DE646177C - Nachlassvorrichtung fuer Tiefbohranlagen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Nachlaßvorrichtung für Tiefbohranlagen, bei der die Seiltrommel des Hebewerkes wahrend des Nachlassens eine im Kreislauf arbeitende Flüssigkeitspumpe antreibt, deren Flüssigkeitsleitung von einem Ventil beherrscht wird.

Beim Bohren von Tiefbohrlöchern und insbesondere von Bohrlöchern für Erdöl u. dgl.

_t0 sind eine schwere Mitnehmerstange sowie das Bohrgestänge nebst Bohrmeißel an einem Seil aufgehängt, das über Rollen an dem oberen Ende des Bohrturmes oder Bohrgerüstes hinwegläuft und alsdann zu der Hebewerktrommel in der Nähe der Grundplatte oder des Fußbodens des Bohrgerüstes geht. Wenn das Bohren des Bohrloches fortschreitet, wird die Mitnehmerstange allmählich in das Bohrloch hineingesenkt, indem man die Windetrommel sich drehen läßt, damit sich das Seil allmählich abwickelt. Dieses Nachlassen des Seiles und das hierdurch bedingte Senken der Mitnehmerstange muß derart sein, daß vermieden wird, daß ein zu großer Teil des Gewichts des Bohrergestänges auf die in der Sohle des Bohrloches anstehende Fels- oder Erdschicht aufstößt, zumal hierdurch ein zu tiefes Absinken des Bohrermeißels in die Erdschicht hinein sowie ein Festsetzen des Bohrermeißels in dieser Erdschicht veranlaßt werden könnte, derart, daß der Meißel nicht gedreht oder bewegt werden kann und abgebrochen werden könnte. Für die besten Ergebnisse soll die Trommel für gegebene Arbeitsbedingungen in *dem Bohrloch um einen solchen Betrag gedreht werden, daß ein Teil des Gewichts des Gestänges von dem Seil getragen und der verbleibende Gewichtsteil entsprechend der besonderen vorherrschenden Gesteins- und Erdbildung auf der Sohle des Bohrloches auftrifft.

Bei einer bekannten Einrichtung dieser Art ist die Trommelwelle der Bohrvorrichtung mit einer Pumpe verbunden, die eine Flüssigkeit, wie beispielsweise Wasser, von einem Behälter in ein Rohr abgibt, von dem eine Leitung zu mehreren Anzeigevorrichtungen führt, während eine Rückkehrleitung zu der selbsttätigen Ventilsteuervorrichtung führt. Diese Steuervorrichtung besitzt aber nur ein einziges, Ventil, das die Zurückleitung der Flüssigkeit beherrscht, wobei die Ventilstange unter der Wirkung eines Gewichts steht. Durch letzteres wird dieses Ventil so eingestellt, daß es sich öffnet, wenn der Druck in der Leitung über denjenigen steigt, der

durch die Anzeigevorrichtung angegeben wird, so daß der Druck stets in der richtigen Höhe aufrechterhalten wird.

Gemäß der Erfindung ist in der Flüssigkeitsleitung eine Mehrzahl parallel geschalteter Ventile von allmählich größer werdender Durchlaßöffnung eingebaut.

Durch die Benutzung von parallel geschalteten Ventilen mit allmählich größer werdender Durchlaßöffnung wird es möglich, die größeren Ventile abzuschalten, wenn ein langsamerer Vorschub erforderlich ist, und eine fein geregelte Steuerung durch die Ventile mit kleinerer Durchlaßöffnung zu erzielen. Wenn alsdann ein schnellerer Vorschub erforderlich ist, so kann man ein Ventil mit größerer Öffnung genügend weit öffnen, um diesen schnelleren Vorschub bei Aufrechterhaltung einer ausreichenden Steuerung zu erzielen.

In den Zeichnungen ist eine Ausführungsform der Erfindung beispielsweise dargestellt, und zwar ist

Fig. ι eine schematische Ansicht, aus der die Beziehung der Steuervorrichtung und der Hebewerktrommel zu dem Bohrturm und dem Bohrgestänge hervorgeht.

Fig. ζ ist eine in vergrößertem Maßstab dargestellte Seitenansicht der Hebewerktrommel und der hydraulischen Xachlaßvorrichtung.

