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Pumpe zur Förderung von Erdöl, Sole und anderen Flüssigkeiten aus
Bohrlöchern u. dgl. Zum Fördern von Erdöl, Sole und anderen Flüssigkeiten aus Bohrlöchern
u. dgl. benutzt man bisher im allgemeinen dit bekannten Gestängepumpen, die über
Tag durch sogenannte Schwengel- oder Kurbelantriebe betätigt werden. Gestängepumpen
zeigen den Nachteil, daß bei ihnen durch Bruch des Gestänges häufig Betriebsstörungen
auftreten, die langwierige und daher kostspielige Fangarbeiten erfordern und dabei
auch in manchen Fällen Beschädigungen der Steigleitungen wie auch der Bohrlochverrohrung
verursachen. Gestängepumpen haben auch weiter den Nachteil, daß sie nur als einfachwirkende
Pumpen gebaut werden können, so daß nur ein Teil des gesamten Zylinderinhalts ausgenutzt
werden kann. Als weiterer übelstand beeinträchtigt die Förderleistung die unvermeidliche
Dehnung des Gestänges, welche naturgemäß mit wachsender Tiefe zunimmt und bei großen
Tiefen verhältnismäßig beträchtliche Werte erreicht. Zu den erheblichen Kosten,
welche für die Beseitigung solcher Störungen entstehen, muß auch noch der während
dieser Zeit entstehende Förderausfall gerechnet werden, der bei ergiebigen Sonden
sehr beachtliche Beträge erreicht. Dieser Förderverlust entsteht naturgemäß bei
jeder Reparatur der Pumpe und,deren Ausbau. Man hat auch Fördereinrichtungen
konstruiert,
bei denen die Pumpe mittels Druckluft oder Druckflüssigkeit betrieben wird. Hier
ist der Aus- und Wiedereinbau einer Pumpe nach deren Instandsetzung eine unvermeidliche,
zeitraubende und daher besonders kostspielige Angelegenheit.
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Langjährige Versuche und Erfahrungen haben ergeben, daß der hydraulische
Bletrieb der Förderpumpen aber den sichersten und wirtschaftlichsten Antrieb darstellen
-,vür4e, wenn es gelänge, den umständlichen und daher kostspieligen Ein- und Ausbau
der Fördereinrichtung, insbesondere der Druckzuführungs- und Steigleitungen wesentlich
zu vereinfachen und da-durch den während der Dauer einer Pump,enauswechslung bisher
unvermei,dlicherweise entstehenden Förderausfall zu verringe#ii.
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Eine weitere wichtige Aufgabe in der Technik der- Erdölförderung ist
die Schaffung einer betriebsechtren, zwangläufig « gesteuerten und in jeder'
-#Kplbentage anlaufenden, hydraulisch angetri,ebeneü.F,örderpump#.- mit einer Einrichtung,
die es ermöglicht, die Pumpe jederzeit, ohne den Abbau der Druck- und Förderleitungen
vornehmen zu müssen, ausbauen und nach Wiedereinbau mögli,chst mit sofort einsetzender
voller Leistung wieder in Betrieb nehmen zu können.
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Bohrungen für Erdöl sind mit großen Kosten verbunden. Diese wachsen
mit zunehmender Tiefe erheblich. Uin diese Kosten nicht ins Ungeinessene wachsen
zu lassen, bohrt man bei großen Tiefen, um auf den Ölhorizont zu gelangen, die Löcher
mit kleinerein Durchmesser. Dadurch wird der Bau von geeigneten hydraulischen Fördereinrich-tungen
aber schwieriger, wenn diese noch wirtschaftlich arbeiten sollen, weil damit auch
die für den Bau der Pumpen zur Verfügung stehenden Querschnitte immer kleiner werden.
Auch dafür gilt es, geeignete Lösungen zu finden.
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Alle diese Forderungen werden mit Hilfe der vorliegenden Pumpe erfüllt.
Die zur Ausübung des Verfahrens notwendigen Einrichtungen, sinid in den Zeichnungen
in schemati#scher Weise durch in zwanzig Fi-guren dargestellte Beispiele veranschaulicht.
