DE808103C - Drehbohranlage fuer Tiefbohrungen - Google Patents

Description

• Drehbohranlage für Tiefbohrungen Die Bohrleistung einer Bohranlage hängt neben verschiedenen anderen Faktoren, welche in diesem Zusammenhange nicht interessieren, von der Zuführung einer ausreichenden Spülwassermenge ab. Ist diese Spülwassermenge zu klein, . dann bildet sich am Rotarybohrmeißel aus dem abgebohrten Gebirge ein äußerst festsitzender Klumpen, der nahezu den ganzen Bohrlochquerschnitt ausfüllt. Die Spülung zwischen Bohrlochwand und Klumpen findet dann nur noch einen sehr schmalen Ringraum vor, wenn sie aus den Spülkanälen des Meißels im Bohrloch aufsteigend zutage treten will. Die Folge ist eine Zunahme des Spülungsdruckes zwischen dein am Meißel sitzenden Klumpen und der Bohrlochsohle, welcher mehr oder weniger den durch die Schwerstangen auf die Meißelschneiden ausgeübten Bohrdruck auffängt und nicht auf die Bohrlochsolile gelangen läßt. Der Bohrer arbeitet dann wie auf einem hydraulischen Spurlager. Die Bohrleistung fällt entsprechend dem verringerten Bohrdruck, oder sie hört ganz auf.
• Die Spülwassermenge je Zeiteinheit darf auch nicht für kurze Zeit zu klein werden, um das Ansetzen eines Bohrgutklumpens bzw. Stopfens am Meißel zu verhindern. Ist dies eingetreten, dann muß das oft 2000 bis 3000 m lange Gestänge ausgebaut werden, um den Meißel zu reinigen. Gewöhnlich schließt aber der Bohrmeister auf härter gewordenes Gebirge, denn das Drillometer zeigt auch hierbei einen unveränderten Bohrdruck an. Die Größe der erforderlichen Mindestspülwassermenge hängt von der Geschwindigkeit der zwischen Gestänge (bzw. Meißel) und Bohrlochwand aufsteigenden Spülung ab, die ihrerseits eine Funktion der Bohrkorngröße des abgebohrten Gebirges, dem spezifischen Gewicht und der Viskosität der Spülung ist, wobei die Bohrkorngröße in der Hauptsache auch eine Funktion der Sparstärke und damit der Meißeldrehzahl ist.
• Für gegebene Bohrlochverhältnisse ist die Mindestspülwassermenge je Zeiteinheit daher in erster Linie von der Größe der Abteufgeschwindigkeit abhängig.
• Zwar ist man in Fachkreisen allgemein der Ansicht, daß stets die höchstmögliche Spülwassermenge im Umlauf gehalten werden muß, und eine solche wirkt auch der Stopfenbildung am Meißel mit um so größerer Sicherheit entgegen, je größer sie ist. Es ist aber ein Irrtum, anzunehmen, daß eine größere als die erforderliche Spülwassermenge auch eine Vergrößerung der Bohrleistung zur Folge hat. In den meisten vorkommenden Gebirgsschichten, mit Ausnahme ganz weicher Schichten, ist das nicht der Fall. Jede über das erforderliche Maß hinausgehende Spülwassermenge erfordert daher nur einen nutzlosen Arbeits- und Kostenaufwand in einer Größenordnung, wie er in nachfolgendem Beispiel gezeigt wird. Darüber hinaus bildet eine zu große Spülwassermenge eine auch nicht annähernd abschätzbare Gefahr für das Bohrloch bei Gestängedefekten, wobei das ganze' Bohrloch in Verlust geraten kann.
• Für bestimmte Bohrlochverhältnisse sei die Bohrleistung io m je Stunde, das Bohrloch 2000 m tief und die für die io-m/Std.-Bohrleistung ausreichende Spülwasserleistung 1700 1/min; die Pumpe fördere jedoch 24001/min.
• Dann ergeben sich im ersten Fall 75 atü Spülpumpendruck bei 1700 1/min, im zweiten Falle aber unter völlig gleichbleibenden Verhältnissen 13o atü bei 2400 1/min Pumpenleistung. In hydraulischen Pferdestärken ausgedrückt ergeben. sich 212 PS gegenüber 69o PS. Damit werden also 478 PS nutzlos verbraucht, was gleichzeitig mit einem hohen unwirtschaftlichen Brennstoffverbrauch verbunden ist. Abgesehen davon, würde man im zweiten Fall auch wesentlich größere Spülpumpen und Antriebsmotoren nötig haben.
