DE2309521B2

DE2309521B2 - Turbo drill

Info

Publication number: DE2309521B2
Application number: DE19732309521
Authority: DE
Inventors: Nikolaj D. Perm Derkatsch; Ewgenij I. Moskau Iwanow; Ewgenij D. Kostyrja; Wiktor S. Olchow
Original assignee: KUNGURSKIJ MASCHINOSTROITELNIJ SAWOD KUNGUR PERMSKOJ OBLAST (SOWJETUNION)
Current assignee: KUNGURSKIJ MASCHINOSTROITELNIJ SAWOD KUNGUR PERMSKOJ OBLAST (SOWJETUNION)
Priority date: 1972-03-15
Filing date: 1973-02-26
Publication date: 1975-09-11
Also published as: GB1396051A; FR2176408A5; DE2309521A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Turbobohrer zur Herstellung von Bohrlöchern, der in seinem oberen Teil mit dem unteren Ende einer Bohrrohrsäule und im unteren Teil mit einem Meißel verbunden ist, mit einem Gehäuse mit darin befestigten Ständern, die Laufbahnen und Schaufeln aufweisen, durch welche Leitkanäle fOr den Durchlauf einer Spültrübe gebildet sind, mit Läufern, die Laufbahnen und Schaufeln aufweisen, die zu den Schaufeln des Ständers umgekehrt gerichtet und gegenüber diesem drehbar sind, mit einer Welle, an der die Läufer oder Ständer angebracht sind und die innerhalb <* Gehäuses mittels Lagern abgestützt ist. mit einem Auflager, durch das die Belastung der Bohrrohrsäule auf den Meißel übertragbar ist, mit Wälzkörpern, die sich in an die Welle gekoppelten Lenkern befinden, auf den läufer- und ständerseitigen Laufbahnen abrollen und mit den Lenkern, Ständern und Läufern Getriebestufen eines Reibungs-Reduziergetriebes bilden.The invention relates to a turbo drill for the production of boreholes, which is connected in its upper part to the lower end of a drill pipe column and in the lower part to a chisel, with a housing with uprights fixed therein, which have raceways and blades through which guide channels are formed fOr the passage of a Spültrübe having with runners, the running tracks and blades directed inversely to the blades of the stator and with respect thereto are rotatable with a shaft on which the rotor or stator are mounted, and the inside <* housing by means of Storage is supported. with a support through which the load on the drill pipe column can be transferred to the chisel, with rolling elements, which are located in links coupled to the shaft, roll on the rotor and stator-side raceways and with the links, stands and rotors, gear stages of a friction reduction gear form.

Ein derartiger Turbobohrer ist Gegenstand des älteren deutschen Patents 2141 866.Such a turbo drill is the subject of the earlier German patent 2141 866.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Schlupf, der bei solchen mit Reibungsgetrieben versehenen Bohrturbinen auftritt und der nicht nur zu einer Leistungsverminderung, sondern auch zu einer Erhöhung des Verschleißes führt, zu vermindern.The present invention is based on the problem of the slip that occurs in those with friction gears provided drilling turbines occurs and which not only leads to a reduction in performance, but also to leads to an increase in wear and tear.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht daß oberhalb der als Getriebestufen ausgebildeten Turbinenstufen zusätzliche Turbinenstufen mit Läuferrad und Statorrad vorgesehen sind, von denen das Läuferrad axial beweglich mit der Welle verbunden istThis is achieved according to the invention in that the turbine stages, which are designed as gear stages, are above the turbine stages additional turbine stages with impeller and stator are provided, of which the impeller is axially movably connected to the shaft

Durch diese zusätzlichen Turbinenstufen wird ein Axialdruck auf die Getriebestufen ausgeübt durch den wiederum der Schlupf der Wälzkörper herabgesetzt wird.Through these additional turbine stages, an axial pressure is exerted on the gear stages by the in turn, the slip of the rolling elements is reduced.

