DE641987C - Am Bohrgeruest angeordnete Waage zur Bestimmung des Gewichts der Bohrgeraete und ihres auf die Bohrlochsohle wirkenden Druckes - Google Patents

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.

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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)

Patentansprüche:

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