EP0486752A1 - Zielbohrstange mit einer Rohrwellenlagerung - Google Patents

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EP0486752A1
EP0486752A1 EP91106103A EP91106103A EP0486752A1 EP 0486752 A1 EP0486752 A1 EP 0486752A1 EP 91106103 A EP91106103 A EP 91106103A EP 91106103 A EP91106103 A EP 91106103A EP 0486752 A1 EP0486752 A1 EP 0486752A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
ring
piston
rings
drilling
cylinder
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP91106103A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Klaus-Dieter Schwidder
Udo Weber
Paul Braun
Heinz Wallusek
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bergwerksverband GmbH
Schwing Hydraulik Elektronik GmbH and Co
Original Assignee
Bergwerksverband GmbH
Schwing Hydraulik Elektronik GmbH and Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bergwerksverband GmbH, Schwing Hydraulik Elektronik GmbH and Co filed Critical Bergwerksverband GmbH
Publication of EP0486752A1 publication Critical patent/EP0486752A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B4/00—Drives for drilling, used in the borehole
    • E21B4/003—Bearing, sealing, lubricating details
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B17/00—Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
    • E21B17/10—Wear protectors; Centralising devices, e.g. stabilisers
    • E21B17/1057—Centralising devices with rollers or with a relatively rotating sleeve
    • E21B17/1064—Pipes or rods with a relatively rotating sleeve
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00—Survey of boreholes or wells
    • E21B47/12—Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling
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    • E21B47/18—Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling using acoustic waves through the well fluid, e.g. mud pressure pulse telemetry
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
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    • E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
    • E21B7/04—Directional drilling
    • E21B7/06—Deflecting the direction of boreholes
    • E21B7/062—Deflecting the direction of boreholes the tool shaft rotating inside a non-rotating guide travelling with the shaft

Definitions

  • the invention relates to a target boring bar according to the preamble of claim 1.
  • Such target boring bars are set up to
  • such a target boring bar forms a drill pipe, which is usually installed as the last drill pipe in front of the drill bit in the drill string and with the aid of hydraulically driven swivel bars, which are supported on the borehole wall, transmits correction torques to the drill shaft, which are connected in a rotationally fixed manner to the drilling tool is. These correction moments cancel out the forces that deflect the drilling tool and thus the drilling from the specified drilling direction.
  • the tubular shaft bearing ensures that the concentrically outer tube cannot rotate with the boring shaft, so that the correction strips only slide axially on the borehole joints with increasing drilling depth.
  • the invention relates in particular to the mounting of the concentrically outer tube on the inner tube serving as the drilling shaft, which has a channel for the descending drilling fluid is provided, which emerges via the drilling tool and forms an ascending stream of the drilling fluid surrounding the outer tube, which discharges the dissolved material upward from the borehole.
  • This is a front shaft bearing associated with the drilling tool and a rear shaft bearing, so that the drilling shaft bearing supports the concentrically outer tube on both ends of the drilling shaft. Since the two shaft bearings can differ from one another in details, however, because of the same main points of view that apply to both bearings, the essential details can be the same, the invention is described in more detail below with reference to one of the two bearings.
  • the rear shaft bearing is used to describe the invention, because the sealing problems that occur there are comparatively more difficult, since the front bearing is a combination of axial and radial roller bearings, while the rear shaft bearing only requires a radial roller bearing.
  • the invention particularly relates to the sealing of this rear roller bearing of the drilling shaft bearing.
  • This seal is of considerable importance for trouble-free operation because it must be ensured that the rolling bearing does not leak and the concentric outer tube, which carries the described correction device, blocks on the drilling shaft, which would result in the target device being put out of operation and their mechanical part is destroyed.
  • this seal must ensure that the rolling bearing is lubricated, on the other hand, it must prevent solid parts contained in the ascending drilling fluid from getting into the bearing and causing damage there can.
  • the seal must also work if it comes under the increasing hydrostatic pressure of the rising drilling sludge, which is particularly problematic if deep wells are planned that are planned to be up to 14000 m and more beyond the depths of approx will. The invention is based on this problem.