Es zeigen Fig. i und 2 eine bisher gebräuchliche Gestängepumpe, Fig. 3 bis
7 Einrichtungen für den hydraulischen Antrieb, Fig. 8 bis 13 eine
hydraulische, doppelt wirkende Förderpumpe, Fig. 14 bis 17 eine hydraulische,
einfach wirkende Förderpumpe, Fig. 18 bis '-go eine hydraulische, doppelt wirkende,
über Tag gesteuerte Förderpumpe.
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Zur Erläuterung der Pumpe dient die in der Zeichnung in -Fig. i und
:2 im Prinzip in schematischer Weise dargestellte und bisher fast allgemein verwendete
Förderanlage.
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Diese besteht aus der Bohrlochverrohrung i mit einem an dieser angebrachten
Filterrohr 2" dem Schwengel 3 und der einfach wirkenden Kolbenpumpe 4 mit
Filterrohr 5. Die Pumpe 4 hängt an einem Seil oder Gestänge6 in der
- in der Steigleitung7 stehenden Flüssigkeitssäule8. Das Gestänge oder Seil
6 wird durch den Pumpenkopf 9,
an welchem der Ausflußstutzen' io angebracht
ist, geführt.
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Die Wirkungsweise derselben ist folgende: Beim Aufwärtsgang des Schwengels
3 und des Gestänges oder Seiles 6 hebt der Kolben der Pumpe 4 das
Fördergut 8 in der Steigleitung 7 nach oben, wo es durch den Stutzen
bei io ausläuft. Bei diesem Aufwärtsgang saugt der Kolben gleichzeitig neue Förderflüssigkeit
an. Beim Ab-wärtsgang des Kolbens senkt sich dieser in die zu fördernde Flüssigkeit
und läßt diese über den Kolben treten, die dann beim folgenden Aufwärtsgang in die
Steigleitung gehoben wird. Diese Art der Förderung erfolgt also stoß- oder absatzweise.
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Bei Betrachtung der baulichen Querschnittsverhältnisse der Pumpe nach
Fig. 2 kann man noch einen beträchtlichen, für die Fördereinrichtung bisher nicht
ausgenutzten Raum ii erkennen, in dessen vorteilhafter Ausnutzung das Wesen der
vorliegenden Erfindung erblickt werden soll. Sie besteht im Einbau eines weiteren
Rohres innerhalb des Bohrlochrohres i, und zwar in der Weise, daß zwischen den beiden
Rohren ein Zwischenraum entsteht, der groß genug ist, um in diesem die Zuleitung
für die Treibflüssigkeit unterbringen oder diesen Raum durch Anbringung einer geeigneten
Dichtung direkt als Zubringerleitung für die Druckflüssigkeit verwenden zu können.
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Die Ausnutzung dieser Möglichkeiten bildet die Grundlage der Erfindung
und ist in Fig. 3 bis 7
beispielsweise dargestellt: Die Einrichtung
nach Fig. 3, 4 und 5 besteht aus dem Bohrlochrohr 12, in ,welches
das Einsatzrohr 13 eingebaut ist, wodurch zwischen beiden Rohren ein Raum 14 entsteht.
Das Eins ' atzrohr 13 ist durch das Bodenstück 15, an welchem das Filterrohr
16, das Rückschlagventil 17 und der Anschlußkegel 18 angebracht ist, abgeschlossen.
Das Bodenstück 15 ist mit einem Kanal ig versehen und mittels einer Dichtung:2o
gegen das Bohrlochrohr 12 abgeschlossen, ferner trägt es den mit elastischen Stoffen,
wie z. B. Gummi, Leder od. dgl. ummantelten Anschlußkegel 18, auf welchem eine Pumpe
aufgesetzt wird. Der elastische Dichtungsbelag kann natürlich auch im Innenkegel
der Pumpe auswechselbar oder auch an beiden Teilen angebracht sein. Eine Zuleitung
21 für die Druckflüssigkeit mündet in den Kanal ig. Fig. 4 stellt den Querschnitt
der Anordnung nach ig. 3 mit dem konzentrisch eingebauten Einsatz-F
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rohr 13 dar.
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Fig. 5 zeigt die gleiche Anordnung gemäß Fig. 3,
aber
mit einem exzentrisch eingebauten Einsatzrohr 13, zu dem Zweck, um größeren Raum
zur Unterbringung mehrerer oben und unten zusammengeschlossener Druckzuleitungen
zu gewinnen, um dadurch größere Durchlaßquerschnitte zu erzielen.
