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Vorrichtung zur Anzeige von Fehlerzuständen in einer Bohranlage Die
Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Anzeige von Fehlerzuständen in einer
Bohranlage, die einen drehbaren, anhebbaren und absenkbaren Bohrstrang und eine
Schaltungsanordnung zur Steuerung der Arbeitsbewegung des Bohrstrangs enthält und
insbesondere dazu dient, vom Normalzustand abweichende Betriebszustände zu bestimmen,
die bei Abweichung einer der drei Variablen von jeweils vorgegebenen Werten entstehen.
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Ferner kann mittels der Erfindung das Abscheren des Bohrstranges bestimmt
werden, und es lassen sich "Absätze" und 11Schichten" in einem Bohrloch ermitteln.
Weiterhin ist die Steuerung der Bohranlage bei Feststellung von abweichenden Betriebszuständen
möglich.
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Wenn man eine unterirdische Formation durchbohrt, so können sich viele
Zustände ergeben, die vom normalen Betriebszustand einer Bohranlage abweichen. Einer
der
schwerwiegendsten Fehler ist die Trennung des Bohrgestänges
in Abschnitte, was Ublicherweise als 'Gestängebruch" bezeichnet wird. Ist ein derartiger
Fall eingetreten, so kann ein weiterer Betrieb des Bohrgestänges die Schwierigkeiten
nur noch vergrößern und die Wiederaufnahme der Bohrarbeiten verzögern. Außer den
"GestEngebrUchen" gibt es andere vom normalen Betriebszustand abweichende Zustände,
die ernsthafte Schäden und Verzögerungen hervorrufen können, wie beispielsweise
einen'tsloughing shale"-Zustand, einen stumpfen oder blockierten Bohrer oder im
Bohrgestänge entstehende Löcher.
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Jeder dieser Zustände kann, wenn er nicht festgestellt und frUh beseitigt
wird, zu Beschädigungen an der Bohranlage fUhren.
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Obwohl nur ein vorsichtiger Bohrbetrieb die Möglichkeiten für abweichende
Betriebszustände verhindert oder verringert, ist auch dann eine Vorrichtung erwünscht,-um
Fehlerzustände anzuzeigen, damit unverzUglich Abhilfe geschaffen werden kann.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine derartige Vorrichtung zu
schaffen.
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Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung der eingangs erwähnten Art
gelöst durch eine Signaleinrichtung zur Erzeugung eines Signals proportional zum
Bohrstranggewicht während des Anhebens und Absenkens des Bohrstranges aus dem Bohrloch
bzw. in das
Bohrloch sowie während des Drehens des Bohrstranges,
durch eine mit der Signaleinrichtung gekoppelte Warneinrichtung zur Erzeugung eines
Alarmsignals beim Abweichen des Bohrstranggewichtes von einem vorgegebenen Wert
während der Heb- bzw. Senkbewegung und durch eine Betätigungseinrichtung zur Beeinflussung
der Schaltungsanordnung in Abhängigkeit vom Alarmsignal.
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Vorzugsweise formen Wandler das Bohrstranggewicht in ein elektrisches
Signal um, welches mit einem Signal verglichen wird, das dem errechneten Bohrstranggewicht
entspricht.
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Wenn das Ausgangssignal des Wandlers unter den eingestellten Wert
in einer Einstellschaltung fällt, so wird eine Relaiswicklung erregte um eine Reihe
von Relaiskontakten zu schließen, wodurch ein Alarmsignal abgegeben und der Bohrvorgang
unterbrochen wird. Ein anderer Wandler setzt den Druck des hydraulischen Motors
im Bohrkopf in ein elektrisches Signal um, welches entweder mit einem Signal, das
dem normalen Bohr-Drehmoment plus einem zusätzlichen Sicherheitswert entwird/ spricht,
oder mit einem Signal verglichen/ das dem normalen Bohr-Drehmoment minus einem Sicherheitswert
entspricht.
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Irgendwelche Abweichungen vom Ausgangssignal des Wandlers über oder
unter die eingestellten Werte erregt eine Relaiswicklung, welche Kontakte zur Auslösung
eines Alarms und zur Unterbrechung des Bohrzustandes betätigt, wenn ein unerwarteter
Abfall des SpUlpumpendrucks eintritt. Der SpUlpumpendruck
wird in
ein elektrisches Signal umgesetzt, um einen Vergleich mit einem eingestellten Wert
zu ermöglichen. Falls der Druck um einen bestimmten Betrag unter diesen Wert absinkt
oder Uber diesen Wert ansteigt, so wird eine Relaiswicklung erregt, um Kontakte
zu schließen, die einen Alarm auslösen und den Bohrvorgang unterbrechen, wobei dann
angenommen wird, daß ebenfalls ein plötzlicher Abfall des Bohr-Drehmomentes eingetreten
ist.
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In einer besonderen Anwendung der Erfindung bei einer hydraulischen
Bohranlage werden die den Bohrkopf haltenden Kräfte zur Darstellung des Bohrgestängegewichtes
angezeigt. Feststellbare Verringerungen der angezeigten Kraft von einem vorgegebenen
Wert werden als Gestängebruch interpretiert. Ferner wird der Druck der hydraulischen
Motoren des Drillkopfes angezeigt, um das Bohr-Drehmoment darzustellen. Auch in
diesem Falle wird ein feststellbarer Abfall des angezeigten Druckes von einem vorgegebenen
Wert als Gestängebruch interpretiert.
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Als weiterer Parameter wird der SpUlpumpendruck angezeigt, um einen
Gestängebruch festzustellen. Falls der SpUlpumpendruck während eines Bohrzyklus
plötzlich unter einen vorgegebenen Wert absinkt, ist mit großer Wahrscheinlichkeit
ein Gestängebruch gegeben.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren näher erläutert:
Fig. 1 zeigt schematisch eine Bohranlage und drei
Unteranordnungen
zur Anzeige von abweichenden Bohrzuständen.
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Fig. 2 zeigt eine Schaltungsanordnung fUr die Anzeige eines abweichenden
Betriebszustandes und fUr die Sperrung der Bohranlage.
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Fig. 1 zeigt die Anwendung der Erfindung bei einer automatischen hydraulischen
Bohranlage wie sie beispielsweise in der US-Patentschrift 3 158 213 beschrieben
ist. Diese Bohranlage 10 enthält einen Bohrturm 12, in dem verschiebbar eine senkrecht
bewegbare Bohrkopfanordnung 14 gehalten ist. Diese Bohrkopfanordnung 14 trägt ein
Bohrgestänge 16, von dem nur ein Teil dargestellt ist und welches mehrere tausend
Meter lang sein kann. Die Bewegung der Bohrkopfanordnung 14 bezüglich des Turmes
12 erfolgt mittels eines Bohrmastes 18, der auf dem Turm 12 befestigt ist. Der Mast
18 enthält Zylinder 20 und 22, die mit Streben 24 gehalten sind. Es können auch
mehr als zwei Zylinder verwendet werden. Stangen 26 und 28, die jeweils an den Kolben
in den Zylindern 20 und 22 befestigt; sind, ermöglichen bei Zufuhr von hydraulischem
Fluid in die Zylinder über die Leitungen 30 und 32 eine senkrechte Bewegung des
Bohrkopfes.
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Die Strömungsgeschwindigkeiten in den Leitungen 30 und 32 kann nen
von lIydraulischen Einrichtungen gesteuert werden, wie sie
beispielsweise
in der deutschen Patentanmeldung P 20 32 463.4 beschrieben sind. Wie dort dargestellt,
wird der Stellbügel einer steuerbaren Verdrängungspumpe in verschiedene Lagen gebracht,
um Strömungsgeschwindigkeiten in den Leitungen 30 und 32 einzustellen und damit
die Heb- und Senkgeschwindigiceit der Bohrkopfanordnung 14 zu ändern. Der durch
die einstellbare Verdrängungspumpe in den Zylindern 20 und 22 aufrechterhaltene
Druck hat eine Größe, die durch das Gewicht des Bohrstranges 16 bestimmt ist.
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Mit den Leitungen 30 und 32 sind jeweils Druckwandler 34 und 36 gekoppelt,
die ein dem Leitungsdruck proportionales elektrisches Signal erzeugen. Da zwei oder
mehr Zylinder zum Heben der Bohrkopfanordnung 14 und des Bohrgestänges 16 vorgesehen
sind, ist der Druck in den Leitungen 30 und 32 nur proportional zu einem Teil des
Gesamtgewichtes von Bohrkopf und Bohrgestänge.