,o Vorteilhaft sind bei jeder zusätzlichen Turbinenstufe die Schaufeln des Läuferrades gegen die Schaufeln des Statorrades gerichtet, o are advantageous for each additional turbine stage the blades of the impeller are directed against the blades of the stator wheel

Vorzugsweise sind zwischen den Läuferrädern der Getriebestufen und den L' jferrädern der zusätzlichenPreferably, between the rotor wheels of the gear stages and the L 'jferwheels of the additional

Turbinenstufen Ringe aus elastischem Werkstoff vorgesehen. Turbine stage rings made of elastic material are provided.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand einer Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter bezug auf die Zeichnungen erläutert Es zeigtIn the following the invention is illustrated by means of a description of exemplary embodiments explained with reference to the drawings

ω F i g. 1 einen erfindungsgemäßen Turbobohrer im Längsschnitt der im oberen Teil seines Gehäuses mn dem unteren Ende der Bohrrohrsäule verbunden ist,ω F i g. 1 a turbo drill according to the invention in Longitudinal section which is connected to the lower end of the drill pipe column in the upper part of its housing,

F i g. 2 die Schaufeln des Ständers und des Läufers der Getriebestufen und die Schaufeln der zusätzlichenF i g. 2 the blades of the stator and the rotor of the gear stages and the blades of the additional ones

Turbine stages in section through an unwound

Zylinder.Cylinder.

F i g. 3 das Anordnungsschema der Wälzkörper und der Laufbahnen von den Ständern und Läufern innerhalb der Getriebestufen.F i g. 3 shows the arrangement of the rolling elements and the raceways of the stator and rotor inside the gear stages.

F i g. 4 die Getriebestufen, in welchen die Lenker und die Wälzkörper unterhalb der Schaufeln des Läufers angeordnet sind, und dazwischen liegende zusätzliche Turbinenstufen im LängsschnittF i g. 4 the gear stages in which the handlebars and the rolling elements are arranged below the blades of the rotor, and additional ones in between Turbine stages in longitudinal section

Fig.5 einen erfindungsgemäßen Turbobohrer im Längsschnitt der durch das obere Wellenende mittels eines Auflagers mit dem unteren Ende der Bohrrohrsäule gekoppelt ist5 shows a turbo drill according to the invention in Longitudinal section through the upper shaft end by means of a support with the lower end of the drill pipe column is coupled

F i g. 6 die Getriebestufen, innerhalb deren die Lenker und die Wälzkörper zwischen den Schaufeln des Ständern und des Läufers und der Welle angeordnet sind, und die zwischen diesen Getriebestufen liegenden zusätzlichen Turbinenstufen im Längsschnitt.F i g. 6 the gear stages within which the links and the rolling elements between the blades of the Stands and the rotor and the shaft are arranged, and lying between these gear stages additional turbine stages in longitudinal section.

F i g. 7 die Anordnung der Läuferräder der zusätzlichen Turbinenstufen zwischen den Getriebestufen im Längsschnitt, wobei das Getriebe mehrstufig ist.F i g. 7 the arrangement of the rotor wheels of the additional Turbine stages between the gear stages in a longitudinal section, the gear being multi-stage.

F i g. 8 einen Teil eines erfindungsgemäßen Turbobohrers, bei dem die Ständer der Getriebestufen und der zusätzlichen Turbinenstufen sich gegenüber dem Gehäuse axial bewegen können.F i g. 8 a part of a turbo drill according to the invention, in which the stator of the gear stages and the additional turbine stages are opposite to the Can move the housing axially.

