DE441621C - Nachlassvorrichtung fuer das Bohrgestaenge bei Tiefbohrungen - Google Patents

Description

Die bisher bekannt gewordenen Nachlaß vorrichtungen für das Bohrgestänge bei Tiefbohrungen litten an dem Übelstand, daß es unmöglich war, die Aufhängung des Bohrgestänges am Bohrschwengel nach Belieben unelastisch oder elastisch ausführen zu können, was die richtige Durchführung von Tiefbohrungen nach dem Schlagsystem bedeutend erschwerte.

ίο Es sind bereits Nachlaßvorrichtungen für Bohrgestänge bekannt geworden, bei denen das Bohrgestänge mittels eines entsprechenden Zugelements, wie z. B. einer Kette, an einem Kolben aufgehängt ist, welcher in einem am Bohrschwengel der Tiefbohrvorrichtung angeordneten Zylinder verschiebbar ist und welcher unter der Einwirkung des die Gestängelast ausgleichenden Drucks einer Flüssigkeit oder eines Gases steht. Ferner ist es auch

ao nicht mehr neu, den Zylinderinhalt bei solchen Vorrichtungen durch Nachfüllen mittels einer Pumpe o. dgl. zu ändern und hierdurch ein Hochziehen bzw. Nachlassen des Bohrgestänges zu erzielen.

Den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet eine Nachlaßvorrichtung für Tiefbohrungen der vorhin beschriebenen Art, welche es jedoch gestattet, die Aufhängung des Bohrgestänges am Schwengel nach Belieben unelastisch oder elastisch zu gestalten. Erfindungsgemäß ist diese Vorrichtung in der Weise gebaut, daß die Flüssigkeit entweder von einem Windkessel abgesperrt oder mit einem Windkessel verbunden werden kann. Hierdurch wird erreicht, daß je nach der Verbindung eine unelastische oder eine elastische Aufhängung des Bohrgestänges am Schwengel erzielt werden kann, was bei den nur mit einem Medium arbeitenden bekannten Nachlaßvorrichtungen nicht erreichbar ist.

Gemäß der neuen Erfindung kann ferner ί der Luftinhalt des Windkessels durch Auslassen oder Nachfüllen von Luft durch ein : hierzu angeordnetes Ventil geändert werden. ■ Außerdem kann die unter der Druckwirkung des Kolbens stehende Flüssigkeit, wie bereits bekannt geworden ist, mittels einer mit dem , Zylinder durch eine biegsame Leitung verbundenen Pumpe nachgefüllt werden. Hierdurch kann erzielt werden, daß die Größje der elastischen Hubverlängerung des Bohrmeißels durch Änderung des Luftinhalts im Windkessel geregelt werden kann, daß jedoch während des Nachlassens oder Anhebens des Bohrmeißels diese elastische Hubverlängerung des Bohrmeißels infolge gleichbleibenden Luftinhalts des Windkessels unverändert bleibt. Schließlich wird erfindungsgemäß in die Flüssigkeitsleitung eine Vorrichtung zum Messen oder zum Registrieren des Flüssigkeitsdrucks eingebaut. Mit Hilfe dieser Anzeigevorrichtung kann der Verlauf der im Bohrgestänge wirkenden Kräfte beobachtet und in weiterer Folge dieArbeit des Bohrers kontrolliert werden.

Die neue Nachlaßvorrichtung bietet für den Bohrbetrieb die folgenden Vorteile:

1. das Bohrgestänge kann je nach Bedarf am Balancier elastisch oder unelastisch aufgehängt werden;

2. es kann infolgedessen die Bohrleistung vergrößert werden;

3. das Nachlassen des Bohrgestänges geschieht genau und im FaBe des, gleichmäßigen Bohrvorgangs automatisch;

4. das Bohrgestänge kann beliebig, auch während des Arbeitens hochgezogen werden;

5. die Änderung der elastischen in die unelastische Aufhängung des Bohrgestänges kann auch während der Arbeit des Bohrers erfolgen;

6. dadurch, daß die das Bohrgestänge tragende Kette über eine Kettenrolle und nicht durch die schraubenförmige Vertiefung wie bei den bekannten. Nachlaßvorrichtungen läuft, wird die Kette geschont, und schließlich

7. mittels der den Flüssigkeitsdruck anzeigenden oder registrierenden Vorrichtungen kann der Kräfteverlauf im Bohrgestänge unmittelbar beobachtet und infolgedessen die Arbeit des Bohrers fortwährend kontrolliert werden.

Auf der beiliegenden Zeichnung ist der Gegenstand der neuen Erfindung an einem Ausführungsbeispiel in der Seitenansicht, teilweise im Schnitt, dargestellt worden.

