DE3938749A1 - Drill turbine for deep boring has housing for coupling to drill pipe - and rotor driven by flushing fluid and coupled to drill bit, in unit having short length and high efficiency - Google Patents

Drill turbine for deep boring has housing for coupling to drill pipe - and rotor driven by flushing fluid and coupled to drill bit, in unit having short length and high efficiency

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Abstract

This drill turbine, for driving a deep-boring arrangement, has a stator housing which can be coupled to a drill pipe and which contains a passage for a working fluid. The rotor, which has bearings in the stator housing and blades to receive the working fluid, can be coupled to a boring bit. The passage has a nozzle pipe (18), closed at one end, that enters the rotor (3). The wall of this pipe has tapering nozzle openings (20,21) that get smaller in the flow direction and lead outwards approx. tangentially for the working fluid to enter the bore (16) around the rotor, whose blades (17) are across the flow direction. The several variants claimed include a rotor brake, and the nozzle openings (20,21) and rotor blades being suitable for liqs. or gaseous fluids. USE/ADVANTAGE - The turbine is used for directly driving the drill bit when sinking deep boreholes, the flushing fluid being the working medium. It has a short axial length and high efficiency, combined with a large pressure-gradient.

Description

Die Erfindung betrifft eine Bohrturbine zum Antrieb einer Tiefbohrvorrichtung mit einem an ein Bohrgestänge kuppel­ baren Statorgehäuse, das eine Leiteinrichtung zur Zuführung eines Arbeitsmediums enthält, und mit einem im Statorgehäuse drehbar gelagerten, an einen Bohrmeißel kuppelbaren Rotor, der mit dem Arbeitsmedium beaufschlagbare Schaufeln aufweist.The invention relates to a drilling turbine for driving a Deep drilling device with a dome on a drill pipe baren stator housing, which is a guide device for feeding contains a working medium, and with one in the stator housing rotatably mounted rotor that can be coupled to a drill bit, which has blades to which the working medium can be applied.

Bohrturbinen der angegebenen Art werden beim Niederbringen von Tiefbohrungen als Vorortantrieb für den Bohrmeißel ver­ wendet, wobei sie im allgemeinen innerhalb des Bohrstranges unmittelbar im Anschluß an den Bohrmeißel angeordnet sind. Als Arbeitsmedium dient das Spülmedium, welches nach dem Verlassen der Bohrturbine zum Bohrmeißel geleitet wird, um diesen zu kühlen und für den Bohrkleinaustrag zu sorgen.Drilling turbines of the specified type are used when bringing down of deep drilling as a local drive for the drill bit ver turns, generally within the drill string are arranged immediately after the drill bit. The flushing medium, which after the Leaving the drilling turbine is routed to the drill bit to cool it and to ensure that the cuttings are discharged.