  • the invention has for its object to provide a target boring bar, the roller bearings at least the rear shaft bearing regardless of the respective borehole depth are supplied with a suitable lubricant.
  • the rolling bearing in question receives permanent lubrication, i.e. it is supplied with a self-sufficient lubricant in the form of an air-free oil of suitable viscosity that is independent of the lubricating properties of the borehole mud, but is loaded with the hydrostatic pressure of the drilling fluid via an annular piston.
  • the permanent lubrication is practically independent of the borehole cloud under a pressure that is equal to the hydrostatic external pressure to which the target drill rod, i.e. her outer tube is exposed. It is thereby achieved that the hydrostatic pressure of the borehole drilling cannot deform the shaft bearing and thereby destroy it, without the flushing liquid being able to get into the bearing itself.
  • the pressure equalization achieved thereby takes place through the radial gap, in which the radial seal keeps the ascending drilling fluid away from the annular piston, but loads it via the liquid filling with the hydrostatic pressure of the ascending flow of the drilling fluid.
  • the invention has the advantage that, on the one hand, it enables virtually complete pressure relief of the drilling shaft bearing, without, on the other hand to bring their roller bearings and the moving parts, which are particularly sensitive to dirt, into contact with the drilling fluid. In this way, the permanent lubrication under pressure maintains its lubricating properties and thereby prevents premature failure of the rolling bearings.
  • the invention ensures that the ring cylinder as such can be accommodated in the concentric outer tube which does not rotate during drilling, but that the gap which is set against the drilling shaft and the ring cylinder is also lubricated and sealed. This is done with the lubricant of the permanent lubrication and also enables easier assembly.
  • the features of claim 4 ensure an expedient transfer of the pressure of the upcoming drilling mud to the permanent lubrication of the rolling bearing.
  • the multi-part seal provided for this purpose is relatively easy to assemble and ensures a reliable seal of the pressure-transmitting liquid filling against the external drilling fluid.
  • the drawing shows a partial section through a target boring bar according to the invention.
  • the drawing shows the rear bearing of the drilling shaft.
  • the sectional drawing is interrupted in the middle of the shaft and shows the drilling shaft (1) and the concentrically outer tube (2) surrounding it in a broken view.
  • the inner race (5) of a roller bearing (6) which is designed as a needle bearing, is axially supported on a shoulder (4) of the drilling shaft.
  • the outer race (7) is supported on a shoulder (8) inside the outer tube (2).
  • the inner bearing ring (5) is fastened with a wedge (9) which is supported on a shaft bushing (10) and an outer ring (11) which is screwed at (12) to a shoulder of the outer tube (2).
  • One or more axial channels (14) establish a fluid connection to an annular space (15) which is filled with the lubricant of a permanent lubrication of the rolling bearing (6).
  • annular piston (17) is overhung in an annular cylinder.
  • the forward piston area closes off an annular space (18) which can be filled with the lubricant of the permanent lubrication through an axial bore (19) and a radial bore (20) which is sealed liquid-tight by a screw.
  • the piston surface which closes the annular space (18) is formed by a piston ring (21) which is held in the interior of the annular piston (17) by a snap ring (22).
  • Stuffing boxes (23, 24) are used for the inner sealing of the ring piston (17), while an O-ring seal (25) is used for the outer sealing of the ring piston.
  • the ring cylinder (16) is in several parts. It consists of a concentrically outer cylinder liner (26) and a concentric inner cylinder liner (27).
  • the cylinder liner (27) has a radial flange (28) which is screwed to a sealing seat ring (29), as shown at (30).
  • a corresponding seat ring (31) is screwed to the rear ring surface of the concentrically outer cylinder liner at (32).
  • the seat rings which are non-rotatably connected to the ring cylinder (16), delimit an annular gap (33) with their mutually facing end faces. This is stored with a multi-part sealing arrangement at its lower end, which is shown in the enlarged partial view of the drawing.
  • the parts are assembled starting with the roller bearing (6) and determined by the parts (9-11). Then the cylinder liners (26, 27) are assembled and the ring piston with its seals (23, 24, 25) and its piston ring (21) is assembled, the gap seal described being produced. As soon as this assembly is completed, the permanent lubrication is filled in via the radial channel (21) by means of a vacuum pump connected to the grease nipple (43) until the filling quantity is reached. Then the filling opening is closed with the screw of the radial channel (21) and the Pump at lubrication nipple (43) removed. The liquid filling in the rooms (39 and 40) which serves to convey the pressure of the borehole flushing can be introduced through the annular gap (33).