Fig. 3 ist eine Draufsicht auf die Trommel und die Steuervorrichtung, und

Fig. 4 ist eine Draufsicht, teilweise im Schnitt, auf einen Teil der Steuervorrichtung. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Mitnehmerstange io von einem Seil Ii getragen, das über eine Rolle 12 an dem Bohrturm 13 hinweggeht und dann auf eine Trommel 14 aufgewickelt ist. Die Mitnehmerstange kann von irgendeiner geeigneten Bauart sein, wie eine solche zum Drehbohren benutzt wird, und desgleichen kann auch irgendeines der üblichen Bohrgestänge verwendet werden. Wenn das Bohrgestänge 10 sich allmählich in die Erdschicht einbohrt, wird es durch die Drehung der Trommel gesenkt, so daß zusätzliche Längen des Seiles 11 abgewickelt werden. Durch das allmähliehe und stetige Abwickeln des Seiles 11 wird die Trommel 14 mit einer beträchtlichen Kraft gedreht und dieser Kraft ein Widerstand entgegengesetzt bzw. wird diese Kraft dadurch aufgenommen, daß man Wasser oder eine andere Flüssigkeit gegen einen ausgewählten Druck pumpt. Die Antriebsverbindungen zwischen der Trommel 14 und der Pumpe 15 können von bekannter Art sein und vorzugsweise eine Geschwindigkeitsübersetzung oder eine die Kraft verringernde Übertragung haben. Beim Ausführungsbeispiel weist diese Übertragung ein Kettenrad 16 auf, das auf der Trommelwelle 14 befestigt ist und eine Kette 17 antreibt, die ihrerseits ein Kettenrad 18 des Räderkastens 19 antreibt. In dem Räderkasten 19 ist eine Anzahl von Zahnrädern 20, 21 (Fig. 4) untergebracht, die als Geschwindigkeitsübersetzung bzw. kraftverringernde Vorrichtung dienen. Bei einer Ausführung kann die Kraft im Verhältnis von ungefähr 85 : 1 verringert und die Geschwindigkeit entsprechend vergrößert werden. Das am Ende der Übersetzungsstufen befindliche Zahnrad 21 des Räderkastens 19 sitzt lose auf einer Welle 22, mit der es mittels einer Kupplung 23 verbunden werden kann. Das Zahnrad 21 kämmt unmittelbar mit einem Zahnrad 24 auf der Kurbelwelle 25 der Pumpe 15, die vorzugsweise eine mehrere Zylinder aufweisende doppelt wirkende Pumpe ist.

Die Flüssigkeit, wie beispielsweise Wasser oder öl, wird von einem Vorratsbehälter 26 durch eine Rohrleitung 27 hindurch der Pumpe 15 zugeleitet und wird von letzterer alsdann durch eine Rohrleitung 28 zu einer Mehrzahl von Steuerventilen 29, 30, 3i> 3²> 33 gedrückt, die in Parallelschaltung angeordnet sind und die Rohrleitung 28 mit einer Rückflußleitung 34 verbinden, die die Flüssigkeit zu dem Vorratsbehälter 26 zurückführt. Die Steuerventile 29 bis 33 sind von verschiedener Größe. Bei einer vorzugsweise benutzten Ausführung haben diese Ventile eine öffnung von ¹It" bis 2"; das Ventil 33 ist ein 'Völliges Ventil, das Ventil 32 ein Völliges, das Ventil 31 ein ³/₄zölliges, das Ventil 30 ein 1 zölliges und das Ventil 29 ein 2zölliges Ventil. Ein Hauptsteuerventil 35 ist in der Rohrleitung 28 vorgesehen, durch das der Flüssigkeitsstrom von der Pumpe 15 vollständig abgeschnitten werden kann. Ein Manometer oder eine andere Anzeigevorrichtung 36 ist an dem Rohr 28 angebracht, um den in dieser Leitung vorhandenen Flüssigkeitsdruck anzuzeigen. Die Ventileinrichtung 29 bis 33 und das Manometer 36 können in irgendeiner gewünschten Lage angebracht sein, so daß die Steuerung innerhalb des Bohrturmes von einer für den Bedienungsmann geeigneten no Stelle aus vorgenommen werden kann, so daß sie augenblicklich bedient werden kann. Beim Arbeiten der Vorrichtung kann das Nachlassen der Trommel durch Schließen des Ventils 35 vollständig angehalten werden. Hierdurch wird die Flüssigkeitsströmung von der Pumpe 15 vollständig abgestellt und demzufolge die Umdrehung der Trommel angehalten, mit der die Pumpe durch die Übertragungsvorrichtung zwangsläufig verbunden iao ist. Durch Schließung aller Ventile 29 bis 33 mit Ausnahme eines einzelnen ausgewählten

Ventils und darauf durch Öffnen des Ventils 35 kann die Flüssigkeit von der Pumpe 15 durch die Verbindungsleitungen zu dem Behälter 26 und alsdann zurück zu der Pumpe unter einem der Ventilöffnung entsprechenden Widerstand strömen, der die Geschwindigkeit der Pumpe und demzufolge den Betrag des Abwickeins des Seiles 11 steuert. Wenn beispielsweise nur das Ventil 33 geöffnet ist, so wird der Maximalwiderstand entgegengesetzt, und die Trommel 14 dreht sich demzufolge sehr langsam.

