DE641987C - Am Bohrgeruest angeordnete Waage zur Bestimmung des Gewichts der Bohrgeraete und ihres auf die Bohrlochsohle wirkenden Druckes - Google Patents
Am Bohrgeruest angeordnete Waage zur Bestimmung des Gewichts der Bohrgeraete und ihres auf die Bohrlochsohle wirkenden DruckesInfo
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- E21B19/08—Apparatus for feeding the rods or cables; Apparatus for increasing or decreasing the pressure on the drilling tool; Apparatus for counterbalancing the weight of the rods
- E21B19/086—Apparatus for feeding the rods or cables; Apparatus for increasing or decreasing the pressure on the drilling tool; Apparatus for counterbalancing the weight of the rods with a fluid-actuated cylinder
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Description
Bei drehend hergestellten Tiefbohrungen ist man bestrebt, die Höhe des Druckes,
welchen das Bohrwerkzeug· bei der Arbeit auf die Bohrlochsohle ausübt, so lange unverändert
zu erhalten, bis eine Änderung der Art der durchbohrten Gesteinsschichten die Wahl
eines größeren, ©der geringeren Arbeitsdruckes zweckmäßig erscheinen läßt. Um
diese Bestimmung zu ermöglichen, benutzt man bisher bei Bohranlagen, bei welchen,
das Nachlassen selbsttätig oder auch durcheine von Hand gesteuerte Vorrichtung erfolgt,
Waagen, welche den Gewichtsunterschied zwischen dem im Bohrloch hängenden und dem
auf der Bohrlochsohle aufstehenden Bohrgerät und dadurch mittelbar auch die Höhe
des Arbeitsdruckes des Werkzeuges anzeigen. Im wesentlichen hat man für diese Zwecke
bisher hydraulische oder Federwaagen benutzt, welche die auf einen Seilstrang des
meistens acht- bis aehnrolligen Flaschenzuges wirkende Zugkraft bestimmen. Diese Waagen
können aber vielfach nicht am Ende desl unbewegten Seilstranges befestigt werden, und
daher werden vielfach· auch Wägevorrichtungen benutzt, 'die aus 'einer auf das Seil aufklemmbaren
hydraulischen Meßdose und einem an ieiner geeigneten Stelle des Bohrgerüstes
befestigten Manometer bestehen, die durch eine längere biegsame Rohrleitung)
verbunden sind. Derartige Vorrichtungen sind aber ungenau, daher nicht eichbar und müssen
außerdem jedesmal beim Übergang vom Bohnen zum Fördern abgenommen werden.
Da Vorrichtungen, die den Arbeitsdruck bestimmen sollen,, aber dauernd im Betrieb
sein und die Möglichkeit bieten müssen, daß Stredsen von der Höhe des Bohrgerülstes!
abgebohrt werden können, ohne die Meßvorrichtung umstellen zu müssen, ist bereits
der Vorschlag gemacht worden, solche Meßvorrichtungen an oder in der Nähe der höchsten
Stelle des Bohrgerüstes anzuordnen und mit dem Gesamtgewicht oder 'einem Teil des
Gewichts der Bohrgeräte zu belasten.
Obwohl solche Vorrichtungen an sidh vom bohrtechnischen Standpunkt aus vorteilhaft
erscheinen, haben sie sich in der Praxis nicht bewährt, da· infolge ihrer ungünstigen Ausbildung
genaue Angaben über das Gewicht g0 bzw. den Siohlendruck nicht zu erhalten
waren. Meistens hat man nämlich Druckzylinder für Flüssigkeiten vorgeschlagen,
deren Kolben durch Stopfbüchsen, Kolbenringe u. dgl. abgedichtet sind und auf die
sämtliche oder auch nur ein Teil der Seilrollen des,: feststehenden oberen Flaschenzug- _ ·
blockes zur Einwirkung gebracht werden.
041Ö87
Solche Vorrichtungen sind natürlich infolge der auftretenden Reibungen und der niemals
zu vermeidenden Undichtigkeiten nicht geeignet, wirklich genaue Meßergebnisse ·??%£
liefern. /ΐΐ:
An diesem teils recht hohen Ungenauig-. keitsgrad kann an sich, auch nichts, geändert
werden, wenn, wie es ebenfalls vorgeschlagen ist, die Waage als Hebelwaage mit ein- oder
mehrfacher Hebelübersetzung ausgebildet wird, ja, unter Umständen wird hier die Ungenauigkeit
noch größer sein, weil durch .die Übersetzungen auch die Fehler mit vergrößert
werden.