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Die Wirkungsweise der Einrichtung gemäß Fig. 3, 4,
5 ist folgende: Zunächst wird das Einsatzrohr 13, soweit es beim Einbringen
in die Bohrlochverrohrung 12 sich nicht bereits von selbst mit
der
im Bohrloch vorhandenen Förderflüssigkeit etwas gefüllt haben sollte, von oben mit
solcher bis zu einer Höhe aufgefüllt, die dem Ventil der Pumpe die Saugarbeit ermöglicht.
Hernach wird die mit einem Innenkonus versehene Pumpe auf den Anschlußkegel 18 aufgesetzt
und der Leitung :21 Treibflüssigkeit zugeführt. Dadurch strömt diese durch den Anschlußkegel
18 in die Pumpe, deren Arbeit dann beginnen kann, wobei die von dieser geförderte
Flüssigkeit im Rohr 13 nach oben gedrückt wird. Soll die Pumpe, die dauernd an einem
Seil oder Gestänge hängt, ausgewechselt werden, so wird sie vom Anschlußkegel 18
abgehoben und über Tag gezogen, worauf sich das Ventil 17 schließt und die im Rohr
13 stehende Flüssigkeitssäule am Rückfließen in das Bohrloch hindert.
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Die Einrichtung nach Fig-. 6 und 7 stellt ebenfalls
eine Einrichtung dar, die dem gleichen Zweck dient, wie sie bereits bei Fig.
3, 4 und 5 beschrieben ist. Bei der Einrichtung nach Fig.
6 und 7 kommt aber der Einbau einer gesonderten Druckleitung in Wegfall,
da hier die Anordnung so. getroffen ist, daß bei dieser der durch den Einbau des
Einsatzrohres:24 entstehende kaum direkt als Leitung für die Druckzuführung verwendet
und dabei das Innere des Einsatzrohres 24 als Förderleitung benutzt wird. Das Einsatzrohr
dient dabei als Scheidewand zur Trennung der Förder- und Treibflüssigkeit und mit
Hilfe des Bodenstückes und einer Dichtung zur Herstellung des notwendigen Saugraumes.
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Die Einrichtung nach Fig. 6 und 7 besteht aus dem Bohrlochrohr
2:2 mit dem an diesem angebauten Filterrohr 23. Im Bohrlochrohr 22 ist das
engere Einsatzrohr 24 eingebaut, wodurch zwischen beiden Rohren 2:2 und 24 ein Zwischenraum
2-5 entsteht, der als Zubringerleitung für die Treibflüssigkeit benutzt wird.
Das Rohr 24 ist mit dem Bodenstück 26 und mit der Dichtung 27 abgeschlossen
und trennt somit den Saugraum 28 von der Förderleitung 29. Am Bodenstück
26 ist das Rückschlagventil 3o und das in die Sonde - auch Sumpf genannt-
ragende Filterrohr 3 1 angebracht. Das Bodenstück 26 trägt den Anschlußkegel
32,
welcher durch den Kanal 33 die Treibflüssigkeit für die auf den
Anschlußkegel 32 aufzusetzende, mit einem Innenkonus versehene Pumpe zugeführt
wird. Der Anschlußkegel 32 ist mit einem elastischen Mantel 34 aus Leder,
Gummi od. dgl. versehen.
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Die Wirkungsweise ist wie folgt: Durch Aufsetzen der mit einem Innenkonus
versehenen Pumpe und deren Verankerung mittels der in Fig. 12 und 13 dargestellten
Zentrier- und Klemmvorrichtung und nach Unterdrucksetzung der Druckzuleitung
25 kann die Arbeit der Pumpe beginnen, welche die Förderflüssigkeit in dem
als Steig- oder Förderleitung benutzten Raum 29 nach oben drückt. Soll nun die Pumpe
aus irgendeinem Grunde ausgewechselt werden, so wird sie nach Abstellen der Druckzuführung
mit dem Seil, an dem sie dauernd befestigt ist, vom Kegel 32 abgehoben und
über Tag gezogen, wobei das Rückschlagventil 3o die im Raum 29 stehende Flüssigkeitssäule
am Rückfluß hindert. Die Wirkungsweise ist die gleiche, wie sie bei Fig.
3, 4 und 5 beschrieben ist.