Der Druck, der durch das Manometer 36 angezeigt wird, ist, wenn alle Ventile 29 bis 33 geschlossen sind, ein Maß des Gewichts der Mitnehmerstange, und jeder Druckabfall, sobald irgendeines der Ventile 29 bis 33 geöffnet wird und die Flüssigkeit umläuft, ist eine Anzeige des Teilgewichts des Bohrgestänges, das von dem tragenden Seil entfernt und demzufolge auf den Boden des zu bohrenden Bohrloches übertragen wird. Das Manometer 36 gibt somit dem Bedienungsmann eine sofortige und genaue Angabe des

a₅ Druckes an, der durch das Bohrgestänge auf die Erdschicht am Boden des Bohrloches ausgeübt wird. Für eine gegebene Erd- oder Gesteinsschicht kann die Ventileinrichtung 29 bis 36 vom Fuß des Bohrturms aus eingestellt werden, um den genauen erforderlichen Druck des Bohrgestänges vorzusehen. Um die Vorschubgeschwindigkeit, mit der der Bohrer in das Bohrloch gesenkt wird, anzuzeigen, ist ein Geschwindigkeitsanzeiger, der schematisch bei 37 in den Fig. 3 und 4 angedeutet ist, auf der Welle 22 vorgesehen. Durch Angabe der Umdrehungen pro Minute oder irgendeiner andern Zeitperiode zeigt dieser Geschwindigkeitsanzeiger ein genaues Maß des Betrages des Nachlassens des Bohrgestänges an.

Wenn es erwünscht ist, die Bohrerstange emporzuheben, so wird die Kupplung 23 verschoben, um das Zahnrad 21 von der Welle 22 zu entkuppeln, wodurch die Pumpe außer Wirkung versetzt und die Welle alsdann von einem Motor 38 angetrieben wird, der mit der Welle 22 durch eine geeignete nachgiebige Kupplung 39 verbunden ist. Der Motor treibt alsdann das Kettenrad 18 mittels der Welle 22 und des Rädertriebes 21, 20 an. Auf diese Weise können derselbe Räderkasten und dieselbe Antriebsvorrichtung benutzt werden, um Sowohl den Abstieg des Bohrers sowie dessen Emporbewegung aus dem Bohrloch zu steuern.

Es ist zu bemerken, daß die Kettenradaniriebsverbindungen zwischen der Trommel 14 und dem Räderkasten 19 sowie die Bauart des Räderkastens selbst und die Art der Pumpe lediglich Ausführungsbeispiele einer geeigneten Übertragungsvorrichtung und einer Pumpe sind; da diese Teile mechanische Einrichtungen sind, für die Abänderungen allbekannt sind, so ist zu bemerken, daß auch andere Anordnungen der Übertragungsvorrichtung und andere Pumpeneinrichtungen für die beschriebene benutzt werden können. In Verbindung mit der Anordnung der verschiedenen Teile kommt also eine Steuervorrichtung zur Verwendung, um die Trommel nachzulassen, wodurch ermöglicht wird, daß der Bohrer sanft ohne Änderungen in dem wirksamen Gewicht oder des wirksamen Druckes, der der Bohrerspitze erteilt wird, gesenkt werden kann, wobei dieses Gewicht unter einer geeigneten und unmittelbaren Steuerung des Bedienungsmannes steht, so daß die Vorrichtung schnell verschoben werden kann, um den Bohrer aufzuwinden anstatt ihn zu senken.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Nachlaßvorrichtung für Tiefbohranlagen, bei der die Seiltrommel des Hebewerkes während des Nachlassens eine im Kreislauf arbeitende Flüssigkeitspumpe antreibt, deren Flüssigkeitsleitung von einem Ventil beherrscht wird, dadurch ge- go kennzeichnet, daß in der Flüssigkeitsleitung eine Mehrzahl parallel geschalteter Ventile von allmählich größer werdender Durchlaßöffnung eingebaut ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen