DE19919240A1

DE19919240A1 - Bohrlochmotorpumpeneinheit

Info

Publication number: DE19919240A1
Application number: DE19919240A
Authority: DE
Inventors: Rafik Mansurow
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-03-10
Filing date: 1999-04-28
Publication date: 1999-11-25

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Bohrlochmotorpumpeneinheit zum Auspumpen der Flüssigkeiten aus den tiefen, übertiefen und abgelenkten Bohrlöchern, bestehend aus einem Rotationskolbenmotor (1), einer Rotationskolbenpumpe (2) und einem Packer (3), wobei der Packer (3) zwischen dem Rotationskolbenmotor (1) und der Rotationskolbenpumpe (2) eingebaut ist. Zum Auspumpen der Flüssigkeiten aus übertieflagernden Schichten sind der Rotationskolbenmotor (1) und die Rotationskolbenpumpe (2) mehrstufig ausgeführt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bohrlochmotorpumpeneinheit als Zusatz zur Patentan meldung Rotationskolbenmaschine Aktenzeichen 199 10 514.6-15. Die Hauptpatentanmeldung betrifft eine als Verbrennungsmotor oder Hydromaschine (Druckluftmaschine) arbeitende Rota tionskolbenmaschine. Ziel der vorliegenden Erfindung ist eine auf der Grundlage der Hauptpa tentanmeldung basierende weitere Ausführungsform der Rotationskolbenmaschine als Bohr lochmotorpumpeneinheit zur Nutzung beim Auspumpen von Flüssigkeiten aus den tiefen, über tiefen und abgelenkten Bohrlöchern.

Es ist eine Vorrichtung zum Fördern von fließfähigen Stoffen DE 34 09 970 bekannt, bei der der Rotor und Stator des Antriebs und der Rotor und Stator der Pumpe die gleiche Exzentrizität besitzen und starr miteinander verbunden sind. Der aus einem elastischen Material bestehende Stator (Rotor) und der exzentrisch angeordnete Rotor vermindern die Lebensdauer der Vorrich tung.

Die Turbopumpen zur Förderung hochviskoser Stoffe werden in den EP-B 0 246 943 und DE 42 43 132 offenbart. Die Turbopumpe schafft den mangelhaften Druck, um die hochviskosen Stoffe zu fördern. Zur Verringerung der Viskosität von Stoffe werden die fertigungstechnisch aufwendigen Vorrichtungen verwendet.

Die Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine vibrationsfreie und langjährige Bohrlochmo torpumpeneinheit mit dem Rotationskolbenmotor vom großen Moment und mit der Rotations kolbenpumpe vom Hochdruck zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch zwei Rotationskolbenmaschinen gelöst, welche eine Bohrlochmotorpumpeneinheit ausgebildet sind, die durch die im Patentanspruch 1 kenn zeichnenden Merkmale dargelegt ist.

Der zwischen dem Rotationskolbenmotor und der Rotationskolbenpumpe eingebaute Packer ermöglicht, den oberen Ringraum vom Förderhorizont abzutrennen.

Die beweglichen Keilwellenverbindungen der Welle und des Gehäuses vom Rotationskol benmotor mit der Welle und mit dem Gehäuse der Rotationskolbenpumpe gewährleisten das Abpackern des Bohrloches beim Absetzen der Steigrohre auf Sohle.

Die Verbindungen der Arbeitskanäle eines Kolbens vom Rotationskolbenmotor mit dem Rin graum und der Arbeitskanäle anderes Kolbens mit dem Steigraum der Steigrohre gewährleisten den Kreislauf der Druckflüssigkeit. Dabei betätigt die Druckflüssigkeit den Rotationskolbenmo tor.

Die Verbindung der Ansaugkanäle von Rotationskolbenpumpe mit dem Förderhorizont und der Druckkanäle mit den Zentralkanälen der Wellen dient zum Auspumpen der zu fördernden Flüssigkeit aus dem Förderhorizont.

Der mehrstufige Rotationskolbenmotor schafft das größere Wellendrehmoment und die mehr stufige Rotationskolbenpumpe weist die größere Förderleistung auf, um die zu fördernde Flüs sigkeit aus den übertieflagernden Schichten auszupumpen.

Der Zwischenkolben mit den durch die Arbeitskanäle verbundenen zweiseitigen Arbeitsflä chen dient zur Schaffung der mehrstufigen Rotationskolbenmaschine (Motor, Pumpe).

Neben den genannten Merkmalen ist für den angestrebten Verwendungszweck einer erfin dungsgemäßen Bohrlochmotorpumpeneinheit von besonderer Bedeutung, daß mit der kurzen Motorpumpeneinheit aus den abgelenkten Bohrlöchern die Flüssigkeiten ausgepumpt werden können. Außerdem kann man die Rotationskolbenpumpe mit dem Tauchelektromotor verbinden.

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

Fig. 1 eine Bohrlochmotorpumpeneinheit in einer Axialschnittsansicht,

Fig. 2 ein Rotationskolbenmotor in einer Axialschnittsansicht,

Fig. 3 eine Querschnittsansicht entlang der Pfeile A-A in Fig. 2,

Fig. 4 eine Schnittsansicht entlang der Pfeile B-B in Fig. 3,

Fig. 5 eine Rotationskolbenpumpe in einer Axialschnittsansicht,

Fig. 6 eine Querschnittsansicht entlang der Pfeile C-C in Fig. 5,

Fig. 7 eine Schnittsansicht entlang der Pfeile D-D in Fig. 6,

Fig. 8 ein mehrstufiger Rotationskolbenmotor in einer Axialschnittsansicht,

Fig. 9 eine Querschnittsansicht entlang der Pfeile E-E in Fig. 8,

Fig. 10 eine Schnittsansicht entlang der Pfeile F-F in Fig. 9,

Fig. 11 eine mehrstufige Rotationskolbenpumpe in einer Axialschnittsansicht,

Fig. 12 eine Querschnittsansicht entlang der Pfeile G-G in Fig 11,

Fig. 13 eine Schnittsansicht entlang der Pfeile H-H in Fig. 12.

Die Bohrlochmotorpumpeneinheit (Fig. 1) besteht aus einem Rotationskolbenmotor 1, einer Rotationskolbenpumpe 2 und einem Packer 3. Der Rotationskolbenmotor 1 (Fig. 2-4) und die Rotationskolbenpumpe 2 (Fig. 5-7) beinhalten die Gehäuse 4, 5, die in den Zylindern 6-9 kon zentrisch und drehbar gelagerten Kolben 10-13 Die Kolben 10-13 sind mit den Wellen 14, 15 starr verbunden. Zwischen den Kolben 10-13 sind die Schieber 16, 17 eingebaut. Mit den Ge häusen 4, 5 sind durch die Trennwände 18, 19 die Stutzen 20, 21 starr verbunden. Die Wälzlager 22, 23 sind zwischen den Wellen 14, 15 und Gehäusen 4, 5 montiert. Die Schieber 16, 17 sind mit den Dichtungsösen 24-27 versehen und mit den auf die kegeligen Achsen 28, 29 gelagerten Kegelrollen 30, 31 ausgerüstet. Die Kolben 10-13 sind mit den krummlinigen Arbeitsflächen 32-35 hergestellt. Die Trennwände 18, 19 sind mit den Fenstern 36, 37 ausgeführt.

Zur Erreichung von größeren Wellendrehmomenten bei kleineren Druckgefällen ist der Rota tionskolbenmotor 1 (Fig. 2-4) zweistufig verwirklicht. Deshalb sind seine Schieber 16 mit den Bohrungen 38 hergestellt und die Arbeitskanäle 39, 40 seiner Kolben 10, 11 nacheinander ange ordnet. Die Kolben 12, 13 der Rotationskolbenpumpe 2 (Fig. 5-7) sind mit den parallel verbun denen Ansaug- und Druckkanälen 41-44 verwirklicht. Dabei wird die doppelte Fördermenge der Flüssigkeit erreicht.

Der Packer 3 (Fig. 1) besteht aus einem Rohrstutzen 45, einem Dichtelement 46 und zwei Ringstützen 47, 48. Der Rotationskolbenmotor 1 ist mit dem Packer 3 starr verbunden und die Rotationskolbenpumpe 2 ist am Rohrstutzen 45 vom Packer 3 durch die Ringstütze 48 beweglich aufgehängt.

Die Welle 14 und das Gehäuse 4 des Rotationskolbenmotors 1 (Fig. 1) weisen mit der Welle 15 und mit dem Gehäuse 5 der Rotationskolbenpumpe 2 durch die Naben 49, 50 die beweglichen Keilwellenverbindungen 51, 52 auf, wobei beide Wellen 14, 15 mit den Zentralkanälen 53, 54 ausgeführt sind.

Die Arbeitskanäle 39 eines Kolbens 10 vom Rotationskolbenmotor 1 sind mit dem Ringraum 55 und die Arbeitskanäle 40 anderes Kolbens 11 mit dem Steigraum 56 der Steigrohre 57 ver bunden. Die Ansaugkanäle 41, 42 der Rotationskolbenpumpe 2 sind mit dem Förderhorizont 58 und die Druckkanäle 43, 44 sind mit den Zentralkanälen 54, 53 der Wellen 15, 14 verbunden.

Nach dem Absetzen der Steigrohre 57 auf Sohle und nach dem Abpackern des Bohrloches strömt die Druckflüssigkeit von der nicht gezeigten Obertagepumpe durch die Hochdrückleitung im Ringraum 55 und strömt weiter durch die Bohrungen 59, den Ringkanal 60, die Arbeitskanäle 39, die Bohrungen 38 (Fig. 4) der Schieber 16, die Arbeitskanäle 40 (Fig. 1), den Steigraum 56 der Steigrohre 57 und die Rohrleitung wieder in die Obertagepumpe. Auf diese Weise macht die Druckflüssigkeit den Kreislauf und dabei betätigt den Rotationskolbenmotor 1. Durch die Keil wellenverbindung 51 wird das Drehmoment auf die Welle 15 der Rotationskolbenpumpe 2 übertragen. Dabei strömt die zu fördernde Flüssigkeit aus dem Förderhorizont 58 durch die Boh rungen 61, 62, Ringkanäle 63, 64, Ansaugkanäle 41, 42, Druckkanäle 43, 44, Zentralkanäle 54, 53 in den Steigraum 56 der Steigrohre 57. Im Steigraum 56 vermischt sich die zu fördernde Flüs sigkeit mit der Druckflüssigkeit und das Gemisch strömt auf die Tagesoberfläche.

Zur vielfachen Vergrößerung vom Drehmoment und zum Auspumpen der zu fördernden Flüs sigkeit aus den übertiefen Bohrlöchern wird die Bohrlochmotorpumpeneinheit mit dem mehrstu figen Rotationskolbenmotor (Fig. 8-10) ausgerüstet. In diesem Fall ist der Rotationskolbenmotor mit mindestens einem zusätzlichen gleichachsig angeordneten und auf der gleichen Welle aufge stellten Zwischenkolben 65 ausgeführt, wobei der Zwischenkolben 65 mit den durch die Ar beitskanäle 68 verbundenen zweiseitigen Arbeitsflächen 66, 67 hergestellt ist. Zur Verringerung von Druckgefällen auf dem Packer 3 strömt die Druckflüssigkeit von der Obertagepumpe durch den Steigraum 56 der Steigrohre 57, durch die Arbeitskanäle 40, Bohrungen 38, Arbeitskanäle 68 von Zwischenkolben 65, Arbeitskanäle 39 im Ringraum 55 über dem Packer 3. Dabei entste hen die Axialkräfte von oben nach unten. Deshalb ist ein Axialwälzlager 22a eingestellt.

Die Rotationskolbenpumpe (Fig. 11-13) ist mit mindestens einem zusätzlichen gleichachsig angeordneten und auf der gleichen Welle aufgestellten Zwischenkolben 69 ausgeführt. Der Zwi schenkolben 69 ist mit den parallel angeordneten Arbeitskanälen (Ansaug- und Druckkanälen) 70, 71 und mit den zweiseitigen Arbeitsflächen 72, 73 hergestellt. Dabei wird die vielfache Zu nahme der Pumpenfördermenge erreicht. Die zu fördernde Flüssigkeit strömt aus dem Förderho rizont 58 ähnlich wie oben beschrieben und die Strömung ist mit den Pfeilen gezeigt (Fig. 11, 8). Zur Förderung der Flüssigkeiten aus der übertiefen Bohrlöchern und der hochviskosen Stoffe kann die mehrstufige Rotationskolbenpumpe mit den nacheinander angeordneten Arbeitskanälen wie beim Rotationskolbenmotor ausgeführt werden.

Claims

1. Als Bohrlochmotorpumpeneinheit ausgebildete durch zwei Rotationskolbenmaschinen, im wesentlichen bestehend aus einem Rotationskolbenmotor (1), einer Rotationskolbenpumpe (2) und einem Packer (3), wobei der Rotationskolbenmotor (1) und die Rotationskolbenpumpe (2) die Gehäuse (4, 5), die in den Zylindern (6-9) konzentrisch und drehbar gelagerten und mit den Wellen (14, 15) starr verbundenen Kolben (10-13), die mit den Gehäusen (4, 5) durch die Trennwände (18, 19) starr verbundenen Stutzen (20, 21), die Wälzlager (22, 23), die mit den Dichtungsösen (24-27) versehenen und mit den auf die kegeligen Achsen (28, 29) gelagerten Kegelrollen (30, 31) ausgerüsteten Schieber (16, 17), die mit den krummlinigen Arbeitsflächen (32-35) hergestellten Kolben (10-13), die mit den Fenstern (36, 37) ausgeführten Trennwände (18, 19) umfassen, dadurch gekennzeichnet, daß der Packer (3) zwischen dem Rotationskol benmotor (1) und der Rotationskolbenpumpe (2) eingebaut ist, wobei der Rotationskolbenmotor (1) mit dem Packer (3) starr verbunden ist und die Rotationskolbenpumpe (2) am Rohrstutzen (45) vom Packer (3) beweglich aufgehängt ist. .

2. Bohrlochmotorpumpeneinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (14) und das Gehäuse (4) des Rotationskolbenmotors (1) mit der Welle (15) und mit dem Gehäu se (5) der Rotationskolbenpumpe (2) die beweglichen Keilwellenverbindungen (51, 52) aufwei sen, wobei beide Wellen (14, 15) mit den Zentralkanälen (53, 54) ausgeführt sind.

3. Bohrlochmotorpumpeneinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeits kanäle (39) eines Kolbens (11) vom Rotationskolbenmotor (1) mit dem Ringraum (55) und die Arbeitskanäle (40) anderes Kolbens (10) mit dem Steigraum (56) der Steigrohre (57) verbunden sind.

4. Bohrlochmotorpumpeneinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansaug kanäle (41, 42) der Rotationskolbenpumpe (2) mit dem Förderhorizont (58) und die Druckkanäle (43, 44) mit den Zentralkanälen (54, 53) der Wellen (15, 14) verbunden sind.

5. Bohrlochmotorpumpeneinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotati onskolbenmotor (1) und die Rotationskolbenpumpe (2) mehrstufig sind, wobei sie mit minde stens je einem zusätzlichen gleichachsig angeordneten und auf den gleichen Wellen (14, 15) auf gestellten Zwischenkolben (65, 69) ausgeführt sind.

6. Bohrlochmotorpumpeneinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwi schenkolben (65, 69) mit den durch die Arbeitskanäle (68, 70, 71) verbundenen zweiseitigen Arbeitsflächen (66, 67, 72, 73) hergestellt sind.