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Ein Ausführungsbeispiel zu der vorstehend dargestellten Wirkungsweise
ist erfindungsgemäß im folgenden Abschnitt in Form einer für diesen Zweck besonders
konstruierten hydraulischen doppelt wirkenden Bohrlochförderpumpe beschrieben.
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Die Fördereinrichtung nach Fig. 8 bis 13 stellt eine hydraulisch
angetriebene, doppelt wirkende und sich selbsttätig steuernde Pumpe unter Verwendung
der Einrichtung nach Fig. 3 bis 7 dar.
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Die Pumpe nach Fig. 8 bis ii besteht aus dem Gehäuse
35, in welchem zwei Zylinder 36, 37 angeordnet sind und in denen die
mit einer Kolbenstange 38 fest verbundenen Kolben 39, 40 laufen. Im
oberen Zylinder ist die Saugventilkammer 41 mit dem Saugventil 42 und der Druckventilkammer
43 mit dem Druckventil 44 angeordnet. Die gleiche Einrichtung hat auch der untere
Teil der Pumpe, und zwar die Saugventilkammer 45 mit dem Saugventil 46 sowie die
Druckventilkammer 48 mit dem Druckventil 47, welches die Flüssigkeit über einen
Verbindungskanal 49 in die Steigleitung 50 eintreten läßt.
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Der besseren Übersicht und Deutlichkeit halber ist der mittlere Teil
54 der Pumpe nach Fig. 8,
soweit er die selbsttätige Regelung des Zu- und
Abflusses der Förder- und Treibflüssigkeit sowie die Umsteuerung der Kolbenbewegung
betrifft, in vergrößertem Maßstab in Fig. ii in schematischer Weise dargestellt.
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Nach Fig. 8 erfolgt die Zuleitung des Treibmittels aus dem
D ruckraum 5 1 über die Kanäle 5 2, 53 zur Steuerung
54. Diese besteht nach Fig. ii aus dem Steuerschieber 55 und dem Verteilerschieber
56. Das von dem Kanal 53 zugeleitete Treibmittel wird über die Abzweige
57, 58 je nach Stellung der Schieber 55, 56 dem oberen Zylinder
36 oder dem unteren 37 zugeführt, wodurch die jeweils zugehörigen
Kolben 39, 40 angetrieben werden. Der Steuerschieber 55 bildet
je nach seiner Stellung wechselweise jeweils eine offene Kammer
59 und eine geschlossene Kammer 6o oder eine geschlossene Kammer
59 und eine offene Kammer 6o. Aus der jeweils geöffneten Kammer wirkt das
Druckmittel über die Kanäle 61 und 62 auf den Verteilerschieber
56 und rückt diesen nach unten bzw. nach oben. Von der Steuerkammer
59, 6o führen Kanäle 63, 64, 65, 66 zur Ableitung des verbrauchten
Steuermittels über den Kanal 49 in die Steigleitung 50. Von Druckanschluß
57 wird die Druckflüssigkeit durch den Kanal 67 in den oberen Zylinder
36, bei entgegengesetzter Stellung des Steuerschiebers 55 über Abzweig
58, Kanal 68,
aber in den unteren Zylinder 37 geleitet. Nach
Maßgabe der jeweiligen Stellung des Verteilerschiebers 56 wird das verbrauchte
Druckmittel des oberen Zylinders 36 durch die Kanäle 69 und die des
unteren Zylinders 37 durch die Kanäle 70 über Kanal 49 in die Steigleitung
5o abgeleitet.
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Fig. i i zeigt, daß beide Kolben 39, 4o bei dem vorhergegangenen
Arbeitsgang in die gezeichnete Lage durch Anschlag des Kolbens 39 an die
Verlängerung
des Steuerschiebers 55 gebracht wurden, weswegen
sich die Kolben 39, 40 augenblicklich in der Pfeilrichtung, also nach oben
bewegen. Während dieses Bewegungsvorgange-s ist der an die Treibleitung angeschlossene
Druckabzweig 57 geöffnet und läßt die Treibflüssigkeit über die Steuerkammer
59 in den Kana:1 61 einströmen und hat damit den Schieber 56 nach,
unten verschoben, der unter dem Druck der Treibflüssigkeit in seiner Lage gehalten
wird. Die Abzweige 57, 58 öffnen oder verschließen der Druckflüssigkeit-
den Weg über die Steuerkammern 59, 6o zu den Kanälen 61, 62 wie wich
zu den Stirnseiten des Verteilerkolbens 56. *Dieser wird dadurch nach oben
oder unten gedrückt und verdrängt dabei die diesem je-
weils gegenüberstehende
Steuerflüssigkeit über die Kanäle 63, 64 und 65, 66 über Kanal 49
in die Steigleitung 50. Mit dieser Verstellung werden auch die zu den Zylindern
36, 37 führenden, der Zu-und Ableitung der Treibflüssigkeit dienenden Kanäle
67, 69, 68, 70 abwechselnd geöffnet oder geschlossen. -Ura die Pumpe
3 5 im Einsatzrohr 24 festzuhalten und gegen den Anschlußkegel
32 zu verspannen, ist an ihrem oberen Ende eine Vorrichtung nach Fig. 12
und 13 eingebaut. Diese besteht aus einer zweckentsprechenden Anzahl Krallenhebel
71, die sich beim Niederdrücken oder Fallenlassen des dauernd am Seil
7.2 hängenden Fallgewichtes 73
gegen den ringförmigen oder sonstwie
zweckmäßig angeordneten Anschlag 75 des Einsatzrohres :24 verspannen, somit
die Pumpe, zentrieren und gleichzeitig gegen den Ansclilußkegel 32, drücken.
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Soll die,Pumpe über Tag gezogen werden, so wird beim Hochziehen des
Seiles 7:2 durch den am Fallgewicht 73 vorgesehenen. Mitnehmer 74
die Verspannung der Krallenhebel 71 gelöst lind anschließend die Pumpe. hochgezogen.
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Die Wirkungsweise der Einrichtung nach Fig. 8
bis 13 ist folgende:
Durch Anstoßen des Kolbens 39
an die Verlängerung des Steuerschiebers
55 wurde, dieser in die gezeichnete Lage gebracht. Dadurch wird der Verteilerschieber
56 in seiner Lage durch den Druck der Treib-flüssigkeit festgehalten. Dieser
gibt dabei der Druckflüssigkeit den Weg über den Kanal 67 zum Zylinder
36 frei. Der Kolben 39
drückt nun die vorher über das Saugventil 42
angesaugte Förderflüssigkeit über das Druckventil 44 in die Steigleitung 5o. Gleichzeitig
mit diesem Aufwärtsgang saugt der Kolben 40 über das Saugventil 46 neues Fördergut
an und verdrängt. das beim vorhergegangenen Hub verbrauchte Tteibmittel durch den
Abzweig 70 über den Fdrderkanal 49 in die Steigleitung 5o. Am Ende seines
Weges stößt der Kolben 4o auf die Verlängerung des Steuerschiebers 55 und
verstellt diesen nach oben, wodurch die Druckzuführung auf den Ab-
zweig
5 8 umgeleitet und der Kolben 40 in entgegengesetzter Richtung, also nach
unten angetrieben wird. Der Steuerschieber 55 verschließt dabei den Weg über
den Kanal 57, öffnet gleichzeitig der Druckflüssigkeit den Weg über den Abzweig
58,
Stenerkammer 6o, Kanal 62 zum Verteilerschieber 56. Dieser
verschließt dabei die Kanäle 67, 70 und öffnet dagegen Kanal 68 zur
Treibmittelzufuhr zu Zylinder 37 und Kanal 69 zur Ableitung des verbrauchten'
Treibmittels in die Steigleitung 5o. Dabei wird die durch das Saugventil 46 vorher
angesa,ugte Förderflüssigkeit über das Druckventil 48 ausgestoßen. Dieses Spiel
wiederholt sich ohne Unterbrechungen in dauerndem Wechsel, wodurch, steter Gleichfluß
erreicht wird.
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Zwei weitere Ausführungsbeispiele sind in den Fig, 3, 4,
5, 6 und 7 in Form einer hydraulisch angetriebenen, einfach wirkenden
Tig. 14 bis 16) -und einer hydraulisch, angetriebenen, doppelt wirkenden (Fig. 18
bis :2o) Bohrlochförderpumpe für enge Bohrlöcher mit über Tag angeordneter, selbsttätig
'wirkender Steuerung (Fig. 17) dargestellt.
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Bei Bohrlöchern mit engerem Durchmesser als 6 Zoll ist es wegen
des geringen zur Verfügung stehenden Raumes bisher nicht möglich, doppelt wirkende
Pumpen zu bauen, die sich selbsttätig unter Tag umsteuern. Aus diesem Grunde sind
hier gemäß Fig. 14 bis 17 einfach wirkende Pümpen vorgesehen, deren Steuerung selbsttätig
über Tag erfolgt. Während bei der unter Tag selbsttätig sich steuernden Pumpe die
Umsteuerung der Kolben nach Beendigung deren Weges durch Anschlag auf einen Steüerschieber
erfolgt, wird bei der einfach wirkenden Pumpe als Maßstab bzw. Zeitpunkt der erforderlichen
Kolbenumkehr bzw. Druckumleitung durch das jeweilige Hubvolumen bestimmt,
d. h., sie erfolgt erst, wenn das einem Kelbenhub entsprechende Volumen über
Tag angekommen ist.
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Ein Gesamtbild der Einrichtung gibt die in Fig. 17 schematisch dargestellte
Anlage. Diese besteht aus einer Druckerzeugungsanlage a (Druckpumpe oder Flüssigkeits-Akkurnulatox),
der Bohrlochanlage b, der über Tag angeordneten Steuerungsanlage c und dem
Auffangbehälter oder Tank d.
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Die einfach wirkende FörderpumPe 76 nach Fig. 14 ist in einem
Bohrloch eingelassen, in welches eine Einrichtung entsprechend Fig. 3 bis
7 eingebaut ist. Diese Einrichtung besteht aus dem Einsatzrohr
78, welches durch das Bodenstück 79 abgeschlossen und mittels der
Dichtung 8o nach oben und unten sowie auch gegen die Bohrlochverrohrung
77 abgedichtet ist. Das Bodenstück 79 trägt den Anschlußkegel Si,
welcher durch den Kanal 82 mit der Druckzuführung 83 verbunden ist. Am BodenstÜck
79 ist das Filterrohr 84 sowie auch das Rückschlagventil 85 angebracht.
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Die einfach wirkende Bohrlochpumpe nach Fig. 14, 15 und 16 besteht
aus dem Pumpengehäuse 76 und einem Differentialkolben 86, 87, der
in dem Zylinder 88 und bei 89 geführt ist. Weiter ist in ihr der Sangraum
go mit dem Saugventil gi und das Druckventil 92, welches den Zylinderraum go mit
der Steigleitung 93 verbindet, untergebracht. Ferner befindet sich am oberen
Ende der Pumpe eine bei Fig. 12 und 13 bereits beschriebene Zentrier- und FesthaltevorrIchtung,
drei oder mehr Krallenhebel 94, die sich gegen einen ringartigen
Anschlag
95 stemmen, die Pumpe zentrieren und gegen den Anschlußkegel 81 andrücken.
Die Pumpe hängt dauernd an einem Seil 96 und kann mit diesem vom Anschlußkegel
81, nachdem sich die Yerspannung der Zentrier- und Festhaltevorrichtung gelöst hat,
abgehoben und über Tag gezogen werden. Die Pumpe sitzt auf der Abdichtung
97,
welche der Trennung des Saugraumes 98 von der Steigleitung
93 dient. Der Anschlußkegel ist durch den Kanal 82 mit der Druckzuführung
83 verbunden und leitet diese direkt in den Zylinder 88.
Zum Klemmen
und Verspannen der Zentriervorrichtung wie auch zum Lösen der Verspannung dient
das im oberen Teil der Pumpe geführte, am Seil 96 hängende Fallgewicht
99 mit dem angebauten Mitnehmer ioo.
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Die Steuerungsanlage c gemäß Fig. 17 besteht aus dem Gehäuse ioi,
in welchem der Steuerschieber io2, der Hauptschieber 103 und der Verteilerschieber
104 angeordnet sind, die sich sämtlich in auf- und abwärtsgehender Richtung bewegen.
Von der Druckerzeugungsanlage a führen die Leitungen io5, io6 über den Verteilerschieber
104 zur Bohrlochanlage b und von dieser wieder über die Leitungen 107, 108
zum. Verteilerschieber 104. Von diesem f ühren die Kanäle i og, i i o zu
den Vorsteuerkammern 111, 112, von denen Ab-
zweige 113, 114, 115, 116 in
die Sammelleitung 117
münden. Die mit der Kolbenstange iig gekuppelten Kolben
i2o, 121 verstellen durch Anschlag den Steuerschieber io2 nach oben oder nach unten.