• Wenn man die vorstehend beschriebenen Verhältnisse auch genau kennt und weiß, welche Spülwassermenge für jede Bohrleistung mindestens erforderlich ist, so ist es dem Bohrmeister doch unmöglich, beim Bohren die jeweilige Abteufgeschwindigkeit seines Bohrers auch nur angenähert zu schätzen und die dazu passende erforderliche Spülwassermenge einzustellen. Das ist aber unbedingt erforderlich, denn eine auch nur einige Minuten andauernde unerkannte Bohrleistungssteigerung genügt, um eine Stopfenbildung am Bohrmeißel herbeizuführen, die einen nicht mehr zu beseitigenden Bohrleistungsabfall zur Folge hat.
• Erfindungsgemäß werden diese Übelstände dadurch behoben, daß an einem mit den axialen Bewegungen des Bohrers im Bohrloch in Verbindung stehenden Teil der Bohranlage ein Tachometer, ein Zeitwegeschreiber o. dgl. Gerät angebracht ist, welches die jeweilige Abteufgeschwindigkeit vom Bohrmeisterstand aus ablesbar anzeigt.
• Dieses Anzeigegerät kann entweder von dem ablaufenden Trommelseil des Flaschenzuges, von der ersten Seilrolle der Turmrollen des Flaschenzuges oder deren Welle, vom Spülkopf oder Bohrhaken oder von einer anderen Stelle der Anlage angetrieben werden. Dieses Anzeigegerät kann ferner durch geeignete bekannte Mittel so ausgeführt werden, daß es auf die Regeleinrichtung der Spülpumpe einwirkt und je nach Größe derAbteufgeschwindigkeit die erforderliche Mindestspülwassermenge automatisch einstellt sowie Abteufgeschwindigkeit und Spülwassermenge laufend aufschreibt, wenn es nicht vorgezogen wird, die benötigte Spülwassermenge nach dem anzeigenden Gerät von Hand einzusteuern.
• In der Zeichnung, «-elche schematisch die Gesamtanordnung einer Drehbohranlage zeigt, ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
• Es bezeichnet hierin i die Seiltrommel des Hebewerkes. Das Flaschenzugseil 2 ist abwechselnd über die oberen Flaschenzugseilrollen 3 und die Seilrollen 4 des unteren beweglichen Flaschenzugblockes geführt und an dem festen Punkt 4° verankert. In der Mitte des unteren Flaschenzugblockes ist der Spülkopf 5 und das Bohrgestänge 6 mit dem Bohrmeißel 8 aufgehängt. Direkt über dem Bohrloch ist der Drehtisch 7 angeordnet, durch den das Bohrgestänge 6 gedreht wird. Am Turmkopf ist der elektrische Geber 9 eines bekannten Ferntachometers in der Weise angeordnet, daß seine Antriebsscheibe von der ersten Seilrolle des Flaschenzuges direkt angetrieben wird. Der in dem Geber 9 bei Drehung der Flaschenzugseilrolle erzeugte elektrische Strom betätigt über eine elektrische Leitung io ein am Bohrmeisterstand angebrachtes Anzeigegerät i i. Dieses zeigt die jeweilige Geschwindigkeit des von der Seiltrommel i des Hebewerkes auf die erste Seilrolle des Flaschenzuges auflaufenden Seiles 2 an. Da: der von einem Punkte der den Geber 9 antreibenden ersten Flaschenzugseilrolle zurückgelegte Weg in direkter Beziehung zum ablaufenden Seil 2 des Flaschenzuges und damit zur Absinkgeschwindigkeit des Bohrmeißels 8 steht, wird letztere je nach Größe der Seilrollen bzw. Seilgeschwindigkeit angezeigt.

Claims (2)

1. PATENT A\SPR(`CIIE: i. Drehbohranlage für Tiefbohrungen, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ablesen der jeweiligen Abteufgeschwindigkeit des Bohrers (8) ein Meß-undAnzeigegerät (i i), z. B. ein Tachometer o. dgl., vorgesehen ist.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch i; dadurch gekennzeichnet, daß das Anzeigegerät (ii) vorzugsweise an dem ablaufenden Trommelseil (2) des Flaschenzuges oder der ersten Seilrolle der Turmrollen des Flaschenzuges befestigt ist. ?. Einrichtung nach den Ansprüchen i und 2, d;Aurch gekennzeichnet, daß als Anzeigegerät ein Ferntachometer vorgesehen ist, wobei der elektrische Geber (9) derart am Turmkopf angeordnet ist, daß dessen Antriebsscheibe vorzugsweise von der ersten Seilrolle des Flaschenzuges direkt antreibbar ist. Einrichtung nach Anspruch i, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daB das Anzeigegerät (ii) durch Regeleinrichtungen mit der Spülpumpe oder deren Antriebsmaschine derart verbunden ist, daB die zur jeweiligen Bohrleistung notwendige Spülwassermenge selbsttätig in Umlauf gesetzt und begrenzt wird.