Eine Bohrturbine der angegebenen Art ist aus der DE-PS 29 42 782 bekannt. Diese Bohrturbine ist als Mehrstufentur­ bine ausgebildet, wobei jede Stufe aus einem stillstehenden Leitrad und einem rotierenden Laufrad besteht. Die Leiträder sind im Statorgehäuse befestigt und die Laufräder sind auf einer drehbar gelagerten Welle angeordnet, die zusammen mit den Laufrädern den Turbinenrotor bildet. Leiträder und Lauf­ räder enthalten Schaufelkränze, durch die der Arbeitsflüssig­ keitsstrom jeweils in der Weise abgelenkt wird, daß er in jeder Turbinenstufe einen Teil seiner Strömungsenergie auf den Rotor überträgt. Bei derartigen Mehrstufenturbinen kann in jeder Turbinenstufe nur ein begrenztes Druckgefälle ver­ arbeitet werden, so daß ein hohes Druckgefälle zwischen Ein­ gangsseite und Ausgangsseite der Turbine eine Vielzahl von Turbinenstufen und eine entsprechend große Baulänge erfor­ derlich macht. Da in jeder Turbinenstufe Strömungsverluste auftreten, führt dies weiterhin zu einem ungünstigen Wir­ kungsgrad.A drilling turbine of the type specified is from DE-PS 29 42 782 known. This drilling turbine is a multi-stage door bine trained, each stage consisting of a stationary Stator and a rotating impeller. The idlers are fixed in the stator housing and the impellers are open a rotatably mounted shaft arranged together with the impellers form the turbine rotor. Idlers and barrel Wheels contain shovel rings through which the working fluid keitsstrom is deflected in such a way that it in  part of its flow energy at each turbine stage transmits the rotor. With such multi-stage turbines can Ver only a limited pressure drop in each turbine stage are working so that a high pressure drop between one turbine side and outlet side a variety of Turbine stages and a correspondingly large overall length are required makes. Because flow losses in each turbine stage occur, this leads to an unfavorable we degree of efficiency.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bohrturbine der eingangs genannten Art zu schaffen, die sich bei ge­ ringer Baulänge und hohem Wirkungsgrad für hohe Druckge­ fälle eignet.The invention has for its object a drilling turbine to create the type mentioned above, which is in ge short overall length and high efficiency for high pressure cases.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Leiteinrichtung ein koaxial in eine Bohrung des Rotors hin­ einragendes, einseitig verschlossenes Düsenrohr aufweist, durch dessen Wand sich in Strömungsrichtung verjüngende Düsen­ öffnungen nach außen führen, aus denen das dem Düsenrohr zugeführte Arbeitsmedium in annähernd tangentialer Richtung in die Bohrung des Rotors eintritt, in der die Schaufeln quer zur Strömungsrichtung der aus den Düsenöffnungen aus­ tretenden Strahlen des Arbeitsmediums angeordnet sind.This object is achieved in that the Guide device a coaxially in a bore of the rotor protruding nozzle tube closed on one side, through the wall tapering nozzles in the direction of flow Open openings from which the nozzle tube supplied working medium in an approximately tangential direction enters the bore of the rotor in which the blades transverse to the direction of flow from the nozzle openings outgoing rays of the working medium are arranged.

Bei der erfindungsgemäßen Bohrturbine wird, ähnlich wie bei einer Pelton-Turbine, das gesamte, zur Verfügung stehende Druckgefälle des Arbeitsmediums in den Düsenöffnungen des Düsenrohrs in Strömungsenergie umgewandelt, aus der beim Auftreffen des Arbeitsmediums auf die Schaufeln des Rotors die Energie zum Rotorantrieb gewonnen wird. Die erfindungs­ gemäße Bohrturbine zeichnet sich durch einen günstigen Wir­ kungsgrad aus und ermöglicht die Ausnutzung eines hohen Druckgefälles in Verbindung mit einer geringen axialen Bau­ länge. In the drilling turbine according to the invention, similar to a Pelton turbine, the whole, available Pressure drop of the working medium in the nozzle openings of the Nozzle tube converted into flow energy, from which at Impact of the working medium on the blades of the rotor the energy for the rotor drive is obtained. The fiction moderate drilling turbine is characterized by a favorable we degree of efficiency and enables the utilization of a high level Pressure drop in connection with a small axial construction length.  

Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die Schaufeln des Rotors zwei zur Anströmrichtung entgegengesetzt geneigte Abschnitte aufweisen, durch die das auf die Schaufeln auftreffende Arbeitsmedium in zwei entgegengesetzte Teilströme aufgeteilt und abgeleitet wird. Durch diese Maßnahme wird bei kleinem Bauvolumen der Bohr­ turbine eine wirksame Ableitung des Arbeitsmediums gewähr­ leistet. Die Aufteilung des abgeleiteten Arbeitsmediums in zwei Teilströme bietet weiterhin die Möglichkeit, dem Meißel zur Spülung nur einen Teilstrom zuzuführen, während der andere Teilstrom unmittelbar zum Bohrloch abfließen kann. Auf diese Weise läßt sich die der Bohrturbine zugeführte Fluidmenge wesentlich steigern, ohne daß es zu einer ungünstig hohen Spülungsrate am Bohrmeißel kommt.According to a further proposal of the invention can be provided be that the blades of the rotor two to the direction of flow have oppositely inclined sections through which the working medium hitting the blades in two opposite sub-streams is divided and derived. With this measure, the drilling becomes small turbine guarantee an effective discharge of the working medium accomplishes. The division of the derived working medium into two partial flows still offers the possibility of chiseling only supply a partial flow for rinsing, while the other Partial stream can flow directly to the borehole. To this The amount of fluid supplied to the drilling turbine can be manner increase significantly without leading to an unfavorably high Flush rate on the drill bit is coming.

