling equipment from the borehole, they are arranged in such a way that the axis of rotation of the moving
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intersects this plane, d. H. the cylinder axes lie in a diagonal plane of the drill rig 18 (Fig. 3), u. in such a way that that cylinder which is located on the side on which the drilling equipment, in particular the drill pipe, is stowed away after it has been conveyed, is further away from the working platform M than the other. This arrangement leaves the space completely free for placing the drill rods apart.
The two cylinders can be suspended at different heights of the drill rig. especially at its highest point in the tower crown. The existing beam system, which carries the upper pulley rollers, can be used for storage, and this can be done safely, since the weight of the drilling rigs depends either on the pulley block or on the estate cylinders; so an increase in the load on the beam system does not take place. The suspension device can hold the cylinder at the end, as shown in FIG. 1, but it can also be at any other point so that the cylinder protrudes beyond the tower crown, if value is placed on it, particularly long distances without interrupting the To be able to drill off work.
If the cylinders are not arranged in the tower crown, but at a lower point of the drilling rig (Fig. 4), the beams that carry the bearings of the cylinders can be connected to the beams of the upper pulleys of the pulley block with tie rods to make them weaker and easier to do.
The cylinders can be fed with hydraulic fluid in various ways. 4 shows an embodiment in which a rotating pump 26 driven by an electric motor 25 takes the liquid from a container 27 and regulates the base pressure, the torque, the number of revolutions or some other operating variable of the rotary drilling process through a pipeline 28 via the valves Device 29 keeps in circulation. A pipeline 30 leads from the control device along the drilling frame 31 to the Naehlasszylindern 32. Immediately in front of these the line forks and is connected by elastic pieces or hoses 17 (Fig. 2) with both cylinders.
The pressure prevailing in the line 30 is propagated to the pistons of the relief device without the liquid circulating through the cylinders. If the pressure increases, there is an increase. and if it falls, the drilling tool is lowered.
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In Fig. 5, another possibility is shown schematically to be able to work with the pressure cylinders also without constant circulation of the liquid. For this purpose there is a liquid container 35 at a high point on the drilling rig, from which liquid is sucked into the two cylinders 16 by means of the pulley system when the tool is lifted. There are check valves between the container and the cylinder. 37 arranged, which close as soon as the cylinders are loaded by the weight of the rod. The derivation: 38 also takes place via check valves 39, which are closed when sucking in, and when the pistons 40 sink, they are opened in accordance with the throttling in the control device 41.
The liquid pressed out of the cylinders by the weight flows back through the pipe 42 into the container 35, in order to be sucked into the cylinders again the next time the pistons are raised. In the figure, a control device 41 is shown, which is not the subject of the invention, but is only intended to contribute to better understanding.
PATENT CLAIMS:
1. Hydraulic discount device for rotating deep drilling rigs, characterized in that the hydraulic device is suspended from the drilling rig, u. zw. In such a way that the axis of the device coincides with the borehole axis and that the axially adjustable part (8) thereof bears the weight of the drilling tool.