  • the drilling shaft (1) rotates, while the outer tube (2) with the ring cylinder (16) connected to it in a rotationally fixed manner does not follow the rotation, but only moves downwards with the target boring bar in accordance with the drilling progress.
  • a pipe section (43) is connected to the flange (28) and covers a radial bore (44) which is connected to the rising flow of the drilling fluid via a radial axial bore (45).
  • the bore (44) connects to the descending flow of drilling fluid. This makes it possible to transmit signals via the drilling slurry which data from the deepest borehole are transmitted to the surface of the day in the form of telegrams.

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Abstract

Bei einer Zielbohrstange mit einer Rohrwellenlagerung in einem konzentrisch äußeren Rohr, welches ein Wälzlager aufweist, ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß das Wellenlager eine Dauerschmierung durch einen das Schmiermittel enthaltenden Ringzylinder (16) und einen Ringkolben (17) aufweist, der mit einer Kolbenfläche (21, 22) auf das Schmiermittel drückt und auf seiner gegenüberliegenden Kolbenfläche mit dem hydrostatischen Druck einer die Zielbohrstange im Bohrloch umgebenden, aufsteigenden Bohrtrübe unter Vermittlung einer Flüssigkeitsfüllung belastet ist, welche im Ringzylinder (16) ansteht und über eine Radialdichtung (35-37) belastet ist, die mit der in einem Radialspalt (33) anstehenden Bohrtrübe gespannt ist. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Zielbohrstange gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Derartige Zielbohrstangen sind darauf eingerichtet,
  • vorhandene Bohrungen und insbesondere Bohrungen nach dem Rotary-Tiefbohrverfahren senkrecht nach unten so zu steuern, daß sie nicht aus der vorgegebenen senkrechten Bohrrichtung abweichen. Im allgemeinen bildet eine solche Zielbohrstange ein Bohrrohr, welches meistens als letztes Bohrrohr vor dem Bohrmeißel in den Gestängezug eingebaut wird und mit Hilfe von hydraulisch angetriebenen ausschwenkbaren Leisten, die sich auf der Bohrlochwand abstützt, Korrekturmomente auf die Bohrwelle überträgt, welche drehfest mit dem Bohrwerkzeug verbunden ist. Diese Korrekturmomente heben die Kräfte auf, die das Bohrwerkzeug und damit die Bohrung aus der vorgegebenen Bohrrichtung ablenken. Bei praktischer Ausführung einer solchen Zielbohrstange sorgt die Rohrwellenlagerung dafür, daß das konzentrisch äußere Rohr sich nicht mit der Bohrwelle drehen kann, so daß die Korrekturleisten nur axial auf den Bohrlochstößen mit zunehmender Bohrteufe gleiten.
  • Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf die Lagerung des konzentrisch äußeren Rohres auf dem als Bohrwelle dienenden inneren Rohr, welches mit einem Kanal für die absteigende Bohrflüssigkeit versehen ist, die über das Bohrwerkzeug austritt und einen das äußere Rohr umgebenden aufsteigenden Strom der Bohrtrübe bildet, die das gelöste Material nach oben aus dem Borloch austrägt. Hierbei handelt es sich um ein vorderes, dem Bohrwerkzeug zugeordnetes Wellenlager und ein hinteres Wellenlager, so daß die Bohrwellenlagerung das konzentrisch äußere Rohr an beiden Enden auf der Bohrwelle abstützt. Da die beiden Wellenlager sich zwar in Einzelheiten voneinander unterscheiden können, wegen der für beide Lager geltenden gleichen Hauptgesichtspunkte jedoch in den wesentlichen Einzelheiten gleich sein können, wird die Erfindung im folgenden anhand eines der beiden Lager näher beschrieben. Dabei dient zur Beschreibung der Erfindung das hintere Wellenlager, weil die dort auftretenden Abdichtungsprobleme vergleichsweise schwieriger sind, da das vordere Lager eine Kombination aus Axial- und Radialwälzlagern darstellt, während das hintere Wellenlager lediglich eine Radialwälzlagerung benötigt. Die Erfindung betrifft insbesondere die Abdichtung dieses hinteren Wälzlagers der Bohrwellenlagerung.
  • Dieser Abdichtung kommt erhebliche Bedeutung für einen störungsfreien Betrieb zu, weil dafür gesorgt sein muß, daß das Wälzlager nicht ausläuft und das konzentrisch äußere Rohr, das die beschriebene Korrektureinrichtung trägt, auf der Bohrwelle blockiert, was dazu führen würde, daß die Zieleinrichtung außer Betrieb gesetzt und ihr mechanischer Teil zerstört wird. Einerseits muß diese Abdichtung dafür sorgen, daß das Wälzlager geschmiert wird, andererseits muß sie verhindern, daß in der aufsteigenden Bohrtrübe enthaltene Feststoffteile in das Lager geraten und dort Zerstörungen hervorrufen können. Die Abdichtung muß darüberhinaus auch dann funktionieren, wenn sie unter den wachsenden hydrostatischen Druck der aufsteigenden Bohrtrübe gerät, was dann besonders problematisch ist, wenn über die bisher erreichbaren Bohrlochteufen von ca. 4000 m hinaus Tiefbohrungen aufgefahren werden, die bis zu 14000 m und mehr geplant werden. Der Erfindung liegt diese Problematik zugrunde.
  • Es ist bekannt, die Wälzlager der Bohrwellenlagerung mechanisch mit Hilfe von Axialfedern und mit diesen vorgespannten Ringanordnungen abzudichten. Solche Zielbohrstangen leiden unter erheblichem Verschleiß und sind deshalb für tiefe Bohrungen wenig geeignet, weil das häufige Gestängeziehen zur Wartung und Erneuerung der Bohrwellenlagerung und ihre Abdichtung zu viel Zeit in Anspruch nimmt.
  • Es ist darüberhinaus bekannt, die Wälzlager der Bohrwellenlagerung mit der absteigenden Bohrtrübe zu schmieren, was den Vorteil hat, daß die Wälzlagerschmierung gegen den mit der Teufe wachsenden Druck der Bohrlochspülung druckausgeglichen ist. Es hat sich jedoch in der Praxis herausgestellt, daß die Voraussetzungen einer derartigen Bohrwellenlagerabdichtung nicht gegeben sind, die darin bestehen, daß in der absteigenden Bohrlochspülung keine abrasiv wirkenden Feststoffe enthalten sind. Tatsächlich ist die Reinigung der aufsteigenden und mit dem gelösten Bohrklein verunreinigten Spülflüssigkeit nicht so intensiv, daß derartige Störungen verhindert werden können. Denn die festen Partikel, welche in der absteigenden Bohrtrübe enthalten sind, beschädigen die beweglichen Teile der Bohrwellenlagerung und führen dort zu überhöhtem Verschleiß.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zielbohrstange zu schaffen, deren Wälzlager mindestens der hinteren Wellenlagerung unabhängig von der jeweiligen Bohrlochteufe mit einem geeigneten Schmiermittel störungsfrei versorgt werden.
  • Diese Aufgabe löst die Erfindung mit den Merkmalen des Anspruches 1. Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Gemäß der Erfindung erhält das betreffende Wälzlager eine Dauerschmierung, d.h. es wird mit einem autarken, von den Schmiereigenschaften der Bohrlochspülung unabhängigen Schmiermittel in Form eines luftleeren Öls geeigneter Viskosität versorgt, das jedoch über einen Ringkolben mit dem hydrostatischen Druck der Bohrtrübe belastet ist. Dadurch steht die Dauerschmierung unabhängig von der Bohrlochtrübe praktisch unter einem Druck, der gleich dem hydrostatischen Außendruck ist, dem die Zielbohrstange, d.h. ihr äußeres Rohr ausgesetzt ist. Dadurch wird erreicht, daß der hydrostatische Druck der Bohrlochspülung die Wellenlagerung nicht verformen und dadurch zerstören kann, ohne daß die Spülflüssigkeit in das Lager selbst gelangen kann. Der dadurch erreichte Druckausgleich findet durch den Radialspalt statt, in dem die Radialdichtung die aufsteigende Bohrtrübe von dem Ringkolben fernhält, diesen jedoch über die Flüssigkeitsfüllung mit dem hydrostatischen Druck des aufsteigenden Stromes der Bohrlochspülung belastet.