Erfindungsgemäß kann das Düsenrohr in mehreren radialen Ebenen Düsenöffnungen aufweisen. Auf diese Weise wird ge­ wissermaßen eine Parallelschaltung mehrerer Turbineneinhei­ ten und damit eine entsprechende Steigerung der Turbinenlei­ stung erreicht. Hierbei können zweckmäßig im Düsenrohr zwi­ schen den einzelnen Ebenen die Durchflußmenge regulierende Blenden angeordnet sein, um eine gleichmäßige Verteilung des Arbeitsmediums auf die einzelnen Düsenöffnungen zu erreichen. Ebenso können in einer radialen Ebene mehrere Düsenöffnungen über den Umfang des Düsenrohrs gleichmäßig verteilt angeordnet sein. Die erfindungsgemäße Bohrturbine ist auch zum Ausführen von Kernbohrungen, z. B. nach dem Seilkernbohrverfahren, geeignet. Hierzu kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, daß das dem Bohrmeißel zugekehrte Ende des Düsenrohrs eine als Sitz für einen Kernrohr dienende Bohrung ausweist, die durch ein Kernrohr oder durch einen lösbaren Blindstopfen verschließ­ bar ist. According to the invention, the nozzle tube can be radial Have plane nozzle openings. In this way, ge so to speak, a parallel connection of several turbine units and a corresponding increase in turbine performance reached. Here, expediently in the nozzle tube between regulating the flow rate at the individual levels Apertures can be arranged to evenly distribute the To reach working medium on the individual nozzle openings. Likewise, several nozzle openings can be in a radial plane evenly distributed over the circumference of the nozzle tube be. The drilling turbine according to the invention is also for execution of core bores, e.g. B. after the rope core drilling process, suitable. To this end, it can be provided according to the invention that the end of the nozzle tube facing the drill bit as Seat for a core tube serving bore through close a core tube or with a removable blind plug is cash.  

Ein unkontrolliertes Hochlaufen der Bohrturbine im Freilauf und die damit verbundene Gefahr einer Zerstörung der Lager kann nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung dadurch vermieden werden, daß der Rotor mit einer drehzahlabhängig wirkenden Bremse, vorzugsweise einer an das Statorgehäuse anlegbaren Fliehkraftbremse ausgerüstet ist.An uncontrolled run-up of the drilling turbine in the freewheel and the associated risk of destroying the bearings can according to a further proposal of the invention be avoided that the rotor with a speed dependent acting brake, preferably one to the stator housing centrifugal brake can be applied.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbei­ spielen näher erläutert, die in der Zeichnung dargestellt sind. Es zeigenThe invention is explained below with reference to exemplary embodiments play explained in more detail, which are shown in the drawing are. Show it

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Bohrturbine, Fig. 1 shows a longitudinal section through an embodiment of a drilling turbine according to the invention,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie A-A durch die Bohrtur­ bine gemäß Fig. 1 und Fig. 2 shows a section along the line AA through the Bohrtur bine according to FIG. 1 and

Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie B-B durch die Bohrtur­ bine gemäß Fig. 1. Fig. 3 is a section along the line BB through the Bohrtur bine in FIG. 1.

Die in der Zeichnung dargestellte Bohrturbine besteht aus einem zylindrischen Statorgehäuse 1, das mit seinem Ende 2 an das Ende eines nicht dargestellten Bohrgestänges dreh­ fest kuppelbar ist. Im Inneren des Statorgehäuses 1 ist ein Rotor 3 drehbar gelagert, der aus einer Hohlwelle 4, einer Kupplungshülse 5 und einem Laufrad 6 zusammengesetzt ist. Zur Lagerung des Rotors 3 ist im Bereich der Kupplungshülse 5 ein Doppelkegelrollenlager 7 und im Bereich des Laufrads 6 ein Rillenkugellager 8 vorgesehen. Der die beiden Lager 7, 8 enthaltende Ringraum 9 zwischen dem Statorgehäuse 1 und dem Rotor 3 ist durch Gleitringdichtungen 10, 11 nach außen abgedichtet und mit einer Schmierflüssigkeit gefüllt. Zum Druckausgleich dient ein Kolben 12, der in einer in den Ring­ raum 9 über eine Leitung 13 angeschlossenen Bohrung 14 im Statorgehäuse 1 axial verschiebbar angeordnet ist. The drilling turbine shown in the drawing consists of a cylindrical stator housing 1 , which is rotatably coupled with its end 2 to the end of a drill pipe, not shown. Inside the stator housing 1 , a rotor 3 is rotatably mounted, which is composed of a hollow shaft 4 , a coupling sleeve 5 and an impeller 6 . To mount the rotor 3 , a double tapered roller bearing 7 is provided in the area of the coupling sleeve 5 and a deep groove ball bearing 8 is provided in the area of the impeller 6 . The annular space 9 containing the two bearings 7 , 8 between the stator housing 1 and the rotor 3 is sealed to the outside by mechanical seals 10 , 11 and filled with a lubricating liquid. A piston 12 is used to equalize the pressure, which is arranged axially displaceably in a bore 14 connected in the annular space 9 via a line 13 in the stator housing 1 .