*5 Die Erfindung geht nun von dem Gedanken
aus, daß aber eine Waage mit ein- oder mehrfacher Hebelübersetzung zweifellos sehr genaue Ergebnisse liefern kann,
wenn nur die Fehlerquellen ausgeschaltet so werden, und das soll nach der Erfindung dadurch
geschehen, daß die Hebel der mit ein- oder mehrfacher Hebelübersetzung arbeitenden
Waage auf Drehachsen oder auf Schneiden gelagert werden, so daß sich dann
wirklich genaue Ergebnisse erzielen lassen. Eine solche Waage kann dann etwa als
Brückenwaage ausgebildet sein. Das. Meßwerk für 'die im Bohrgerüst angeordnete;
Waage könnte etwa als Laufgewichtswaage ausgebildet werden, und ebenso ist es möglich,
den am geringsten belasteten Hebel der Hebelwaage mit seinem freien Ende - auf einen DruckmktelzyHnder wirken zu
lassen, der mit einem Manometer verbunden 3^ ist, an dem. das Wägeergebnis abgelesen
werden kann. Es können auch zwischen der Waage und dem Meßwerk zwei Druckmittelleitungen
vorgesehen sein, welche die kraftschlüssige Verbindung zwischen beiden herstellen,
und das Druckmittel in jeder Leitung kann für sich durch einen besonderen Druckkolben belastet werden. Diese Kolben
werden aber in beiden Leitungen gleich hoch belastet.
Nach diesen Regeln läßt sich eine Wägevorrichtung herstellen, die wirklich genaue
Meßergebnisse zu erzielen gestattet und die ' Mängel nicht aufweist, die die anderen bekannten
Vorrichtungen zeigen. Die Zeichnungen zeigen Ausführungsbeispiele.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. ι
ist der Flaschenzug 50 auf einer im Bohrgerüst
aufgebauten Brückenwaage 51 bekannter Bauart gelagert. Der auf die Brücke
ausgeübte Druck wird durch lein auf Schneiden
bewegbares Hebel- und Stangensystem ■ 52 bzw. 56 und auf eine Meßdose 57 oder
einen Druckzylinder übertragen und kann an einem Manometer 58 abgelesen werden.
Die Waage kann durch Anheben der Brücke mit Hilfe der hydraulischen Druckzylinder
59, 60, die miteinander durch eine Rohrleitung 61 verbunden sind, festgehalten
J^d
fci;|(iJ)ie Einrichtung ermöglicht das unmittel-
|^e Ablesen des für den Sohlendruck maßgebenden
Gerätegewichtes, unabhängig vom Flaschenzuggewicht. Zu diesem Zweck besitzt das Manometer gemäß Fig. 2 ein durch
eine Stellschraube 65 verdrehbares Zifferblatt oder einen verstellbaren Zeiger. Bei
der Einstellung dieser Teile für ein bestimmtes Gewicht bzw. für einen bestimmten
Sohlendruck wird so vorgegangen, daß auf die Waage zunächst nur ihr. Eigengewicht
und das Gewicht des unbelasteten Flaschenzuges zur Einwirkung gebracht wird. Mit
Hilfe der Stellschraube 65 wird nun der Nullstrich des Zifferblattes, auf die Stellung "o
des ausschlagenden Zeigers 66 gebracht, und hierauf wird der zur besseren Kenntlich- ·
machung vorgesehene zweite Zeiger 67 als Marke auf den gewünschten Drück von Hand
eingestellt. Nach dem Anhängen der Bohrgerate kann nunmehr durch Anheben oder
Senken, d. h. also; durch ein genaues Einstellen des Bohrwerkzeuges während der Bohrarbeit, die Gewichtsverteilung zwischen
Bohrgerüst und Bohrlochsohle so lange geregelt werden, bis sich beide Zeiger decken.
Es ist zweckmäßig, die Druckleitung 68 an der höchsten Stelle des Manometers anzuschließen,
um die Bildung von Luftsäcken, welche die Meßgenauigkeit beeinträchtigen würden, zu verhindern.
Um die im Bohrgerüst angeordnete Waage von Temperatureinflüssen unabhängig zu
machen, und um sie ferner vor den Erschütterungen zu bewahren, die bei der Arbeit !°°
durch das Gestänge des Bohrwerkzeugs und durch die Arbeitsmaschinen auf die Seile
des Flaschenzuges und auf das Bohrgerüst übertragen werden, kann gemäß Fig. 3 die
Übertragung der zu messenden Kraft von der im oberen Teil des Bohrgerüstes gelagerten
Waage zu der zu ebener Erde angeordneten Anzeigevorrichtung durch eine unter Druck gehaltene Flüssigkeit erfolgen.
