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Vorrichtung zum messen oder auch Registrieren der in den Zugstäben
von Tiefbohrvorrichtungen entstehenden Zugkräfte. Die Kräfte, welche bei Tiefbohrungen
im Bohrgestänge auftreten und welche auf den Bohrer einwirken, konnten bisher bei
Tiefbohrungen zwecks Aufdeckung nutzbarer Mineralien nicht festgestellt und nachgeprüft
werden, da eine hierzu geeignete Vorrichtung fehlte. Eine solche Vorrichtung muß
folgenden Bedingungen genügen: z. sie muß gestatten, die theoretischen Berechnungen
bezüglich der dynamischen Bedingungen, unter denen die Bohreinrichtung arbeitet,
praktisch zu erproben, damit die Bohreinrichtung von vornherein richtig bemessen
werden kann; 2. sie soll gestatten, die M irkungsweise des Bohrers und den Bohrvorgang
während des Bohrens nachzuprüfen, und hierdurch Unglücksfällen vorbeugen; 3. sie
soll während der Rettungsarbeiten jeder Art die Belastungen im Bohrgestänge anzeigen
und hierdurch weiteren Unglücksfällen vorbeugen, die dadurch vorzukommen pflegen,
daß die zulässigen Spannungen im Bohrgestänge überschritten werden, und schließlich
q.. sie soll anzeigen, ob während der Rettungsarbeiten das heraufzuholende Werkzeug
von der Rettungsstange auch wirklich erfaßt worden ist.
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Die Vorrichtung zum Messen und Registrieren der Zugkräfte gemäß der
vorliegenden Erfindung wirkt in der Weise, daß die in dem betreffenden Zugstabe
der Bohrvorrichtung während der Arbeit auftretenden Zugspannungen durch Feststellung
der Längenausdehnung dieses Zugstabes im Vergleich mit der unveränderlichen Länge
eines Rohres ermittelt und mittels einer Schreibvorrichtung registriert werden.
Die Schreibvorrichtung gestattet es, die Ausdehnungen in größerem Maßstabe auf einer
Schreibtrommel niederzuschreiben. Hierbei kann während der Hin- und Herbewegung
des Bohrgestänges die Schreibtrommel der Registriervorrichtung dadurch in die entsprechende
Drehbewegung versetzt werden, daß z. B. eine auf die Trommel aufgewickelte Schnur
festgehalten wird, etwa indem man das Ende dieser Schnur an einen unbeweglichen
Haken hängt. Die neue Vorrichtung kann auch als bloße Anzeigevorrichtung ausgeführt
werden, und es wird dann die Längenausdehnung des zu messenden Zugstabes in die
Drehbewegung eines Zeigers mittels entsprechender Zahnradübersetzungen verwandelt.
Die Kreisskala, auf der der betreffende Zeiger spielt, kann so geeicht sein, daß
die Spannkräfte unmittelbar in Kilogramm angezeigt werden.
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Auf der Zeichnung ist die neue Vorrichtung in zwei Ausführungsbeispielen
zur Darstellung gebracht worden.
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Abb. z bedeutet eine Seitenansicht der neuen Vorrichtung, teilweise
im Längsschnitt. Abb.2 ist die Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform der Vorrichtung.
Abb. 3 stellt den Klemmring 3 dar.
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Abb. q. ist ein Grundriß der Abb. x bei abgebrochenem Bohrgestänge.
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Abb. 5 ist die Skala der Anzeigevorrichtung. Abb. 6 ist ein Grundriß
der Vorrichtung gemäß Abb. 2.
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Die Vorrichtung besteht aus einem Rohr 2, welches mit der Bohrstange
= am unteren Ende dadurch verbunden ist, daß ein gespaltener Klemmring 3 auf die
Bohrstange z aufgesetzt und in das Gewinde der Rohrmuffe q. eingeschraubt wird.
Auf diese Weise wird erreicht, daß das untere Ende des Rohres 2, welches letztere
eine erhebliche Länge besitzt, fest mit der Stange z verbunden wird, während das
obere Ende frei bleibt. Auf dem oberen Ende der Stange 2 befindet sich die Anzeigevorrichtung,
die aus einem nach Art der bekannten Indikatoren gebauten Gestell s besteht, welches
an das obere Ende des Rohres 2 angeschraubt wird und an dem eine den Durchgang der
Stange z gestattende ringförmige Platte durch Aufschrauben befestigt ist. Auf dieser
Platte ist eine an sich bekannte Schreibvorrichtung angebracht, die aus den Hebeln
7 und dem Schreibhebel 8 besteht. Diese werden mittels des Ringes 6 in Bewegung
gesetzt, der auf die Stange an der Stelle fest aufgeschoben wird, wo sie aus der
Vorrichtung heraustritt. Auf diese Weise werden Verschiebungen der Stange z gegenüber
dem Rohr 2 in eine Hin- und Herbewegung des Ringes 6 verwandelt, welche eine geradlinige
senkrechte Verschiebung des am Ende des Hebels 8 angebrachten Schreibstifts in stark
vergrößertem Maßstabe hervorruft. Die Anordnung der Hebel 7 und 8 erfolgt in bekannter
Weise derart, daß der Schreibstift am Ende des Hebels 8 genau geradlinig geführt
wird.
