DE19915623C2 - Rotationskolbenbohrmotor - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen hydrostatischen mehrstufigen Rotationskolbenbohr­ motor nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Solche Motoren werden insbesondere zum Tiefbohren von Brunnen und für Erdöl- und Erdgasbohrungen verwendet.

Ein Rotationsmotor ist durch die US 5733113 bekannt. Dieser Motor weist allerdings nicht axial bewegliche Schieber, sondern radial bewegliche Rollen auf und er ist einstufig ausgebil­ det und wird in Kombination mit einer Pumpe betrieben. Der bekannte Rotationsmotor ist nur für kleinere Drehmomente geeignet.

Aus der US 1238501 ist ein Rotationskolbenmotor der zweistufigen Bauart bekannt, der auch als Bohrmotor verwendet werden kann. In diesem Motor sind die beiden Stufen über einen äußeren Ringkanal des Gehäuses miteinander verbunden und deshalb ist zwischen dem Gehäuse und den Trennwänden ein Zylinder montiert, was die Bauweise erschwert und den Durchmesser des Motors vergrößert.

Die Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen zuverlässigen Rotationskolbenbohrmotor mit kleinerem Durchmesser zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Rotationskolbenbohrmotor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Der Zwischenrotor mit den geneigten Arbeitskanälen ermöglicht es, einen mehrstufigen Rotationskolbenbohrmotor ohne Vergrößerung des Außendurchmessers zu schaffen.

Die Schieber mit den geneigten Bohrungen für die kontinuierliche Verbindung mit den Arbeitsräumen gewährleisten eine kontinuierliche und gleichmäßigere Rotation der Welle.

Die Verbindung des Innenraums des Bohrgestänges mit der Zentralbohrung der Welle durch die Arbeitskanäle der Kolben ermöglicht es, durch die Druckflüssigkeit ein Drehmo­ ment am Bohrwerkzeug zu erzeugen.

Im folgenden ist die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Rotationskolbenbohrmotor in einer Axialschnittansicht,

Fig. 2 eine Querschnittansicht entlang der Pfeile A-A in Fig. 1,

Fig. 3 eine Schnittansicht entlang der Pfeile B-B in Fig. 2.

Der Rotationskolbenbohrmotor (Fig. 1-3) beinhaltet ein Gehäuse 1, in dem Rotoren 5, 6, 7 mit der Welle 8 starr, zum Beispiel durch Gewinde oder Passfeder, verbunden sind. Zwischen den Rotoren 5, 6, 7 sind Schieber 9 eingebaut. Mit dem Gehäuse 1 sind Stutzen 12, 13 durch Trennwände 10, 11 starr verbunden. Ein Wälzlager 14 ist zwischen dem Rotor 7 und dem Lagergehäuse 15 und ein anderes Wälzlager 16 ist zwischen dem Lagergehäuse 15 und der Welle 8 untergebracht. Die Wälzlager 14, 16 nehmen die Belastungen durch die Druckflüs­ sigkeit und die Bohrlochsohle auf. Die Schieber 9 sind mit Dichtungsösen 17-20 versehen und mit auf kegeligen Achsen 21 gelagerten Kegelrollen 22 ausgerüstet und weisen geneigte Boh­ rungen 23 auf. Die Rotoren 5, 6, 7 sind mit krummlinigen Arbeitsflächen 24, 25 versehen. Die Trennwände 10, 11 sind mit Fenstern 26 ausgeführt.

Der Rotationskolbenbohrmotor ist mehrstufig und kann deshalb mehrere Zwischenrotoren 6 aufweisen. Der Zwischenrotor 6 ist mit zweiseitigen krummlinigen Arbeitsflächen 27, 28 und geneigten Arbeitskanälen 29 versehen. Beide Enden der geneigten Bohrungen 23 der Schieber 9 weisen eine kontinuierliche Verbindung mit den Arbeitsräumen 2, 3, 4 auf.

Die Druckflüssigkeit strömt durch den Innenraum des Bohrgestänges 32, die Arbeitskanäle 33 des Rotors 5, die geneigten Bohrungen 23 der Schieber 9, die geneigten Arbeitskanäle 29 des Zwischenrotors 6, die Arbeitskanäle 34 des Rotors 7, den Ringkanal 35 und die Zentral­ bohrung 36 der Welle 8. Dabei fließt die Druckflüssigkeit in die Arbeitsräume zu und gibt ihre Energie durch die Rotoren 5-7 auf die Welle 8 ab.

Die Nutenräume 37, 38 sind mit Schmiermittel gefüllt, das bei der Bewegung der Schieber 9 durch die Kanäle 39, 40 strömt und die Reibungsflächen der Schieber 9, Achsen 21 und Kegelrollen 22 schmiert.

Claims (3)

1. Rotationskolbenbohrmotor mit einer in einem Gehäuse konzentrisch und drehbar gela­ gerten Welle, mit der Rotoren mit stirnseitig angeordneten krummlinigen Arbeitsflächen und ein dazwischen angeordneter Zwischenrotor mit zweiseitig angeordneten krummlinigen Arbeitsflächen fest verbunden sind, mit zwischen den Rotoren gehäusefest angeordneten Trennwänden, in denen Schieber axial beweglich zwischen den jeweils gegenüberliegenden krummlinigen Arbeitsflächen der Rotoren angeordnet sind und volumenveränderliche Ar­ beitsräume bilden, die mit Druckfluid beaufschlagt sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckfluid über Arbeitskanäle (33) in einem außenliegenden Rotor (5) in Arbeitsräume (2) und weiter über in den Schiebern (9) geneigt verlaufende Bohrungen (23) in Arbeitsräume (3) auf der gegenüberliegenden Seite der Trennwand (10) geleitet wird und dort über geneigt verlaufende Arbeitskanäle (29) im Zwischenrotor (6) und geneigt verlaufende Bohrungen (23) in weiteren Schiebern (9) in beidseits einer weiteren Trennwand (11) angeordnete Arbeits­ räume (4) geleitet und über Arbeitskanäle (34) eines endseitigen Rotors (7) abgeleitet wird.

2. Rotationskolbenbohrmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die geneigt verlaufenden Bohrungen (23) der Schieber (9) die beidseits der Trennwand (10, 11) angeord­ neten Arbeitsräume (2, 3, 4) kontinuierlich verbinden.

3. Rotationskolbenbohrmotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitskanäle (33) des außenliegenden Rotors (5) mit dem Innenraum des Bohrgestänges (32) und die Arbeitskanäle (34) des endseitigen Rotors (7) mit einer Zentralbohrung (36) der Welle (8) in Verbindung stehen.