<Desc/Clms Page number 1>
Bohrturbine
Die Erfindung bezieht sich auf eine Bohrturbine, bei welcher der durch einen zentralen Kanal eingeführte Spülflüssigkeitsstrom über eLlen an diesen Kanal anschliessenden Ringkanal dem Schaufelsatz der Turbine zugeleitet wird. In solchen Bohrturbinen erfährt die Turbinenwelle einen Axialschub, der sich aus dem durch die Umleitung des Spillflüssigkeitsstromes in d jn Ringkanal entstehenden Staudruck auf das freie (obere) Wellenende, der Ablenkung des Spülflüssigkeitsstromes in den Laufschaufeln der Turbine und dem Gewicht des von der Turbinenwelle getragenen Bohrwerkzeuges zusammensetzt. Dieser Axialschub muss von dem Axialdrucklager der Turbine aufgenommen werden ; ihm wirkt der jeweilige Bohrdruck entgegen.
In harten Formationen wird mit hohen Bohrdrücken gearbeitet ; es kann dann vorkommen, dass der ganze Axialschub'der Turbine aufgehoben wird, so dass keine Belastung des Axiallagers der Turbine eintritt. Beim Bohren in weichen Formationen ist hingegen der Bohrdruck erheblich geringer und das Axiallager muss nur die Differenz zwischen dem hydraulischen Schub und dem Bohrdruck tragen. Beim Leerlauf der Turbine ist das Axiallager am höchsten belastet ; es muss den ganzen auf die Turbinenwelle wirkenden Axialschub der Turbine aufnehmen.
Da nach den praktischen Erfahrungen die Abnutzung des Axialdrucklagers der Turbine für den Zeitpunkt des Auswechselns der Turbine bestimmend ist und dieses Auswechseln zufolge des Zeitverluste beim Ausbauen und Wiedereinbauen des Bohrgestänges hohe Kosten verursacht, wäre gerade beim Turbinenbohren in weichen Formationen eine Herabsetzung des auf die Turbinenwelle wirkenden Axialschubes besonders wertvoll.
Die Erfindung schafft auf sehr einfache Weise eine Möglichkeit zur Herabsetzung des Axialschubes, u. zw. dadurch, dass gemäss ihrem Hauptkennzeichen ein mit dem Gehäuse fest verbundener, vorzugsweise stromlinienförmiger Umlenkkörper dem freien Ende der Turbinenwelle vorgelagert ist. Dadurch entsteht ein spaltförmiger Raum, in welchem der Flüssigkeitsdruck nach dem Venturi-Prinzip durch Geschwin- digkeitsvergrösserung der vorbeiströmenden Flüssigkeit herabgesetzt werden kann. Der stromlinienförmige, Einsatz wird daher nicht nur durch den Staudruck belastet, der zufolge der Umlenkung aus dem zentralen Kanal in den Ringkanal entsteht, sondern vor allem durch den Druckunterschied an seiner Vorder- und Rückseite.
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Einsatz (Umlenkkörper) im Turbi- nengehäuse auswechselbar angeordnet, so dass sich die Möglichkeit ergibt, bei Verwendung der Turbine für hohe Bohrdrücke den Entlastungseinsatz zu entfernen.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Dabei zeigen in der Zeichnung Fig. 1 den oberen Teil und Fig. 2 den dazugehörigen unteren Teil einer Bohrturbine, während Fig. 3
EMI1.1
wiedergibt..In dem in üblicher Weise aus mehreren Teilen 1, 2,3 und 4 zusammengesetzten Gehäuse ist die Turbinenwelle 5 gelagert, die an ihrem unteren Ende 5a zur Aufnahme des Bohrwerkzeuges ausgebildet ist. Die Lagerung der Turbinenwelle erfolgt einerseits durch die Radiallager 6,7, 8 und anderseits durch das den Axialschub aufnehmende Axiallager 9. Letzteres setzt sich im wesentlichen aus den auf der Turbinenwelle 5 sitzenden Scheiben 9a und den im Gehäuseteil 3 fest angeordneten Ringen 9b zusammen.
Die Turbinenwelle trägt ausserdem die Laufschaufeln 1Åa, denen die zum Antrieb herangezogene Spülflüs- sigkeit aus einem zentralen Eintrittskanal 11 über den sich durch das Axiallager 9 bzw. dessen Ringe 9b
<Desc/Clms Page number 2>
erstreckenden*'Ringkanal 12 und über den Laufschaufeln vorgeschaltete Leitschaufeln 14 zugeführt wird.
Erfindungsgemäss ist nun zur Umlenkung des Spulflussigkeitsstromes aus dem zentralen Kanal 11 in den Ringkanal 12 ein vorzugsweise stromlinienförmiger Einsatz 15 vorgesehen, der als Umlenkkörper dem freien oberen Wellenende 5b vorgelagert ist, der unter Vermittlung von Rippen 16 (Fig. 3) von einem Ring 17 getragen ist, welch letzterer im Gehäuse auswechselbar fixiert ist.
Durch den Einsatz 15 wird ein spaltförmiger Raum S gebildet, in dessen Bereich der Ringkanal durch eine entsprechende Ausbildung des Gehäuseteiles 2 so verengt wird, dass die eintretende Geschwindigkeitsvergrösserung den auf das Wellenende wirkenden Druck herabsetzt und damit das Axiallager der Turbine entlastet.
PATENTANSPRÜCHE : 1. Bohrturbine, bei welcher der durch einen zentralen Kanal eingeführte Spiilflüssigkeitsstrom Über einen an diesen Kanal anschliessenden Ringkanal dem Schaufelsatz der Turbine zugeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit dem Gehäuse fest verbundener, vorzugsweise stromliníenförmiger Einsatz als Umlenkkörper dem freien Ende der Turbinenwelle vorgelagert ist.