Die Kolben i2o, 121 laufen in den Meßzylindern, 122, 123, deren Inhalt auf
die Menge eines Förderhubes bzw. auf die für die Verdrängung beim nächsten Kolbenhub
aufzuwendende Flüssigkeitsmenge abgestimmt ist. Die Druckverteilerkammer 118 ist
an die Leitungen 124, 125 angeschlossen, durch welche die Druckzuführung wechselweise
erfolgt. Der Zufluß der Druckflüssigkeit für den Meßzylinder 122 geht durch den
Kanal 126, der Abfluß über 127, für den Zylinder 123 geschieht die Zuleitung
über 1:28, die Ableitung über 129.
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Die Wirkungsweise der Pumpe nach Fig. 14 ist wie folgt: Wird z. B.
der Pumpe über den Kanal 82
Treibflüssigkeit zugeführt, so füllt sich der
Zylinderraum 88 unter dem Kolben 86 und drückt dabei die beim vorhergegangenen
Arbeitsgang aus dem Saugra,um 98 über das Ventil gi angesaugte Flüssigkeit
durch das Druckventil 92 in den augenblicklich als Steigleitung benutzten kaum
93. Nach Beendigung des Kolbenweges wird die Druckzufuhr auf den bisher als
Steigleitung benutzten Raum 93
umgelegt, wodurch die Druckflüssigkeit nun
auf den Querschnitt des kleinen Kolbens 87 wirkt und damit auch den großen
Kolben 86 nach unten zurückdrückt. Dabei saugt der große Kolben
86
aus dem Saugraum 98 über das Saugventil gi neues Fördergut an und
drängt gleichzeitig die zum vorhergegangenen Aufwärtsgang gebrauchte Treibflüssigkeit
durch den Kanal 82 in den augenblicklich als Steigleitung benutzten Raum
83 zurück, Dieser Vorgang wiederholt sich dauernd und wird durch die Steuerungseinrichtung
c der in Fig. 17
schematisch dargestellten Gesamtanlage wie folgt be-,virkt:
Wirkungsweise der Steuerung gemäß Fig. 17 ist wie folgt: Das durch die Bohrlochförderanlage
b
jeweils geförderte Hubvolumen wird über Tag in den Meßzylindern 1:2:2,
123 der Steuerungsanlage c gemessen. Die beiden Kolben i2o, 121 verstellen
an ihren Hubenden durch Anschlag den Steuerschieber io2" dieser regelt die Flüssigkeitszufuhr
zum Hauptschieber 103 und zum Verteilerschieber 104- Hauptschieber 103 steuert die
Flüssigkeitszufuhr zu den außen offenen Meßzylindern 12?-, 123
und deren Abfluß
zur Sammelleitung 117. Der Verteilerschieber 104 legt die Druckzufuhr von der Druckerzeugungsanlage
a zur Bohrlochförderpumpe b um und steuert gleichzeitig den Durchfluß der
Förderflüssigkeit durch die Steuerungsanlage c über die Sammelleitung 117 in den
Auffangbehälter d.
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Die in Fig. 14 bis 16 dargestellte, einfach wirkende Förderpumpe verdrängt
beim Aufwärtsgang des Kolbens 86, 87 mit dem Gesamtquerschnitt der beiden
Kolben 86, 87, fördert aber nur mit der aus dem Ringquerschnitt sich ergebenden
wirksamen Fläche. Beim Abwärtsgang des Kolbens drängt der Kolben 86 mit seiner
ganzen Fläche die vorher für den Aufwärtsgang des Kolbens gebrauchte Flüssigkeit
in die Leitung 82, 83 zurück, saugt dabei gleichzeitig den Zylinderraum go
mit neuer Förderflüssigkeit an.
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Es gibt aber auch Bohrlöcher von engem Durchmesser bei großer Ergiebigkeit.
Um diese voll und wirtschaftlich ausnutzen zu können, soll die nachstehend beschriebene
hydraulisch angetriebene, doppelt wirkende Bohrlochförderpumpe nach Fig. 18
bis
20 mit einer nach Fig. 17 über Tag angeordneten Steuerung Verwendung finden.
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Bei dieser wird durch Verdoppelung der Kolbeneinrichtung aus Fig.