so Der in F i g. 1 dargestellte Turbobohrer besitzt: ein Gehäuse 1. welches in seinem oberen Teil mittels eines Gewindes 2 mit der nicht drehbaren Bohrrohrsäule verbunden ist eine Welle 3, die innerhalb des Gehäuses 1 mittels Wälzlagern 4 axial abgestützt ist und sich relativ zum Gehäuse 1 drehen kann. Ständer 5, welche im Gehäuse 1 befestigt und mit Schaufeln 6 und Laufbahnen 7 versehen sind, läufer 8. die mit Schaufeln 9 und Laufbahnen IO versehen und an der Welle 3 derart an gebracht sind, daß sich die Läufer drehen und sich axia gegenüber der Welle 3 bewegen können. Lenker 11 mii darin eingelegten Kugeln 12, die zwischen den Lauf bahnen 7, IO der Ständer 5 und der Läufer 8 dergestal angeordnet sind, daß sich die oberhalb der Laufbahner 7 der Ständer 5 liegenden Laufbahnen 10 der Läufer I 65 mittels der Kugeln 12 auf die Laufbahnen 7 der Stände 5 stützen.so the one shown in FIG. 1 turbo drill shown has: a Housing 1. which in its upper part by means of a thread 2 with the non-rotatable drill pipe column connected is a shaft 3, which is axially supported within the housing 1 by means of roller bearings 4 and is relatively to the housing 1 can rotate. Stand 5, which in Housing 1 attached and provided with blades 6 and raceways 7, 8 runners with blades 9 and Raceways IO and are placed on the shaft 3 in such a way that the runners rotate and axia relative to the shaft 3 can move. Handlebar 11 mi balls 12 inserted therein, the tracks between the raceway 7, IO of the stand 5 and the runner 8 in such a way are arranged that the running tracks 10 of the runners I, which are located above the raceways 7 of the uprights 5 65 by means of the balls 12 on the raceways 7 of the stands 5.

Die Läufer 8 mit den Lenkern U, die Kugeln 12 um die Ständer 5 bilden Getriebestufen 13 der Turbine U The rotors 8 with the links U, the balls 12 around the stator 5 form gear stages 13 of the turbine U

4040

JOM.V.I den Läufern 8 der Getriebestufen 13 sind an W Welle 3 Laufräder 15 angebracht, die Schaufeln 16 pil Naben 17 haben. Hierbei sind die Läuferräder 15 |||n csr Welle 3 so angebracht, daß sie sich axial in be-Tuiug auf die Welle 3 versetzen können. Zwischen den ^Indern 5 der Getriebestufen 13 sind innerhalb des ^häuses 1 Statorräder 18 befestigt, dit Schaufeln 19 |jjd Naben 20 besitzen.JOM.V.I the runners 8 of the gear stages 13 are on W shaft 3 impellers 15 attached, the blades 16 pil hubs 17 have. The rotor wheels 15 are here ||| n csr shaft 3 attached so that it is axially in be-Tuiug can move on the shaft 3. Between the ^ Indians 5 of the gear stages 13 are within the ^ housing 1 stator wheels 18 attached, dit blades 19 | jjd have 20 hubs.

. Das Läuferrad 15 mit seinen Schaufeln 16 und der äjabe 17 sowie das Statorrad 18 mit den Schaufeln 19 1 der Nabe 20 bilden eine zusätzliche Turbinenstufe. The impeller 15 with its blades 16 and the hub 17 as well as the stator wheel 18 with the blades 19 1 of the hub 20 form an additional turbine stage

tAn das untere Ende des Gehäuses 1 der Turbine 14 I ein Auflager 22 gekoppelt, das sich aus einem ausechselbaren mit dem Gehäuse 1 der Turbine 14 verien Gehäuse 23, einer Welle 24, die an ihremAt the lower end of the housing 1 of the turbine 14 I a support 22 is coupled, which consists of an interchangeable with the housing 1 of the turbine 14 verien housing 23, a shaft 24, which on its

f««*..· Ende mittels einer Kupplung 25, die das Drehoment der Welle 24 überträgt, mit der Welle 3 der urbine 14 verbunden ist, und Lagern 26 zusammeneizt f «« * .. · End by means of a coupling 25 that controls the torque the shaft 24 transmits, is connected to the shaft 3 of the turbine 14, and bearings 26 are heated together

Zwischen den oberen Stirnflächen der Läufer 8 der Getriebestufen 13 und den unteren Stirnflächen der Naben 17 der Läuferräder 15 der zusätzlichen Turbi nenstufen 21 sind auf der Welle 3 Ringe 27 aus elasti schem Werkstoff vorgesehen, durch welche der Verschleiß der Läufer 8 und der Naben 17 vermindert wird.Between the upper end faces of the rotor 8 of the gear stages 13 and the lower end faces of the Hubs 17 of the rotor wheels 15 of the additional turbine stages 21 are on the shaft 3 rings 27 made of elastic Shem material is provided, through which the wear of the rotor 8 and the hub 17 is reduced.

Mit dem unteren Ende der Welle 24 des Auflagers 22 ist ein Meißel 28 verbunden.A chisel 28 is connected to the lower end of the shaft 24 of the support 22.

Als treibende Kraft der Turbine 14 des Turbobohrers tntt die Spültrübe auf, welche von übec Tag her durch die Bohrrohrsäule in den Turbobohrer gepumpt wird, dabei bewegt sich die Spültrübe innerhalb des Turbobohrers über seine ganze Länge von oben nach unten, d h, sie bewegt sich über alle Stufen der Turbine 14. seien es die Getriebestufen 13 oder die zusätzlichen Turbinenstufen 21. weiter durch die Fenster 29 der Kupplung 25. über ien Kanal 30 der Welle 24 des Auflagers und über die Kanäle des Meißels 28 nach vor Ort 31 und dann im Ringraum 32, im Raum zwischen der Bohrlochs indung 33 und dem Turbobohrer nach übertage. As the driving force of the turbine 14 of the turbo drill, the washing sludge, which has passed through during the day, throws up the drill pipe column is pumped into the turbo drill, while the mud is moving within the turbo drill over its entire length from top to bottom, i.e. it moves over all stages of the turbine 14. be it the gear stages 13 or the additional turbine stages 21. continue through the window 29 of the Coupling 25 via a channel 30 of the shaft 24 of the support and via the channels of the chisel 28 to the site 31 and then in the annular space 32, in the space between the borehole indung 33 and the turbo drill to the surface.

Die Schaufeln 6 (F i g. 2) des Ständers 5 der Getriebes' 'ife sind gegenüber der zu der Achse des Turboboh rs senkrechten Fbene geneigt und bilden Leitkanäle J4. Die Schaufeln ·* des Läufers 8 der Getriebestufe sind in der Richtung geneigt, welche der Neigungsrichtung der Schaulein 6 der Ständer 5 entgegengesetzt ist. so daß sich dadurch die Bewegungsrichtung der Spülirübe bei deren Durchlauf in der Getriebestufe ändert und sich die Läufer gegenüber den Ständern zu drehen beginnen. Die Anbringung der Schaufeln (F i g. 2) des Ständerrades 18, durch welche Leitkanäle 35 ausgebildet werden, und die der Schaufeln 16 des Läuferrades 15 der zusätzlichen Turbinenstufe 21 sowie der Mechanismus der Umwandlung der fortschreitenden Bewegung der Spültrübe in eine Drehbewegung der Läufer sind ähnlich wie bei den Ständern 5 und den Läufern 8 der Getriebestufe 13.The blades 6 (Fig. 2) of the stator 5 of the gearbox are inclined with respect to the plane perpendicular to the axis of the turbo bore and form guide channels J4. The blades * * of the rotor 8 of the gear stage are inclined in the direction which is opposite to the direction of inclination of the viewing areas 6 of the stands 5. so that this changes the direction of movement of the beet as it passes through the gear stage and the runners begin to rotate relative to the stands. The attachment of the blades (Fig. 2) of the stator wheel 18, through which guide channels 35 are formed, and those of the blades 16 of the impeller 15 of the additional turbine stage 21 as well as the mechanism for converting the progressive movement of the wash slurry into a rotary movement of the runners similar to the stands 5 and the rotors 8 of the gear stage 13.

Die Laufbahnen 10 (F i g. 3) der Läufer 8 der Getriebestufen 13 befinden sich in ihrer Arbeitsstellung oberhalb der entsprechenden Laufbahnen 7 der Ständer der Getriebestufen 13. Weil der Durchmesser 3B (F i g. 3) des Kontaktkreises der Laufbahn 10 mit den Kugeln 12 kleiner als der Durchmesser AA des Kontaktkreises der Laufbahn 7 mit den Kugeln 12 ist, bilden die durch die Punkte A, B und die Mittelpunkte der Kugeln verlaufenden Linien AF mit der zu der Achse des Turbobohrers senkrechten und durch die Mitten der Kugeln 12 verlaufenden Ebene einen Kontaktwinkel ß, dadurch werden unter der Einwirkung der nach unten gerichteten Axialkraft P, die sich bei den Läufern 8 im Verlaufe der fortschreitenden Bewegung der Spültrübe über die Stufen 13 des Getriebes bildet, die Wälzkörper gegen die Laufbahnen der Läufer und Ständer gedrückt, so daß Kontaktreibungskräfte erzeugt wer· den.The raceways 10 (FIG. 3) of the runners 8 of the gear stages 13 are in their working position above the corresponding raceways 7 of the stands of the gear stages 13. Because the diameter 3B (FIG. 3) of the contact circle of the raceway 10 with the Balls 12 is smaller than the diameter AA of the contact circle of the raceway 7 with the balls 12, form the lines AF running through the points A, B and the centers of the balls with the lines AF perpendicular to the axis of the turbo drill and running through the centers of the balls 12 Plane a contact angle ß, as a result of the action of the downward axial force P, which forms in the runners 8 in the course of the progressive movement of the rinsing slurry over the steps 13 of the gearbox, the rolling elements are pressed against the raceways of the runners and stator, so that contact friction forces are generated.

