<Desc/Clms Page number 1>
Antriebsanordnung für Dreh-Tiefbohranlagen.
Um den Dieselmotor, der sich in den letzten Jahren fast auf dem gesamten Gebiete der Erdölindustrie durchgesetzt hat, auch für das Drehbohren nutzbar zu machen, das bekanntlich eine weitestgehende Anpassungsfähigkeit und elastische Arbeitsweise zur Erfüllung der eigenartigen Betriebsbedingungen von der Antriebsmaschine fordert, wurden zwischen dem Bohraggregat und dem Dieselmotor elastische Übertragungselemente, wie Reibungs-und elastische Kupplungen, Schalt-und Wendegetriebe eingeschaltet, um mit mechanischen Mitteln, soweit dies mit diesen überhaupt möglich ist, die geringe Anpassungsfähigkeit und die geringe Elastizität des Dieselmotors gegenüber der früher als Antriebsmittel dienenden Dampfmaschine auszugleichen.
Die hiedurch notwendigen, sehr umfangreichen Hilfseinrichtungen verteuern die Anlagekosten ausserordentlich und es bedarf einer grossen Erfahrung in der Bedienung einer solchen Anlage, um auch nur annähernd Drehmoment und Drehzahl den Aggregaten auf der getriebenen Welle, dem jeweiligen Betriebszustande entsprechend, anzupassen. Da, wie die Erfahrung feststellte, der Antrieb mittels Dieselmotors keine ideale Leistungs- übertragung ermöglicht, ist man dazu übergegangen, durch hydraulische Umformung die vorerwähnte ungünstige Dieseleharakteristik in die für Drehbohranlagen ideale Dampfmasehinencharakteristik umzuwandeln.
Der bisher verwendete Antrieb für Tiefbohrvorrichtungen, bei dem die Leistung einer Kraftmaschine durch einen geschlossenen Flüssigkeitsstrom auf einen den Bohrkran antreibenden hydraulischen Motor übertragen wird, kennzeichnet sich dadurch, dass die Regelung der Leistungsänderung des Aggregates an dem in der Nähe des Bohrkranes aufgestellten hydraulischen Antriebsmotor, der als Freistrahlturbine ausgebildet ist, erfolgt, u. zw. durch Verstellung der Strahldüse. Diese Anordnung bietet den Vorteil, dass der Hauptantriebsmotor mit konstanter Drehzahl umlaufen kann, aber die Drehzahl des Bohrkrans und damit auch des Drehtisches von Null bis zu einem den Betriebsverhältnissen angepassten Maximum regelbar ist.
Durch diese Zwischenschaltung der Turbine kann weder die Geschwindigkeitsregelung des Krans noch eine durch ein Bohrhindernis hervorgerufene Änderung der Drehzahl, selbst wenn diese auf Null sinkt, eine Störung oder gar Überlastung der Hauptantriebsmaschine verursachen. Weiter bietet die Zwischenschaltung der Turbine den erheblichen Vorteil, dass an ihr mit abnehmender Drehzahl das Drehmoment zunimmt, also auch stärkere Bohrhindernisse leicht überwunden werden können, ohne dass eine Bruchgefahr od. dgl. besteht.
Gemäss der Erfindung wird nun, um gegenüber der bekannten diesel-hydraulischen Kraft- übertragung bei Drehbohranlagen eine vollkommen automatische, stufenlose und weitestgehende Anpassung von Drehmoment und Drehzahl auf der getriebenen Welle zu erreichen, zwischen dem Antriebsmotor und dem Bohrtisch ein an sich bekanntes, z. B. im Fahrzeugbau bereits erfolgreich verwendetes Flüssigkeitsströmungsgetriebe angeordnet, d. h. ein Aggregat, bei dem eine Hochdruckschleuderpumpe unmittelbar mit einer Reaktionsturbine, unter Wegfall jeder Rohrleitung eng zusammengebaut ist und die Regelung der Leistung dutch Verstellung der Pumpenschaufeln oder durch Änderung der Antriebsdrehzahl des Motors erfolgt. Es empfiehlt sich, die Turbine zwecks Leistungssteigerung mehrstufig auszubilden.
Weiter wird die Erfindung noch in der zusätzlichen Anordnung einer schaltbaren Zahnradstufe hinter dem Strömungsgetriebe gesehen, um zwei Arbeitsbereiche zu erhalten, von denen der eine etwa bei 500 PS zum Gestängeziehen und der andere etwa bei 100 PS zum Bohren liegt, so dass eine gute Annäherung der Zugkräfte an die bisher mit mehrgängigen Schaltgetrieben erreichten Zugkräfte erzielt wird. Es wird also durch diese zusätzliche schaltbare Zahnradstufe gegenüber dem Bekannten eine erhebliche Vereinfachung der Anlage auch hinsichtlich der Bedienung erreicht.
