NL7904251A

NL7904251A - Gronddrilboor met centrifugale water-luchtscheiding.

Info

Publication number: NL7904251A
Application number: NL7904251A
Authority: NL
Original assignee: Hughes Tool Co
Priority date: 1978-07-03
Filing date: 1979-05-30
Publication date: 1980-01-07
Also published as: GB2024894A; US4245710A; FR2434259A1; DE2919817A1; JPS557390A; BR7901914A; SE439947B; ZA792244B; SE7903889L; CA1101837A

Description

é , \ * ~ 49 113/AH/Le -1 - HUGHES TOOL COMPANY, Houston, Texas,: Verenigde 'Staten . van Amerika

Gronddrilboor met .centrifugale water-' luchtscheiding

De uitvinding hééft betrekking op het horen in de grond met steenbdren waarbij gébruik wordt gemaakt van lucht als circulerend fluïdum, en meer in het bijzonder op filter-middelen voor het verschaffen, van gefilterde lucht aan le- 5. gers van dergelijke steenboren.

In sommige grondboorsystemen wordt lucht gebruikt voor het koelen van de steenboor en het voeren van uitgesneden aardklonten van de bodem van het gat naar het oppervlak.

Er wordt dikwijls water ingevoerd in de lucht, die door de 10. steenboor wordt gepompt. Er zijn reeds een groot aantal inrichtingen en werkwijzen voorgesteld voor het scheiden van het water van de naar de steenboren gepompte lucht teneinde de legers gevrijwaard te houden van het schadelijke water, terwijl gefilterde lucht wordt toegelaten voor het koelen 15. van de legers. *

In het Amerikaanse octrooischrift 3 094 175 wordt hiertoe eei^centrifugale scheider. voorgesteld met een spiraalvormige trap. Een soortgelijke scheider is bekend uit het Ameri-kaans^octrooischrift 2 329 745 voor het scheiden van fijn 20. steengruis van de vloeistof, die dikwijls rondstroomt bij het boren van olie- en gasbronnen. Een verdere spiraalvormige centrifugale scheider is bekend uit het Amerikaanse octrooischrift 3 788 408.

Het gebruik van afzonderlijke buizen, soms gecombineerd 25, met een diffusor, is onder meer békend uit het Amerikaanse octrooischrift 3 788 408. Schelders met radiale schoepen zijn toegepast in andere soorten, De lucht is gereinigd in een dergelijke scheider voor de carburatorinlaat van tractoren teneinde het binnendringen van stof en andere vefontreini-30, gingen in motoren tot een minimum te beperken,

Een vloeistof-lucht -scheider met radiale schoepen wordt 790 42 51 Τ _ 2 _ ·> toegepast boven de legerluchtkoeldoorgangen van een steenboor voor hét vers.chaf.fen van een werveling, waarmede het water en andere 'ongewenste' producten .centrifugaal naar buiten worden'. gedreven', De luchtkoelingskanalen,. die naar. de legering 5, . van de 'boor. voeren', bevinden zich in het centraal gevormde . schone '.luchtgebied,, terwijl hét. water, naar de: uitstroomkana-' ! Xeri en naar. de 'bodem van hét boorgat vloeit. In de gunstige ; uitvoeringsvorm hebben de schoepen elk: een andere binnenste : en buitenste spoed met betrekking tot. de doorstromingsrich- 10. : ting. Deze. van radiale schoepen voorziene werveling-generator bleekssnzeer efficient filteringsmiddel wanneer zij werd toegepast in een steenboor.

De uitvinding zal hieronder nader worden toegelicht aan de hand van de tekening, waarin bij wijze van voorbeeld 15, een gunstige uitvoeringsvorm van de steenboor volgens de - uitvinding is weergegeven. Hierin toont: fig. 1 in perspectief en gedeeltelijk in langsdoorsnede een steenboor, die. voorzien is van het wervelluchtfilterings-systeem volgens de uitvinding; 20. fig. 2 een bovenaanzicht, van het filter volgens fig. 1; fig, 3 .en 4 dwarsdoorsneden volgens regpaktievelijk de lijnen III-III en IV-IV in fig. 2.

De steenboor volgens de uitvinding is in haar geheel aangeduid met de verwijzingscijfer 11 en is voorzien van een 25, schroefdraad-dragend steeleinde 13, waaraan een (niet nader weergegeven) boorpijp of dergelijk hoordeel is bevestigd, 'dat verbonden is met een (niet nader weergegeven) boormachine aan het aardoppervlak, voor het doen draaien van , de pijp en de steenboor. Het steeleinde is bij 15 hol en • 30. |staat in verbinding legerkoelingskanalen 17, uitstroomkanalen 19 en mondstukken 20. Een buis 21 met geopend uiteinde is gedeeltelijk ingébracht en afgedicht in het boveneinde .van elk legerkoelingskanaal 17.

Het boorlichaam is. verder, voorzien van een onderste 35. boor snij einde 23, waaraan .êën of meer, gewoonlijk drie steenbeitels 25 van-éeh.y an." de.: verschillende békende types 790 42 51 _ 3 _ -¥ έ.

draaibaar zijn bevestigd. De legeringsmiddelen 27, die in het gegeven uitvoeringsvoorbeeld bestaan uit een combinatie van wrijvings- en antiwrijvingslegers, zijn geplaatst tussen het hoor lichaam en de beitel- of. snij organen.. Via een 5. gelaste stop 29 met luchtkanaleh en aanvullende legerkoe-lingskanaleri 31 kan koellucht naar. de legerorganen stromen, . In hét holle einddeel 15. van de steel 13 is een draag- : ring 33 geplaatst in een' passende 'uitsparing 35 en beves-j tigd met een losneémbare verende- (snap) ring 37. Een aantal 10. : radiale vaststaande schoepen 39 strekken zich uit tussen - de ruimte binnen de draagring 33 en het centerdraagdeel 41 onder respektieve spoedhoeken α en β (zie fig. 2,3 en 4).

: Elke schoep 39 heeft een buitenste deel 43 en een binnenste deel 45 met verschillende spoedhoeken α en β , waarbij de 15. grotere spoed dichtbij de draagring 33 ligt. Een instel- schroefbout 47 komt in ingrijping met een (niet weergegeven) opening in de holle binnenzijde van de steel 15 teneinde een . draaibeweging van de schoepen te verhinderen.

Een .scheiden van de bovengenoemde configuratie werd 20.. gebruikt in een steenboor met druk lucht opening van het type "Hughes" HH99 met een diameter, van 31,125 cm. Een eerste uitholling werd geboord met een diameter van circa 8,9 cm en tot een lengte van circa 11,75 cm onder het boveneinde van de steel 13. Hierdoor wordt een verstoring van de stroming 25. door de aanwezigheid van oppervlakonregelmatigheden, die anders binnen de steel zou kunnen optreden, tot een minimum beperkt. De draagring 33 en schelder werden ingébracht in de uitholling 35 en tegen een liniaire beweging geborgd door de snapring 37. Een radiale beweging werd verhinderd door 30. sde instelschroef 47 te schroeven in een (niet nader weerge-; geven) hiermede passende opening in de boersteel.

De werking, van de bovenbeschreven constructie zal hieronder nader worden toegelicht.

Vanuit de installatie aan hét aardoppervlak worden lucht en water via dé pijp gevoerd in de boor II. De vaststaande schoepen verschaffen eén werveling,, die waterdeeltjes en 790 42 51 - 4 - andere ongewenste producten centrifugaal naar buiten drijft in het holle. deel. van de .steel en in het uitstroomkanaal 19. ; Schone lucht wordt ontvangen aan de geopende uiteinden van de buizen 21 en' gevoerd naar de legerkoalingskanalen' 17, 5. Bij een laboratoriumproef bleek met deze schelder een scheiding, yah zichtbaar water; en lucht van vrijwel 10.0% te 'worden bereikt wanneer 35820- liter water per' minuut in een tijdsperiode, van 5 minutendoor de boor eh de scheider werd : gepompt. De draagring- 3-3 had een buitendiameter. van 10,16 cm, 10. een radiale dikte van 0,476 cm en een diepte van 2,54 cm.

De elf schoepen hadden een breedte van circa 1,90 cm, een dikte van 0,159 cm, terwijl, de spoedhoeken α en β respek-tievelijk 40° en 30° bedroegen.

De buizen 21 hadden geopende uiteinden, die op een af-15. stand van 4,44 cm onder de scheider waren geplaatst, een buitendiameter van 2,06 cm en een binnendiameter van circa 1,90 cm. ... '

Het zal duidelijk zijn, dat de uitvinding geenszins be- ’ perkt is tot he^bovenbeschreven ui.tvoeringsvoorbeeld, doch 20 dat velerlei gewijzigde uitvoeringsvormen kunnen worden ontwikkeld zonder hierbij buiten het kader van. de uitvinding te treden. De scheider kan worden toegepast in een onder-station, dat boven de boor is geplaatst in plaats van in de steel van de boor.

-Conclusies- ί * 790 4 2 51.

Claims

1, Steenboor voor hét met perslucht boren met een. verbeterd filtersysteem voor hét verschaffen van gefilterde lucht aan de legers, m e t : h e t k e h merk , dat zij bestaat uit een boorlichaam met een boor snij einddeel en een hol steel- 5. einddeel voor hét koppelen met een draaibare boorpijp, uit een steenboorsnijorgaan dat draaibaar bevestigd is aan het : boorsnijeinddeel, uit legerorganen tussen het snijorgaan en het boorlichaam, uit een legerkoelingskanaal, dat een verbinding vormt tussen het holle steeleinddeel van het boorlichaam 10. en de legerorganen, uit een uitstroomkanaal tussen het holle steeleinddeel en het snijeinddeel van het boorlichaam, uit een draagring, die geschikt is om te passen in het holle steeleinddeel van het boorlichaam boven het uitstroomkanaal en uit een aantal radiaal gerichte schoepen, die vanuit de 15. draagring naar binnen toe lopen.