Die Kugeln 12 {F i g. 4) rollen unter der Einwirkung der Kontaktreibungskräfte während der RoUtion der Läufer 8 zwischen den Laufbahnen 10 der sich drehenden Läufer 8 und den Laufbahnen 7 der nicht drehbarer. Ständer 5, wobei sie eine Planetenbewegung um die Drehachse der Läufer ausüben und die Lenker 11 sowie die damit gekuppelte Welle 3 der Turbine rotieren lassen. Weil aber der Durchmesser BB (F i g. 3) des Kontaktkreises der Kugeln 12 mit der Laufbahn 10 geringer bemessen ist als der Durchmesser AA des Kontaktkreises der Kugeln 12 mit der Laufbahn 7, geht die Drehgeschwindigkeit des an die Lenker 11 mitteis der Wellen 3,24 und der Kupplung 25 gekoppelten Meißel«. 28 ge genüber der Drehgeschwindigkeit der Läufer 8 zurück. Die Lenker 11 (F ι g 4) haben, um das Drehmoment der Welle 3 zu übertragen, Naben 36, welche mittels eines Keils 37 mit der Welle verbunden sind und sich axial gegenüber der Welle 3 und umgekehrt bewegen können.The balls 12 {F i g. 4) roll under the action of the contact friction forces during the rotation of the runners 8 between the raceways 10 of the rotating runners 8 and the raceways 7 of the non-rotatable runners. Stator 5, where they exert a planetary movement around the axis of rotation of the rotor and rotate the link 11 and the shaft 3 of the turbine coupled therewith. But because the diameter BB (Fig. 3) of the circle of contact between the balls 12 and the raceway 10 is smaller than the diameter AA of the circle of contact between the balls 12 and the raceway 7, the rotational speed of the shaft 3 at the handlebars 11 goes , 24 and the coupling 25 coupled chisel «. 28 ge compared to the rotational speed of the rotor 8 back. The links 11 (FIG. 4) have, in order to transmit the torque of the shaft 3, hubs 36 which are connected to the shaft by means of a wedge 37 and can move axially with respect to the shaft 3 and vice versa.

Zwecks Übertragung des Drehmoments auf die Welle 3 sind die Läuferräder 15 mittels eines Keils 38 mit der Welle 3 verbunden, der eine axiale Versetzung des Läuferrades 15 gegenüber der Welle 3 und umgekehrt ermöglicht, dabei drücken sich unter der Einwirkung der nach unten gerichteten Axialkraft, die sich an den Schaufeln der Läufer im Verlaufe der fortschreitenden Bewegung der Spültrübe über die zusätzlichen Turbinenstufen 21 der Turbine 14 bildet, die Naben 17 der Läuferräder 15 gegen die Naben 17 der darunter befindlichen Läuferräder 15, und jedes untere Läuferrad 15 drückt mit der unteren Stirnfläche der Nabe 17 durch den Ring 27 gegen die obere Stirnfläche des Läufers 8 der Getriebestufe, so daß dadurch die Kugeln gegen die Laufbahnen 7,10 der Ständer 5 und der Läufer 8 der Getriebestufen stärker gepreßt werden.For the purpose of transmitting the torque to the shaft 3, the rotor wheels 15 are connected by means of a wedge 38 connected to the shaft 3, which is an axial offset of the impeller 15 relative to the shaft 3 and vice versa allows to push themselves under the action of the downward axial force that is applied to the Shoveling of the rotor in the course of the progressive movement of the wash slurry over the additional turbine stages 21 of the turbine 14 forms the hubs 17 of the rotor wheels 15 against the hubs 17 of those below Rotor wheels 15, and each lower rotor wheel 15 presses with the lower end face of the hub 17 through the ring 27 against the upper end face of the rotor 8 of the gear stage, so that thereby the balls against the raceways 7,10 of the stand 5 and the runner 8 of the gear stages are pressed harder.

Die Idee, auf welcher der oben beschriebene Turbobohrer beruht, liegt auch den weiteren Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Turbobohrers mit Getriebesiufen und zusätzlichen Turbinenstufen zugrunde, die in F i g. 5 bis 8 gezeigt sind.The idea on which the turbo drill described above is based, also lies in the further exemplary embodiments of the turbo drill according to the invention with gear stages and additional turbine stages, which are shown in FIG. 5-8 are shown.

In F i g. 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des Turbobohrers veranschaulicht Im Unterschied zu dem in F i g. 1 dargestellten Turbobohrer verbindet sich hier das Gehäuse 23 des Auflagers 22 mit dem oberen Ende des Gehäuses 1 der Turbine 14, während die Welle des Auflagers 22 mit der nicht drehbaren Bohrrohrsäu-Ie gekuppelt ist. Der Meißel 28 ist in diesem Falle mittels eines Stellwerks 39 an das untere KncJe des Gehäuses 1 der Turbine 14 gekoppelt. Bei dieser Ausführung des Turbobohrers drehen sich die Welle 3 und die damit verbundenen Lenker 11 der Getriebestufen 13 und 60 die Ständerräder 14 der zusätzlichen Turbinenstufen nicht, sondern die Ständer 5 der Getriebestufen 13 die Läuferräder 42 der zusätzlichen Turbinenstufen 41 unc das damit verbundene Gehäuse 1 mit dem Stellwerk 3S und dem Meißel 28. Beim Arbeiten des gemäß dieserr 65 Beispiel ausgeführten Turbobohrers drehen sich die Läufer 8, die das innere treibende Rad des Getriebe! bilden, in einer Richtung, dagegen die Statorräder 4; wegen der fortschreitenden Bewegung der SpültrübiIn Fig. 5 is another embodiment of the Turbo drill illustrated In contrast to the one in FIG. 1 turbo drill shown connects here the housing 23 of the support 22 with the upper end of the housing 1 of the turbine 14, while the shaft of the support 22 is coupled to the non-rotatable Bohrrohrsäu-Ie. The chisel 28 is in this case means a signal box 39 to the lower part of the housing 1 of the turbine 14 coupled. In this version of the turbo drill, the shaft 3 and the shaft rotate with it connected link 11 of the gear stages 13 and 60, the stator wheels 14 of the additional turbine stages not, but the stator 5 of the gear stages 13, the rotor wheels 42 of the additional turbine stages 41 unc the associated housing 1 with the interlocking 3S and the chisel 28. When working according to this 65 Example of a executed turbo drill, the Runner 8, which is the inner driving wheel of the gearbox! form, in one direction, on the other hand, the stator wheels 4; because of the progressive movement of the rinsing turbidity