Die Kupplungshülse 5 weist ein Innengewinde 15 für die Ver­ bindung mit einem nicht dargestellten Drehbohrmeißel auf. Das Laufrad 6 hat eine zylindrische Bohrungsfläche 16, auf der in regelmäßigem Abstand radial nach innen gerichtete Schaufeln 17 angeordnet sind, die sich im wesentlichen in axialer Richtung erstrecken und in ihrem mittleren Bereich in Umfangsrichtung mit stumpfem Winkel pfeilförmig gegen die Anströmrichtung angestellt sind. Die Stirnkanten der Schaufeln 17 enden in geringem Abstand von einem zylin­ drischen Düsenrohr 18, das sich konzentrisch durch das Lauf­ rad 6 erstreckt und fest mit dem Statorgehäuse 1 verbun­ den ist. Das Düsenrohr 18 weist in zwei durch eine Blende 19 voneinander getrennten Abschnitten Düsenöffnungen 20, 21 auf, die die Wand des Düsenrohrs 18 in Umfangsrichtung geneigt durchdringen, wobei der Durchtrittsquerschnitt von innen nach außen abnimmt. Die Form der Düsenöffnungen 20, 21 ist dabei so gestaltet, daß das im Inneren des Düsenrohrs 18 mit hohem Druck zugeführte flüssige Arbeitsmedium in den Düsenöffnungen beschleunigt wird und mit hoher Strömungsge­ schwindigkeit in annähernd tangentialer Richtung auf der Außenseite des Düsenrohrs 18 aus den Düsenöffnungen 20, 21 austritt. Zur Zufuhr der Arbeitsflüssigkeit ist das Düsen­ rohr 18 an seinem dem Ende 2 benachbarten Ende mit einer Öffnung 22 versehen. Das entgegengesetzte Ende des Düsen­ rohrs 18 ist durch einen Körper 23 verschlossen, dessen Man­ telfläche zur Bildung geeigneter Abströmquerschnitte in An­ passung an die Bohrungsfläche der Hohlwelle 4 des Rotors 3 gestaltet ist.The coupling sleeve 5 has an internal thread 15 for the United connection with a rotary drill bit, not shown. The impeller 6 has a cylindrical bore surface 16 , on which are arranged at regular intervals radially inwardly directed blades 17 , which extend essentially in the axial direction and are arrow-shaped in the central region in the circumferential direction at an obtuse angle against the inflow direction. The front edges of the blades 17 end at a short distance from a cylin drical nozzle tube 18 which extends concentrically through the impeller 6 and is firmly connected to the stator housing 1 . The nozzle tube 18 has two openings separated from one another by an orifice 19, nozzle openings 20 , 21 , which penetrate the wall of the nozzle tube 18 at an incline in the circumferential direction, the passage cross section decreasing from the inside to the outside. The shape of the nozzle openings 20 , 21 is designed so that the liquid working medium supplied at high pressure in the interior of the nozzle tube 18 is accelerated in the nozzle openings and with high flow speed in an approximately tangential direction on the outside of the nozzle tube 18 from the nozzle openings 20 , 21 exits. To supply the working fluid, the nozzle tube 18 is provided at its end 2 adjacent end with an opening 22 . The opposite end of the nozzle tube 18 is closed by a body 23 , the man telfläche is designed to form suitable discharge cross-sections in order to match the bore surface of the hollow shaft 4 of the rotor 3 .