Auf dem mittels. Pleuelstange 9 hin und her gedrehten Bohrschwengel 17 ist ein Zylinder ι angebracht, welcher mit einer Flüssigkeit, z. B. mit Öl, teilweise angefüllt ist und ! in dem der Kolben 2 verschiebbar angeordnet j ist, dessen Kolbenstange mittels Stopfbüchse ' 19 - gedichtet ist. Die Kolbenstange ist mit ; einem Kreuzkopf 5 verbunden, welcher zur Aufhängung der Bohrkette 6 dient, an deren anderem Ende das Bohrgestänge hängt. Der ! Kreuzkopf 5 wird in Führungen 28 geradlinig J geführt, die am Balancier 17 befestigt sind. Die Kette 6 läuft zunächst über die in den. ^:

Lagern 8 gelagerte Kettenrolle 7, und von da nach unten, nach dem Bohrgestänge, wel- j

ches unmittelbar senkrecht in das. Bohrloch j

reicht. 1

Der Zylinder 1 ist nicht unmittelbar am | Schwengel 17 befestigt, sondern mit Hilfe der Tragbalken 16, deren vorderster eine Bufferfeder 25 trägt, die dazu dient, um beim etwaigen Reißen der Kette 6 oder des Bohrgestänges die Schlagwirkung des. Kreuzkopfs 5 aufzunehmen und hierdurch, eine Zerstörung des Zylinders durch den aufschlagenden Kreuzkopf 5 zu vermeiden. Demselben Zweck dient die im rechten Teil des Zylinders hinter dem Kolben 2 enthaltene Luft, die in den Zylinder durch die kleine evtl. regelbare Öffnung 26 eintritt. Bei einer Rechtsbewegung des Kolbens 2 über die Öffnung 26 hinaus wird die Luft stark verdichtet und hierdurch das Aufschlagen des Kolbens gedämpft.

Im vorderen Teil ist der Zylinder 1 mittels Rohrstutzens 30 mit dem Windkessel 3 verbunden, welcher im oberen Teil mit Druckluft angefüllt ist, die mittels Ventils 22 nachgefüllt werden kann. Außer diesem Füllventil ist der Windkessel 3 mit einem Manometer 24 und mit einem Wasserstandszeiger 23 versehen. Zwischen dem Windkessel 3 und dem Rohrstutzen 30 ist ein Schieber 4 angeordnet. Der untere Teil des Windkessels 3 und der mit ihm in Verbindung stehende ZyMnderteil sind mit einer Flüssigkeit, z. B. mit Öl, angefüllt, die auf den Kolben 2 stetig und elastisch drückt, und zwar infolge des im Windkessel 3 herrschenden Luftdrucks, der in Abhängigkeit von den Kolbeiigängen sich selbsttätig ändert. Sobald der Windkessel mittels Schiebers 4 vom Zylinder 1 abgesperrt wird, hört der Flüssigkeitsdruck auf den Kolben 2, der von der verdichteten Luft herstammt, auf.

In den Rohrstutzen 30 mündet die Rohrleitung 31, die vermittels des biegsamen Schlauches 10 mit den Rohrleitungen in Verbindung steht, welche die Nachlaßvorrichtung mit dem Ölbehälter 12 sowie mit der ölpumpe 13 verbinden. In diesie Rohrleitung sind Absperrventile n, 14, 15 eingebaut, welche nach Beheben den Behälter 12 mit der Nachlaßvorrichtung über die Pumpe 13 oder aber nach Schließen der Ventile 14 und 15 und nach Öffnen des Ventils 11 unmittelbar mit der Nachlaßvorrichtung verbinden.

In die Rohrleitung, welche den Behälter 12 mit der Nachlaßvorrichtung verbindet, ist ein Manometer 21 .eingebaut oder eine Vorrichtung zum Registrieren des Flüssigkeitsdrucks, und zwar am besten in einer solchen Lage, daß das. Aufsichtspersonal die Vorrichtung bequem beobachten kann. Das Manometer 21 oder die Druckregistriervorrichtung zeigt den sich ändernden Flüssigkeitsdruck in der Nachlaßvorrichtung an, wodurch es möglich ist, die im Bohrgestänge auftretenden Zugkräfte zu messen. Hierdurch ist es möglich, die Arbeit des Bohrers im Betriebe ohne Unterbrechung zu kontrollieren.

Die gemäß der vorliegenden Erfindung gebaute Nachlaßvorrichtung kann an einem Bohrschwengel jedes Systems angebracht werden.

Die neue Nachlaßvorrichtung wirkt in der vorliegenden Weise:

Soll das Bohrgestänge mit dem Schwengel elastisch verbunden werden, so wird der ScHeber 4 offen gehalten. Dann verdichtet während der Arbeit des Bohrgestänges der KoI-

ben 2 infolge der veränderlichen Belastungen die im Windkessel enthaltene Luft, von welcher aus der Druck auf den Kolben elastisch zurückwirkt. Infolgedessen wird erreicht, daß:

ι. die Übertragung der Kräfte vom Balancier auf das Bohrgestänge stetig und ohne Zerrungen vor sich geht, was auf die Lebensdauer des Gestänges vorteilhaft einwirkt,

ίο 2. das Bohrgestänge bei der Aufwärtsbewegung des Schwengels verspätet hochgehoben wird, wodurch erreicht wird, daß die gleichmäßige Drehbewegung des Antriebsmotors von der Schlagbewegung des Gestänges unabhängig gemacht wird, was zur Folge hat, daß das Bohrgestänge, vom höchsten Punkte des Schwengelhubs an gerechnet, fast automatisch herunterbewegt wird, wodurch die Schlagleistung vergrößert wird. Der Bohrerhub kann durch Einstellung eines größeren oder kleineren Flüssigkeitsvolumens und des im Windkessel 3 herrschenden Luftdrucks geregelt werden.

Das Nachlassen des Bohrgestänges geschieht in der Weise, daß das. Flüssigkeitsvolumen im Zylinder vermindert wird, da die Flüssigkeit nach Schließen der Ventile 14 und 15 beliebig nach dem Behälter 12 zurückgeleitet werden kann. Durch Drosseln des Ventils 11 kann das Nachlassen beliebig geregelt werden, und wenn dies nötig ist, kann durch Schließen des. Ventils 11 ein Arbeiten des Bohrers an derselben Stelle ermöglicht werden. Durch Inbetriebsetzen der Pumpe 13 und Schließen des Ventils 11 ist es möglich, nach Öffnen der Ventile 14 und 15 das ganze Bohrgestänge nach oben zu heben, und zwar durch Einpumpen der Flüssigkeit aus dem Behälter 12m den Zylinder 1, wodurch eine Bewegung des Kolbens 2 nach rechts und ein Hochheben des Bohrgestänges erzwungen wird. Diese Vorgänge können beliebig erfolgen auch während des Arbeitens, also während des Betriebes im Bohrturm oder aber während einer Pause in der Arbeit.

Durch Schließen des Schiebers 4. und des Ventils 11 wird das Bohrgestänge von der Nachlaßvorrichtung abgeschaltet. Durch den Schieber 4 wird die elastische Einwirkung der im Windkessel 3 enthaltenen Luft auf den Kolben der Nachlaßvorrichtung abgesperrt, der infolgedessen an Ort und Stelle bleibt. Durch Einpumpen von Öl in den Zylinder 1 kann der Kolben 2 um eine be-

.55 liebige Länge verschoben werden, die nur durch die Länge des Zylinders begrenzt ist.

Wenn es nötig ist, einen harten Schlag des j Bohrgestänges nach oben auszuüben, z. B. in den Fällen, wo der Bohrer sich einklemmt ; oder wo er verschüttet ist, wird der Schieber 4 im Betriebe abgesperrt, und es wird durch Einschalten der Pumpe 13 in die Leitung 31 das Bohrgestänge nach Maßgabe j des Freiwerdens des Bohrers stetig nach ¹ oben bewegt werden können, ohne hierbei j den Balancier anzuhalten, wie dies bei den Nachlaßvorrichtungen anderer Systeme, die bisher bekannt geworden sind, unbedingt ' nötig ist.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   i. Nachlaßvorrichtung für das Bohrgestänge bei Tiefbohrungen, bei der das Bohrgestänge mittels entsprechenden Zugelements (Kette 6) an dem Kolben (2) aufgehängt ist, der, in einem am Bolirschwengel (17) angeordneten Zylinder (1) verschiebbar, unter der Einwirkung des die Gestängelast ausgleichenden Drucks einer Flüssigkeit steht, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit entweder von einem ^! Windkessel (3) abgesperrt oder mit einem Windkessel verbunden werden kann, zum Zweck, eine unelastische oder eine elastische Verbindung zwischen dem Schwengel (17) und dem Bohrgestänge zu erzielen.
2. 2. Nachlaßvorrichtung nach Anspruch 1, j dadurch gekennzeichnet, daß der Luftinhalt des Windkessels (3) durch Auslassen oder Nachfüllen von Luft durch das. Ventil (23) ^: geändert, die unter der Druckwirkung des Kolbens (2) stehende Flüssigkeit dagegen

   ^! in an sich bekannter Weise mittels einer mit dem Zylinder durch eine biegsame

   ; Leitung verbundenen Pumpe (13) nach- \ gefüllt werden kann, so daß die Größe ' der elastischen Hubverlängerung des Bohr- : meißeis durch Änderung des Luftinhalts

   im Windkessel sich regeln läßt, jedoch während des Nachlassens oder Anhebens des Bohrmeißels bei gleichbleibendem

   : Luftinhalt des Windkessels unverändert bleibt.
3. 3. Nachlaßvorrichtung nach den Ansprüchen ι oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in die Flüssigkeitsleitung (19) eine Vorrichtung zum Messen oder zum Registrieren des Flüssigkeitsdrucks eingebaut ist, wodurch nach Maßgabe des Verlaufs der im Bohrgestänge auftretenden j Kräfte die Kontrolle der Bohrerarbeit ermöglicht wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.