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Die Erfindung betrifft einen Drehmomentenanker zur Rotationsblockierung einer Produktionsrohranlage im Verhältnis zu einem Stützgehäuse (auch als Verkleidung oder auf Englisch „casing” bezeichnet) eines Bohrlochs und/oder eine Pumpenanlage, welche mit einer Exzenterschneckenpumpe ausgestattet ist, welche einen derartigen Drehmomentenanker aufweist.
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Eine Pumpenanlage weist in ihrer am weitesten verbreiteten Ausgestaltung einen Bohrlochkopf auf, welcher mit einem Oberflächenantriebslager ausgestattet ist, das auf einem „Bohrlochverschlussblock” montiert ist, welches in einer Distanz eine Exzenterschneckenpumpe antreibt, welche an der Basis einer Produktionsrohranlage montiert ist oder welche in der Produktionsrohranlage eingesetzt ist. Die Pumpe ist am Boden des Bohrlochs installiert. Das Antriebslager an dem Bohrlochkopf trägt und treibt in der Drehung an eine Antriebswelle, welche als „glatte Stange” bezeichnet wird. Die glatte Stange treibt ein Bohrgestänge (oder eine kontinuierliche Stange) an, welche im Inneren und vollständig entlang der Produktionsrohranlage angeordnet ist. Dieses Bohrgestänge treibt wiederum in Drehung den Rotor der Exzenterschneckenpumpe an, welche am Boden des Bohrlochs angeordnet ist. Das Fluid, welches sich am Boden des Bohrlochs befindet, wird durch die Pumpe weitergeleitet und in der Produktionsrohranlage bis zum dem Bohrlochkopf befördert, wo es durch Leitungen zur Verteilung abgeführt wird. Der Drehmomentenanker hält den Stator der Pumpe in solch einer Art und Weise, dass er nicht selbst in Drehung am Boden des Bohrlochs angetrieben wird, und verhindert somit das Lösen der Rohre (auch als Verrohrung oder auf Englisch „tubing” bezeichnet), welche die Produktionsrohranlage bilden.
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Es sind insbesondere aus dem Dokument
US 6,155,346 Drehmomentenanker für eine Produktionsrohranlage bekannt, welche Zähne aufweisen, die auf einem Nocken montiert sind, welcher an dem Bohrgestänge befestigt ist. Die Zähne sind über den Nocken in der Lage, zwischen einer eingezogenen Position im Inneren des Drehmomentenankers und einer Blockierposition verstellt zu werden, bei welcher sich die Zähne radial in Richtung zu der Außenseite hin von dem Gestell des Drehmomentenankers erstrecken und sich an einem Stützgehäuse festklammern.
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Derartige Drehmomentenanker weisen zahlreiche Nachteile auf.
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Zunächst basieren sie auf Techniken mit einer Selbsthemmung bzw. Verklemmung und sind somit anfällig dafür, sich während der Produktion aus der Verankerung aufgrund von starken Vibrationen zu lösen, welche durch die Exzenterschneckenpumpe erzeugt werden. Dieses Lösen einer Verankerung kann zu der Lockerung des Verrohrungsstrangs und seinem Herunterfallen auf den Boden des Bohrlochs führen, was einen vollständigen Stopp der Betriebsvorgänge einer Produktion und beträchtliche Kosten zum Realisieren von Vorgängen eines Herausfischens impliziert.
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Sodann können sich in bestimmten Fällen die Mechanismen eines Einziehens aufgrund des Vorhandenseins von Sand oder aufgrund eines Verschlechtertseins durch die Korrosion blockieren. In diesem Fall wird der Drehmomentenanker durch die Kraft derart wieder heraufgebracht, dass das Stützgehäuse und die Ausrüstung am Boden beschädigt werden.
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Des Weiteren werden die Zähne durch Bedienpersonen in die Position einer Blockierung durch die Drehung des Verrohrungsstrangs ausgehend von der Oberfläche mit Hilfe von Greifschlüsseln gebracht. Dieser Vorgang eines Antriebs stellt für die Sicherheit der Bedienpersonen ein gewisses Risiko dar, welche die Greifschlüssel handhaben, um auf sie eine Torsionskraft zu übermitteln. Tatsächlich kann, wenn der Greifschlüssel ausrutscht, er die Bedienpersonen verletzen.
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Außerdem führt bei einem normalen Funktionieren die Selbsthemmung der Zähne grundsätzlich zu extrem erhöhten Kontaktdrücken zwischen den Zähnen und dem Stützgehäuse. Es wird somit unter Berücksichtigung des hohen vibrationsbezogenen Niveaus im Verlaufe des Pumpvorgangs stark angenommen, dass die Zähne, deren Form notwendigerweise zum Herbeiführen der Selbsthemmung aggressiv ist, das Stützgehäuse „abarbeiten” bzw. „abtragen”.
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Des Weiteren sind bestimmte Bohrlöcher im Verlaufe der Produktion beträchtlichen Variationen hinsichtlich der Temperatur unterworfen. Diese Variierungen der Temperaturen dehnen den Verrohrungsstrang aus, der sich um eine Länge verlängern kann, die bis zu 6 Metern gehen kann, jedoch dehnen nicht oder nur wenig das Stützgehäuse aus, da dieses bei der Entstehung einzementiert wird. Im Verlaufe dieser Variierungen hinsichtlich der Temperatur wird der Drehmomentenanker, welcher durch die Ausdehnung der Produktionsrohranlage gestoßen wird, im Verhältnis zu dem Stützgehäuse gemäß der longitudinalen Achse des Bohrlochs verstellt. Da die Zähne des Drehmomentenankers immer noch in dem Stützgehäuse verankert sind, wird eine gewisse Beschädigung durch eine Kerbung der inneren Wand des Stützgehäuses vermutet, was jedoch bis heute nicht quantifiziert worden ist.
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Schließlich können, um sicher zu sein, dass die Zähne des Drehmomentenankers gut an dem Stützgehäuse festgeklammert sind, diese Zähne in die Position einer Blockierung an der Oberfläche des Bohrlochs angetrieben werden vor einem Hinablassen des Drehmomentenankers an den Boden des Bohrlochs. In diesem Fall wird während des Hinabbringens des Drehmomentenankers an den Boden des Bohrlochs die Gesamtheit der Rohre des Stützgehäuses angerissen und beschädigt.
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Das Dokument
EP 1 371 810 beschreibt eine Antirotationsvorrichtung einer Bohrlocheinrichtung von der Art, welche eine drehende Welle und ein Gehäuse, welches die drehende Welle enthält, aufweist. Die Antirotationsvorrichtung ist zum Blockieren der Drehung des Gehäuses bei der gebohrten Ausbildung geeignet. Sie weist Wagen auf, welche mit Rollen ausgestattet sind, die an einer Achse senkrecht zu der Längsachse des Gehäuses montiert sind. Der Abschnitt der Rollen ist derart verjüngt, um sich in dem Gestein der gebohrten Ausbildung festzuklammern und durch diese Festklammerung jede Drehung der Bohrlocheinrichtung zu verhindern.
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Diese Antirotationsvorrichtung ist jedoch nicht für eine Verwendung in einem Stützgehäuse angepasst, da die sich verjüngende Oberfläche der Rollen das Risiko birgt, das Stützgehäuse zu zerschneiden und zu beschädigen. Des Weiteren ist diese Vorrichtung unterdimensioniert im Verhältnis zu Torsionskräften, welche durch einen Stator an eine Produktionsrohranlage angelegt werden, während der Rotor in Drehung angetrieben wird. Eine derartige Vorrichtung könnte sich derartigen Kräften nicht widersetzen, außer durch ein Erhöhen ihrer Größe auf solch eine Art und Weise, dass sie nicht mehr in die Produktionsrohranlage eingesetzt werden könnte.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Drehmomentenanker bereitzustellen, welcher fähig ist, sich gemäß der longitudinalen Achse des Bohrlochs zu verstellen unter einem Geringhalten der Beschädigung des Stützgehäuses unter gleichzeitig einem Widerstehen gegenüber erhöhten Torsionsdrehmomenten.
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Derartige erhöhte Torsionsdrehmomente treten bei schweren Erdölpumpbohrlöchern (Vorhandensein von Sand, aromatischen Ölen, hohe Viskositäten) oder Pumpbohrlöchern von Wasser, insbesondere während einer Verwendung von metallischen Statoren (diejenigen von Metall/Metall-Pumpen vom Typ PCM VulcainTM), Exzenterschneckenpumpen mit großem Durchsatz oder wenn das Pumpen bei besonderen Betriebsbedingungen realisiert wird, bei welchen die vibrationsbezogenen Beanspruchungen beträchtlich sind, oder bei Temperaturen, welche bis zu 350° erreichen können, auf.
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Zu diesem Zweck hat die Erfindung einen Drehmomentenanker zum Gegenstand, welcher zum Blockieren hinsichtlich einer Drehung einer Produktionsrohranlage im Verhältnis zu einem Stützgehäuse eines Bohrlochs bestimmt ist, welches eine longitudinale Achse aufweist; wobei der Drehmomentenanker ein Gestell und Verankerungskassetten, welche durch das Gestell getragen sind, aufweist; wobei jede Verankerungskassette eine Scheibe aufweist, welche einen Umriss und eine Scheibenachse aufweist, welche die Scheibe trägt, wobei die Scheibenachse ein Ende aufweist; wobei ein Kontaktpunkt des Umrisses der Scheibe dazu bestimmt ist, mit dem Stützgehäuse in Kontakt zu gelangen, wobei ein gegenüberliegender Punkt auf diametral gegenüberliegende Art und Weise zu dem Kontaktpunkt vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass für jede Verankerungskassette die Scheibe an dem Ende der Scheibenachse montiert ist; wobei ein Positionierungswinkel β, welcher zwischen 30° und 180° und vorteilhafterweise zwischen 60° und 90° liegt, zwischen einer ersten Geraden und einer zweiten Geraden definiert ist, wobei die erste Gerade durch den Mittelpunkt des Stützgehäuses und den Kontaktpunkt hindurchgeht, wobei die zweite Gerade durch den Mittelpunkt des Stützgehäuses und den gegenüberliegenden Punkt hindurchgeht.
