DE3919719A1

DE3919719A1 - Rotaryantrieb

Info

Publication number: DE3919719A1
Application number: DE19893919719
Authority: DE
Inventors: Gerhard Bihler
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-06-16
Filing date: 1989-06-16
Publication date: 1991-01-17

Description

Die Erfindung betrifft einen Rotaryantrieb, der in die Tiefbohrung eingebaut ist.

Das Rotarybohren hat bei tiefen und Übertiefen Bohrungen den Nachteil, daß die mechanische Leistung am Meißel mit zunehmender Bohrtiefe überpropor tional abnimmt.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Rotaryantrieb der eingangs bezeichneten Art zu schaffen, um den Bohrfortschritt bei tiefen und Übertiefen Bohrungen zu verbessern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zusätzlich zum Rotarytisch in die Ankerrohrtour ein Rotaryantrieb auswechselbar eingebaut wird, der über eine Hydraulikzufuhr hydrostatisch angetrieben wird.

In Ausgestaltung der Erfindung kommt für den Rotaryantrieb neben anderen Hydromotoren insbesondere ein Axialkolbenmotor zum Einsatz.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird ein Elektrokabel zur Daten übertragung in die Hydraulikzufuhr eingelassen.

Erfindungsgemäß ergibt sich für diesen Rotaryantrieb z.B. folgender Vorteil:
Bei einer 5000 m Bohrung wird der Rotaryantrieb in 2000 m Teufe eingebaut. Auf den Antrieb bezogen, wird die 5000 m Bohrung auf eine 3000 m Bohrung reduziert und damit der Bohrfortschritt für die 5000 m Bohrung wesentlich erhöht.

Die Erfindung wird anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungs beispiel näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 den Rotaryantrieb im Schnitt,

Fig. 2 die Hydraulikzufuhr in Ansicht,

Fig. 3 die Hydraulikzufuhr im Querschnitt,

Fig. 4 den mehrstufigen Axialkolbenmotor im Schnitt,

Fig. 5 das Antriebsrohr und den Mitnehmer im Querschnitt, Der in Fig. 1 dargestellte Rotaryantrieb besteht aus der Hydraulik zufuhr 1, dem mehrstufigen Axialkolbenmotor 2 und dem Antriebsrohr 3. Der Rotaryantrieb ist in die Ankerrohrtour 4 lösbar eingebaut.

Der mit dem Bohrstrang 5 fest verbundene Mitnehmer 6 greift in das Antriebsrohr 3 drehfest aber verschiebbar ein und überträgt das Dreh moment vom Axialkolbenmotor 2 über den Bohrstrang 5 auf den Meißel 7. In Fig. 2 und Fig. 3 ist die Hydraulikzufuhr 1 dargestellt. Die Hydraulik rohre 8, 9, 10 sind fest mit dem Trägerrohr 11 verbunden. Die Zuleitung erfolgt durch die Hydraulikrohre 8, die Ableitung durch die Hydraulik rohre 9 und die Leckleitung durch das Hydraulikrohr 10. An den Stößen 11′ werden die Hydraulikrohre 8, 9, 10 durch die Hydraulikschläuche 12 und Schnellverschlußkupplungen 13 miteinander verbunden. Zuvor wurden die Trägerrohre 11 nach Erreichen des Mindest-Anzugmomentes so zusammen geschraubt, daß die Positionen der Hydraulikrohre 8, 9, 10 in etwa übereinstimmen.

Das dünne Elektrokabel 14 zur Datenübertragung wird beim Einbau der Hydraulikzufuhr 1 laufend von einer Trommel abgewickelt und in die Halte leisten 15 gedrückt.

Fig. 4 stellt den mehrstufigen Axialkolbenmotor 2 mit Steuerung 16 dar. Die Rotoren 2′ sind mit elastischen Kupplungen 17 untereinander ver bunden. Als Hydraulikflüssigkeit wird eine Wasser-Öl Emulsion oder eine wassermischbare synthetische Hydraulikflüssigkeit verwendet.

Die Leckage, die aus den Zylindern gezielt austritt, strömt durch die Lagerungen und füllt den gesamten Motorraum 18 aus. Der Motorraum 18 ist mit dem Hydraulikrohr 10, der Leckleitung, verbunden. Die Druckdifferenz vom Motorraum 18 zur Spülung ist gering. Das Austreten der Hydraulik flüssigkeit oder das Eindringen der Spülung wird durch gering belastete Labyrinthdichtungen 19 verhindert.

Den Forderungen des Rotarybohrens entsprechend lauten die Leistungsdaten des Rotaryantriebes z.B.: Einbau in eine 13 3/8′′ Ankerrohrtour in 2000 m Teufe; Durchgang für einen 8 1/2′′ Rollenmeißel; Drehzahl stufenlos von 0 bis 600 U/min; 900 kW Leistungsabgabe; Betriebsdruck 160 bar;, Schluckstrom bei 150 U/min = 4500 l/min; Wirkungsgrad 75%; Motorlänge 9 m; Rechts-Linkslauf; Druckabfall in der Hydraulikzufuhr weniger als 100 bar; Pumpendruck 260 bar.

Alle Lager- und dynamischen Dichtelemente sind metallisch und für eine Umgebungstemperatur bis 150°C geeignet. Da die Hydraulikflüssigkeit sauber und schmierfähig ist, beträgt die Motorstandzeit mindestens 5000 Stunden. Der Rotaryantrieb muß daher erst nach einer Vielzahl von Roundtrips zu Wartungsarbeiten ausgebaut werden.

Der Ein- und Ausbau des Bohrstranges sowie der Bohrbetrieb werden durch den Rotaryantrieb nicht behindert.

Da über das Elektrokabel 14 die Motordaten wie Drehmoment und Temperatur unmittelbar übertragen werden, kann der Rotaryantrieb mit dem Rotarytisch in Tandem arbeiten.

In Fig. 5 ist das Antriebsrohr 3 und der Mitnehmer 6 dargestellt. Das Drehmoment wird z.B. mit der Kerbverzahnung 20 übertragen. Das Antriebs rohr 3 ist aus mehreren Stücken mit Flanschverbindungen zusammengesetzt und z.B. für eine Meißel-Standlänge von 130 m ausgelegt. Nach jedem Roundtrip wird die Mitnehmerstange 21 im Bohrstrang nachgesetzt. Die Spülung strömt durch den Mitnehmer 8 und durch Aussparungen im Antriebsrohr 3.

Claims

1. Rotaryantrieb, der in die Tiefbohrung eingebaut ist, dadurch gekennzeichnet, daß über eine Hydraulikzufuhr (1), die in die Ankerrohrtour (4) auswechselbar eingebaut ist, der Rotaryantrieb mit einem Hydromotor, insbesondere einem mehrstufigen Axialkolbenmotor (2), hydrostatisch angetrieben wird und daß das Drehmoment des Hydro motors über einen fest mit dem Bohrstrang (5) verbundenen Mitnehmer (6) , der in das Antriebsrohr (3) drehfest aber verschiebbar eingreift, auf den Meißel (7) übertragen wird.

2. Rotaryantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydraulikzufuhr (1) aus den Trägerrohren (11) und den Hydraulikrohren (8, 9, 10) besteht, deß die Hydraulikrohre (8, 9, 10) an den Stoßstellen (11′) mit den Schläuchen (12) und den Schnellverschlußkupplungen (13) miteinander verbunden sind und daß die Hydraulikrohre (8, 9, 10) in Zuleitungen, Ableitungen und Leckleitung unterteilt sind.

3. Rotaryantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekenn zeichnet, daß der von der Leckage des Hydromotors durchströmte Motor raum (18) mit der Leckleitung der Hydraulikzufuhr (1) verbunden ist und daß der Motorraum (18) mit Labyrinthdichtungen (19) gegen die Spülung abgedichtet ist.

4. Rotaryantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, daß die Rotoren (2′) des Hydromotors mit elastischen Kupplungen (17) untereinander verbunden sind.

5. Rotaryantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, daß ein Elektrokabel (14) lösbar in die Halteleisten (15) der Hydraulikzufuhr (1) eingedrückt ist.

6. Rotaryantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn zeichnet, daß das Antriebsrohr (3) aus mehreren Stücken mit Flansch verbindungen zusammengesetzt ist, daß das Antriebsrohr (3) an seiner Innenwand mit einer Kerbverzahnung (20) versehen ist, in die der Mit nehmer (6) eingreift und daß das Antriebsrohr (3) und der Mitnehmer (6) mit Aussparungen versehen sind.

7. Rotaryantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn zeichnet, daß der Mitnehmer (6) mit der Mitnehmerstange (21), die in den Bohrstrang (5) eingebaut ist, durch eine Schraub- und Keilverbindung fest verbunden ist.