  • Die Erfindung hat den Vorteil, daß sie einerseits eine praktisch vollständige Druckentlastung der Bohrwellenlagerung ermöglicht, ohne andererseits deren Wälzlager und die darin besonders schmutzempfindlichen, beweglichen Teile mit der Bohrlochspülung in Berührung zu bringen. Die unter Druck stehende Dauerschmierung behält auf diese Weise ihre Schmiereigenschaften und verhindert dadurch das vorzeitige Versagen der Wälzlager.
  • Mit den Merkmalen des Anspruches 2 gelingt es, die Abdichtung des Ringkolbens im Ringzylinder mit der Ausbildung gleicher Kolbenflächen auf beiden Seiten des Kolbens zu verbinden. Die Abdichtung des Ringkolbens ist erforderlich, wenn die zur Druckvermittlung dienende Flüssigkeit von der Dauerschmierung getrennt werden muß. Das ist dann der Fall, wenn die Montage der Teile vereinfacht werden soll. Mit den Merkmalen des Anspruches 2 kann deswegen die Dauerschmierung unter den Ringkolben eingebracht werden, was mit einer Vakuumpumpe erfolgt, um die Luftfreiheit der Dauerschmierung zu gewährleisten.
  • Mit den Merkmalen des Anspruches 3 sorgt die Erfindung dafür, daß der Ringzylinder als solcher in dem beim Bohren nicht mitdrehenden, konzentrischen äußeren Rohr untergebracht werden kann, daß aber der sich hierbei gegen die Bohrwelle und dem Ringzylinder einstellende Spalt ebenfalls geschmiert und abgedichtet ist. Dies geschieht mit dem Schmiermittel der Dauerschmierung und ermöglicht ebenfalls eine erleichterte Montage.
  • Die Merkmale des Anspruches 4 sorgen für eine zweckmäßige Übertragung des Druckes der anstehenden Bohrlochspülung auf die Dauerschmierung des Wälzlagers.
  • Zweckmäßig führt man die dazu erforderliche Abdichtung mit Hilfe des Anspruches 5 durch. Die hierfür vorgesehene mehrteilige Dichtung läßt sich verhältnismäßig einfach montieren und gewährleistet eine zuverlässige Abdichtung der den Druck übertragenden Flüssigkeitsfüllung gegen die außen anstehende Bohrlochspülung.
  • Die Einzelheiten, weiteren Merkmale und andere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung, welche einen Teilschnitt durch eine Zielbohrstange gemäß der Erfindung wiedergibt. Dabei zeigt die Zeichnung die hintere Lagerung der Bohrwelle. Dabei ist die Schnittzeichnung in der Wellenmitte unterbrochen und zeigt die Bohrwelle (1) und das diese umgebende konzentrisch äußere Rohr (2) in abgebrochener Darstellung.
  • Auf einer Schulter (4) der Bohrwelle ist der innere Laufring (5) eines Wälzlagers (6) axial abgestützt, das als Nadellager ausgeführt ist. Der äußere Laufring (7) stützt sich auf einer Schulter (8) im Inneren des Außenrohres (2) ab.
  • Der innere Lagerring (5) ist mit einem Keil (9) befestigt, der auf einer Wellenbüchse (10) und einem Außenring (11) abgestützt ist, der bei (12) mit einer Schulter des Außenrohres (2) verschraubt ist. Ein oder mehrere Axialkanäle (14) stellen eine Flüssigkeitsverbindung zu einem Ringraum (15) her, der mit dem Schmiermittel einer Dauerschmierung des Wälzlagers (6) ausgefüllt ist.