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Daher werden die elektrischen Signale von den Wandlern 34 und 36 in
einem Addierverstärker 38 summiert, um auf der Leitung 40 ein Signal zu erzeugen,
das dem Gewicht des Bohrgestänges 16 proportional ist. Dieses Signal wird einem
Anzeigegerät 42 zugeführt, welches eine Skala 44 mit einer Gewichtsteilung und einen
Zeiger 46 zur Anzeige des momentanen Bohrgestängewichtes aufweist. Das Signal auf
der Leitung 40 wird außerdem einem Aufzeichnungsgerät 48 zugeleitet, das eine permanente
Aufzeichnung des BohrgestEngegewichtes herstellt, um spätere Untersuchungen zu ermöglichen.
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Zusätzlich zur Erzeugung der das Bohrgestängegewicht bezeichnenden
elektrischen Signale durch Umsetzung des Druckes in den Zylindern 20 und 22 können
noch weitere Wandler verwendet werden.
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So können beispielsweise Dehnungsmesser an den Stangen 26 und 28 befestigt
werden, um dem Bohrgestängegewicht entsprechende-elektrische Signale zu erzeugen.
Außerdem können unter der Bohranlage Belastungszellen angeordnet werden, die elektrische
Signale erzeugen, welche sich mit dem Bohrgestängegewicht ändern.
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Wesentlich für die Erfindung ist die Zufuhr des Signals auf der Leitung
40 zu einer Alarmsteuerung 50. Eine typische Steuerung dieser Art kann eine Potentiometerschaltung
enthalten, die einen Griff 52 zur Einstellung eines den errechneten Wert des Gewichtes
des Bohrgestänges 16 bezeichnenden Signals aufweist. Die Alarmsteuerung kann außerdem
einen Verstärker enthalten, der ein erstes Ausgangssignal abgibt, wenn das Bohrgestängegewicht
oberhalb des errechneten Wertes.ist, der ein zweites Ausgangssignal abgibt, wenn
das wirkliche Gewicht gleich dem errechneten Wert ist, und der ein drittes Ausgangssignal
abgibt, wenn das wirkliche Gewicht unterhalb des errechneten Wertes liegt.
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Das erste und das dritte Ausgangssignal des Verstärkers erregen ein
Relais 54, um verschiedene Alarmschaltkreise zu schliessen und den Bohrvorgang zu
unterbrechen. Wenn das erste Ausgangssignal das Relais 54 erregt, so entsteht ein
Alarmzustand, wie er beispielsweise bei verengtem Bohrloch,bei "sloughing shale"
oder bei "Schichten" auftritt, wenn das Bohrgestänge aus einem
Bohrloch
entrernt wird. Die Erregung des Relais 54 durch das dritte Ausgangssignal zeigt
einen Alarmzustand an, der sich beispielsweise bei einem Gestingebruch ergibt oder
wenn ein Absatz (lang) beim Absenken des Bohrgestänges in das Bohrloch getroffen
wird.
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Das Signal auf der Leitung 40 wird außerdem einem Verstärker 56 zugeführt,
der das Relais 54 erregt, wenn die Geschwindigkeit der Gewichtsänderung des Bohrgest&ngegewichtes
einen vorgegebenen Wert übersteigt. Für diesen Zweck sind viele Verstärkungsschaltungen
bekannte so daß eine detaillierte Be-Beschreibung nicht erforderlich ist.
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Um einen vom Normalzustand abweichenden Betriebszustand der Bohranlage
mit der vorstehend beschriebenen Schaltung anzuzeigen, wird der Griff 52 auf ein
errechnetes BohrgestEngegewicht eingestellt, das etwas unterhalb des getragenen
Gewichtes liegt. Der Druck in den Leitungen 30 und 32 wird auf einem Wert gehalten,
bei dem das Bohrgestänge getragen wird, wobei der Druck für ein gegebenes Gewicht
auf einem etwa konstanten Wert bleibt. Nimmt man an, daß das Bohrgestänge 16 etwa
660 m lang ist und daß bei etwa 330 m ein Gestängebruch aufgetreten ist, so wird
der Druck in den Leitungen 30 und 32 mittels einer automatischen Steuerung (nicht
gezeigt) so eingestellt, daß er das neue Gewicht trägt und daß verhindert wird,
daß die Bohrkopfanordnung sich nach oben bewegt und den Gestängeaufbaubeschädigt.
Ein verringerter Druck in den Leitungen 30 und 32 erzeugt ein Signal geringerer
Größe auf der
Leitung 40, welches niedringer ist als das mittels
des Griffes 52 eingestellte Signal. Als Folge davon erregt die Alarmsteuerung 50
das Relais 54, welches einen Kontakt 54-1 schließt, der in Reihe mit einer Anzeigelampe
60 liegt (Fig. 2). Die Lampe 60 ist über einen Kontakt 66 und die Klemmen 62 und
64 mit einer Spannungsquelle verbunden. Der Kontakt 66 wurde zuvor während des normalen
Betriebsablaufes geschlossen. Zusätzlich zum Einschalten der Lampe 60 durch Schließen
des Kontaktes 54-1 wird durch die Erregung des Relais 54 ein Kontakt 54-2 geschlossen,
der zur Erzeugung eines hörbaren Alarmsignales ein Horn 68 betätigt.
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Zusätzlich zu der optischen und akustischen Anzeige der Xnderung des
Bohrgestängegewichtes bewirkt die Erregung des Relais 54 das Offenen des Kontakt
es 54-3, wodurch ein Relais 70 stromlos und somit der Bohrbetrieb unterbrochen wird.
Das Relais 70 wird bei Beginn des Bohrvorganges durch Schließen des Schalters 72
und DrUcken des Rückstellknopfes 74 erregt.
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Dadurch wird Uber einen Ruhekontakt 66-2 ein Schaltkreis zu den Klemmen
62 und 64 geschlossen. Der Kontakt 66-2 wird nach der Beendigung der Betätigung
des Bohrgestänges geöffnet. Das Relais 70 wird durch andere noch zu beschreibende
Ruhekontakte erregt. Durch die Erregung des Relais 70 schließen die Kontakte 70-1
und 70-2. Der Kontakt 70-1 schließt einen Haltekreis für das Relais 70, und der
Kontakt 70-2 verbindet die Bohrgestängesteuerschaltung 72 mit den Klemmen 62 und
64.
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Damit die Alarmsteuerung 50 das Relais 54 richtig steuern kann, muß
der Griff 52 bei jeder zusätzlichen Rohrlänge, die an das Bohrgestänge 16 angefügt
wird, nachgestellt werden. Dies kann entweder von Hand oder automatisch mittels
eines Computers erfolgen. Sollte jedoch die Einstellung des Griffes 52 versäumt
werden, so gibt die Alarmschaltung eine entsprechende Fehleranzeige über den Verstärker
56. Der Verstärker 56 erregt das Relais 54, wenn die Geschwindigkeit der Gewichtsänderung
des Bohrgestängegewichtes einen vorgegebenen Wert überschreitet.
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Unter normalen Bedingungen, d.h. während des Bohrvorganges oder beim
Absenken des Bohrgestänges in ein Bohrloch, liegt die Geschwindigkeit der Gewichtsänderung
unterhalb eines bestimmten Wertes. Erfolgt jedoch ein Gestängebruch oder eri5ibt
sich ein anderer Fehler, so ist die Geschwindigkeit der Gewichtsänderung sehr hoch,und
das Relais 54 wird erregt. Entsprechend werden dann die Kontakte 54-t und 54-2 geschlossen
und die Lampe 60 eingeschaltet und das Horn 68 betätigt. Ferner wird durch die Erregung
des Relais 54 der Kontakt 54-3 geöffnet und damit das Relais 70 stromlos. Wie vorstehend
beschrieben, wird auf diese Weise der Bohrvorgang unterbrochen.