14 bis 16 der Leerlauf beim Rückwärtsgang des Kolbens vermieden. Bei der neuen Anordnung
verdrängt der Kolben nicht nur beim Aufwärtsgang, sondern auch beim Abwärtsgang.
Er fördert dabei aber auch in jeder Richtung mit dein Flächeninhalt des Ringquerschnittes,
so daß stoß- oder absatzweise Förderung, wie das bei jeder einfach wirkenden Pumpe
und so auch bei der Pumpe nach Fig 14 der Fall ist, vermieden wird. Es entsteht
daher Gleichfluß. Eine solche Pumpe ist in Fig. iS bis 2o dargestellt. Fig. 18 zeigt
einen Längsschnitt derselben, Fig. ig den Querschnitt des oberen und Fig. 2o den
Querschnitt des unteren Teiles der Pumpe. Auch bei dieser Pumpe werden zum hydraulischen
Antrieb die Einrichtungen entsprechend den Fig. 3 bis 7 benutzt. Eine
solche Einrichtung besteht aus dem in das Bohrlochrohr 130 eingelassenen Einsatzrohr
131, welches durch das Bodenstück 132 abgeschlossen und zentriett
ist. .Am Bodenstück 132 ist der Anschlußkegel 133 mit den Kanälen 134 und das Rückschlagventil
135 angebracht. Durch das Einbringen des Einsatzrohres 131 entsteht zwischen diesem
und dem-Bohrlochrohr 13o ein freier Raum 136, welcher abwechselnd als Druckzuleitung
oder Förderleitung benutzt
wird. Innerhalb des Einsatzrohres i#i
sind die ringförmigen Anschläge 137, 138 vorgesehen. Auf
dem Anschlag
137 und der Dichtung 139 sitzt die Pumpe 140, wodurch der Raum unterhalb
der Dichtung 139 zum Saugraum wird. Am oberen Ende der Pumpe i4o ist die Spann-
und Zentriervorrichtung 141 angeordnet, mittels welcher die Pumpe zentriert und
gegen den Anschlußkegel 133
angedrückt wird.
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Die Pumpe 14o besteht aus den Zylindern 14:2, 43, 144, in welchen
die zu einem Stück zusammengebauten Kolben 45, 146 , 147 laufen. An den Enden
der Zylinder 143 und 144 Befinden sich die Saugventile 48, 149 und die Druckventile
150, 151-Die Wirkungsweise der Pumpe ist folgende: Durch Druckzuleitung in den kaum'136
drückt das Treibmittel durch die Kanäle 134 auf die Stirnfläche des Kolbens 147
und drückt dadurch die beim vorhergegangenen Arbeitsgang durch das Saugvefitil 148
angesaugte Flüssigkeit durch das Druckventil i5o in den Raum 152, der in diesem
Fall als Steig- oder Förderleitung dient.- Mit diesem Aufwärtsgang des Kolbens 145,
146, 147 drückt dieser mit seiner oberen Fläche die ihm vom vorhergegangenen Arbeitsgang
noch gegenüberstehende Flüssigkeit in den Raum 152 zurück. Gleichzeitig mit diesem
Aufwärtsgang saugt der Kolben 145 über das Ventil 149 neue Förderflüssigkeit an.
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Durch Druckzufuhr auf die Stirnflächen des Differentialkolbens 146,
147 wird dieser gemäß der Darstellung nach Fig. 18 nach oben bewegt. Am Ende des
Aufwärtshubes wird durch Druckumlegung auf Raum 15--, bzw. auf den Kolben 146 die
Kolbenumkehr nach abwärts bewirkt. Hierbei wird durch die Ringfläche des Kolbens
145 die beim vorausgegangenen Arbeitshub durch das Saugventil 149 angesaugte Flüssigkeit
durch das Druckventil 151 -vereinigt mit der vom Kolben 147 aus Zylinder 144 verdrängten
Flüssigkeit über die Kanäle 134 in den Raum 136 ausgestoßen, welcher jetzt als Steig-
oder Förderleitung dient. Gleichzeitig saugt der Kolben 145 über das Saugventil
148 neue Förderflüssigkeit an.
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Die Umsteuerung zu diesem stetigen Wechsel erfolgt durch den über
Tag angeordneten Steuerapparat c, wie dieser bei der Einrichtung nach Fig. 14 bis
16 bereits beschrieben und in Fig. 17 schematisch dargestellt ist.