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Bei Tiefbohranlagen hängt die Betriebssicherheit vom Zustand des Flaschenzugseiles ab, bei dessen Bruch nicht nur grosser Sachschaden, sondern sogar Personenschaden entstehen kann. Diese Seile werden im allgemeinen über einen mehrfachen Flaschenzug geführt, dessen Kronenblock im Bohrtum angeordnet und dessen
Rollenblock mit dem Bohrgestänge verbunden ist.
Dabei bringt es die Eigenart der Seileinscherung und der Fahrweise bei abwechselnd zu senkendem und zu hebendem Bohrgestänge mit sich, dass das Seil an einzelnen Stellen, wie z. B. an den Umkehrungen beim Auf- und Abwickeln auf die bzw. von der Hebewerkstrommel und an der Totendseilrolle des festen Blockes, stärker als an andern Stellen verschleisst. Um nun eine im wesentlichen gleichmässige Abnutzung des Seiles zu erreichen, wird dasselbe üblicherweise nach einer bestimmten, in Tonnen-Kilometern ausgedrückten Arbeitsleistung so weit verrückt, dass die dem stärksten Verschleiss ausgesetzt gewesenen Seilabschnitte aus den betreffenden
Beanspruchungszonen herauskommen.
Zu diesem Zweck wird eine zunächst nicht benötigte Seillänge auf einer Reservetrommel- auch
Totendtrommel genannt - bereitgehalten und von Zeit zu Zeit abschnittsweise in die Arbeitszone hereingezogen.
Die gleichzeitig auf die Hebewerkstrommel bei unveränderter Lage des Flaschenzuges aufgewickelten
Seilabschnitte werden nach mehrmaligen Nachrücken abgeschnitten, wobei sich dann auch die Lage der
Umkehrungen auf dieser Trommel verändert.
Die vom Seil geleisteten Tonnen-Kilometer müssen von einer Aufsichtsperson an Hand des eingebauten
Rohrstranges oder Bohrgestänges und den sonst durchgeführten Arbeiten errechnet und in einem Protokoll niedergelegt werden. Der Berechnungsgang hiefür ist nach API-Standard genormt und verhältnismässig zeitraubend. Infolgedessen erfolgt aus Zeitmangel oder andern Gründen die Berechnung häufig nur überschlägig und manchmal erst nachträglich. Dadurch können sich, besonders bei Tiefbohrungen, bei denen die für das
Nachrücken festgelegten Tonnen-Kilometer durch das hohe Bohrgestängegewicht schon in relativ kurzer Zeit erreicht werden, übermässig starke Verschleissbeanspruchungen ergeben und sogar Seilbrüche eintreten.
Den Gegenstand der Erfindung bildet eine Vorrichtung zum Messen und Registrieren der von
Flaschenzugseilen geleisteten Arbeit, insbesondere bei Tiefbohranlagen, durch welche die Aufgabe gelöst wird, das Bohrpersonal von der Berechnung der Seilarbeit zu entlasten und die Kontrolle ohne die Möglichkeit eines menschlichen Irrtums automatisch durchzuführen.
Zur Lösung dieser Aufgabe besitzt die Vorrichtung nach der Erfindung einerseits zur Messung des vom Seil zurückgelegten Weges und zur Umwandlung des gemessenen Wertes n eine elektrische Messgrösse in an sich bekannter Weise ein Reibrad, das an der vom Seil umschlungenen Hebewerkstrommel in einem bestimmten radialen Abstand von deren Drehachse angreift und ebenso wie die Hebewerkstrommel nach entgegengesetzten Richtungen drehbar ist, und weiters einen in an sich bekannter Weise vom Reibrad angetriebenen Tachogenerator, der über einen Frequenzmessumformer mit einem Potentiometer elektrisch zusammengeschaltet ist, wobei anderseits zum Messen und Auswerten der Seilzugspannung ein Manometer vorgesehen ist, das an eine entsprechend der jeweiligen Seilspannung belastete Druckmessdose angeschlossen ist und in an sich bekannter Weise den Schleifkontakt des Potentiometers steuert,
wobei schliesslich eine Messeinrichtung vorgesehen ist, welche den durch das Potentiometer fliessenden, dem Produkt der Seilzugspannung und des Seilweges und damit der vom Seil geleisteten Arbeit proportionalen Strom anzeigt bzw. registriert.
Vorzugsweise ist mit dem Potentiometer ein Zählwerk verbunden, das zum Registrieren der vom Seil geleisteten Arbeit z. B. mittels einer auf Tonnen-Kilometer geeichten Skala dient und mit einer Einrichtung versehen ist, durch die beim Erreichen einer bestimmten Anzahl von Tonnen-Kilometern ein akustisches oder bzw. und optisches Signal ausgelöst wird.
Nachstehend ist an Hand der Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigen Fig. l die Seilanordnung und Fig. 2 die Geräteanordnung im Schaltschema.