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Zusätzlich zur Anzeige eines Gestängebruchs kann durch die Alarmschaltung
auch ein "Absatz (edge)-Zustand angezeigt werden, bevor beim Absenken eines Bohrstranges
in ein vorher auf/ hergestelltes BohrlochlaeR Bohrer ein beschädigendes Gewicht
aufgebracht wird. Der Griff 52 wird von Hand oder automatisch
auf
ein Bohrgestängegewicht eingestellt, welches etwas geringer als das Hebegewicht
ist, d.h. das Gewicht des hängenden Bohr-Stranges. Wenn der Bohrer in Berührung
mit einem Abs8tzw kommt, 80 wird der Druck in den Leitungen 30 und 32 pldtzlich
verringert, wodurch sich die gleichen Bedingungen einstellen, die vorstehend in
Zusammenhang mit einem Aestängebruch beschrieben wurde. Die Lampe 60 wird eingeschaltet
und das Horn 68 betätigt. Das Relais 70 wird stromlos und unterbricht den Betrieb,
wodurch eine Verbiegung des Bohrgestänges und eine Beschädigung des Bohrers verhindert
wird.
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Durch diese zusätzliche MaBnahme wird die Anlage stillgesetzt, bevor
auf das Bohrgestänge oder den Bohrer ein zu hohes, beschädigendes Gewicht aufgebracht
wird.
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Eine weitere Funktion der Alarmschaltung besteht darin, die Bohr anlage
stillzusetzen, bevor sich das Gestänge in einem "engen" Bohrloch oder einer "Verschiebung"
verklemmen kann, wenn der Bohrstrang aus dem Bohrloch entfernt wird. Zu diesem Zweck
wird der Griff 52 auf ein Bohrgestängegewicht eingestellt, das etwas hoher ist als
das Anhebgewicht des Gestänges. Die Einstellung des Griffes 52 sollte jedoch nicht
so sein, daß das Relais 54 erregt wird. Das Auftreten eines "engen" Bohrloches oder
einer "Verschiebung" beim Herausheben des Bohrgestänges wird durch das dritte Ausgangs
signal von der Steuerung 50 anangezeigt, wodurch das Relais 54 erregt wird. Erreicht
der Bohrer einen derartigen Engpaß, so wird der Druck in den Leitungen 30 und 32
sehr schnell erhöht und dadurch das Alarmsignal
von der Steuerung
50 erzeugt. Die Erregung des Relais 54 bewirkt das Einschalten der Lampe 60 und
die Betätigung des Horns 68, indem die Kontakte 54-1 und 54-2 geschlossen werden.
Das Relais 70 wird durch das öffnen des Kontaktes 54-3 stromlos, wodurch die Bohranlage
stillgesetzt wird. Auf se Weise wird ein Zerreißen des Bohrgestänges oder ein Abknicken
des Mastes verhindert.
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Eine andere Variable, die eine Anzeige für einen vom Normalzustand
abweichenden Betriebszustand gibt, ist das Drehmoment, welches für die Drehung des
Bohrgestängeß benötigt wird. Die Bohrkopfanordnung 14 enthält einen oder mehrere
Fluid-Motoren 73, die über Ritzel und Getriebe mit einem Greifabschnitt 76 gekoppelt
sind. Eine Beschreibung einer derartigen Bohrkopfanordnung findet sich beispielsweise
in der US-Patentschrift 3 158 213. Hydraulisches Fluid für den Betrieb der Motoren
73 wird über flexible Schläuche, beispielsweise den Zufuhrschlauch 78 und den Ableitungsschlauch
79, geliefert. Die Drehmomentenalarmschaltung enthält einen Wandler 80 zur Umsetzung
des Druck kes im Schlauch 78 in ein elektrisches Signal auf einer Leitung 82. Somit
stellt das Signal auf der Leitung 82 den Druck im Schlauch 78 und damit auch das
vom hydraulischen Motor 73 erzeugte Drehmoment där. Dieses Signal wird einem Anzeigegerät
84 mit einer in Drehmomenteneinheiten geeichten Skala 86 zugeführt. Ferner ist an
die Leitung 82 ein Aufzeichnungsgerät 88 angeschlossen, das eine dauerhafte Aufzeichnung
der für die Drehung des Bohrgestänges 16 benötigten Drehmomente liefert.
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Um einen außergewöhnlichen Betriebszustand anzuzeigen, beispielsweise
die Möglichkeit eines Gestängebruches, wird das Signal auf der Leitung 82 einer
Alarmsteuerung 90 zugeführt, die einen Verstärker enthalt, der ein erstes Ausgangssignal
liefert, wenn das Signal auf der Leitung 82 oberhalb einer minimalen Einstellung
1engt, und der ein zweites Ausgangssignal liefert, wenn dieses Signal unter den
Einstellwert fällt.
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Die Alarmsteuerung 90 enthält einen Griff 92, welcher von einem Computer
zur Einstellung auf einen minimalen und einen maximalen Wert des Drehmomentes eingestellt
werden kann, welches vom hydraulischen Motor 73 erzeugt wird. Änderungen des vom
Motor 73 erzeugten Drehmoment es über oder unter dem in der Steuerung 90 eingestellten
Wert bewirken die Erregung eines Relais 94.
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Durch die Erregung des Relais 94 wird ein Kontakt 94-1 geschlossen,
der eine Lampe 96 mit den Anschlußklemmen 62 und 64 verbindet. Ferner wird auf diese
Weise ein Kontakt 94-2 für die Schaltung des Horns 68 geschlossen und ein Kontakt
94-3 für die Schaltung des Relais 70 geöffnet. Es sei darauf hingewiesen, daß das
Schließen des Kontaktes 94-2 das Horn 68 nicht betätigt und daß das öffnen des Kontaktes
94-3 das Relais 70 nicht stromlos macht. Da der Abfall des Drehmomentes keine sichere
Anzeige für einen Gestängebruch darstellt, wird nur die Lampe 96 eingeschaltet,
um das fledienungspersonal auf einen möglichen Gestängebruch aufmerksam zu machen
oder darauf hinzuweisen, daß ein ungewbhtllicher Betriebszu stand besteht.
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Neben einem Gestängebruch kann eine Drehmoment änderung auch auf einen
stumpfen Bohrer hinweisen. Wenn der Bohrer während des Betriebes abgenutzt wird,
so benötigt man ein zusätzliches Drehmoment, um in die unterirdischen Schichten
einzudringen.
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Übersteigt der Anstieg des Drehmomentes den durch den Griff 92 festgesetzten
Wert, so wird das Relais 94 erregt und zeigt dadurch einen außergewöhnlichen Betriebszustand
an.
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Bei einem plötzlichen Abfall des Drehmomentes zur Betätigung des Horns
68 und zum Stromlosmachen des Relais 70 muß zusätzlich ein nicht vorgesehener Abfall
des SpUlpumpendruckes auftreten. Der Spülschlamm wird über eine Schlammleitung 98
und einen hohlen Teil des Abschnittes 76 in dad Bohrgestinge befördertl 16. Ein
Schlauch 100 verbindet die Schlammleitung 98 und eir£ Spülpumpe (nicht gezeigt).
Die Alarmschaltung für den Spülpumpendruck enthält einen Wandler 102, der zur Umsetzung
des SpUlpumpendruckes in ein elektrisches Signal auf der Leitung 104 mit dem Schlauch
100 verbunden ist. Üblicherweise befindet sich der Wandler 102 in einer ölkammer,
die von dem Spülschlamm mittels einer elastischen Membran getrennt ist. Derartige
Wandler sind allgemein bekannt, so daß eine Beschreibung nicht erforderlich ist.
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Das auf der Leitung 104 erscheinende, den Spülpumpendrrtcii darstellende
elektrische Signal wird einem Anzeige-Alarmgerät 106 oder einer Steuerung, etwa
der Steuerung 90, zugefihrt. Sin Anzeige
-Alarmgerät dieser Art
kann beispielsweise einen Meßzeiger 108 und einen Einstellzeiger 110 aufweisen.
Wenn sich diese beiden Zeiger in der gleichen Stellung befinden, betätigen sie elektrische
Kontakte, um ein Relais 112 über eine Spannungsquelle 114 zu erregen. Dadurch wird
ein Kontakt 112-1 (Fig. 2) geschlossen, der eine Lampe 116 an die Klemmen 62 und
64 legt.
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Ferner wird ein Kontakt 112-2 für das Horn 68 geschlossen und ein
Kontakt 112-3 für das Relais 70 geöffnet. Das Schließen des Kontaktes 112-2 bewirkt
keine Betätigung des Horns 68,und das öffnen des Kontaktes 112-3 macht das Relais
70 nicht stromlos, falls nicht die Relais 94 und 112 gleichzeitig erregt sind.
