DE521023C - Wirbel fuer Bohranlagen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen neuen Wirbel für Ölschaditbohranlagen.

Bei Schachtbohrungen mit rotierenden Bohrwerkzeugen ist es üblich!, ,atn unteren Ende eines Gestängerohres einen geeigneten Schneidbohrer zu befestigen und das in den Schacht hineinragende Gestängerohr an der Erdoberfläche mit irgendeiner geeigneten Antriebsmaschine in Drehung zu setzen. Es ist ebenfalls üblich, während des Bohrens eine gegebene Flüssigkeit durch das Gestängerohr zu drücken, um die Schneidfähigkeit des Bohrkopfes zu erhalten und den Bohrstaub usw. aus dem Bohrschacht heraus an die Erdoberfläche zu befördern. Dies verlangt eine Aufhängung des Bohrgestänges an einem Wirbel, der die erwähnte Flüssigkeit von einem stationären auf einen beweglichen Teil übertragen läßt, und selbst in der Lage ist, auch hohen Drücken standzuhalten sowie gegenüber dem Gestängerohr einen flüssigkeitsdichten Anschluß gewährleistet.

Bei den bisher bekannten Vorrichtungen ist es bekannt, das obere Ende der umlaufenden Spülrohrleitung mittels eines Flansches drehbar im Wirbelgehäuse aufzuhängen und die seitliche Führung oberhalb und unterhalb dieser Flanschabstützung in Gestalt von Kugel-, Rollen- oder Gleitlagern anzuordnen.

Es ist auch bereits bekannt, die Abdichtung am Übergang zwischen dem umlaufenden und dem feststehenden Teil der Spülrohrleitung durch Erweiterung der Innenbohrung am oberen Ende des umlaufenden Teiles herzustellen, in welchen der feststehende Teil hineingeführt ist, und zwar mit seitlichem Abstand, so daß zwischen beiden Teilen die Hauptdichtung angeordnet werden kann. Jedoch hat man bisher diese Abdichtung in einem Verlängerungsstück des umlaufenden Teiles weit oberhalb der oberen seitlichen Führung vorgenommen, was zur Folge hatte, daß die Bauhöhe des Wirbelgehäuses unnötig lang wurde. Insbesondere aber wurde die dauernde konaxiale Lage dieser beiden Rohrteile an der Übergangsstelle gefährdet, da die obere seitliche Führung erheblich unterhalb der Hauptdichtung sich befand, oder es mußte eine dritte seitliche Führung, besonders in. der Nähe der Hauptdichtungj angeordnet werden.

Dieser Nachteil wird bei der vorliegenden Erfindung dadurch vermieden, daß der feststehende Teil bis in oder unterhalb des Tragflansches des umlaufenden Endes Hn-'

einragt, wodurch ein geschlossener Bau des Wirbels und eine weitergehendere Sicherung der konaxialen Lage beider Spülrohrleitungsteile erzielt wird, ohne daß eine dritte seitliehe Lagerungsführung erforderlich wird.

Um diesen Vorteil in noch weitergehenderem Maße auszunutzen, wird dabei die Hauptdichtung zweckmäßig in gleicher Höhe zwischen der oberen seitlichen Führung oder in ίο einer Höhe zwischen der oberen und unteren seitlichen Führung angeordnet, was ebenfalls zur weiteren Sicherung einer genau konaxialen Lagerung dient.

Dadurch kommen die Hauptdichtung und die obere Abdichtung des Wirbelgehäuses etwa in die gleiche Höhe und Hegen frei im oberen Abschlußdeckel des Wirbelgehäuses. Um bei dieser Anordnung zu vermeiden, daß durch die Hauptdichtung etwa austretende SpülfLüssigkeit durch die außerhalb danebenliegende Wirbelgehäusedichtung hineinläuft und das darin befindliche Schmiermittel verunreinigt, wird bei dieser Anordnung zweckmäßig am oberen Ende des umlauf enden Teiles der Spükohrleitung ein Schleuderring angeordnet, welcher über die äußere Abdichtung hinüberragt, so daß keinerlei Spülflüssigkeit durch die äußere Dichtung in das Ölgehäuse hineingelangen kann. Weiterhin betrifft die Erfindung eine zweckmäßige Lagerung des Endes des feststehenden Teiles der Spülrohrleitung, welche den Zusammenbau und das Auseinandernehmen bei dem gedrungenen Bau des Wirbels erleichtert und weiterhin die konaxiale Lage noch weitergehend sichert.

In den Zeichnungen ist die Erfindung in einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform dargestellt.

Abb. ι zeigt die allgemeine Anordnung, also wie der Erfindungsgegenstand in Verbindung mit einem Ölschachtbohrer Verwendung findet,

Abb. 2 den Erfindungsgegenstand in der Richtung des Pfeiles 2 (Abb. 1) gesehen,

Abb. 3 einen Querschnitt nach Linie 3-3 der Abb. 2, .

Abb. 4 einen Querschnitt nach Linie 4-4 der Abb. 3,

Abb. 5 einen Querschnitt nach Linie 5-5 der Abb. 3.

In Abb. ι ist von einem Bohrturm, wie er .beim. Bohren eines Schachtes 11 verwendet wird, nur der Boden 10 dargestellt. Am unteren Ende eines Gestängerohres13 ist ein geeignetes Bohrwerkzeug 12 befestigt. Oben an der Erdoberfläche, wo das Gestängerohr 13 aus dem Schacht herausragt, ist auf dem Boden ι ο des Bohrturmes eine Antriebsmaschine 14 vorgesehen, welche das Gestängerohr und den daran sitzenden Bohrer 12 in drehende Bewegung versetzen soll. Das oberste Ende des Gestängerohres ist drehbar in einem Wirbel 15 gemäß dieser Erfindung aufgehängt. Dieser Wirbel besitzt ein mit vorstehenden Zapfen 17 versehenes Gehäuse 16. Auf den Zapfen 17 sind die Augen 18 eines Bügels 19 gelagert. Der Bügelici hängt in einem Kettenglied 20 und mit letzterem an einer Flasche 21, welche im Bohrturm mit Hilfe von Seilen 22 vertikal beweglich ist.

Wie insbesondere aus Abb. 3 ersichtlich, ist in dem Gehäuse 16 eine Lagerkammer 24 gebildet, die durch eine Schulter 25 in einen oberen und einen unteren Raum geteilt ist. In dem unteren Lagerraum sind zwei äußere Laufringe 26 untergebracht und gegenseitig auf Distanz gesetzt mit Hilfe eines Distanzringes 27, der mit Öffnungen 28 versehen ist. In den äußeren Lauf ringen 26 sind Rollen 28' gelagert, die durch den Distanzring 27 in Stellung gehalten werden und auf inneren Laufringen 29 arbeiten. Diese inneren Laufringe sind auf den Umfang einer Hülse 30 aufgesetzt, so daß die inneren und äußeren Laufringe zusammen mit den Rollen 28' obere und untere, die Hülse 30 im Gehäuse 16 stützende Radialdrucldager 31 und 32 darstellen.

Der untere Lagerraum ist an seinem unteren Ende mit einem Teil 34 verschlossen, in dem eine Dichtung 3 5 vorgesehen ist zum Zwecke, zwischen Teil 34 und Hülse 30 einen flüssigkeitsdichten Abschluß zu gewährleisten. Zum Einpressen der Dichtung 34 dient eine Stopfbuchse 36.

Nahe dem oberen Ende der Hülse 30 ist eine Art Nabe 40 mit einem überstehenden Flansch 41 gebildet. Zwischen dem Flansch 41 und der Schulter 25 ist ein Axialdrucklager 42 eingebaut. Es besteht aus den oberen und unteren Laufringen 43, 44 und den dazwischen lagernden konischen Rollen 45. Dieses Axialdrucklager hat die Aufgabe, das Bohrgestänge 13 zu tragen, das dem unteren Ende der Hülse 30 mit einem geeigneten Verbindungsstück 47 angeschlossen ist.

Das obere Ende des Gehäuses 16 ist offen, um den Einbau der Lager vornehmen zu können. Zum Verschluß dient ein Deckel 50, 1x0 der mit Kopf schrauben 51 fest aufgesetzt werden kann. Zwischen dem Deckel 50 und dem oberen Rande des Flansches 41 ist ein Kugellager 53 vorgesehen, welches, sobald auf das Gehäuse 16 irgendein Druck in Richtung nach unten ausgeübt werden sollte, zu verhindern hat, daß sich die Hülse 30 relativ nach oben drücken kann. Durch dieses Lager wird der Flansch 41 in bezug auf das Gehäuse in korrekter Lage gehalten, so daß eine axiale Verlagerung zwischen beiden Teilen nicht möglich ist.

An dem Deckel 50 sind, aus einem Stück mit demselben bestehend, Arme 54 vorgesehen, die zusammen an ihren oberen Enden eine Verstärkung 5 5 bilden. In dieser Ver-Stärkung ist eine Ö'ffnung 56 vorgesehen, in die verschiebbar ein Rohr 57 eingesetzt ist. Die Bohrung des Rohres 57 liegt mit der Bohrung 58 der Hülse 30 axial in einer Richtung. Das obere Ende des Rohres 57 trägt

ίο einen Flansch 60 und ist mit demselben auf der schon einmal erwähnten Verstärkung 55 gelagert.

Wie aus Abb. 1 ersichtlich, ist zur Zufuhr einer gegebenen Flüssigkeit eine geeignete Vorrichtung 61 vorgesehen, welche die Flüssigkeit in das Rohr 57 fördert und aus einer Pumpe 62 besteht, die die Flüssigkeit einem Sumpf 63 entnimmt. Die Verbindung zwischen dem Rohr 57 und einem zur Pumpe gehörigen Verlängerungsrohr 64 ist durch einen Schlauch 65 hergestellt. Am Ende des Schlauches befindet sich ein Schlauchverbinder 66, der auf ein Anschlußstück 67 geschraubt ist. Das Anschlußstück 67 ist auf dem äußeren Ende eines Rohrkrümmers 70 mit einer Überwurfmutter 68 festgelegt. Der Rohrkrümmer 70 ist mit einem Flansch 72 versehen. Letzterer ist, wie aus der Zeichnung ersichtlich,, ausgedreht und auf der Verstärkung 5 5 mit Schraubenbolzen 73 festgelegt. Wie am besten aus Abb. 4 ersichtlich, ist der Flansch 60 des Rohres 57 zur Aufnahme der Bolzen 73 genutet, so daß durch diese Bolzen eine Verdrehung des Flansches 60 relativ zum Deckel 50 verhütet wird. In den ausgedrehten Teil zwischen Flansch 72 und Flansch 60 wird vorzugsweise eine Dichtung 75 eingelegt. Die durch den Schlauch 65 gedrückte Flüssigkeit durchströmt somit den Rohrkrümmer, dann das Rohr 57 und gelangt von hier aus über die mit 58 bezeich!- nete Bohrung der Hülse 30 in das Gestängerohr 13.

Um jeden Austritt der Flüssigkeit oben rings des Rohres 57 zu vermeiden, ist unten in einer erweiterten Bohrung 79, befindlich im oberen Ende der Hülse 30, ein Grundring 78 für eine Stopfbuchse vorgesehen. Die eben erwähnte, erweiterte, im oberen Ende der Hülse 30 befindliche Bohrung 79 ist zur Aufnahme des Rohres 57 bestimmt. Um dieses herum ist eine Packung 80 gelegt, die gegenüber dem Grundring 78 durch eine mit Außengewinde versehene und in die erweiterte Bohrung 79 eingeschraubte Stopfbuchse 81 gehörig zusammengepreßt werden kann.

Die Lagerkammer wird über irgendeinen zweckentsprechenden Füllstutzen 83 mit einem leichten Schmiermaterial gefüllt. Die Dichtung 3 5 verhindert, daß dieses Schmiermaterial am unteren Ende der Lagerkammer 24 wieder entweichen kann. Eine zweite Dichtung 84 verhindert, daß das Schmiermaterial am oberen Ende der Lagerkammer austritt. Diese zweite Dichtung 84 ist zwischen einem in eimer Öffnung 86 des Deckels 50 sitzenden Grundring 85 und einer in diesen Grundring eingeschraubten Stopfbuchse 87 angeordnet^ mit welcher sie zwischen dem Grundring und dem Umfange des oberen Endes der Hülse 30 gehörig zusammengepreßt werden kann.

Es ist sehr erwünscht, daß fremde Flüssigkeit nicht mit dem in der Lagerkammer 24 befindlichen Schmiermittel in Berührung gelangt. Sollte die Hauptdichtung 80 nicht ordnungsgemäß eingestellt sein, so kann es vorkommen, daß ein Teil der Flüssigkeit oben an der Stopfbuchse 81 austritt, dann auf die Stopfbuchse 87 tropft und so schließlieh seinen Weg in die Lagerkammer 24 findet, sofern auch die Dichtung 84 nicht ordnungsgemäß eingestellt werden sollte. Umderartiges zu verhüten, ist eine Scheibe 90 vorgesehen, und zwar auf dem oberen Ende der Hülse 30, wo sie mit einer auf die Stopfbuchse 81 geschraubten Mutter 91 fest aufgespannt ist. Wenn die Antriebsmaschine in Betrieb gesetzt wird, muß sich die Scheibe 90 mit der Hülse 30 gemeinsam drehen, wobei sie alle auf ihre Oberfläche gelangenden Fremdstoffe unter der Wirkung der Zentrifugalkraft nach außen abschleudert, also nicht auf die Stopfbuchse 87 herunterfallen läßt.

Die Anordnung von Rollenlagern zur Aufnähme des Radial druckes der Hülse 30 ist für den Erfindungsgegenstand von sehr großer Bedeutung. Für die bis jetzt bei Ölschachtbohrern üblichen Wirbel wurden als Radialdrucklager Lagerbuchsen verwendet.. die häufig ausgewechselt werden mußten, weil sie unter den beim Bohren auftretenden, unregelmäßigen Beanspruchungen sich sehr schnell ausschlugen. Durch kräftige Stöße und Schläge wurden die Lagerbuchsen jedenfalls immer vorzeitig zerstört. Der Ersatz der Lagerbuchsen durch Rollenlager vergrößert die Lebensdauer des Wirbels, gewährleistet der Hülse im Betrieb das richtige Spiel und außerdem auch immer eine richtige Überein-Stimmung zwischen der Hülse und dem Rohr 57. Wenn das richtige Spiel der Hülse im Betrieb nicht erhalten wird, wird die Last ungleichmäßig über die ganze Oberfläche des Drucklagers 42 verteilt und so eine vorzeitige Abnutzung des letzterwähnten Lagers verursacht.

Die neuartige Montage des Rohres 57 ist für den Erfindungsgegenstand ebenfalls von großer Bedeutung. Dieses Rohr ist gedreht, geschliffen und gehärtet, um der Beanspruchung zu widerstehen und außerdem nicht mit

Gewinde versehen, das seine Festigkeit mindern oder bei fortgesetztem Gebrauch des Wirbels abgeschert oder verwürgt werden könnte. Mit der beschriebenen Anordnung des Rohres 57 ist stets eine richtige Übereinstimmung mit der Hülse 30 gewährleistet. Die Bolzen 73 werden jede Verdrehung des Rohres 57 unmöglich! machen.

Claims (5)

Patentansprüche :

1. Wirbel für Bohranlagen, in welchem die Verbindung zwischen dem nichtumlaufenden und dem mit dem Bohrer umlaufenden. Teil der Spülleitung durch Einführung des Endes der ersteren in das obere Ende des letzteren erfolgt unter Abdichtung beider ineinander gelagerter Enden gegeneinander (Hauptdichtung), dadurch gekennzeichnet, daß der feststehende Teil (57) bis in den Tragflansch' (41) oder bis unterhalb des Tragflansches in das umlaufende Ende hineinragt.

2. Wirbel nach Anspruch! 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptdichtung (80) zwischen beiden Leitungsteilen (57,

30) in gleicher Höhe zwischen der oberen seitlichen Führung (84) oder in einer Höhe zwischen der oberen (84) und unteren (26 bis 29) seitlichen Führung angeordnet ist.

3. Wirbel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß am oberen Ende der Hülse (30) eine Scheibe (90) fest angeordnet ist, derart, daß sie über beide Dichtungen (80, 84) hinausragt und die zweite Dichtung (84) vor etwa aus der Hauptdichtung (80) heraustretende Flüssigkeit S¹ChUtZt.

4. Wirbel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dasi Rohr (57) mit einem Flansch (60) versehen und damit in dem Gehäusedeckel (54, 55) eingehängt und festgelegt ist mittels eines darübergesetzten Flansches (72) eines Verbindungsstückes (70).

5. Wirbel nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch in dem Flansch (60) des Rohres (57) angeordnete Rillen zwecks Aufnahme von Verbindungssdhraubenbolzen (73).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen