DE2030117B2 - Dichtungsanordnung für Lagergehäuse von Versenkbohrantrieben - Google Patents
Dichtungsanordnung für Lagergehäuse von VersenkbohrantriebenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Dichtungsanordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Da unter der Erdoberfläche arbeitende Motoren wie Elektrobohrer oder Turbobohrer, die für das Herstellen
von Bohrlöchern verwendet werden, mit radialen Lagern und mit axialen Drucklagern ausgestattet sind,
die in einer mit Schmiermittel gefüllten Kapselung arbeiten, muß die Kapselung mit zwischen den festen
und drehenden Organen der Maschine gelegenen Dichtungsanordnungen ausgestattet sein, um das in der
Kapselung enthaltene Schmiermittel von dem das Bohrloch füllenden Bohrschlamm zu trennen. Die
Lebensdauer bekannter Dichtungsanordnung ist im allgemeinen sehr kurz und liegt in der Größenordnung
von 50—80 Stunden, da der Bohrschlamm einen ■ schnellen Verschleiß der Dichtung verursacht.
Aus der DE-AS 10 85 115 ist ein Versenkbohrantrieb bekannt, der zwei Druckausgleichsvorrichtungen vorsieht,
von denen eine auf den Motorraum einwirkt, an den druckmäßig eine unter dem Motor liegende
Lagerkammer angeschlossen ist, während die andere Druckausgleichsvorrichtung eine oberhalb des Motors
liegende Sicherheitskammer beaufschlagt. Durch die Druckausgleichsvorrichtungen wird in den betreffenden
Kammern ein geringfügig erhöhter Druck gegenüber dem Druck des Bohrschlamms im Bohrloch erzeugt, so
daß das Eindringen von Bohrschlamm in diese Kammern verhindert wird. Da jedoch diese Kammern,
zumindest die Lagerkammer, mit Schmiermittel gefüllt sind, führt eine schadhafte Dichtung sofort zu einem
Schmiermittelverlust, da das Schmiermittel ja unter erhöhtem Druck steht. Dies beeinträchtigt die Gleiteigenschaften
des Lagers und führt zu einer raschen Zerstörung des Bohrers.
Aufgabe der Erfindung ist es, diese Gefahr zu bannen. Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil
des Hauptanspruchs definierten Merkmale gelöst. Bei der erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung wird nach
einem Dichtungsleck zuerst das Schutzmittel aus der Zwischenkammer auslaufen, so daß rechtzeitig, d. h. vor
einem Lagerschaden, das Leck erkannt und behoben werden kann. Bezüglich eines Merkmals einer bevorzugten
Ausführungsform der Erfindung wird auf den ·> Unteranspruch verwiesen.
Da das Schutzmittel unter einem geringfügig höheren Druck als dem der Umgebung gehalten ist, kann
lediglich ein Verlust bzw. eine Leckage durch die zweite Dichtung nach außen auftreten, wobei jegliches
κι Eindringen von Bohrschlamm in die Kapselung
vermieden und so die Dichtung wirkungsvoll gegen jede Berührung mit dem Bohrschiamm geschützt wird.
Als Schutzmittel kann beispielsweise entweder ein Schmierfett, bevorzugt ein Fett mit gegen Wasser
'5 unempfindlichen Silikonen, oder ein öl mit einer
höheren Viskosität als der des die Kapselung füllenden Öles, oder eventuell identisch mit dieser, oder aber ein
Mittel zur Verdrängung von Wasser und wäßrigen Lösungen wie beispielsweise ein handelsübliches fluides
Rostschutzmittel verwendet werden.
Erfindungsgemäß kann das System für das Unterdrucksetzen
der das Schutzmittel enthaltenden Kammer mittels eines Druckausgleichskolbens individuell für
jede oder gemeinsam für mehrere Anordnungen vorgesehen sein.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung beispielsweise beschrieben; in dieser zeigt
F i g. 1 eiiJen Axialschnitt einer Anordnung gemäß der
Erfindung, die auf der stromabwärtigen Seite des Lagergehäuses einer Bohrturbine angewendet ist, und
F i g. 2 einen Axialschnitt einer gleichartigen Anordnung, die auf der stromaufwärtigen Seite des Lagergehäuses
der Turbine angewendet ist.
In F i g. 1 ist der Körper bzw. das Rohr 1 einer
In F i g. 1 ist der Körper bzw. das Rohr 1 einer
!> Bohrturbine, das durch die Distanzbuchsen 2 und 3
gesichert ist, ebenso wie die Welle 4 gezeigt, die durch Abnutzungsringe 6,7 und 8 gesichert ist Die Welle 4 ist
hohl; der von dem Antriebsteil der Maschine herkommende Bohrschlamm strömt in der Richtung des Pfeils F
to in der Bohrung 5 zu dem nicht dargestellten Bohrmeißel,
der auf das Ende der Welle geschraubt ist. Das Lagergehäuse 9, das in dem Ringraum zwischen der
Welle und dem Rohr 1 gelegen und mit Schmiermittel gefüllt ist, enthält Axial- und Radialabstützungen, von
denen eine, nämlich das Kugellager 10, in der Zeichnung
dargestellt ist. Eine bekannte Dichtung 11, bevorzugt eine Drehverbindung mit mechanischer Dichtung,
trennt das Lagergehäuse 9 von dem mehr stromabwärts gelegenen Raum. Eine Stopfbuchse ist stromabwärts
von der Dichtung 11 angeordnet; sie umfaßt ein Gehäuse 14, eine Kappe 15 und eine Ringpackung 16,
die bevorzugt mit dem Schutzmittel imprägniert ist, das einen Zwischenraum 25 in einem in dem Rohr 1
angebrachten Bauteil 17 füllt.
Das in dem Raum 25 enthaltene Schutzmittel wird unter einem Druck geringfügig über dem des das
Bohrloch füllenden Bohrschlammes mittels einer bekannten Anordnung gehalten, die einen Ringkolben 18
umfaßt, der in dem Bauteil 17 gleitet Dichtungen 19 und 20 aufweist und durch eine Feder 24 belastet ist, die in
einem mit Bohrschlamm gefüllten, hinter dem Kolben 18 liegenden Bereich 22 im Bauteil 17 angeordnet ist und
sich auf der Fläche eines in das Rohr 1 geschraubten Ringteils 21 abstützt; der die Feder 24 enthaltende
Bereich 22 steht mit dem Umgebungsraum durch eine in dem Ringteil 21 vorhandene Öffnung 23 in Verbindung.
Eine Ringkammer 12 zwischen dem Bauteil 17 und dem Abnutzungsring 8 ist ebenfalls mit Bohrschlamm gefüllt.
da sie mit dem Außenraum in Verbindung steht. Das
Schutzmittel füllt eine Zwischenkäufer 13 zwischen der Dichtung 11 und der Stopfbuchse 14, da die
Kammern 13 und 25 miteinander über die öffnungen 26
und 27 in Verbindung stehen, die in dem Gehäuse 14 bzw. dem Boden des Bauteils 17 ausgeführt sind.
Die Dichtung 11 hat somit auf ilyer lagerfernen
Außenseite lediglich mit dem unter leichtem Oberdruck stehenden Schutzmittel Berührung, das die Zwischenkammer 13 füllt; sie ist somit wirkungsvoll gegen den
Bohrschlamin geschützt, und ihre Lebensdauer ist bedeutend verlängert
In Fig.2 ist ein Ausführungsbeispiel gezeigt, in dem
die Erfindung auf der stromaufwärtigen Seite des
Lagergehäuses einer Bohrturbine angewendet ist
Der untere, unter dem Ringkolben 18' gelegene Teil
der Turbine ist identisch mit dem in F i g. 1 und weist einen Raum 25' und eine Zwischenkammer 13', die mit
dem Schutzmittel gefüllt sind, eine Ringpackung 16' und eine Dichtung 11' auf.
Die die Feder 24' oberhalb des Ringkolbens 18' enthaltende Kammer 22' steht über dee in dem Rohr 1
vorhandenen öffnungen 28 in Verbindung mit dem Umgebungsraum.
Die Kammer 221 ist von der Kammer 29*, wo sich der
Bohrschlamm unter Druck befindet, der aus den j Turbinenschaufeln austritt mittels einer Dichtungsanordnung 30 des Labyrinthtyps getrennt.
Die Kammer 22* stromaufwärts von dem Lagergehäuse der Turbine befindet sich ebenso auf dem Druck
des das Bohrloch füllenden Schlamms, d.h. auf
ίο demselben Druck wie der Ringraum 22 stromabwärts
von dem Lagergehäuse der Turbine, der in F i g. 1 dargestellt ist; man kann somit indem die Schutzmittel
in den beiden Räumen 25 und 25' unter gleichen leicht höheren Druck als dem des den Schacht füllenden
π Bohrschlamms gesetzt werden, jegliches Eindringen
von Dohrschlamm in die Schutzmittel verhindern.
Bei dieser Variante könnte der Ringkolben 18' unter der Voraussetzung fortgelassen und durch eine feste
Wand ersetzt werden, daß der Raum 25' und der den
2» Ringkolben 18 enthaltende Raum 25 durch ein
Kanalsysteni verbunden sind, so daß der gleiche Druck
in den beiden Räumen hergestellt ist
Claims (2)
1. Dichtungsanordnung für schutzmittelgefüllte Lagergehäuse von Versenkbohrantrieben, inbesondere
zum Tiefbohren, mit einer einen durch eine außenseitige Feder vorgespannten Kolben aufweisenden
Druckausgleichsvorrichtung, die außenseitig dem Druck der Bohrlochspülflüssigkeit ausgesetzt
und auf der unter erhöhtem Druck stehenden, dem Lagergehäuse zugewandten Seite mit einer mit
Schutzmittel gefüllten Zwischenkammer verbunden ist welche ebenfalls dem Druck der Spülflüssigkeit
ausgesetzt und gegen diese mittels einer Dichtung abgedichtet ist, dadurch gekennzeichnet,
daß die Zwischenkammer (13, 13') an das Lagergehäuse
(9) angrenzend angeordnet und von diesem gleichfalls durch eine Dichtung (11, W) abgetrennt
ist
2. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zu beiden Seiten des Lagergehäuses
(9) je eine Zwischenkammer (13, 13') zwischen dem Lagergehäuse (9) und den dem Druck
der Spülflüssigkeit ausgesetzten Bereichen vorgesehen ist, wobei beide Kammern mit einer gemeinsamen
Druckausgleichsvorrichtung verbunden sind.
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