Der Hebel 150 der nicht dargestellten oberen "»
Waage wirkt über eine Druckflüssigkeit auf den Hebel 151 einer unten angeordneten, als
Anzeigevorrichtung wirkenden Laufgewichtswaage. Beide Hebel enden in Pfannen, welche
auf Schneiden 152 drücken, die in Doppelkolben 153 gelagert sind. Die Kolben haben
gleiche Ausführung und gleiche Durchmesser. Die inneren Zylinder, in welchen die Kolben
gleiten, sind durch eine Rohrleitung 154, die äußeren durch eine Rohrleitung 155 mitein- iac
ander verbunden. Erfolgt ein Ausschlag des oberen Waagehebels 150, so erzeugt der obere
Doppelkolben auf der einen Seite Druck-, auf der anderen Seite Saugwirkung. Sowohl
die Druck- als auch die Saugwirkung pflanzen sich hydraulisch auf den unteren Doppelkolben
fort, der zwangsläufig die gleiche Bewegung ausführen wird. Hierbei ist die
Genauigkeit der Übertragung unabhängig vom Abstand der beiden Doppelkolben und
von ihrer gegenseitigen Lage. Die Rohrstränge 154, 155 sind durch Umlaufleitungen
156 miteinander verbunden, welche durch Absperrorgane
157 außer Betrieb gesetzt werden können und dazu dienen, .das Füllen der Leitungen
zu ermöglichen, in beiden Leitungen 154, 155 'den gleichen Druck zu erzeugen
und schließlich, um die Waagehebel genau einzustellen.
Da durch nicht zu vermeidende Undichtigkeiten der Stopfbüchsen und durch Verdunsten
von Flüssigkeit, die an dem Kolben haftet, die Menge der arbeitenden Flüssigkeit
mit der Zeit verringert wird, sind Flüssigkeitsspeicher 158 vorgesehen. Diese bestehen
aus zwei Zylindern, in welchen federbelastete Kolben 159 auf die Flüssigkeit drükken.
Die Federn 175 stützen sich gegen einen Waagehaiken 160, um ihre Spannungen
auszugleichen. Die Speicher zylinder sind mit den beiden Roforsträngen 154, 155 durch eine
Leitung 161 verbunden, voneinander aber durch ein Absperrorgan 162 getrennt. Dieses
wird nur beim Füllen und Einstellen der Waage geöffnet, so daß im ganzen System
gleicher Druck herrscht. Bei der Arbeit muß dagegen dieses Absperrorgan 162 geschlossen
bleiben, damit eine Druckübertragung stattfinden kann.
Um die 'Rohrleitungen und die Speicher auffüllen und die letzteren von Zeit zu Zeit
nachfüllen zu können, sind sie mit einer Handpumpe 163 durch eine Leitung 164 verbunden.
Von der Pumpe führen ferner Rohrleitungen 165 und 166 zu zwei am oberien Teil
des Bohrgerüisites. aufgesetzten hydraulischen Hebeböcken 167, die dazu dienen, die obere
Waage durch Anheben zu arretieren. Um beiden Aufgaben gerecht zu werden, ist die
Pumpe mit einem System von drei Absperrhähnen 168, 169 und 170 ausgestattet. Wird
der Hahn 168 geöffnet, so füllt die Pumpe die Speicher nach; wird 169 geöffnet, so
fördert die Pumpe in die Hebeböcke, und diese arretieren die Waage; zur Inbetriebsetzung
derselben wird der dritte Hahn 170 geöffnet, worauf die Hebeböcke sich in den -55
Behälter 171 entleeren. Die an die Rohrleitungen angeschlossenen Manometer 172,
und 174 geben die herrschenden Drücke an und dienen zur Kontrolle.
Claims (5)
1. Am Bohrgerüst angeordnete Waage zur Bestimmung des Gewichtes der Bohrgeräte
und ihres auf die Bohrlochsohle wirkenden Druckes, dadurch gekennzeichnet, daß die Hebel der mit ein-
oder mehrfacher Hebelübersetzung arbeitenden Waage auf Drehachsen oder auf Schneiden gelagert sind.
2. Einrichtung nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß die Hebelwaage
als Brückenwaage ausgebildet ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßwerk
für die im Bohrturm angeordnete Waage eine Laufgewichtswaage ist.
4. Einrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der am
geringsten belastete Hebel der Hebelwaage mit seinem freien Ende auf einen Druckmktelzylinder
wirkt, der mit einem Manometer verbunden ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß zwischen der Turmwaage und dem Meßwerk zwei Druckmitteilieitungen vorgesehen sind,
welche Waage und Meßwerk kraftschlüssig miteinander verbinden, und daß das
Druckmittel in jeder Leitung für sich durch einen besonderen, jedoch in beiden Leitungen gleich hoch belasteten Druckkolben
unter Druck steht.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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