ίοίο

durch die zusätzlichen Turbinenstufen 41 und die Ständer 5, die das äußere Rad des Getriebes bilden, unter der Einwirkung der während der fortschreitenden Bewegung der Spültrübe durch die Getriebestufen 13 des Getriebes entstehenden Reaktionskräfte sowie unter der Einwirkung des Drehmoments der sich drehenden Läufer 8, welches mittels der im nicht drehbaren Lenkerbefindlichen Kugeln 12 übertragen wird, in der anderen, entgegengesetzten Richtung. Um eine normale (Rechts-)Drehung des Meißels 28 zu erreichen, sind die Schaufeln 6 des Ständers 5 und die Schaufeln 43 des Statorrades 42 in ähnlicher Weise geneigt, wie das bei den Schaufeln 9 (F i g. 2) der Läufer 8 und den Schaufeln 16 der Läuferräder 15 der Fall ist. während die Schaufeln 9 (F i g. 5) des Läufers 8 und die Schaufeln 44 des Läuferrades 40 ähnlich geneigt wie die Schaufeln 6 (F i g. 2) des Ständers 5 und die Schaufeln 19 des Statorrades 18 sind. Die übrigen Teile und Einheiten des in Fig.5 veranschaulichten Turbobohrers sind ähnlich wie bei dem in F i g. 1 dargestellten Turbobohrer.by the additional turbine stages 41 and the stands 5, which form the outer gear of the transmission, under the action of the movement during the advancing movement the rinsing slurry caused by the gear stages 13 of the transmission as well as under the action of the torque of the rotating rotor 8, which by means of the non-rotatable handlebars Balls 12 is transferred in the other, opposite direction. To a normal To achieve (right) rotation of the chisel 28 are the Blades 6 of the stator 5 and the blades 43 of the stator wheel 42 inclined in a similar manner, as in the blades 9 (FIG. 2) of the rotor 8 and the blades 16 of the rotor wheels 15 is the case. while the The blades 9 (FIG. 5) of the rotor 8 and the blades 44 of the rotor wheel 40 are inclined similarly to the blades 6 (Fig. 2) of the stator 5 and the blades 19 of the stator wheel 18 are. The remaining parts and units of the in 5 illustrated turbo drill are similar to that in FIG. 1 shown turbo drill.

Beim Betrieb dieses Turbobohrers (F i g. 5) wird die bei der Turbine 14 anfallende Leistung zum Teil dem Meißel 28 mittels des Gehäuses 1 und des Stellwerks 39 von den rotierenden Statorrädern 42 der zusätzlichen Turbinenstufen und den Ständer 5 des Getriebes und zum Teil mittels der in den nicht drehbaren Lenkern 11 befindlichen Kugeln 12 von den rotierenden Läufern 8 der Getriebestufen 13 übertragen.During the operation of this turbo drill (FIG. 5), the power generated by the turbine 14 is partly the Chisel 28 by means of the housing 1 and the positioner 39 from the rotating stator wheels 42 of the additional Turbine stages and the stator 5 of the transmission and partly by means of the non-rotatable links 11 The balls 12 located are transferred from the rotating rotors 8 of the gear stages 13.

In F i g. 6 ist ein Ausführungsbeispiel des Turbobohrers wiedergegeben, bei welchem die zusätzlichen Türbinenstufen 45 zwischen den Getriebestufen 46 liegen, in denen die Lenker 47 mit den Kugeln 48 zwischen der Welle 53 und den Schaufeln 49 und 50 der Ständer 51 und der Läufer 52 angeordnet sind.In Fig. 6 is an embodiment of the turbo drill reproduced in which the additional door hinge steps 45 lie between the gear stages 46, in which the link 47 with the balls 48 between the Shaft 53 and the blades 49 and 50 of the stator 51 and the rotor 52 are arranged.

In F i g. 7 ist ein Ausführungsbeispiel des Turbobohrers gezeigt, bei welchem die Läuferräder 54 der zusätzlichen Turbinenstufen 55 gegen den Läufer 56 der Getriebestufe 57 gedrückt werden, in welcher zwecks einer Erhöhung der Obersetzungszahl des Getriebes der Lenker 58 mit dem Läufer 8 der darunter befindlichen Getriebestufe 13 verbunden ist, deren Lenker 11 mit der Welle 3 gekuppelt ist.In Fig. 7 is an embodiment of the turbo drill shown, in which the rotor wheels 54 of the additional turbine stages 55 against the rotor 56 of the Gear stage 57 are pressed, in which, in order to increase the gear ratio of the gear the link 58 is connected to the rotor 8 of the gear stage 13 located below, the link 11 of which is coupled to the shaft 3.

Der verminderte Verschleiß der Kugeln ist in erster Linie darauf zurückzuführen, daß die Kugeln in den Laufbahnen nicht mehr rutschen. Dies wird im einzelnen dadurch erreicht, daß die Kugeln mit einer größeren Kraft gegen die Laufbahnen gepreßt werden. Eines der möglichen Verfahren, durch welches diese Kraft vergrößert wird, ist die Übergabe der hydraulischen Axialkraft, die sich während der Arbeit bei den Ständern 59 und 60 (F i g. 8) der Getriebestufen des Getriebes und der zusätzlichen Turbinenstufen 62 bildet, an den Läufer. Zu diesem Zweck sind die Ständer bzw. Statorräder 59 und 60 zusammensetzbar ausgeführt. Die Schaufeln 63 und 64 sind getrennt von den Naben gefertigt und werden mit diesen mittels Keilen 67 und 68 verbunden, und unter der Einwirkung der sich fortschreitend bewegenden Spültrübe drücken sie sich gegen die oberen Stirnflächen der Läufer 8 bzw. Läuferräder 69 durch elastische Elemente 70 und 71, die an den Stirnflächen der Läufer 8 bzw. Läuferräder 68 angebracht sind.The reduced wear of the balls is primarily due to the fact that the balls are in the Raceways no longer slip. This is achieved in detail in that the balls with a larger Force to be pressed against the raceways. One of the possible ways by which this force is increased, is the transfer of the hydraulic axial force, which occurs during the work at the uprights 59 and 60 (FIG. 8) of the gear stages of the transmission and the additional turbine stages 62 forms the runner. For this purpose, the stator or stator wheels 59 and 60 can be assembled. The blades 63 and 64 are manufactured separately from the hubs and are connected to them by means of wedges 67 and 68 connected, and under the action of the progressively moving wash slurry they press against each other the upper end faces of the rotor 8 or rotor wheels 69 by elastic elements 70 and 71, which are attached to the end faces of the rotors 8 and rotor wheels 68, respectively are.

Diese technischen Lösungen gestatten einen konstruktiv einfachen und kompakten Turbobohrer zu schaffen, der sich durch Betriebssicherheit und einen hohen Wirkungsgrad auszeichnet.These technical solutions allow one constructively to create simple and compact turbo drill, which is characterized by operational reliability and a high efficiency.

Mit den erfindungsgemäß ausgebildeten Turbobohrern von 7«/j" werden erfolgreich Bohrlöcher untei verschiedenen geologischen Verhältnissen hergestellt.With the turbo drills of 7 "/ j" designed according to the invention, boreholes are successfully subdivided different geological conditions.

In allen Gebieten, in welchen der erfindungsgemäße Turbobohrer mit Getriebestufen und zusätzlichen Turbinenstufen eingesetzt wurde, vergrößerte sich das Reparaturintervall um mehr als das Zweifache im Vergleich zum Reparaturintervall von Turbobohrern mil Getriebestufen, jedoch ohne zusätzliche Turbinenstufen. Die Abtragsleistung je Meißel hat ebenfalls zugenommen. In all areas in which the turbo drill according to the invention with gear stages and additional turbine stages was used, the repair interval increased by more than twice the comparison for the repair interval of turbo drills with gear stages, but without additional turbine stages. The removal rate per chisel has also increased.

In addition 5 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Turbo drill for the production of boreholes, which is connected in its upper part with the lower end of the drill pipe column and in the lower part with a 'chisel with a housing with uprights fixed therein, which have raceways and blades through which guide channels for the passage of a Rinsing slurry are formed, with runners that have raceways and blades that are directed opposite to the blades of the stator and are rotatable relative to this, with a shaft to which the runners or stator are attached and which is supported within the housing by means of bearings with a Support, through which the load on the drill pipe column can be transferred to the chisel with rolling elements that are located in links coupled to the shaft, roll on the rotor and stator-side raceways and with the links. Stands and rotors form gear stages of a friction reduction gear, characterized in that additional turbine stages (21; 41) with an impeller (15; 40) and stator wheel (18; 42) are provided above the turbine stages designed as gear stages (13), of which the Impeller (15; 40) is axially movably connected to the shaft (3).

2. Turbo drill according to claim I. characterized that with each additional turbine stage (21; 41) the blades (16; 44) of the impeller (15; 40) are directed against the blades (19.43) of the stator wheel (18,42).

3. Turbo drill according to claims I and 2. characterized in that between the rotor wheels (8) the gear stages (13) and the impellers (15, 40) of the additional turbine stages (21) Rings (27) made of elastic material are provided.