Wie aus Fig. 3 zu ersehen, sind bei der beschriebenen Aus­ führungsform der Bohrturbine beiderseits der Blende 19 je­ weils zwei Düsenöffnungen 20 bzw. 21 vorgesehen, die zur Erzielung symmetrischer Kraftverhältnisse einander gegen­ überliegen. Die Düsenöffnungen 20 sind gegenüber den Düsen­ öffnungen 21 um 90° versetzt angeordnet. Wird eine höhere Turbinenleistung gefordert, so können in jedem Abschnitt des Düsenrohrs auch mehr als zwei Düsenöffnungen vorgesehen sein und das Düsenrohr 18 kann weitere Abschnitte mit Dü­ senöffnungen aufweisen.As can be seen from FIG. 3, in the described embodiment of the drilling turbine, two nozzle openings 20 and 21 are provided on both sides of the orifice 19 , which lie opposite one another to achieve symmetrical force relationships. The nozzle openings 20 are offset from the nozzle openings 21 by 90 °. If a higher turbine output is required, more than two nozzle openings can also be provided in each section of the nozzle tube and the nozzle tube 18 can have further sections with nozzle openings.

Um bei einem plötzlichen Leerlauf des Bohrmeißels ein An­ steigen der Rotordrehzahl auf einen unzulässig hohen Wert zu vermeiden, sind, wie aus Fig. 2 zu ersehen, in einer Aussparung 24 in der Mantelfläche der Hohlwelle 4 drei Brems­ backen 25 angeordnet, die von vorgespannten Druckfedern 26 gegen die Hohlwelle 4 gedrückt werden. Die Bremsbacken 25 sind auf Achszapfen 27 drehbar gelagert. Übersteigt die Dreh­ zahl des Rotors 3 einen vorbestimmten Maximalwert, so über­ windet die auf die Bremsbacken 25 einwirkende Fliehkraft die Vorspannkraft der Druckfedern 26, wodurch die Bremsbacken 25 radial nach außen bewegt und an die zylindrische Innen­ fläche 28 des Statorgehäuses 1 angedrückt werden. Das mit steigender Drehzahl zunehmende Bremsmoment wirkt dem Antriebs­ moment des Laufrads 6 entgegen und verhindert dadurch das Überschreiten einer zulässigen Höchstdrehzahl.During a sudden load of the drill bit a to rise to prevent the rotor speed to an unacceptably high value, as shown in FIG. 2 can be seen in a recess 24 in the outer surface of the hollow shaft 4, three brake shoes 25 which prestressed compression springs 26 are pressed against the hollow shaft 4 . The brake shoes 25 are rotatably mounted on the journal 27 . If the number of rotations of the rotor 3 exceeds a predetermined maximum value, the centrifugal force acting on the brake shoes 25 overcomes the biasing force of the compression springs 26 , as a result of which the brake shoes 25 are moved radially outward and pressed against the cylindrical inner surface 28 of the stator housing 1 . The increasing braking torque braking torque counteracts the drive torque of the impeller 6 and thereby prevents exceeding a permissible maximum speed.