Das Fahrseil --1-- einer (im übrigen nicht dargestellten) Tiefbohranlage ist über einen Flaschenzug geführt, dessen Kronenblock--2--fest im Bohrturm angeordnet und dessen beweglicher Rollenblock-S-- mit dem Bohrgestänge verbunden ist. Das eine Seilende ist auf der Hebewerkstrommel--4--aufgewickelt, während das andere Seilende über einen Totendanker--5--zu einer Reservetrommel --6-- geführt ist.
Mit der Hebewerkstrommel steht in einem bestimmten radialen Abstand von ihrer Drehachse ein Reibrad --7-- in Berührung, das in beiden Richtungen frei drehbar auf der Welle eines Tachogenerators-S-- angeordnet ist. Die von dem letzteren in Abhängigkeit von der Umdrehungszahl erzeugten elektrischen Impulse werden über einen elektrischen Stromkreis--9--zu einem Frequenzmessumformer--10--zugeführt und dort in Gleichstrom umgewandet.
Dieser drehzahlproportionale Gleichstrom wird über einen weiteren Stromkreis --11-- einem Potentiometer zugeleitet, dessen Schleifkontakt von einem Manometer --13-- gesteuert ist, das an eine Druckmessdose --14-- angeschlossen ist, die mit dem Totendanker--5-so verbunden ist, dass sie entsprechend der jeweiligen Druckspannung des Seiles--l--belastet ist.
Auf diese Weise wird in dem das Potentiometer--12--durchfliessenden Gleichstrom ein von der Zugspannung des Seiles--l--abhängiger Spannungsabfall erzeugt. Der das Potentiometer-12-durchfliessende Gleichstrom ist daher dem Produkt aus der Seilzugspannung und dem Seilweg proportional, d. h. ein Mass für die vom Seil geleistete Art, und wird über einen Verstärker --15-- in ein Zählwerk-16--
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eingegeben.
Das Zählwerk-16--besitzt zwei Skalen ; auf der einen Skala werden die seit dem letzten Nachrücken des Seiles geleisteten Tonnen-Kilometer angezeigt und bei dem nächsten Nachrücken des Seiles von Hand wieder gelöscht, während auf der andern Skala die Tonnen-Kilometer der gesamten vom Seil geleisteten Arbeit zusammengezählt werden, gegebenenfalls innerhalb der Zeit zwischen zwei Kürzungen des Seiles durch Abschneiden des auf der Hebewerkstrommel-4-aufgewickelten verschlissenen Seilabschnittes.
Mit dem Zählwerk --16-- ist ein - nicht besonders dargestelltes - optisches oder/und akustisches Warngerät verbunden, das dem Bedienungspersonal zu erkennen gibt, wann die für das nächste Nachrücken des Seiles vorgesehene Anzahl von Tonnen-Kilometern erreicht ist. Dieses Warngerät kann ausserdem so ausgebildet sein, dass es durch entsprechende Koppelung mit den beiden Skalen des Zählwerkes ein besonderes Signal gibt, wenn nicht nur ein Nachrücken, sondern gleichzeitig auch ein Kürzen des Seiles erfolgen muss.
Schliesslich empfiehlt sich ein weiters Zählwerk oder eine dritte Skala an dem vorerwähnten Zählwerk, welche nicht von dem das Mass der Arbeitsleistung des Seiles darstellenden Gleichstrom gesteuert werden, sondern auf denen die noch auf der Reservetrommel --6-- zur Verfügung stehende Seillänge ablesbar ist, indem bei jedem Nachrücken eine entsprechende Seillänge abgezogen und der neue Stand eingestellt wird.
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dass die vorher beim Arbeiten des Flaschenzuges über die Stellen der besonderen Beanspruchung, d. h. vor allem die Totendrolle--2--des Kronenblockes--2--und die Umkehrpunkte an den beiderseitigen Wangen der Hebewerkstrommel-4--, hinweglaufenden Seilabschnitte aus diesen Bereichen herauskommen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zum Messen und Registrieren der von Flaschenzugseilen geleisteten Arbeit, insbesondere bei
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zurückgelegten Weges und zur Umwandlung des gemessenen Wertes in eine elektische Messgrösse in an sich bekannter Weise ein Reibrad (7), das an der vom Seil (1) umschlungenen Hebewerkstrommel (4) in einem bestimmten radialen Abstand von deren Drehachse angreift und ebenso wie die Hebewerkstrommel nach entgegengesetzten Richtungen drehbar ist, und weiters einen in an sich bekannter Weise vom Reibrad (7) angetriebenen Tachogenerator (8) aufweist, der über einen Frequenzmessumformer (10) mit einem Potentiometer (12) elektrisch zusammengeschaltet ist, und dass anderseits zum Messen und Auswerten der Seilzugspannung ein Manometer (13) vorgesehen ist,
das an eine entsprechend der jeweiligen Seilspannung belastete Druckmessdose (14) angeschlossen ist und in an sich bekannter Weise den Schleifkontakt des Potentiometers (12) steuert, und dass schliesslich eine Messeinrichtung (16) vorgesehen ist, welche den durch den Potentiometer fliessenden, dem Produkt der Seilzugspannung und des Seilweges und damit der vom Seil geleisteten Arbeit proportionalen Strom anzeigt bzw. registriert.
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