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Ist dies der Fall, so werden die Kontakte 94-2 und 112-2 geschlossen,
und das Horn 68 gibt ein akustisches Signal ab, welches einen Bohrgestängebruch
anzeigt. Gleichzeitiges öffnen der Kontakte 94-3 und 112-3 trennt das Relais 70
von den Klemmen 62 und 64 ab und setzt die Bohranlage durch öffnen des Kontaktes
70-2 still.
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Durch die Anzeige des Spülpumpendruckes können auch andere außergewöhnliche
Betriebszustände angezeigt werden. Bilden sich im Bohrgestänge beispielsweise Löcher,
so geht durch diese Spülschlamm verloren,und der Spülpumpendruck sinkt. Ersetzt
man das Gerät 106 durch die Steuerung 90, so bewirkt ein hoher Spülpumpendruck eine
Erregung des Relais 112. Ein hoher Spülpumpendruck ergibt sich beispielsweise, wenn
der Bohrer verstopft oder wenn sich ein sloughing shale"-Zustand ergibt. Verstopft
der Bohrer,
so ist es wichtig, daß der Bohrvorgang unterbrochen
wird, um Beschädigungen des Bohrers zu vermeiden. Nicht alle Äbweichungen des Spülpumpendruckes
von einem eingestellten Normalwert erfordern jedoch eine vollständige Unterbrechung
des Bohrbetriebes. Es kann sogar erwünscht sein, weiterhin eine gewisse Menge Spülschlamm
zu fördern. Bei einem nsloughing shale"-Zustand wird der Spülpumpendruck. verringert,
um Schäden im Bohrloch infolge Brechens unter zu hohem Druck zu vermeiden. Ein gewisser
Spülschlammfluß ist Jedoch erwünscht, um zu verhindern,-daß sich der Schiefer um
das Bohrgestänge herum ablagert.
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Obwohl die Schaltung gemäß Fig. 2 zeigt,-daß die Gewichtsänderung
des Bohrgestänges unabhängig von den anderen Variablen ein Anzeichen für einen Gestängebruch
ist, sei darauf hingewiesen, daß durch Änderung der Kontaktanordnung eine Bruchanzeige
nur dann geliefert, wenn zusätzlich zur Änderung des Bohrgestängegewichtes auch
eine Abweichung einer anderen Variablen von ihrem eingestellten Wert auftritt. Durch
verschiedene Kontakt anordnungen kann eine Anzeige für einen Gestängebruch abhängig
von Abweichungen irgendeiner Kombination von zwei der drei beschriebenen Variablen
von den eingestellten Werten erreicht werden. Somit bildet die beschriebene Kontaktanordnung
nur ein Ausführungsbeispiel, auf das die Erfindung nicht beschränkt ist.
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In konventionellen Bohranlagen steht unter Umständen kein Fluiddruck
zur Umsetzung in elektrische Signale zur Verfügung,
welche die
gewünschten Variablen darstellen. So kann beispielsweise in einer konventionellen
Rotary-Rohranlage ein das Rohrgestängegewicht bezeichnendes elektrisches Signal
mittels einer Drahtseilverankerung erzeugt werden, die den Zug auf die "Beilschlinge"
in einen hydraulischen Druck umsetzt, der dann von Wandler 34 ausgewertet werden
kann. Zur Anzeige von Spannungsänderungen in der Antriebskette einer üblichen Bohranlage
gibt es auch mechanische Einrichtungen, die beispielsweise einen Wandler zur Umsetzung
der Spannung in der Antriebskette in ein elektrisches Signal aufweisen, das das
Bohr-Drehmoment darstellt. Bei elektrisch betriebenen konventionellen Bohranlagen
kann die Drehmomentenabnahme aus einer Einrichtung zur Erzeugung eines elektrischen
Signals proportional zu dem dem Drehtischmotor zugeführten Strom bestehen.
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Die Erfindung wurde vorstehend anhand eines Ausführungsbeispiels und
einiger Abwandlungen beschrieben, ist jedoch nicht auf diese beschränkt, sondern
es sind weiters Änderungen und Abwandlungen möglich, die alle unter die Erfindung
fallen.