Im Betrieb wird der Bohrturbine über das Düsenrohr 18 als Arbeitsmedium im allgemeinen eine Bohrspülung zugeführt, die auch zur Kühlung des Bohrmeißels und zum Austrag des Bohrkleins dient. Die Bohrspülung gelangt durch das Innere des Bohrstrangs mit hohem Druck in das Düsenrohr 18 und be­ aufschlagt nach dem Verlassen der Düsenöffnungen 20, 21 mit hoher Strömungsgeschwindigkeit die Schaufeln 17 des Laufrads 6, wodurch der Rotor 3 angetrieben wird. Durch die gepfeilte Form der Schaufeln 17 tritt die Bohrspülung in zwei entge­ gengesetzt gerichteten Teilströmen aus dem Laufrad 6 aus. Der eine Teilstrom wird durch die Hohlwelle 4 zum Bohrmeißel geführt, um diesen zu kühlen und das Bohrklein aus dem Meißel­ bereich wegzuspülen. Der andere Teilstrom gelangt in einen Ringraum 29 im Statorhäuse 1 und von dort über Kanäle 30 nach außen in das Bohrloch und trägt somit ebenfalls zum Austrag des Bohrkleins bei. Diese Aufteilung des Spülstroms hat den Vorteil, daß nur ein Teil der Bohrspülung durch die Düsen des Bohrmeißels geleitet wird, wodurch ein frühzeitiger Verschleiß des Bohrmeißels bei hohen Spülraten vermieden werden kann. Um die Größe des dem Meißel zugeführten Teil­ stroms der Bohrspülung variieren zu können, können staudruck­ abhängig arbeitende Schieber vorgesehen sein, die den durch die Kanäle 30 abfließenden Teilstrom regulieren.In operation, the drilling turbine is generally supplied with a drilling fluid via the nozzle tube 18 as the working medium, which also serves to cool the drill bit and to discharge the cuttings. The drilling fluid passes through the interior of the drill string at high pressure into the nozzle tube 18 and opens the blades 17 of the impeller 6 after leaving the nozzle openings 20 , 21 at high flow speed, as a result of which the rotor 3 is driven. Due to the swept shape of the blades 17 , the drilling fluid emerges from the impeller 6 in two oppositely directed partial flows. One partial flow is guided through the hollow shaft 4 to the drill bit to cool it and to flush away the cuttings from the bit area. The other partial flow enters an annular space 29 in the stator housing 1 and from there via channels 30 to the outside into the borehole and thus also contributes to the discharge of the cuttings. This division of the flushing stream has the advantage that only a part of the drilling fluid is passed through the nozzles of the drill bit, whereby premature wear of the drill bit at high flushing rates can be avoided. In order to be able to vary the size of the part flow of the drilling fluid supplied to the chisel, sluice-dependent slides can be provided which regulate the part flow flowing through the channels 30 .

Die beschriebene Bohrturbine ist auch zum Kernbohren, z. B. nach dem Seilkernbohrverfahren, geeignet. Hierzu kann der Körper 23 eine axiale Durchgangsbohrung aufweisen, die den Sitz für ein Kernrohr bildet. Beim kernlosen Bohren wird die Durchgangsbohrung durch einen Stopfen verschlossen.The described drilling turbine is also used for core drilling, e.g. B. after the cable core drilling process, suitable. For this purpose, the body 23 can have an axial through hole, which forms the seat for a core tube. With coreless drilling, the through hole is closed by a plug.

Anstelle von flüssigen Arbeitsmedien können zum Antrieb der erfindungsgemäßen Bohrturbine auch gasförmige Medien einge­ setzt werden.Instead of liquid working media can be used to drive the Drilling turbine according to the invention also used gaseous media be set.

Claims (7)