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In vorteilhafter Weise wird in dieser Position der Achse, welche die Scheibe trägt, eine tangentiale Kraft an die Scheiben an einem einzigen Kontaktpunkt der Scheibe angelegt während des Hinablassens beim Vervollständigen des Drehmomentenankers oder wenn die Länge des Stützgehäuses durch eine Ausdehnung verändert wird. Diese Kraft treibt die Scheiben in Drehung an und erlaubt es somit dem Drehmomentenanker, sich entlang des Stützgehäuses zu verstellen, wobei die Beschädigung des Stützgehäuses verringert wird (zyklische Kaltverformung und kein Abriss von Material wie bei den bestehenden Produkten). Wenn diese tangentiale Kraft nicht an die Scheiben angelegt wird, d. h. wenn sich der Drehmomentenanker nicht entlang des Stützgehäuses verstellt, ist das durch den Stator ausgeübte Drehmoment in einer Ebene enthalten, welche die Achsen der Scheibe derart enthält, dass die Scheiben nicht in Drehung angetrieben werden.
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Gemäß besonderen Ausführungsformen weist der Drehmomentenanker das eine oder mehrere von den nachfolgenden Merkmalen auf:
- – Bei jeder Verankerungskassette ist die Scheibe gemäß einer Verstellungsrichtung, welche parallel zu der Scheibenachse ist, beweglich und bei welcher jede Verankerungskassette eine Einrichtung zum Spannen aufweist, welche zum Ausüben einer Kraft auf die Scheibe gemäß der Verstellungsrichtung geeignet ist, um die Scheibe in dem Stützgehäuse zu verankern.
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Vorteilhafterweise erlaubt es die Positionierung der Scheibe in Kombination mit der Richtung einer Anlegung der Kraft der Vorrichtung zum Spannen, ein höheres Widerstandsdrehmoment zu erzielen als bei den Vorrichtungen aus dem Stand der Technik, bei welchen die Richtung einer Anlegung der Kraft der Vorrichtung zum Spannen senkrecht zu der Achse der Scheiben ist. Folglich kann eine Vorrichtung zum Spannen von einer geringeren Abmessung bei dem Drehmomentenanker gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Dies ermöglicht es, sehr kompakte Drehmomentenanker zu realisieren.
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Des Weiteren spielt vorteilhafterweise diese Einrichtung zum Spannen eine Rolle einer Aufhängung bzw. eines Federsystems in dem Sinne, dass sie es erlaubt, jede Scheibe in Abhängigkeit von Unregelmäßigkeiten zu verstellen, welche entweder mit Variierungen hinsichtlich eines Durchmessers von Rohren des Stützgehäuses, welche das Stützgehäuse bilden, verbunden sind, oder mit einer lokalen Verformung oder einer lokalen Korrosion eines Rohres verbunden sind. Sie erlaubt es ebenso, den Drehmomentenanker in verschiedenen Pumpbohrlöchern zu verwenden, welche nicht alle Stützgehäuse vom gleichen inneren Durchmesser oder von gleicher Wanddicke aufweisen.
- – Die Einrichtung zum Spannen weist N Federn auf, welche regelmäßig um die Scheibenachse herum aufgeteilt sind, wobei N eine ganze natürliche Zahl größer als oder gleich zu eins ist.
- – N ist gleich zu zwei, wobei die zwei Federn auf koaxiale Art und Weise zu der Scheibenachse angeordnet sind, und die Verankerungskassette weist eine Anschlagscheibe auf, welche zwischen der Scheibe und den Federn angeordnet ist.
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Die Verwendung von zwei konzentrischen Federn erlaubt es vorteilhafterweise, eine beträchtliche Kraft auf die Scheiben anzulegen. Die Anschlagscheibe erlaubt es sicherzustellen, dass die Kräfte, welche durch die Federn auf die Scheibe angelegt werden, gleichförmig aufgeteilt sind.
- – Die Verankerungskassette weist ein Lager auf, welches zum Tragen der Scheibe geeignet ist, und jedes Lager weist einen Vorsprung auf, welcher eine innere Kammer begrenzt, welche die N Federn enthält, wobei der Vorsprung zum Führen der N Federn in Translation in dem Vorsprung sowie in Rotation um die Scheibenachse herum geeignet ist.
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Der Vorsprung erlaubt es vorteilhafterweise, die Federn an Ort und Stelle zu halten, wobei lediglich eine Seite der Scheiben einer beträchtlichen Last ausgesetzt ist, welche von dem Drehmoment her kommt, das durch den Stator und durch den Kontakt mit dem Stützgehäuse her kommt.
- – Der Anker weist mindestens einen Fluiddurchlass zwischen dem Äußeren des Gestells und der inneren Kammer auf.
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Vorteilhafterweise erlaubt es dieser Fluiddurchlass, das Fluid je nach Variierungen des Volumens der inneren Kammer, welche mit der Komprimierung oder Entspannung von Federn verbunden sind, zu fördern oder anzusaugen. Durch ein Reduzieren der Größe dieses Durchlasses ist es möglich, die Dämpfung von Verstellungen der Scheiben gemäß der Richtung der Scheibenachse bei einem Laminieren des Fluids durch einen „engen/reduzierten” Durchlass (Düse) zu erhöhen.
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Ebenso auf vorteilhafte Art und Weise kann das gepumpte Fluid durch diese Durchlässe eindringen und die Federn schmieren, was somit ihre Lebensdauer erhöht, insbesondere wenn das Fluid vorab gefiltert wird.
- – Das Gestell weist Aufnahmen auf, welche eine Führungsschiene bilden, die in Richtung zu der Außenseite hin mündet; wobei jede Aufnahme zum Enthalten einer Verankerungskassette geeignet ist.
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Somit kann die Gesamtheit von Teilen, welche in der Verankerungskassette enthalten sind, vorteilhafterweise frei sein und leicht von der Aufnahme herausgenommen werden und während Wartungsbetrieben des Drehmomentenankers ausgetauscht werden.
- – Das Lager ist zum Gleiten in der Aufnahme geeignet, wobei das Lager an der Aufnahme durch ein Hinzufügen von Fett an ihrer Verbindungsstelle anhaftet.
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Da das Lager die Scheibenachse, die N Federn und gegebenenfalls die Anschlagscheibe enthält, kann die Gesamtheit dieser Elemente leicht von der Aufnahme entnommen werden.
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Die Anhaftung mit dem Fett erlaubt es, den Kontakt zwischen der Aufnahme und dem Lager zu schmieren, wobei dabei ein leichter Widerstand gegen ein Herausnehmen der Verankerungskassette während einer Handhabung des Drehmomentenankers außerhalb von dem Stützgehäuse erzeugt wird.
- – Die Verankerungskassetten weisen einen Lageranschlag auf, welcher zum Tragen der Scheibenachse geeignet ist, wobei der Anschlag mindestens eine Schulter aufweist, welche eine Abstützoberfläche für die Einrichtung zum Spannen bildet.
- – Die Scheibenachsen sind an den Scheiben eingepasst und vorzugsweise an den Scheiben aufgeschrumpft.
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Somit ist in vorteilhafter Weise die Befestigung der Scheibe an der Scheibenachse ohne Befestigungsteil realisiert, was somit die Zuverlässigkeit des Systems verbessert und somit jedes Risiko eines Verlusts von Komponenten in dem Bohrloch unter der Bedingung verhindert, dass die Koeffizienten einer Ausdehnung von Materialien, welche in Kontakt stehen, identisch sind oder ausreichend nahe zueinander liegen, damit die unterschiedliche Ausdehnung vernachlässigbar ist.
- – Ein Ende der Scheibenachse ist mit einem Kragen versehen und bei welchem der Lageranschlag eine kreisförmige innere Einschnürung aufweist, welche zum Aufnehmen des Kragens geeignet ist, um die Einrichtung zum Spannen vorzuspannen.
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Vorteilhafterweise erlaubt es der Kragen, die Kassetten, welche eine einzige Untereinheit bilden, vorzuspannen; und als eine Folge den Lageranschlag von der Aufnahme während Wartungsarbeiten herauszunehmen.
- – Der Anker weist einen Speicherbehälter auf, welcher eine Öffnung aufweist, die sich in einer Ebene im Wesentlichen parallel zu der Ebene erstreckt, welche die Scheibenachsen enthält.
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Dieser Speicherbehälter erlaubt es vorteilhafterweise, die Abfälle bzw. das Geröll zu sammeln, welche von der Produktionsrohranlage her kommen, wobei somit die Verwendung eines Sammlers für Abfälle, welcher im Allgemeinen auf Englisch „Bull plug” genannt wird, vermieden wird.
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Vorteilhafterweise bildet dieser Speicherbehälter ebenso einen Positionierungsanschlag des Rotors, welcher im Allgemeinen auf Englisch als „Tag bar” oder „Stop bushing” bezeichnet wird, was es zu wissen erlaubt, dass der Rotor in einer ausreichend tiefen Distanz herabgelassen worden ist, um aufrichtige Art und Weise in der Gesamtheit des Stators positioniert zu sein.
- – Der Durchmesser der Scheiben liegt zwischen 20° und 80° von dem Wert des inneren Durchmessers des Stützgehäuses.
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Vorteilhafterweise reduziert dieser beträchtliche Durchmesser den Kontaktdruck der Scheibe gegen das Stützgehäuse. Das Stützgehäuse wird somit weniger beschädigt und weniger abgenutzt trotz eines wiederholten Hindurchgehen des Drehmomentenankers während zyklischen Ausdehnungen des Stützgehäuses und Wartungsarbeiten.
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Vorteilhafterweise erlaubt es dieser beträchtliche Durchmesser den Scheiben, durch die Nahtstelle der Verkleidung, d. h. die Nahtstelle zwischen zwei aneinander angrenzenden Rohren, welche das Stützgehäuse bilden, hindurchzugehen ohne eine verstärkte Beschädigung der Scheibe und des Stützgehäuses.
- – Die Scheiben weisen eine kreisförmige äußere Fläche auf, deren umfänglicher Rand mit einem Wulst versehen ist, welcher dazu bestimmt ist, mit dem Stützgehäuse in Kontakt zu gelangen, wenn der Drehmomentenanker in dem Stützgehäuse installiert ist.
- – Die Scheiben sind geeignet zum Anlegen an das Stützgehäuse eines theoretischen Kontaktdrucks, welcher gemäß den Hertz-Formeln berechnet ist, der zwischen dem 2fachen und dem 20fachen der Elastizitätsgrenze des Stützgehäuses liegt und vorzugsweise zwischen dem 4fachen und 10fachen der Elastizitätsgrenze des Stützgehäuses liegt.
- – Das Lager und/oder der Lageranschlag ist aus Keramik realisiert.
- – Das Gestell weist eine erste Richtung Z, eine zweite Richtung X und eine dritte Richtung Y auf, welche ein orthonormiertes Koordinatensystem R definieren; wobei sich die erste Richtung Z parallel zu der longitudinalen Achse des Bohrlochs erstreckt, wenn der Drehmomentenanker in dem Stützgehäuse angeordnet ist; das Gestell weist des Weiteren eine radiale Ebene (X, Y) auf, welche die zweite Richtung X und die dritte Richtung Y enthält, eine erste axiale Ebene (Z, X), welche die erste Richtung Z und die zweite Richtung X enthält, und eine zweite axiale Ebene (Y, Z), welche die erste Richtung Z und die dritte Richtung Y enthält, wobei die erste axiale Ebene (Z, X) und die zweite axiale Ebene (Y, Z) durch den Mittelpunkt des Stützgehäuses hindurchgehen; und bei welchem die Verankerungskassetten eine erste Verankerungskassette und eine zweite Verankerungskassette aufweisen, welche in der ersten radialen Ebene (X, Y), bezeichnet als erste Etage, vorgesehen sind; die erste Verankerungskassette weist eine erste Scheibenachse auf, und die zweite Verankerungskassette weist eine zweite Scheibenachse auf; wobei die erste Scheibenachse und die zweite Scheibenachse zueinander parallel sind und auf beiden Seiten von der zweiten axialen Ebene (Y, Z) vorgesehen sind; wobei die erste Scheibenachse und die zweite Scheibenachse im Verhältnis zu dem Mittelpunkt des Stützgehäuses um einen gleichen Wert einer Verschiebung gemäß der dritten Richtung Y versetzt sind.
- – Der Anker weist eine dritte Verankerungskassette und eine vierte Verankerungskassette auf, welche in einer zweiten radialen Ebene (X, Y), bezeichnet als zweite Etage, vorgesehen sind; wobei die zweite Etage gemäß der ersten Richtung Z im Verhältnis zu der ersten Etage versetzt ist; und bei welchem die dritte Verankerungskassette und die vierte Verankerungskassette im Verhältnis zu der ersten Verankerungskassette und der zweiten Verankerungskassette gemäß einer geometrischen Transformation positioniert sind, welche mindestens eine axiale Symmetrie im Verhältnis zu einer ersten Achse A-A, welche parallel zu der zweiten Richtung X ist und welche durch den Mittelpunkt des Stützgehäuses hindurchgeht, aufweist; wobei die Achse A-A in einer radialen Ebene (X, Y) enthalten ist, welche bei einem vorherbestimmten Abstand von der Ebene angeordnet ist, welche die erste Scheibenachse und die zweite Scheibenachse enthält.
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Vorteilhafterweise dreht sich der Drehmomentenanker nicht um den Mittelpunkt des Gestells während seiner Translation bzw. Verstellung entlang der Achse des Stützgehäuses. Diese Ausgestaltung verbessert des Weiteren die Zentrierung des Drehmomentenankers im Inneren des Stützgehäuses und das Widerstandsdrehmoment des Drehmomentenankers in den zwei Richtungen einer Rotation.
- – Der Anker weist eine dritte Verankerungskassette und eine vierte Verankerungskassette auf, welche in einer zweiten radialen Ebene (X, Y), genannt zweite Etage, liegen; wobei die zweite Etage gemäß der ersten Richtung Z im Verhältnis zu der ersten Etage versetzt ist; und bei welchem die dritte Verankerungskassette und die vierte Verankerungskassette im Verhältnis zu der ersten Verankerungskassette und der zweiten Verankerungskassette gemäß einer geometrischen Transformation positioniert sind, welche eine Rotation, z. B. um einen Winkel von 90°, im Verhältnis zu einer Achse B-B, welche parallel zu der ersten Richtung Z ist und durch den Mittelpunkt des Gestells hindurchgeht, aufweist.
- – Das Gestell weist eine erste Richtung Z, eine zweite Richtung X und eine dritte Richtung Y auf, welche ein orthonormiertes Koordinatensystem definieren; wobei sich die erste Richtung Z parallel zu der longitudinalen Achse des Bohrlochs erstreckt, wenn der Drehmomentenanker in dem Stützgehäuse angeordnet ist; das Gestell weist des Weiteren eine radiale Ebene (X, Y) auf, welche die zweite Richtung und die dritte Richtung Y enthält, eine erste axiale Ebene (Z, X), welche die erste Richtung Z und die zweite Richtung X enthält, und eine zweite axiale Ebene (Y, Z), welche die erste Richtung Z und die dritte Richtung Y enthält, wobei die erste axiale Ebene (Z, X) und die zweite axiale Ebene (Y, Z) durch den Mittelpunkt des Stützgehäuses hindurchgehen; und bei welchem die Verankerungskassetten eine erste Verankerungskassette, eine zweite Verankerungskassette, eine dritte Verankerungskassette und eine vierte Verankerungskassette aufweisen, welche in einer gleichen radialen Ebene (X, Y) vorgesehen sind, die Scheibenachsen von jeder Verankerungskassette untereinander parallel sind; die erste Verankerungskassette und die dritte Verankerungskassette sind auf einer Seite von der zweiten axialen Ebene (Y, Z) angeordnet; die zweite Verankerungskassette und die vierte Verankerungskassette sind auf der anderen Seite von der zweiten axialen Ebene (Y, Z) angeordnet; die erste Verankerungskassette und die zweite Verankerungskassette sind auf einer Seite der ersten axialen Ebene (Z, X) angeordnet, die dritte Verankerungskassette und die vierte Verankerungskassette sind auf der anderen Seite der ersten axialen Ebene (Z, X) angeordnet.
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Vorteilhafterweise positioniert sich der Drehmomentenanker gemäß dieser Ausführungsform gut im Mittelpunkt des Stützgehäuses und weist ein beträchtliches Widerstandsdrehmoment durch eine Einheitlichkeit einer Länge auf. Der Durchmesser der Scheiben ist bei dieser Ausführungsform geringer, was gegebenenfalls eine beträchtlichere Beschädigung von Scheiben während eines Hindurchgehen durch die Nahtstelle des Stützgehäuses und gegebenenfalls Schwierigkeiten beim Durchqueren der Nahtstellen der Verkleidung verursachen könnte.
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Die Erfindung hat ebenso eine Pumpenanlage zum Gegenstand, welche einen Drehmomentenanker gemäß einer der oben erwähnten Merkmale aufweist.
- – Vorteilhafterweise ist der Drehmomentenanker am Boden des Bohrlochs an dem Ende der Pumpenanlage befestigt.
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Vorteilhafterweise ist bei dieser Ausgestaltung der Stator von dem Drehmomentenanker derart entfernt, dass der Drehmomentenanker viel schwächeren Vibrationen ausgesetzt wird. Vorteilhafterweise ist ein Saugfilter bzw. ein Saugkopf von mehreren Metern zwischen dem unteren Ende des Stators und dem Drehmomentenanker derart befestigt, dass die Vibrationen noch mehr abgeschwächt werden.
- – Gemäß einer Variante umfasst die Anlage eine Exzenterschneckenpumpe, welche mit einem Stator und einem schraubenförmigen Rotor, welcher in dem Stator angeordnet ist, ausgestattet ist, und der Drehmomentenanker ist direkt an dem Stator befestigt.
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Vorteilhafterweise realisiert bei dieser Ausgestaltung der Drehmomentenanker die Funktion eines Positionierungsanschlags des Rotors, eines Sammlers von Abfällen und eines/einer filternden Saugkopfes/Ausstattung.
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Die Erfindung wird durch das Lesen der nachfolgenden Beschreibung, welche lediglich zu dem Zweck eines Beispiels gegeben wird und welche unter einer Bezugnahme auf die Figuren erfolgt, besser verstanden werden, in welchen:
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1 eine perspektivische Ansicht mit Aufriss eines Drehmomentenankers gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist;
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2 eine Schnittansicht gemäß einer Ebene senkrecht zu der Achse des Stützgehäuses des Drehmomentenankers, welcher in der 1 dargestellt ist, ist;
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3 eine identische Ansicht zu der 2 ist, bei welcher eine erste Gerade und eine zweite Gerade dargestellt worden sind;
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4 eine perspektivische Ansicht einer ersten Variante des Drehmomentenankers, welcher in der 1 dargestellt ist, ist;
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5 eine Ansicht von oben des Drehmomentenankers, welcher in der 4 dargestellt ist, ist;
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6 eine perspektivische Ansicht einer zweiten Variante des Drehmomentenankers, welcher in der 1 dargestellt ist, ist;
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7 eine Ansicht von oben des Drehmomentenankers, welcher in der 6 dargestellt ist, ist;
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8 eine perspektivische Ansicht einer dritten Variante des Drehmomentenankers, welcher in der 1 dargestellt ist, ist;
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9 eine Schnittansicht gemäß einer Ebene senkrecht zu der Achse des Stützgehäuses von einem Drehmomentenanker gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ist;
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10 eine Schnittansicht gemäß einer Ebene, welche senkrecht durch die Achse des Stützgehäuses hindurchgeht, von einem Drehmomentenanker gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung ist;
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11 eine Seitenansicht von unterirdischen Einrichtungen einer Pumpenanlage für Öl, Wasser oder Gas gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
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12 eine perspektivische geschnittene Ansicht eines Drehmomentenankers gemäß einer Variante der ersten Ausführungsform der Erfindung ist; und
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13 eine Seitenansicht von unterirdischen Einrichtungen einer Pumpenanlage für Öl, für Wasser oder Gas gemäß der vorliegenden Erfindung ist.
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Bei der Beschreibung, welche nachfolgend gegeben wird, sind die identischen oder ähnlichen Elemente mit dem gleichen Bezugszeichen bezeichnet und werden nur ein einziges Mal beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist gemäß einem orthogonalen Koordinatensystem R (X, Y, Z) definiert, welches in der 1 dargestellt ist. Die Richtung der Vektoren X, Y und Z wird definiert, die positive Richtung zu sein. Die umgekehrte Richtung wird definiert, um die negative Richtung zu sein. Gemäß einer Festlegung wird die Richtung Z des Koordinatensystems R (X, Y, Z) als „erste Richtung” bezeichnet, die Richtung X des Koordinatensystems wird als „zweite Richtung” bezeichnet, und die Richtung Y von diesem Koordinatensystem wird als „dritte Richtung” bezeichnet. Die Begriffe „hoch”, „tief”, „oben”, „unten”, „rechts” und „links” sind definiert, wenn der Drehmomentenanker gemäß der Erfindung vorgesehen ist, wie es in der 1 dargestellt ist, und sind keineswegs beschränkend.
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Der Drehmomentenanker gemäß der vorliegenden Erfindung ist hauptsächlich dafür bestimmt, in einem Stützgehäuse einer Pumpenanlage von Erdöl, von Wasser oder von Gas montiert zu sein. Gemäß einer Festlegung erstreckt sich die erste Richtung Z parallel zu der longitudinalen Achse des Stützgehäuses, in welchem der Drehmomentenanker bestimmt ist, installiert zu sein. Die zweite Richtung X und die dritte Richtung Y erstrecken sich in einer radialen Ebene zu diesem Stützgehäuse. Ebenso gemäß einer Festlegung wird die Ebene, welche die zweite Richtung X und die dritte Richtung Y enthält, als radiale Ebene (X, Y) bezeichnet, die Ebene, welche die erste Richtung Z und die zweite Richtung X enthält und durch den Mittelpunkt O des Stützgehäuses 15 hindurchgeht, wird als erste axiale Ebene (Z, X) bezeichnet, und schließlich wird die Ebene, welche die erste Richtung Z und die dritte Richtung Y enthält und durch den Mittelpunkt O des Stützgehäuses 15 hindurchgeht, als zweite axiale Ebene (Y, Z) bezeichnet. Das Stützgehäuse 15 weist eine zylindrische Form auf Der Mittelpunkt O des Stützgehäuses 15 wird gemäß der vorliegenden Erfindung derart definiert, irgendein Punkt zu sein, welcher auf der Achse dieses Zylinders angeordnet ist.
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Unter einer Bezugnahme auf die 1 und 2 weist der Drehmomentenanker 2 gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung ein Gestell 4 auf, welches zwei Endflächen 5, 6 aufweist, die sich parallel zu der radialen Ebene (X, Y) erstrecken. Die Endflächen sind dazu bestimmt, zum Beispiel durch eine Verschraubung, durch ein Verstiften oder durch ein Verschweißen an dem Stator einer Exzenterschneckenpumpe oder an einer filternden Einrichtung, welche perforiert ist, welche im Allgemeinen bezeichnet wird als Siebrohr oder auf Englisch „perforated pipe, slotted screen, sand screen”, oder auch einem anderen Gestell zum Bilden eines Drehmomentenankers befestigt zu sein, welcher eine größere Anzahl von Verankerungskassetten aufweist, wie es später erläutert wird.
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Das Gestell weist eine erste zylindrische Aufnahme 8 und eine zweite zylindrische Aufnahme 10 auf, welche die eine eine erste Verankerungskassette 12 und die andere eine zweite Verankerungskassette 14 enthalten.
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Wie es in der 2 erkennbar ist, erstrecken sich die erste Aufnahme 8 und die zweite Aufnahme 10 gemäß der zweiten Richtung X in einer gleichen radialen Ebene (X, Y). Gemäß einer Festlegung wird dieser Drehmomentenanker als ein Anker mit einer einzigen Etage bezeichnet. Die erste Aufnahme 8 und die zweite Aufnahme 10 sind auf beiden Seiten von der zweiten axialen Ebene (Y, Z) vorgesehen und sind im Verhältnis zu dem Mittelpunkt O des Stützgehäuses 15 gemäß der dritten Richtung Y versetzt, vorzugsweise um den gleichen Wert, die eine in einer positiven Richtung und die andere in einer negativen Richtung.
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Die erste Aufnahme 8 und die zweite Aufnahme 10 münden jede in einer Abflachung 16, 18, welche die eine einen Teil von einer ersten Scheibe 20 der ersten Verankerungskassette 12 aufnimmt und die andere einen Teil von der zweiten Scheibe 22 der zweiten Verankerungskassette 14 aufnimmt.
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Die erste Verankerungskassette 12 und die zweite Verankerungskassette 14 sind ähnlich zueinander. Um die Beschreibung zu vereinfachen, wird lediglich die erste Verankerungskassette 12 im Detail beschrieben werden. Lediglich die Unterschiede hinsichtlich einer Positionierung von Elementen von jeder der Verankerungskassetten werden beschrieben.
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Die erste Verankerungskassette 12 weist eine erste Scheibe 20 auf, wobei eine erste Scheibenachse 26 die erste Scheibe 20 trägt, und eine Einrichtung 28 zum Spannen, welche fähig ist zum Anlegen einer Kraft an die erste Scheibe 20 über geeignete dazwischenliegende Teile gemäß einer axialen Richtung der Scheibe 20.
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Die erste Scheibe 20 weist einen kreisförmigen Umriss 30 und eine mittige Bohrung 32 auf. Ein Ende 36 der Scheibenachse ist in der mittigen Bohrung 32 der ersten Scheibe eingepasst.
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Die erste Scheibenachse 26 ist gemäß einer Richtung senkrecht zu einer Geraden D1 versetzt, welche im Wesentlichen durch den Mittelpunkt O des Stützgehäuses 15 hindurchgeht und welche zu der ersten Scheibenachse 26 parallel ist. Die erste Scheibenachse 26 ist insbesondere auf versetzte Art und Weise in der positiven Richtung der dritten Richtung Y versetzt positioniert. Folglich erstreckt sich die erste Scheibe 20 in vorragender Art und Weise zu der Außenseite des Gestells 4 hin in einer positiven Richtung gemäß dieser Richtung Y.
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Die zweite Scheibe 22 ist durch eine zweite Scheibenachse 38 getragen, welche im Verhältnis zu dem Mittelpunkt des Stützgehäuses 15 in der negativen Richtung der dritten Richtung Y versetzt ist. Die zweite Scheibe 22 erstreckt sich in vorragender Art und Weise zu der Außenseite des Gestells 4 hin in einer negativen Richtung gemäß dieser Richtung Y.
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Bei den dargestellten Ausführungsformen sind die erste Scheibenachse 26 der ersten Scheibe und die zweite Scheibenachse 38 der zweiten Scheibe im Verhältnis zu dem Mittelpunkt des Gestells 4 versetzt. Diese Positionierung ist jedoch keineswegs beschränkend.
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Die Verlagerung bzw. Versetzung δ der ersten Scheibenachse 26 gemäß der dritten Richtung Y weist eine Länge auf, welche zwischen 0,1% und 10% und vorteilhafterweise zwischen 3% und 5% von dem inneren Durchmesser des Stützgehäuses liegt.
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Wenn der Drehmomentenanker 2 in dem Stützgehäuse 15 angeordnet ist, ist somit ein Teil des Umrisses 30 der ersten Scheibe mit dem Stützgehäuse 15 lediglich an einem Kontaktpunkt 401 in Eingriff der Umriss der ersten Scheibe in einem Abstand von dem Stützgehäuse 15 verbleibt.
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Diese Ausgestaltung ermöglicht, dass die erste Scheibe 20 frei dreht, wenn eine Kraft, welche parallel zu der ersten Richtung Z ist, an das Gestell 4 angelegt wird, und sich gleichzeitig in dem Stützgehäuse 15 zu verankern, wenn ein Torsionsdrehmoment auf sie angelegt wird, wie zum Beispiel das Drehmoment, welches in dem Stator durch die Drehung des Rotors induziert wird.
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Insbesondere gelangt unter einer Bezugnahme auf die 3, wenn der Drehmomentenanker 2 in dem Stützgehäuse 15 angeordnet wird, der Umriss 30 der ersten Scheibe mit dem Stützgehäuse 15 in jedem Moment an einem Kontaktpunkt 401 in Kontakt. In diesem Moment wird durch eine Festlegung der Punkt 371 des Umrisses von der Scheibe, welcher zu dem Kontaktpunkt 401 diametral gegenüberliegt, im nachfolgenden hier als gegenüberliegender Punkt 371 bezeichnet.
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Die erste Scheibe 20 ist im Inneren des Stützgehäuses 15 angeordnet und erstreckt sich gemäß einer tangentialen Richtung zu dem Stützgehäuse 15 derart, dass ein Positionierungswinkel β von nicht null zwischen einer ersten Gerade d1, welche durch den Mittelpunkt O des Stützgehäuses 15 und den Kontaktpunkt 401 hindurchgeht, und einer zweiten Gerade d2, welche durch den Mittelpunkt O des Stützgehäuses und den gegenüberliegenden Punkt 371 hindurchgeht, definiert wird. Der Positionierungswinkel β liegt vorzugsweise zwischen 30 und 180° und weiter vorzugsweise zwischen 60 und 90°.
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Auf gleiche Art und Weise geht ebenso die erste Gerade d1 durch den Kontaktpunkt 402 der zweiten Scheibe 22, und die zweite Gerade d2 geht durch den gegenüberliegenden Punkt 372 an dem Kontaktpunkt 402. Der gleiche Positionierungswinkel β besteht zwischen der ersten Gerade d1 und der zweiten Gerade d2.
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Vorzugsweise ist das Ende 36 der ersten Scheibenachse 26 in der mittigen Bohrung 32 der ersten Scheibe aufgeschrumpft. Somit sind die erste Scheibe 20 und die erste Scheibenachse 26 fest miteinander verbunden und drehen sich zusammen, wenn sich der Drehmomentenanker 2 gemäß der longitudinalen Achse des Stützgehäuses verstellt.
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Die erste Scheibe 20 weist einen konstanten Durchmesser auf, welcher zwischen 20% und 80% und vorzugsweise zwischen 50% und 70% von dem Wert des inneren Durchmessers des Stützgehäuses 15 liegt. Diese Abmessung erlaubt es in vorteilhafter Weise, die Beschädigung des Stützgehäuses sowie diejenige von den Scheiben zu verringern, über die Nahtstellen einer Verkleidung zu gehen, ohne eine punktuelle Überbelastung hervorzurufen, und die axiale Überlastung zu verringern und die axiale Überlastung gering zu halten, wenn die erste Scheibe 20 entlang der Verkleidung rollt.
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Unter einer Bezugnahme auf die 2 weist die erste Scheibe 20 eine kreisförmige äußere Fläche 42 auf, welche dazu bestimmt ist, gegenüber von dem Stützgehäuse 15 zu gelangen, eine kreisförmige innere Fläche 44, welche zu der kreisförmigen äußeren Fläche 42 gegenüberliegt, und einen zylindrischen Abschnitt 46, welcher die kreisförmige äußere Fläche 42 mit der kreisförmigen inneren Fläche 44 verbindet.
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Die kreisförmige äußere Fläche 42 der ersten Scheibe weist einen mittigen, ebenen Abschnitt 48 auf, welcher von einer ringförmigen Fläche 50 umgeben ist, die die allgemeine Form eines Kegelstumpfes aufweist. Der umfängliche Rand der ringförmigen Fläche 50 ist mit einem Wulst 52 versehen, welcher einen Kreisringabschnitt bildet, der dazu bestimmt ist, entlang des Stützgehäuses 15 zu rollen und sich in diesem durch eine kontrollierte Einzahnung zu verankern. Er ist mit einem Überzug versehen, der seine Widerstandsfähigkeit gegen die Abnutzung erhöht. Der Reibungskoeffizient dieses Überzugs ermöglicht eine Optimierung der Anhaftung an dem Stützgehäuse 15. Dieser Überzug ist zum Beispiel auf Basis eines Hartmetalls oder künstlicher Diamanten realisiert.
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Wenn der Drehmomentenanker 2 in dem Stützgehäuse 15 eingebaut ist, befinden sich lediglich ein Teil des Wulstes 52 von der ersten Scheibe 20 und ein Teil des Wulstes 52 von der zweiten Scheibe 22, welche in gegenüberliegender Art und Weise im Verhältnis zu dem Durchmesser des Stützgehäuses 15 positioniert sind, an den Kontaktpunkten 401 und jeweils 402 mit dem Stützgehäuse 15 in Kontakt. Somit weist zumindest ein Teil der Kräfte, welche durch das Stützgehäuse 15 auf den Drehmomentenanker ausgeübt werden, entgegengesetzte Richtungen auf und gleicht sich mindestens teilweise gegeneinander aus.
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Die kreisförmige innere Fläche 44 ist mit einer ersten mittigen Schulter 54 versehen, welche eine Anschlagoberfläche für die Einrichtung 28 zum Spannen bildet, und einer zweiten Schulter 56, die sich um die erste Schulter 54 herum erstreckt.
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Vorzugsweise weist die Einrichtung 28 zum Spannen eine schraubenförmige innere Feder 58 und eine schraubenförmige äußere Feder 60 auf, welche die eine in der anderen in einer koaxialen Art und Weise zu der ersten Scheibenachse 26 montiert sind, sowie eine Anschlagscheibe 62, welche geeignet ist sicherzustellen, dass die durch die innere Feder 58 und die äußere Feder 60 angelegten Kräfte parallel zu der ersten Scheibenachse 26 ausgerichtet sind.
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Vorteilhafterweise weisen die innere Feder 58 und die äußere Feder 60 entgegengesetzte Wickelrichtungen auf. Vorzugsweise sind die innere Feder 58 und die äußere Feder 60 ausziehbare Federn (frz.: ressorts gigognes).
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Gemäß einer Variante sind die innere Feder 58 und die äußere Feder 60 gewellte Windungen.
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Die gesamte Federkonstante der Federn wird in solch einer Art und Weise festgelegt, dass der theoretische Druck des Wulstes 52 von der ersten Scheibe auf die innere Fläche von dem Stützgehäuse 15 an einem Kontaktpunkt 401, welcher gemäß den Formeln berechnet ist, die durch Heinrich Rudolf Hertz erstellt wurden, zwischen dem 2fachen und dem 20fachen der Elastizitätsgrenze des Stützgehäuses 15 und vorzugsweise zwischen dem 4fachen und dem 10fachen der Elastizitätsgrenze des Stützgehäuses 15 in dem Bereich einer Variierung des inneren Durchmessers des Stützgehäuses 15 liegt (wobei die Variierung mit der Ausdehnung, mit Herstellungstoleranzen und mit dem Zustand einer Korrosion des Stützgehäuses verbunden ist), derart, um die Beschädigung des Stützgehäuses 15 durch Kaltverformung gering zu machen bei einem gleichzeitigen Realisieren einer ausreichenden Verankerung. Die Elastizitätsgrenze wird als die Beanspruchung definiert, ab welcher ein Material aufhört, sich auf elastische, reversible Art und Weise zu verformen, und somit beginnt sich auf irreversible Art und Weise plastisch zu verformen.
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Unter einer Bezugnahme auf die 3 sind die Positionierung der ersten Scheibe 20 im Verhältnis des Stützgehäuses 15, der Durchmesser der ersten Scheibe 20 und die Richtung einer Anlegung der Kraft F, welche durch die Einrichtung 28 zum Spannen ausgeübt wird, besonders vorteilhaft, weil das Widerstandsdrehmoment des Drehmomentenankers 2 proportional ist zu 1/cos α; wobei der Winkel α definiert wird, der Winkel zwischen der Kraft F, welche durch die Einrichtung 28 zum Spannen angelegt wird, und der normalen Kraft Fc an der Kontaktoberfläche des Stützgehäuses 15 zu sein. Je größer der Winkel α ist, desto größer wird das Widerstandsdrehmoment.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung liegt vorteilhafterweise dieser Winkel zwischen 20° und 45°.
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Gemäß der vorteilhaftesten Ausführungsform, welche in den Figuren dargestellt ist, weist die Kraft Fc, welche durch die Einrichtung 28 zum Spannen angelegt wird, die gleiche Richtung auf wie die erste Scheibenachse 26, es kann jedoch in Betracht gezogen werden, dass die Einrichtung 28 zum Spannen eine andere Richtung aufweist.
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Unter einer Bezugnahme auf die 1 verhindert die Anschlagscheibe 62, dass die innere Feder 58 und die äußere Feder 60 mit der ersten Scheibe 20 in Kontakt stehen, welche sich dreht, während die Federn sich nicht drehen. Sie weist eine obere Fläche 64 auf, welche einen mittigen Abschnitt 66 aufweist, und eine untere Fläche 68, an welcher sich die innere Feder und die äußere Feder abstützen.
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Der mittige Abschnitt 66 ist abgeschliffen, um die Reibung mit der ersten Scheibe 20 zu begrenzen und um das In-Drehung-Setzen dieser Scheibe während der longitudinalen Verstellung des Drehmomentenankers in dem Stützgehäuse 15 zu erleichtern.
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Vorteilhafterweise ist die untere Fläche 68 der Anschlagscheibe mit einer mittigen Schulter 70 versehen, an welcher sich die innere Feder 58 abstützt. Die erste Scheibe 20 liegt des Weiteren auf einem Lager 72 von einer ringförmigen Form auf, das gegen die zweite Schulter 56 von der ersten Scheibe positioniert ist und auf diese hin zentriert ist.
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Das Lager 72 weist einen Vorsprung 76 auf, der sich parallel zu der ersten Scheibenachse 26 erstreckt. Dieser Vorsprung 76 bildet eine Hülse aus, welche eine innere Kammer 78 begrenzt, welche die innere Feder 58 und die äußere Feder 60 enthält. Diese innere Kammer 78 führt die innere Feder 58 und die äußere Feder 60 während ihrer Entspannung und ihrer Komprimierung.
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Das Lager 72 weist eine Abstützungsfläche 77 auf, welche zu einem umfänglichen Teil 74 der Anschlagscheibe 62 weisend vorgesehen ist, und eine lineare, ringförmige Fläche 79, die sich senkrecht zu der Abstützungsfläche 77 erstreckt. Die Abstützungsfläche 77 überträgt den Druck der Federn auf die erste Scheibe. Die lineare, röhrenförmige Fläche 79 führt die erste Scheibe in Drehung.
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Die innere Wand 80 der ersten Aufnahme 8 ist glatt und derart kontinuierlich, dass die erste Aufnahme 8 eine Führungsschiene bildet, welche zu der Außenseite hin mündet. Somit gleitet das Lager 72 frei in der ersten Aufnahme 8 gemäß der zweiten Richtung X. Die erste Scheibe 20, die erste Scheibenachse 26, die innere Feder 58, die äußere Feder 60 und das Lager 72 können somit leicht von der ersten Aufnahme 8 während Wartungsarbeiten des Drehmomentenankers entnommen werden.
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Das Lager 72 weist vorteilhafterweise eine komplementäre Form zu der Form der ersten Aufnahme 8 auf. Ebenso vorteilhafterweise ist das Lager 72 mit Fett überzogen, bevor es in die erste Aufnahme 8 eingeführt wird. Das Lager 72 haftet somit an der ersten Aufnahme 8 an, um seine temporäre Verstellung während der Handhabung des Drehmomentenankers an der Produktionsstätte zu begrenzen.
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Die erste Scheibe 20 ist gemäß einer Verstellungsrichtung parallel zu der ersten Scheibenachse 26 beweglich. Die innere Feder 58 und die äußere Feder 60 üben eine Kraft F auf die Anschlagscheibe 64 und das Lager 72 gemäß dieser Verstellungsrichtung aus, was dazu führt, die erste Scheibe 20 mit dem Stützgehäuse 15 mit einer punktuellen, kontrollierten Last (Druck gemäß Hertz) in Kontakt zu bringen.
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Die zweite Aufnahme 10 ist ähnlich zu der ersten Aufnahme 8.
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Unter einer Bezugnahme auf die 2 wird ein Ende 82 der ersten Scheibenachse, welches gegenüberliegt zu dem Ende 36, das die erste Scheibe 20 trägt, durch einen Lageranschlag 84 von einer ringförmigen Form getragen. Dieser Lageranschlag 84 weist eine lineare, ringförmige Fläche 85 im Inneren auf, welche in Drehung die erste Scheibenachse 26 führt. Dieser Lageranschlag 84 ist ebenso ein Anschlag für die Einrichtung 28 zum Spannen. Zu diesem Zweck weist er eine mittige Schulter 86 und eine umfängliche Schulter 88 auf, an welchen die jeweilige innere Feder 58 und äußere Feder 60 in Anschlag liegen.
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Das Lager 72 und der Lageranschlag 84 sind vorteilhafterweise aus Keramik, um jedes Risiko eines Festfressens von Führungen in Drehung von der ersten Scheibe zu vermeiden. Dieses Material ermöglicht es ebenso, jedes Risiko einer anaeroben Korrosion zu unterdrücken. Diese Ausführungsform ist bei Anwendungen wünschenswert, welche eine erhöhte Lebensdauer erfordern, und bei hohen Temperaturen.
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Das Ende 82 der ersten Scheibenachse ist mit einem Kragen 90 versehen, welcher in einer inneren Einschnürung 92 des Lageranschlags 84 aufgenommen ist. Der Lageranschlag 84 erlaubt es, die innere Feder und die äußere Feder 58 und 60 jeweils in der Werkstatt vorzuspannen, um die Wartung des Drehmomentenankers und seine Einführung in das Stützgehäuse zu erleichtern.
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Beim Betrieb, wenn der Drehmomentenanker 2 in das Stützgehäuse 15 eingesetzt ist, steht der Kragen 90 weder mit der unteren Fläche der mittigen Schulter 86, noch mit dem Kragen 92, noch mit einer Fläche des Gestells in Kontakt, welche unter der ersten Scheibenachse 26 angeordnet ist.
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Vorteilhafterweise ermöglicht dieser Kragen 90, den Lageranschlag 84 zu der Außenseite von der ersten Aufnahme 8 herauszunehmen während des Abzugs der ersten Scheibenachse 26. Der Lageranschlag 84 kann somit während Wartungsarbeiten ersetzt werden.
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Das Gestell 4 weist des Weiteren einen Fluiddurchlass 94 auf, der sich zwischen der inneren Kammer 78 und der Außenseite des Gestells erstreckt. Dieser Fluiddurchlass 94 ermöglicht es, die Variierungen hinsichtlich eines Drucks in der inneren Kammer 78 im Verlaufe der Komprimierung und der Entspannung der inneren Feder 58 und der äußeren Feder 60 zu kompensieren.
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Gemäß einer Variante umfasst die Einrichtung 28 zum Spannen mehrere Federn, welche regelmäßig um die Scheibenachse herum aufgeteilt sind. Zum Beispiel sind diese Federn in einer koaxialen Art und Weise zu der ersten Scheibenachse 26 angeordnet. Gemäß einem anderen Beispiel sind diese Federn auf beiden Seiten von der ersten Scheibenachse 26 entlang einer Linie aufgeteilt, welche durch die erste Scheibenachse 26 hindurchgeht.
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Gemäß einer Variante sind die innere Feder 58 und die äußere Feder 60 durch N Federn ersetzt, welche bei 360°/N um die erste Scheibenachse 26 herum aufgeteilt sind.
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Gemäß einer ersten Realisierungsvariante, welche in den 4 und 5 dargestellt ist, weist der Drehmomentenanker 95 eine erste Etage 96 bzw. Stufe und eine zweite Etage 97 auf. Die erste Etage 96 enthält in einer ersten radialen Ebene (X, Y) eine erste Verankerungskassette 12 und eine zweite Verankerungskassette 14. Die zweite Etage 97 enthält eine dritte Verankerungskassette 98 und eine vierte Verankerungskassette 99 in einer zweiten radialen Ebene, welche gemäß der ersten Richtung Z im Verhältnis zu der ersten radialen Ebene versetzt ist.
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Die Scheibenachsen der Verankerungskassetten 12, 14, 98, 99 der ersten Etage 96 und der zweiten Etage 97 erstrecken sich gemäß der zweiten Richtung X.
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Genauso wie für die erste Ausführungsform ist bei der ersten Etage 96 die Scheibenachse der ersten Scheibe 20 von der ersten Verankerungskassette 12 in einer Art und Weise um einen Wert δ in einer positiven Richtung der dritten Richtung Y versetzt positioniert, und die Scheibenachse der zweiten Scheibe 22 von der zweiten Verankerungskassette 14 ist in einer Art und Weise um einen Wert δ in einer negativen Richtung von dieser gleichen Richtung Y versetzt positioniert.
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Gemäß dieser ersten Variante ist vorteilhafterweise die Positionierung der Verankerungskassetten 98, 99 der zweiten Etage 97 eine geometrische Transformation einer Positionierung der Verankerungskassetten 12, 14 der ersten Etage 96. Diese geometrische Transformation ist eine axiale Symmetrie im Verhältnis zu einer ersten Achse A-A. Die erste Achse A-A ist parallel zu der zweiten Richtung X und geht durch den Mittelpunkt O des Stützgehäuses hindurch. Insbesondere ist die erste Achse A-A in einer radialen Ebene (X, Y) enthalten, welche an einem vorab definierten Abstand von der Ebene angeordnet ist, welche die erste Scheibenachse und die zweite Scheibenachse enthält. Der vorab definierte Abstand ist größer als oder gleich zu einem größten Radius unter dem Radius von der ersten Scheibe 20 und dem Radius der dritten Scheibe 22.
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Daraus ergibt sich, was die zweite Etage 97 betrifft, dass die Richtung und der Wert der Versetzungen δ identisch sind, jedoch dass die Richtung dieser Versetzungen umgekehrt ist. Die Scheibenachse einer dritten Scheibe 101 von der dritten Verankerungskassette 98 ist somit in einer Art und Weise um einen Wert δ in einer negativen Richtung der dritten Richtung Y versetzt positioniert, und die Scheibenachse einer vierten Scheibe 103 von der vierten Verankerungskassette 99 ist in einer Art und Weise um den Wert δ in einer positiven Richtung von der dritten Richtung Y versetzt positioniert.
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Somit kompensieren sich gegeneinander die Komponente gemäß der dritten Richtung Y der Kontaktkraft Fcy der ersten Scheibe 20 von der ersten Etage 96 und die Komponente gemäß der dritten Richtung Y der Kontaktkraft Fcy der dritten Scheibe 101 von der zweiten Etage 97, was somit das Risiko einer axialen Drehung des Gestells 4 während seiner Verstellung entlang der longitudinalen Achse des Stützgehäuses begrenzt. Dieses Risiko einer restlichen Drehung ist mit geometrischen Fehlern und abmessungsbezogenen Fehlern von verschiedenen Komponenten der Gesamtheit des Drehmomentenankers und des Stützgehäuses verbunden.
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Der Drehmomentenanker 95 gemäß dieser Variante dreht sich vorteilhafterweise nicht um den Mittelpunkt C des Gestells 4 während seiner translatorischen Bewegung bzw. Translation entlang der longitudinalen Achse des Stützgehäuses 15. Diese Ausgestaltung verbessert des Weiteren die Zentrierung des Drehmomentenankers 95 im Inneren des Stützgehäuses 15. Das Widerstandsdrehmoment des Drehmomentenankers 95 in den beiden Richtungen einer Drehung wird aufgrund dieser Tatsache identisch.
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Gemäß einer zweiten Realisierungsvariante, welche in den 6 und 7 dargestellt ist, weist der Drehmomentenanker 105 eine erste Etage 96 und eine zweite Etage 97 ähnlich zu der ersten Etage und zu der zweiten Etage des Drehmomentenankers 95 auf, welcher in den 4 und 5 dargestellt ist. Bei dieser Realisierungsform ist jedoch die zweite Etage 97 des Weiteren im Uhrzeigersinn um einen Winkel von 90° im Verhältnis zu einer Achse gedreht, welche parallel zu der longitudinalen Achse des Stützgehäuses ist, bevor sie an der ersten Etage 96 befestigt wird.
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Gemäß dieser zweiten Variante ist somit die geometrische Transformation, welche die Positionierung der Verankerungskassetten 98, 99 der zweiten Etage 97 mit der Positionierung der Verankerungskassetten 12, 14 der ersten Etage 96 verbindet, eine axiale Symmetrie im Verhältnis zu einer ersten Achse A-A, welche parallel zu der zweiten Richtung X ist und welche durch den Mittelpunkt O des Stützgehäuses hindurchgeht, gefolgt von einer Drehung um einen Winkel von 90° im Verhältnis zu einer zweiten Achse B-B, welche zu der ersten Richtung Z parallel ist und welche durch den Mittelpunkt C des Gestells 4 hindurchgeht.
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Die erste Achse A-A ist in einer radialen Ebene (X, Y) enthalten, welche bei einem vordefinierten Abstand von der Ebene angeordnet ist, welche die erste Scheibenachse und die zweite Scheibenachse enthält. Der vordefinierte Abstand ist größer als oder gleich zu dem größten Radius unter dem Radius von der ersten Scheibe 20 und dem Radius der dritten Scheibe 22.
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Der Mittelpunkt C des Gestells 4 ist ein Punkt, welcher auf einer Geraden angeordnet ist, die in gleichen Abständen von äußeren Flächen des Gestells 4 angeordnet ist und sich parallel zu der ersten Richtung Z erstreckt. Der Mittelpunkt C des Gestells fällt mit dem Mittelpunkt des Stützgehäuses 15 zusammen, wenn der Drehmomentenanker auf zentrierte Art und Weise im Inneren des Stützgehäuses 15 positioniert ist.
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Insbesondere erstrecken sich unter einer Bezugnahme auf die 7 die Scheibenachsen der Verankerungskassetten 12, 14 der ersten Etage 96 gemäß der zweiten Richtung X, und die Scheibenachsen der Verankerungskassetten 98, 99 der zweiten Etage 97 erstrecken sich gemäß der dritten Richtung Y.
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Bei der ersten Etage 96 sind die Scheibenachse der ersten Scheibe 20 und die Scheibenachse der zweiten Scheibe 22 in einer um einen Wert δ versetzten Art und Weise in der dritten Richtung Y, die erste in einer positiven Richtung und die zweite in einer negativen Richtung, positioniert.
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Bei der zweiten Etage 97 sind die Scheibenachse der ersten Scheibe 101 und die Scheibenachse der zweiten Scheibe 103 in einer um einen Wert δ in einer zweiten Richtung X versetzten Art und Weise positioniert, die erste in einer negativen Richtung und die zweite in einer positiven Richtung.
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Genauso wie für die erste Variante mit zwei Etagen ermöglicht diese zweite Variante 105 mit zwei Etagen eine Kompensierung von bestimmten Komponenten von Drehmomenten, welche durch das Stützgehäuse 15 auf die Scheiben angelegt werden, und begrenzt somit eine Drehung des Gestells 4 während seiner Translation entlang des Stützgehäuses 15, wobei gleichzeitig die Zentrierung des Drehmomentenankers und sein Widerstandsdrehmoment erhöht bzw. verbessert werden.
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Gemäß einer Variante sind mehrere Drehmomentenanker 95, 105 mit zwei Etagen gemäß der ersten Variante und/oder der zweiten Variante untereinander befestigt, um das Widerstandsdrehmoment zu erhöhen bei einem Beibehalten der Vorteile, welche mit einer besseren Ausgeglichenheit des Drehmomentenankers in dem Stützgehäuse 15 verbunden sind, wobei vorteilhafterweise ihre winkelbezogene Verkeilung variiert wird, um die Wirkung einer Zentrierung zu maximieren und um die Beschädigung des Stützgehäuses gering zu halten.
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Gemäß einer dritten Realisierungsvariante, welche in der 8 dargestellt ist, weist der Drehmomentenanker 100 neun Etagen auf. Jede Etage weist zwei Verankerungskassetten 12, 14 auf. Die Verankerungskassetten, welche an zwei aneinander angrenzenden Etagen enthalten sind, sind um einen Winkel von 60° die eine im Verhältnis zu der anderen versetzt.
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Gemäß einer nichtdargestellten Variante weist der Drehmomentenanker gemäß der vorliegenden Erfindung N Etagen auf, welche jede mehrere Verankerungskassetten enthalten. Die Anzahl von Etagen N ist vorzugsweise eine gerade Zahl bzw. Anzahl.
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Die Verankerungskassetten sind zueinander entlang dem Umfang des Stützgehäuses 15 und longitudinal entlang dem Stützgehäuse 15 in solch einer Art und Weise ausgerichtet, dass die Summe von Winkeln, welche zwischen den Scheibenachsen definiert sind, gleich zu 360° ist. Die Verankerungskassetten, welche in zwei aneinander angrenzenden Etagen enthalten sind, sind vorzugsweise um einen Winkel von 90° zueinander versetzt.
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Die Positionierung der Verankerungskassetten von jeder geraden Etage resultiert vorzugsweise mindestens in einer axialen Symmetrie im Verhältnis zu einer Achse A-A, welche zu der zweiten Richtung X parallel ist und welche durch den Mittelpunkt O des Stützgehäuses hindurchgeht, von der Positionierung der Verankerungskassetten, welche in jeder ungeraden Etage angeordnet sind.
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Gemäß einer zweiten Ausführungsform, welche in der 9 dargestellt ist, weist der Drehmomentenanker 107 eine erste Verankerungskassette 12, eine zweite Verankerungskassette 14, eine dritte Verankerungskassette 98 und eine vierte Verankerungskassette 99 auf einer gleichen Etage, d. h. in einer gleichen radialen Ebene (X, Y) auf. Diese Verankerungskassetten 12, 14, 98, 99 sind ähnlich zu den Verankerungskassetten, welche bei der ersten Ausführungsform beschrieben sind und werden nicht im Detail ein zweites Mal beschrieben.
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Die Scheibenachsen 26, 38, 112, 114 der vier Verankerungskassetten 12, 14, 98, 99 erstrecken sich gemäß der zweiten Richtung X. Die erste Verankerungskassette 12 und die dritte Verankerungskassette 98 sind auf einer Seite von der zweiten axialen Ebene (Y, Z) angeordnet, insbesondere auf der Seite einer positiven Richtung von der zweiten Richtung X. Die zweite Verankerungskassette 14 und die vierte Verankerungskassette 99 sind symmetrisch auf der anderen Seite der zweiten axialen Ebene (Y, Z), insbesondere auf der Seite einer negativen Richtung der zweiten Richtung X, angeordnet.
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Schließlich sind die erste Verankerungskassette 12 und die zweite Verankerungskassette 14 auf einer Seite von der ersten axialen Ebene (Z, X), insbesondere auf der Seite einer positiven Richtung von der dritten Richtung Y, angeordnet. Die dritte Verankerungskassette 98 und die vierte Verankerungskassette 99 sind symmetrisch auf der anderen Seite der ersten axialen Ebene (Z, X), insbesondere auf der Seite der negativen Richtung der zweiten Richtung X, angeordnet.
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Gemäß dieser Ausführungsform sind die erste Scheibenachse 26 und die zweite Scheibenachse 38 hintereinander ausgerichtet. Die Komponente gemäß der dritten Richtung Y der Kontaktkraft Fcy der ersten Scheibe 20 wird mit der Komponente gemäß der dritten Richtung Y der Kontaktkraft Fcy der dritten Scheibe 101 kompensiert.
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Auf die gleiche Art und Weise sind die dritte Scheibenachse 112 und die vierte Scheibenachse 114 hintereinander ausgerichtet. Der Drehmomentenanker 107 gelangt mit dem Stützgehäuse an vier Punkten 401, 402, 403, 404 in Kontakt. Diese Ausgestaltung stellt eine gute Zentrierung des Drehmomentenankers 107 in dem Stützgehäuse sicher, beschränkt die Risiken einer Drehung des Drehmomentenankers um sich selbst und kann gut mit einer geraden Anzahl ebenso wie mit einer ungeraden Anzahl von Etagen verwendet werden.
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Gemäß einer dritten Ausführungsform des Drehmomentenankers 102, welche in der 10 dargestellt ist, weist das Gestell 4 drei Aufnahmen 8, 10, 104 auf, welche jede eine Verankerungskassette 12, 14, 98 ähnlich zu den Verankerungskassetten 12, 14, welche bei der ersten Ausführungsform beschrieben sind, enthält. Genauso wie für die erste Ausführungsform wurden die Scheibenachsen 26, 38, 112 jede gemäß einer Richtung senkrecht zu einer Geraden D1, D2, D3 versetzt, welche durch den Mittelpunkt O des Stützgehäuses hindurchgeht und welche parallel zu der mittigen Bohrung von jeder Scheibenachse ist, damit lediglich ein Teil von jeder Scheibe 20, 22, 101 in Eingriff mit dem Stützgehäuse 15 lediglich an einem Kontaktpunkt 401, 402, 403 in Kontakt steht, wobei der verbleibende Umriss 30 bzw. Umfang von jeder Scheibe 20, 22, 101 in einem Abstand von dem Stützgehäuse verbleibt. Diese Verschiebungen wurden gemäß Richtungen realisiert, welche in eine gleiche Drehrichtung gehen. Die Scheibenachsen 26, 38, 112 sind somit im Wesentlichen bei 120° zueinander vorgesehen, und die Kontaktpunkte 401, 402, 403 der Scheiben sind im Wesentlichen bei einem gleichen Winkel im Verhältnis zu dem Mittelpunkt O des Stützgehäuses 15 aufgeteilt.
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Vorteilhafterweise ermöglicht es diese Ausführungsform ebenso, das Gestell 4 besser in dem Stützgehäuse zu zentrieren. Somit ist es, wenn man einen Drehmomentenanker mit mehreren Etagen ausgehend von dem Drehmomentenanker 102 realisiert, welcher drei Verankerungskassetten in einer gleichen Etage, d. h. in einer gleichen radialen Ebene (X, Y), aufweist, nicht notwendig, eine winkelbezogene Versetzung zwischen den Verankerungskassetten von zwei aneinander angrenzenden Etagen zu realisieren.