  • In einem Ringzylinder ist ein Ringkolben (17) fliegend gelagert. Die nach vorn gerichtete Kolbenfläche schließt einen Ringraum (18) ab, der durch eine Axialbohrung (19) und eine von einer Schraube flüssigkeitsdicht verschlossene Radialbohrung (20) mit der Schmierflüssigkeit der Dauerschmierung gefüllt werden kann. Über einen Axialkanal (20) besteht eine Flüssigkeitsverbindung zu dem Raum (15).
  • Die den Ringraum (18) abschließende Kolbenfläche wird von einem Kolbenring (21) gebildet, der von einem Sprengring (22) im Inneren des Ringkolbens (17) gehalten wird. Stopfbuchsen (23, 24) dienen zur inneren Abichtung des Ringkolbens (17), während eine O-Ringdichtung (25) zur äußeren Abdichtung des Ringkolbens dient.
  • Der Ringzylinder (16) ist mehrteilig. Er besteht aus einer konzentrisch äußeren Zylinderbüchse (26) und einer konzentrischen inneren Zylinderbüchse (27). Die Zylinderbüchse (27) hat einen Radialflansch (28), welcher mit einem Dichtungssitzring (29), wie bei (30) dargestellt, verschraubt ist. Ein entsprechender Sitzring (31) ist an der hinteren Ringfläche der konzentrisch äußeren Zylinderbüchse bei (32) verschraubt. Die drehfest mit dem Ringzylinder (16) verbundenen Sitzringe begrenzen mit ihren einander zugekehrten Stirnflächen einen Ringspalt (33). Dieser ist mit einer mehrteiligen Dichtungsanordnung an seinem unteren Ende verwahrt, der in der vergrößerten Teildarstellung der Zeichnung wiedergegeben ist. Danach sind die dachförmig nach innen und unten abgeschrägten Sitzflächen (33, 34) der Sitzringe (29, 30) für Stützringe (35, 36) eingerichtet, die ihrerseits L-förmige Dichtringe (36, 37) abstützen. Die kürzeren Schenkel dieser Dichtringe stützen sich aufeinander ab und dichten dadurch den Spalt (33) ab. Die inneren Schenkel der L-förmigen Dichtringe (36, 37) stützen sich auf den Ringen (35 und 36) ab. Unter diesen Schenkeln befindet sich ein Teil des Raumes, der mit (39) bezeichnet ist und eine Schmiermittel-, z.B. eine Fettfüllung aufweist, die luftfrei ist. Diese reicht über den Ringraum (40) auf die Fläche des Ringkolbens und die freiliegende Ringfläche der Stopfbuchse (24), wodurch der Ringkolben (17) auf dieser Seite mit dem Druck der außen anstehenden Bohrtrübe belastet ist.
  • Zwischen der konzentrischen inneren Zylinderbuchse (27) und der Bohrwelle (1) ergibt sich durch die mit dem Außenrohr (2) bestehende Verbindung des Ringkolbens (16) ein Spalt (41). Dieser ist mit einre O-Ringdichtung in der inneren Zylinderfläche der konzentrisch inneren Buchse (27) gegen die Bohrwelle (2) abgedichtet und mit dem Schmiermittel des Nadellagers (6) über den Ringraum (15) gefüllt. Zum Einfüllen des Schmiermittels der Dauerschmierung dient ein Nippel (43), der über einen Axial-Radialkanal mit dem Ringspalt (41) verbunden ist.
  • Die Montage der Teile erfolgt beginnend mit dem Wälzlager (6) und seiner Festlegung durch die Teile (9-11). Danach werden die Zylinderbüchsen (26, 27) montiert und der Ringkolben mit seinen Dichtungen (23, 24, 25) und seinem Kolbenring (21) montiert, wobei die beschriebene Spaltabdichtung hergestellt wird. Sobald diese Montage vollendet ist, wird über den Radialkanal (21) durch eine an den Schmiernippel (43) angeschlossene Vakuumpumpe die Dauerschmierung eingefüllt, bis die Füllmenge erreicht ist. Danach wird die Einfüllöffnung mit der Schraube des Radialkanals (21) verschlossen und die Pumpe am Schmiernippel (43) abgenommen. Die zur Vermittlung des Drucks der Bohrlochspülung dienende Flüssigkeitsfüllung in den Räumen (39 und 40) läßt sich durch den Ringspalt (33) einbringen.
