DE2030117B2

DE2030117B2 - Dichtungsanordnung für Lagergehäuse von Versenkbohrantrieben

Info

Publication number: DE2030117B2
Application number: DE2030117A
Authority: DE
Inventors: Leonide Grenoble Dicky
Original assignee: Alsthom Atlantique SA
Current assignee: Alstom SA
Priority date: 1969-06-30
Filing date: 1970-06-18
Publication date: 1981-05-07
Also published as: FR2045253A5; DE2030117C3; DE2030117A1; US3666333A; GB1258678A

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

^!> 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

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche: 20 30 \\7

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.