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Auf dem Gestell s ist seitlich die Schreibtrommel 9 der bei
Indikatoren bekannten Bau- i
art drehbar angeordnet, welche im Innern
eine Rückdrehfeder besitzt und welche durch eine aufgewundene Schnur hin und her
gedreht wird. Die Trommel g besitzt platte Federn zum Einschieben und Befestigen
eines Papierbandes; auf welchem der am Ende des Hebels 8 angebrachte Schreibstift
ein Diagramm schreibt, sobald der Ring 6 nach oben und nach unten bewegt wird. In
dem mit dem Gestell s verbundenen Lager =o ist eine Welle drehbar gelagert, welche
am Ende eine Trommel trägt,'.die zum Aufwinden der Schnur =i dient. Die von der
Indikatortrommel g ablaufende Schnur wird auf eine Trommel von geringerem Durchmesser
aufgewickelt, welche am anderen Ende der im Lager =o angeordneten Welle vorgesehen
ist. Auf diese Weise wird erreicht, daß der Hub der Schnur =i verkleinert wird und
entsprechend kleinere Drehungen der Trommel g hervorruft.
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Um die Vorgänge in der senkrecht hin und her bewegten Bohrstange i
anzuzeigen, wird eine Drehung der Trommel g am einfachsten in der ;.'eise erzielt,
daß das Ende der Schnur =i mit einem Haken i2 versehen wird, welcher an eine feststehende
Öse 27 angehakt wird. Die Öse 27 kann z. B. an einem feststehenden Balken angeordnet
werden. Die ganze Anzeigevorrichtung bewegt sich mitsamt der Bohrstange i nach oben
und nach unten, während das Ende der Schnur =i auf die beschriebene @\ eise festgehalten
wird. Hierdurch wird eine Drehung der Trommel g in der `'eise erzielt, daß am Umfang
der Trommel durch den am Ende des Hebels 8 angebrachten Stift der M eg aufgezeichnet
wird, den die Bohrstange i mitsamt dem Apparat zurücklegt. Dehnt sich nun die Stange
i infolge achsialer Belastungen gegenüber dem Rohr :z aus, so wird der Ring 6 gegenüber
dem Schreibapparat nach oben verschoben, und der Schreibstift beschreibt auf der
Trommel g eine senkrechte Linie. Der geometrische Ort aller Lagen des Schreibstifts
ist das Diagramm, welches also den Verlauf der Ausdehnung des Zugstabes i in Beziehung
auf den durch diesen Stab zurückgelegten Weg aufzeichnet.
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Bei der in den Abb. 2, 5, 6 dargestellten anderen Ausführungsart der
neuen Vorrichtung werden die Drehungen nicht aufgeschrieben, sondern durch einen
auf einer entsprechend geeichten Skala spielenden Zeiger angezeigt. Die Bohrstange
=g trägt hier in derselben Anordnung wie vorher, das Rohr 22; auf dessen oberem
Ende das Gestell 23, der Ring 21 und die Schreibhebel 2o und 25 angeordnet sind.
Der Ring 2i umfaßt die Bohrstange =g und ruft bei deren Verschiebung eine senkrechte
geradlinige Verschiebung des Endes des Hebels 25 hervor. Am Ende dieses Hebels ist
eine Zahnstange 15 angebracht, welche in Führungen 26 der Platte 24. senkrecht geführt
wird. Mit den Zähnen der Zahnstange 15 steht im Eingriff ein Zahnrad 16, auf dessen
`Felle vorn ein Zeiger 17 fest angeordnet ist. Dieser Zeiger spielt auf einer Kreisskala,
die auf einem Skalenbrett 18 aufgezeichnet ist. Das Skalenblatt 18 läßt die Welle
des Zahnrades 16 hindurchtreten, so daß der Zeiger 17 auf der Vorderseite der Skala
18 spielt, während das Zahnradgetriebe dahinter unsichtbar ist. Die Skala 18 wird
zweckmäßig in der Weise geeicht, daß der Zeiger 17 unmittelbar die im Bohrgestänge
=g entstehenden Spannkräfte in Kilogramm oder in Tonnen anzeigt.