  • Im Bohrbetrieb dreht sich die Bohrwelle (1), während das Außenrohr (2) mit dem mit ihm drehfest verbundenen Ringzylinder (16) die Drehung nicht mitmacht, sondern sich nur entsprechend dem Bohrfortschritt mit der Zielbohrstange nach unten bewegt.
  • Mit dem Flansch (28) ist ein Rohrabschnitt (43) verbunden, der eine Radialbohrung (44) überdeckt, die über eine Radial-Axialbohrung (45) mit dem aufsteigenden Strom der Bohrflüssigkeit verbunden ist. Die Bohrung (44) stellt die Verbindung zum absteigenden Strom der Bohrflüssigkeit her. Hierdurch ist es möglich, über die Bohrtrübe Signale zu übertragen, welche Daten aus dem Bohrlochtiefsten in Form von Telegrammen an die Tagesoberfläche übertragen werden.

Claims (6)

  1. Zielbohrstange mit einer Rohrwellenlagerung in einem konzentrisch äußeren Rohr, welches ein Wälzlager aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Wellenlager eine Dauerschmierung durch einen das Schmiermittel enthaltenden Ringzylinder (16) und einen Ringkolben (17 aufweist, der mit einer Kolbenfläche (21, 22) auf das Schmiermittel drückt und auf seiner gegenüberliegenden Kolbenfläche mit dem hydrostatischen Druck einer die Zielbohrstange im Bohrloch umgebenden, aufsteigenden Bohrtrübe unter Vermittlung einer Flüssigkeitsfüllung belastet ist, welche im Ringzylinder (16) ansteht und über eine Radialdichtung (35-37) belastet ist, die mit der in einem Radialspalt (33) anstehenden Bohrtrübe gespannt ist.
  2. Zielbohrstange nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Kolbenringe (23, 24) zur Abdichtung des Ringkolbens (17) auf der radial inneren und äußeren Zylinderwand des Ringkolbens (16), wobei die Kolbenringe (23, 24) axial auf einem Sitzring (21) abgestützt sind, der auf einem Sprengring (22) abgestützt und gegen die Ringkolbenwand abgedichtet ist.
  3. Zielbohrstange nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringzylinder (16) aus konzentrischen Zylinderbüchsen (26, 27) aufgebaut ist, deren hohlzylindrischer Spalt (21) als Schmiermittelverbindungskanal vom Ringraum (18) zum Wälzlager (6) dient, wobei der hohlzylindrische Spalt (41) zwischen der konzentrisch inneren Zylinderbüchse (27) und der Bohrwelle (1) mit einer Wellendichtung (42) verschlossen und mit dem Schmiermittel der Dauerschmierung des Wälzlagers (6) gefüllt ist.
  4. Zielbohrstange nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderbüchse an ihren äußeren Enden feste Sitzringe (29, 30) aufweisen, die den Radialspalt (33) einschließen und eine mehrteilige Radialdichtung (35-37) abstützen, die längs des Radialspaltes symmetrisch geteilt ist.
  5. Zielbohrstange nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Radialdichtungshälfte einen Stützring (35, 36), der auf dem Sitz angeordnet und einen L-förmigen Dichtring (37, 38) aufweist, dessen einer Schenkel auf der Flüssigkeitsfüllung ruht, während der andere Schenkel zur Spaltabdichtung dient und mit dem Dichtring in der anderen Hälfte zusammenwirkt.
  6. Zielbohrstange nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sitze (33, 34) für die Stützringe (35, 36) der beiden Sitzringe (29, 30) dachförmig nach innen und unten abgeschrägt sind, die Sitzringe (33, 34) einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweisen und die L-förmigen Dichtringe außen entsprechend der Neigung der Sitze (33, 34) schräg verlaufende Flächen aufweisen, während die sich auf der Flüssigkeitsfüllung abstützenden Flächen zylindrisch ausgebildet sind.
EP91106103A 1990-11-23 1991-04-17 Zielbohrstange mit einer Rohrwellenlagerung Withdrawn EP0486752A1 (de)

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