Schliesslich sei noch erwähnt, dass Bohranlagen sehr häufig schon nach kurzer Zeit nach einem andern Arbeitsfeld überführt werden müssen. Die bei dem vorerwähnten diesel-hydraulischen Antrieb notwendigen Rohrleitungen, Kanäle und Sammelbecken für die Betriebsflüssigkeit erschweren und verteuern die Überführung der Anlage von der einen Arbeitsstelle zur andern ganz erheblich, während bei der Anlage nach der Erfindung diese Kosten und Schwierigkeiten in Fortfall kommen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Antriebsanordnung für Dreh-Tiefbohranlagen, bei der die Leistung einer Kraftmaschine durch einen geschlossenen Flüssigkeitsstrom auf einen hydraulischen Motor übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Antriebsmotor und Bohrkran ein an sich bekanntes Flüssigkeitsströmungsgetriebe angeordnet ist und dass die Leistungsregelung durch Verstellen der Pumpenschaufeln oder durch Regelung der Antriebsdrehzahl erfolgt.
**WARNUNG** Ende DESC Feld kannt Anfang CLMS uberlappen**.
<Desc / Clms Page number 1>
Drive arrangement for rotary deep drilling rigs.
In order to make the diesel engine, which has established itself in almost the entire field of the oil industry in recent years, usable for rotary drilling, which is known to require the greatest possible adaptability and elastic operation to meet the peculiar operating conditions of the drive machine, between the drilling unit and the diesel engine has elastic transmission elements, such as friction and elastic clutches, shift gears and reversing gears switched on in order to compensate for the low adaptability and the low elasticity of the diesel engine compared to the steam engine which previously served as drive means with mechanical means, as far as this is possible with them.
The very extensive auxiliary equipment required as a result makes the system costs extremely expensive and a great deal of experience in the operation of such a system is required in order to even approximately adjust the torque and speed of the units on the driven shaft to the respective operating conditions. Since, as experience has established, the drive by means of a diesel engine does not allow ideal power transmission, one has switched to converting the aforementioned unfavorable diesel characteristics into the steam engine characteristics ideal for rotary drilling rigs by means of hydraulic conversion.
The previously used drive for deep drilling devices, in which the power of a prime mover is transmitted through a closed flow of fluid to a hydraulic motor driving the drilling crane, is characterized in that the control of the change in power of the unit is carried out on the hydraulic drive motor set up near the drilling crane, the is designed as a free jet turbine, takes place u. betw. by adjusting the jet nozzle. This arrangement offers the advantage that the main drive motor can rotate at a constant speed, but the speed of the drilling crane and thus also of the turntable can be regulated from zero to a maximum that is adapted to the operating conditions.
This interconnection of the turbine means that neither the speed control of the crane nor a change in the speed caused by an obstacle to drilling, even if this drops to zero, can cause a malfunction or even overload of the main drive machine. The interposition of the turbine also offers the considerable advantage that the torque increases at it with decreasing speed, so even stronger drilling obstacles can easily be overcome without the risk of breakage or the like.
According to the invention, in order to achieve a completely automatic, stepless and extensive adjustment of torque and speed on the driven shaft compared to the known diesel-hydraulic power transmission in rotary drilling rigs, a per se known, z. B. in vehicle construction already successfully used fluid flow transmission arranged, d. H. a unit in which a high-pressure centrifugal pump is directly assembled with a reaction turbine, eliminating any pipeline, and the power is regulated by adjusting the pump blades or by changing the drive speed of the motor. It is advisable to design the turbine in several stages in order to increase its performance.
Furthermore, the invention is seen in the additional arrangement of a switchable gear stage behind the fluid flow transmission in order to obtain two working areas, one of which is around 500 HP for rod pulling and the other is around 100 HP for drilling, so that a good approximation of the Tensile forces to the tensile forces previously achieved with multi-speed gearboxes is achieved. This additional switchable gear stage results in a considerable simplification of the system, also in terms of operation, compared to the known.
Finally, it should be mentioned that drilling rigs very often have to be transferred to another field of work after a short time. The pipes, channels and reservoirs for the operating fluid required in the aforementioned diesel-hydraulic drive make it difficult and expensive to transfer the system from one job to the other, while these costs and difficulties are eliminated with the system according to the invention.
PATENT CLAIMS:
1. Drive arrangement for rotary deep drilling rigs, in which the power of a prime mover is transmitted to a hydraulic motor by a closed flow of fluid, characterized in that a known fluid flow gear is arranged between the drive motor and the drilling crane and that the power control by adjusting the pump blades or by The drive speed is regulated.
** WARNING ** End of DESC field may overlap beginning of CLMS **.