DE1085115B - Elektrobohrer fuer Tiefbohrzwecke - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Gegenstand der Erfindung ist eine Verbesserung des Elektrobohrers nach der Patentanmeldung G 21601 VI/5 a. Nach diesem ist ein mit Schmieröl gefülltes, ein Lager ganz umschließendes Gehäuse mit einem Druckumsetzer versehen, der aus einem Zylinder mit darin dichtendem, frei beweglichem, auf der einen Seite dem Druck der Spülflüssigkeit ausgesetztem Kolben besteht, wodurch das Eindringen der Spülflüssigkeit in das Lager behindert wird, und der Strömungsweg der Spülflüssigkeit weist nahe dem Bohrkopf oder im rotierenden Bohrerteil eine Verengung auf, die eine Erhöhung des manometrischen Spülflüssigkeitssowie des Schmieröldruckes und damit einen Druckunterschied gegenüber der Bohrlochflüssigkeit zur Folge hat, welcher das Lager gegen die Bohrlochflüssigkeit abschließt. Dadurch wird erreicht, daß im Grenzfall wohl Schmieröl in das Bohrloch austreten, aber nicht Bohrlochflüssigkeit in die Schmieröl enthaltenden Räume eintreten kann. Damit wird das Kernproblem der Tiefbohrer vor Ort gelöst.

Nach der vorliegenden Erfindung geht die Kolbenstange des Druckumsetzerkolbens dichtend durch eine Gehäusewand hindurch, und nur sie, nicht auch die ihr zugewandte Kolbenfläche, wird vom Spülflüssigkeitsdruck beaufschlagt. Dies ergibt den Vorteil, daß auf die das Lager gegen die Bohrlochflüssigkeit abschließende Dichtung nur ein beträchtlich niedrigerer Druck als nach dem Hauptpatent einwirkt und demnach diese für die Betriebsfähigkeit entscheidend wichtige Dichtung erheblich längere Lebensdauer hat.

Die Erfindung besteht weiterhin darin, daß der Kolbenraum zwischen der Gehäusewand und dem Kolben kolbenstangenseitig an das Bohrloch angeschlossen und zwischen Gehäusewand und Kolben eine Druckfeder angeordnet ist, deren Vorspannung das statische Druckgefälle der Bohrlochflüssigkeit berücksichtigt, das der Baulänge des Bohrers entspricht. Dies hat den Vorteil, daß schon beim Einbringen des Elektrobohrers in das Bohrloch, also wenn noch kein Spülflüssigkeitsdruck wirksam ist, ein wünschenswerter Dichtungsdruck an der obenerwähnten Dichtung auftritt, und zwar ein Druck, der sich selbsttätig an den jeweiligen statischen Druck der Bohrlochflüssigkeit anpaßt und überdies die Baulänge des Elektrobohrers berücksichtigt, die 10 m und darüber betragen kann.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsmittelschnitt des oberen Teils des Tiefbohrmotors,

Fig. 2 eine entsprechende Darstellung seines unteren Teils,

Fig. 3 einen Querschnitt durch den Oberteil des Tiefbohrmotors und

Zusatz zur Patentanmeldung G 21601 VI/ 5 a
(Auslegeschrift 1 081 844)

Anmelder:

Johann Gruber,

Celle, Harburger Heerstr. 25

Johann Gruber, Celle,
ist als Erfinder genannt worden

Fig. 4 einen Querschnitt durch den rotierenden Mittelteil unmittelbar oberhalb des Bohrwerkzeuges.

Das Hohlgestänge 1 ist mit dem Kopfstück 2 verschraubt. In diesem befinden sich längsverschiebbare dichtende Kolben 3 und 4. Der Motormantel 5 enthält die herausziehbare Stopfbuchse 6, in der sich die druckdurchlässige Dichtung 7, der Hohlraum 8 und die beiden Dichtlippen 9 und 10 mit einer Feder 11 befinden. In den unteren Teil des Motormantels 5 ist der Stator 12 des Motors eingebaut, dem durch ein Kabel 13 von über Tage der elektrische Strom zugeführt wird. Im Zwischenstück 16 sind eine Dichtlippe 14 und längsverschiebbare dichtende Kolben 15 untergebracht. An das Zwischenstück 16 schließen sich ein oder mehrere Lagergehäuse 17 und gegebenenfalls noch ein Getriebegehäuse an, in die ein Verschlußstück 20 eingeschraubt ist, das mit Dichtlippen 18 ausgestattet ist.

Die umlaufenden Teile bestehen aus dem Degenrohr 21, dem Motoranker 22, der Hohlwelle 23 und dem Bohrkopf 24, an dem das Bohrwerkzeug 25 befestigt ist. Auf der Hohlwelle 23 sind ein oder mehrere Längslager 26 aufgebaut, die sich mittels Federn 27 abstützen. Der Raum 28 ist mittels einer seitlich eingebauten Rohrleitung 29 mit dem Raum 30 verbunden. Der Raum 31 ist durch eine Rohrleitung 32 mit dem Motorraum 33 verbunden. Diese Verbindungen sind so ausgeführt, daß keine Vermischung der Flüssigkeiten eintreten kann. Der Raum 34 ist durch die Kolben 15 vom Motorraum 33 getrennt. Die umlaufenden Teile und das Kopfstück 2 sind mit einer zentral durchgehenden Bohrung versehen, die in den Werkzeugkopf 24 einmündet. Dort erweitert sich die Bohrung auf einen großen Durchmesser im Raum 35. In den Bohrkopf 24 sind Düsen 36 eingebaut.

Vor Inbetriebnahme des Elektrobohrers werden der Reihe nach die Räume 34, 33, 31, 30 und 28 mit den

009 550/46

erforderlichen Flüssigkeiten und Ölen so gefüllt, daß die Kolben 15, 4 und 3 ihre Endstellung einnehmen. Der Raum 8 wird schon vor dem Zusammenbau der Teile mit Fett gefüllt.

Die Kolbenstange 37 der Druckumsetzerkolben 3 und 4 ist durch eine Gehäusewand 38 dichtend hindurchgeführt. Der in der Bohrung 39 herrschende Spülflüssigkeitsdruck beaufschlagt demnach nur die Stirnfläche der Kolbenstangen 37, aber nicht auch die Unterseite der Kolben 3 und 4. Die Folge davon ist, daß in den Kolbenräumen 28 und 31 und in den mit diesen Kolbenräumen in Verbindung stehenden anderen Räumen des Elektrobohrers ein kleinerer Druck als der Spülflüssigkeitsdruck erzeugt wird, nämlich im Verhältnis der wirksamen Flächen der Kolbenstange 37 und der Kolben 3, 4. Damit wird erreicht, daß auch auf die Oberseite der Dichtung 18 ein entsprechend kleiner Druck einwirkt. Dieser Druck ist aber immer noch größer als der Druck der Bohrlochflüssigkeit.

Der Ringraum 40 unterhalb der Druckumsetzerkolben 3, 4 ist durch eine Bohrung 41 an das Bohrloch angeschlossen, so daß die Unterseite der Kolben 3, 4 von dem Druck der Bohrlochflüssigkeit beaufschlagt wird. In derselben Richtung wie der Bohrlochflüssigkeitsdruck wirkt auf die Unterseite der Kolben 3, 4 die Spannung einer Feder 42.

Hieraus ergibt sich, daß die Druckumsetzerkolben 3, 4 eine Druckwirkung auf die Oberseite der Dichtung 18 schon erzeugen, wenn ein Spülflüssigkeitsdruck noch nicht vorhanden ist, nämlich durch den statischen Druck der Bohrlochflüssigkeit. Die Druckfedern 42 berücksichtigen das statische Druckgefälle der Bohrlochflüssigkeit, das der Baulänge des Elektrobohrers entspricht.

Bei der Arbeit des Elektrobohrers herrscht in seiner zentralen Bohrung der Spülflüssigkeitsdruck. Der Bohrlochflüssigkeitsdruck ist dann ebenfalls größer als vor Bohrbeginn. Daher muß — wie es auch schon nach dem Hauptpatent geschieht — bei der Arbeit ein entsprechend großer Druck auf die Oberseite der Dichtung 18 ausgeübt werden, wenn die Dichtung den Eintritt von Bohrlochflüssigkeit in das Motorinnere verhindern soll. Nach der vorliegenden Erfindung wirkt der Spülflüssigkeitsdruck auf die Stirnflächen der Kolbenstangen 37, wodurch vermittels der Druckumsetzerkolben 3, 4 in der beschriebenen Weise ein Sperrdruck auf die Dichtung 18 erzeugt wird.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Elektrobohrer für Tief bohrzwecke, bei dem ein mit Schmieröl gefülltes, ein Lager ganz umschließendes Gehäuse mit einem Druckumsetzer versehen ist, der aus einem Zylinder mit darin dichtendem, frei beweglichem, auf der einen Seite dem Druck der Spülflüssigkeit ausgesetztem Kolben besteht, wodurch das Eindringen der Spülflüssigkeit in das Lager behindert wird, und bei dem der Strömungsweg der Spülflüssigkeit eine Verengung aufweist, die eine Erhöhung des manometrischen Spülflüssigkeits- sowie des Schmieröldruckes und damit einen Druckunterschied gegenüber der Bohrlochflüssigkeit an einer Dichtung zur Folge hat, welcher das Lager gegen die Bohrlochflüssigkeit abschließt, nach Patentanmeldung G 21601 VI/5 a, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange des Druckumsetzerkolbens dichtend durch eine Gehäusewand hindurchgeht und nur sie, nicht auch die ihr zugewandte Kolbenfläche, vom Spülflüssigkeitsdruck beaufschlagt wird.

2. Elektrobohrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenraum zwischen der Gehäusewand und dem Kolben kolbenstangenseitig an das Bohrloch angeschlossen und zwischen Gehäusewand und Kolben eine Druckfeder angeordnet ist, deren Vorspannung das statische Druckgefälle der Bohrlochflüssigkeit berücksichtigt, das der Baulänge des Bohrers entspricht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 009 550/46 7.60