1. Bohrturbine zum Antrieb einer Tiefbohrvorrichtung mit einem an ein Bohrgestänge kuppelbaren Statorgehäuse, das eine Leiteinrichtung zur Zuführung eines Arbeitsmediums enthält, und mit einem im Statorgehäuse drehbar gelager­ ten, an einen Bohrmeißel kuppelbaren Rotor, der mit dem Arbeitsmedium beaufschlagbare Schaufeln aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiteinrichtung ein koaxial in eine Bohrung (16) des Rotors (3) hineinragendes, einsei­ tig verschlossens Düsenrohr (18) aufweist, durch dessen Wand sich in Strömungsrichtung verjüngende Düsenöffnungen (20, 21) nach außen führen, aus denen das dem Düsenrohr (18) zugeführte Arbeitsmedium in annähernd tangentialer Richtung in die Bohrung (16) des Rotors (3) eintritt, in der die Schaufeln (17) quer zur Strömungsrichtung der aus den Düsenöffnungen austretenden Strahlen des Arbeitsmediums angeordnet sind.1. Drilling turbine for driving a deep drilling device with a stator housing which can be coupled to a drill rod and which contains a guide device for supplying a working medium, and with a rotor which is rotatably mounted in the stator housing and can be coupled to a drill bit which has blades which can be acted upon by the working medium , that the guide device has a coaxial in a bore ( 16 ) of the rotor ( 3 ) protruding, one-sided closed nozzle tube ( 18 ), through the wall of which tapering in the flow direction nozzle openings ( 20 , 21 ) lead outwards, from which the nozzle tube ( 18 ) supplied working medium in an approximately tangential direction enters the bore ( 16 ) of the rotor ( 3 ), in which the blades ( 17 ) are arranged transversely to the direction of flow of the jets of the working medium emerging from the nozzle openings. 2. Bohrturbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln (17) des Rotors (3) zur Anströmrichtung entgegengesetzt geneigte Abschnitte aufweisen, durch die das auf die Schaufeln (17) auftreffende Arbeitsmedium in zwei entgegengesetzte Teilströme aufgeteilt und abgeleitet wird.2. Boring turbine according to claim 1, characterized in that the blades ( 17 ) of the rotor ( 3 ) to the direction of flow opposite inclined portions through which the working medium impinging on the blades ( 17 ) is divided into two opposite partial flows and derived. 3. Bohrturbine nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Düsenrohr (18) in mehreren neben­ einanderliegenden, durch radiale Ebenen begrenzten Ab­ schnitten Düsenöffnungen (20 bzw. 21) aufweist. 3. drilling turbine according to one of claims 1 or 2, characterized in that the nozzle tube ( 18 ) in several adjacent, limited by radial planes cut from nozzle openings ( 20 and 21 ). 4. Bohrturbine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Düsenrohr (18) zwischen den einzelnen Düsenöffnungen (20 bzw. 21) aufweisenden Abschnitten die Durchflußmenge regulierende Blenden (19) angeordnet sind.4. drilling turbine according to claim 3, characterized in that in the nozzle tube ( 18 ) between the individual nozzle openings ( 20 or 21 ) having sections, the flow rate regulating orifices ( 19 ) are arranged. 5. Bohrturbine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß das dem Bohrmeißel zugekehrte Ende (23) des Düsenrohrs (18) eine als Sitz für ein Kern­ rohr dienende Bohrung aufweist, die durch ein Kernrohr oder durch einen lösbaren Blindstopfen verschließbar ist.5. Drilling turbine according to one of the preceding claims, characterized in that the drill bit facing end ( 23 ) of the nozzle tube ( 18 ) has a tube serving as a seat for a core bore which can be closed by a core tube or by a releasable blind plug. 6. Bohrturbine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß der Rotor (3) mit einer dreh­ zahlabhängig wirkenden Bremse, vorzugsweise mit einer an das Statorgehäuse anlegbaren Fliehkraftbremse (25 bis 27) ausgerüstet ist.6. Drilling turbine according to one of the preceding claims, characterized in that the rotor ( 3 ) is equipped with a speed-dependent brake, preferably with a centrifugal brake ( 25 to 27 ) which can be applied to the stator housing. 7. Bohrturbine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Form der Düsenöffnungen (20 bzw. 21) und der Schaufeln (17) an ein flüssiges oder gasförmiges Arbeitsmedium angepaßt ist.7. Drilling turbine according to one of the preceding claims, characterized in that the shape of the nozzle openings ( 20 and 21 ) and the blades ( 17 ) is adapted to a liquid or gaseous working medium.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002053866A3 (en) * 2000-12-29 2003-03-20 Tracto Technik Device and method for changing lines
WO2013029524A1 (en) * 2011-08-30 2013-03-07 中国石油化工股份有限公司 Rotating magnetic field downhole power generation device
CN108087189A (en) * 2017-12-14 2018-05-29 王彦程 A kind of two-way Wave power generation device based on wave fluctuation momentum
CN108468510A (en) * 2018-06-05 2018-08-31 张成功 A kind of downhole tool rotating device

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002053866A3 (en) * 2000-12-29 2003-03-20 Tracto Technik Device and method for changing lines
GB2389382A (en) * 2000-12-29 2003-12-10 Tracto Technik Device and method for changing lines
GB2389382B (en) * 2000-12-29 2004-12-15 Tracto Technik Device and method for replacing lines
US7056065B2 (en) 2000-12-29 2006-06-06 Tracto-Technik Gmbh Device and method for changing lines
WO2013029524A1 (en) * 2011-08-30 2013-03-07 中国石油化工股份有限公司 Rotating magnetic field downhole power generation device
GB2513988A (en) * 2011-08-30 2014-11-12 China Petroleum & Chemical Rotating magnetic field downhole power generation device
US9598937B2 (en) 2011-08-30 2017-03-21 China Petroleum & Chemical Corporation Rotating magnetic field downhole power generation device
GB2513988B (en) * 2011-08-30 2017-11-01 China Petroleum & Chem Corp Downhole rotating magnetic field generator
CN108087189A (en) * 2017-12-14 2018-05-29 王彦程 A kind of two-way Wave power generation device based on wave fluctuation momentum
CN108468510A (en) * 2018-06-05 2018-08-31 张成功 A kind of downhole tool rotating device

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