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Gemäß einer Variante kann es in Betracht gezogen werden, die Versetzung der Scheibenachsen durch ein Schwenken bzw. Drehen von Scheibenachsen im Verhältnis zu einem Mittelpunkt zu realisieren, welcher irgendwo in der radialen Ebene vorgesehen ist, kombiniert mit oder nicht kombiniert mit einer Versetzung, um sicherzustellen, dass lediglich ein Teil des Umrisses 30 von jeder Scheibe mit dem Stützgehäuse 15 in Eingriff steht, wobei der Rest des Umrisses 30 von jeder Scheibe in einem Abstand von dem Stützgehäuse 15 ist.
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Die vorliegende Erfindung betrifft ebenso eine Pumpenanlage, welche einen Drehmomentenanker 2, 95, 100, 102, 105, 107 gemäß der vorliegenden Erfindung aufweist. Bei einer solchen Pumpenanlage ist der Drehmomentenanker vorteilhafterweise unten von einer Produktionsrohranlage bzw. Pumpenanlage außerhalb von Abschnitten eines Fluiddurchgangs im Inneren von der Produktionsrohranlage angeordnet.
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Insbesondere weist unter einer Bezugnahme auf die 11 eine Pumpenanlage für Öl, für Wasser oder für Gas 116 gemäß der vorliegenden Erfindung ausgehend von der Oberfläche des Bohrlochs und herabgehend zu dem Boden des Bohrlochs auf:
- – eine Brücke 118, welche auf Englisch als „Cross Over” bezeichnet wird, wobei es die Brücke erlaubt, das gepumpte Fluid in einen Verrohrungsstrang zu verteilen;
- – Elemente eines Rohrsystems 120, welche an der Brücke 118 befestigt sind, welche eine Länge von mehreren Kilometern erreichen können;
- – eine oder mehrere Antivibrationseinrichtungen 120, welche an den Elementen eines Rohrsystems 120 befestigt ist/sind, wobei es diese Antivibrationseinrichtungen 122 ermöglichen, die Vibrationen abzuschwächen, welche von der Drehung des Rotors im Inneren des Stators der Exzenterschneckenpumpe her kommen;
- – eine mit einem Gewinde versehene Verbindung 124, welche an der Vibrationseinrichtung 122 befestigt ist;
- – eine Exzenterschneckenpumpe 126, welche oberhalb oder unterhalb von Perforationen positioniert ist, welche einen Stator 127 aufweist, der an der mit einem Gewinde versehenen Verbindung 124 befestigt ist, wobei es die Exzenterschneckenpumpe 126 ermöglicht, das zu pumpende Fluid von den Böden des Bohrlochs bis zu der Oberfläche zu transferieren;
- – einen Positionierungsanschlag 128, welcher die Positionierung des Rotors der Exzenterschneckenpumpe 126 ermöglicht, welcher auf Englisch im Allgemeinen als „Stop Bushing” oder „Tag bar” bezeichnet wird, wobei der Positionierungsanschlag 128 an dem Stator 127 der Exzenterschneckenpumpe 126 befestigt ist;
- – eine mit einem Gewinde versehene Verbindung 130, welche an dem Positionierungsanschlag 128 befestigt ist;
- – eine filternde Einrichtung 132 in der allgemeinen Form eines perforierten Rohres, welche im Allgemeinen als Saugfilter oder auf Englisch „perforated pipe, slotted screen, sand screen” bezeichnet wird, welche an dem Rohr 130 befestigt ist, welche die Filterung des gepumpten Fluids im Inneren der Produktionsrohranlage erlaubt, wobei die filternde Einrichtung 132 an der mit einem Gewinde versehenen Verbindung 130 befestigt ist;
- – eine mit einem Gewinde versehene Verbindung 134, welche an der filternden Einrichtung 132 befestigt ist;
- – einen Drehmomentenanker 2, 95, 100, 102, 105, 107 gemäß der vorliegenden Erfindung, welcher an der mit einem Gewinde versehenen Verbindung 134 befestigt ist; und schließlich
- – einen Abfallsammler 136, welcher auf Englisch im Allgemeinen als „Bull Plug” bezeichnet wird, welcher an dem Drehmomentenanker gemäß der vorliegenden Erfindung befestigt ist.
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Was die Geometrie insgesamt betrifft, ist der Drehmomentenanker an einem unteren Ende von unterirdischen Einrichtungen einer Pumpenanlage angeordnet. Diese Positionierung ermöglicht es vorteilhafterweise, die Vibrationen zu reduzieren, welche von der Pumpeneinrichtung her kommen, und somit die Funktion einer Antirotation und einer Antivibration des Drehmomentenankers zu entkoppeln.
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Unter einer Bezugnahme auf die 12 weist gemäß einer Variante der ersten Ausführungsform der Drehmomentenanker 138 ein Reservoir bzw. einen Speicherbehälter 140 auf, welcher eine Öffnung 141 aufweist, die sich in der Verlängerung einer Endfläche des Gestells erstreckt. Dieser Speicherbehälter 140 mündet in einer radialen Richtung (X, Y). Er weist eine Tiefe auf, die sich gemäß der ersten Richtung X erstreckt. Der Rand 143 von diesem Speicherbehälter ist dafür bestimmt, direkt an dem Stator 127 einer Exzenterschneckenpumpe 126 befestigt zu werden.
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Dieser Speicherbehälter 140 realisiert gleichzeitig die Funktion des Positionierungsanschlags 128 und die Funktion eines Abfallsammlers 136. Obwohl in der 12 mit einem Gestell dargestellt, welches zwei Verankerungskassetten 12, 14 aufweist, kann dieser Speicherbehälter 140 ebenso in einem Gestell vorgesehen sein, welches mehrere Etagen von zwei oder mehr Verankerungskassetten aufweist.
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Unter einer Bezugnahme auf die 13 betrifft die vorliegende Erfindung ebenso eine Pumpenanlage 142 für Öl, für Wasser oder für Gas, welche eine Gesamtheit von Drehmomentenankern 138, 2, 2 gemäß der vorliegenden Erfindung aufweist, welche direkt an dem Stator 127 einer Exzenterschneckenpumpe in dem Produktionsstrang befestigt sind.
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Vorteilhafterweise umfasst diese Gesamtheit von einem Drehmomentenanker einen Drehmomentenanker 138, welcher einen Speicherbehälter aufweist, wie er in der 9 dargestellt ist, sowie zwei Drehmomentenanker 2 gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung, wie sie in den 1 und 2 dargestellt sind.
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Die Anlage 142, welche einen Drehmomentenanker 138 gemäß der zweiten Ausführungsform aufweist, weist somit nicht mehr einen Positionierungsanschlag 138 und einen Abfallsammler 136 auf.
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Es ist möglich, das Widerstandsdrehmoment einer Gesamtheit von Drehmomentenankern variieren zu lassen, entweder durch ein Multiplizieren der Etagen von dem Drehmomentenanker oder durch ein Aneinanderbefestigen von mehreren Drehmomentenankern in einer Etage. Es ist somit möglich, das Widerstandsdrehmoment eines Drehmomentenankers oder einer Gesamtheit eines Drehmomentenankers in Abhängigkeit von dem Drehmoment anzupassen, welches durch die Grundhydrauliken beim Pumpenbetrieb erzeugt wird. In diesem Fall sind vorteilhafterweise die Verankerungskassetten von jeder Etage in winkelbezogener Form um den Mittelpunkt des Stützgehäuses 15 herum versetzt, um die Zentrierung des Drehmomentenankers im Inneren von diesem Stützgehäuse zu begünstigen und um die Beschädigung des Stützgehäuses durch die zyklische Kaltverformung (frz.: écrouissage) gering zu halten.
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Gemäß den beschriebenen Ausführungsformen erstrecken sich die Aufnahmen entlang der gleichen Richtung wie die Scheibenachsen. Gemäß einer Variante ist es möglich, einen Drehmomentenanker zu realisieren, bei welchem die Aufnahmen, welche die Verankerungskassetten enthalten, eine andere Form aufweisen, zum Beispiel wenn diese ebenso andere Elemente aufnehmen.
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Gemäß einer Variante weist das Gestell 4 zwei Fluiddurchlässe 94 auf, welche die innere Kammer 78 mit der Außenseite des Gestells 4 verbinden.
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Gemäß einer Variante weist die Scheibe nicht einen Wulst 52 auf, und es ist der zylindrische Abschnitt 96 der Scheiben, welcher mit dem Stützgehäuse 15 in Kontakt steht, wenn der Drehmomentenanker in diesen eingebaut ist.
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Vorteilhafterweise ist dieser Drehmomentenanker leicht herzustellen, zu warten und zu testen an der Oberfläche ohne ein Risiko für die Bedienperson.
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Gemäß einer Variante ist der Umriss 30 der Scheibe, welcher in Kontakt mit dem Stützgehäuse steht, nicht an der kreisförmigen äußeren Fläche 42 vorgesehen, sondern an dem zylindrischen Abschnitt 46.
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Gemäß einer Variante ist der Kragen 90 durch einen Sprengring oder einen Anschlagstab derart ersetzt, dass es möglich ist, die Verankerungskassette für eine Wartung, eine Wiederverwertung von hauptsächlichen Teilen und im Allgemeinen zum Begrenzen einer Entsorgung von Komponenten zu demontieren.
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Gemäß einer Variante ist die erste Scheibe 20 an der ersten Scheibenachse 26 durch ein Gewinde und durch die Montage eines Verriegelungsrings an der ersten Scheibenachse befestigt. Diese Variante ermöglicht es ebenso, die Verankerungskassette für eine Wartung zu demontieren.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 6155346 [0003]
- EP 1371810 [0011]