2. Steenboor voor het met perslucht boren met een verbeterd filtersysteem voor het verschaffen van gefilterde lucht aan de legers, met het kenmerk, dat zij bestaat uit een boorlichaam met een boorsnijeinddeel en een 20. hol steeleinddeel voor een koppeling met een draaibare boorpijp, uit een steenboorsnijorgaan, dat draaibaar bevestigd is aan het boorsnijeinddeel, uit legerorganen tussen het snijorgaan en het boorlichaam, uit een legerkoelingskanaal, waarmede het holle steeleinddeel van het boorlichaam 25. in verbinding staat met de legerorganen, uit éen uitstroomkanaal tussen het holle steeleinddeel en het snijeinddeel van het boorlichaam, uit een draagring, die geschikt is om te : passen in het holle steéleinddeel. van het boorlichaam boven het uitstroomkanaal, uit een aantal radiale schoepen, waarvan 30, de buiteneinden zijn bevestigd aan. de draagring, en uit een cen>traal draagorgaan voor het bevestigen van de binneneinden . van de radiale schoepen, 790 42 01 * 6 " -3-, Steenboor voor. hét met' perslucht boren' met een verbeterd filtersysteem .voor. hét verschaffen van gefilterde lucht ’ aan de legers / m e t : h é t -kenmerk r dat zi j bestaat : uit eén boor lichaam met een boor snij einddeel en een hol 5, steéleinddeél voor. een kkoppeling met eén draaibare boorpijp, uit eén steéribéitel,; die draaibaar, bevestigd .is aan het boor-snijeinddeel, uit legerorganeri tussen de béïtel en het boor* lichaam, uit eén legefkoelingskanaal, waarmede het holle steel-: einddeel van het boorlichaam in verbinding staat met de le- 10. ; geroranen, uit een uitstroömkanaal tussen het holle steeleind-deel en het snij einddeel, van het boorlichaam, uit een -. draag-orgaan, dat geschikt is om té passen in het holle steeleind-deel van het boorlichaam boven het uitstroomkanaal, uit een aantal dwarsschöepen, die vanaf het draagorgaan naar binnen 15. toelopen, en uit een binnenste draagorgaan voor het bevestigen van de binneneinden van de radiale schoepen.

4. Boorapparaat voor het boren in de grond, voorzien van middelen voor het scheiden van lucht en water in het fluïdum, gepompt naar de steenboor, welk apparaat bestaat uit een 20. hol lichaam uit een draagorgaan, dat geschikt is om te passen in het holle lichaam, en uit een aantal radiale schoepen, ; die vanaf het draagorgaan zich uitstrekken teneinde met de schoepen een fluidumwerveling te verschaffen, waarmede met behulp van de centrifugale kracht het water van de lucht 25. wordt gescheiden.

5. Inrichting geschikt voor het gebruik bij een steenboor voor het met perslucht boren, welke boor bestaat uit een boorlichaam, voorzien van een boorsnijeinddeel en een hol . steeleinddeel voor een koppeling met een draaibaren boor- 30. ! pijp, waarbij eén steénbeitel draaibaar bevestigd is aan het : - - ‘ boorsnij einddeel, uit legerorganen tussen de beitel en het boorlichaam, uit eén legerkoelingskanaal, waarmede het holle steeleinddeel'. van hét boorlichaam in verbinding staat met de legerorganen, en uit een uitstroomkanaal tussen het holle 35, steeleinddeel eh hét snijeinddeél. van het hoorlbhaam, met 7904251 -7 - _ __ X ^ * h etk enm e r k , dat deze inrichting, bestaat uit een \ legerringf die .geschikt is om te passen in het holle steel- Χχ einddeel van het boorlichaam boven' het uitstroomkanaal,, uit een aantal radiale schoepen, -waarvan de buiteneinden beves-5, tigd zijn aan da draagring,. en uit een verbindingsorgaan . voor hét bevestigen van de binneneindeh van de- 'radiale schoepen, waarbij de buiteneinden van de schoepen een gekozen spoed hebben, terwijl de binneneindeh van déze schoepen een grotere spoed hébben, 10, 6, Inrichting, geschikt öm te worden toegepast bij een steenboor voor het met perslucht boren, die bestaat uit een boorlichaam met een boor snij einddeel en een hol steelé.nddeel voor het koppelen met een draaibare boorpijp, waarbij een steenbeitel draaibaar bevestigd is aan het boorsnijeinddeel, 15. uit legerorganen tussen de beitel en het boorlichaam, uit een legerkoelingskanaal, waarmede het holle steeleinddeel van het boorlichaam in verbinding staat met de legerorganen en uit een uitstroomkanaal tussen het holle steeleinddeel em het snijeinddeel van het boorlichaam, met het ken-20, merk, dat deze inrichting bestaat uit een opneemdeel in het holle deeleinddeel van het boorlichaam boven het uit-stroomaknaal, uit een aantal radiale schoepen, die dwars geplaatst zijn ten opzichte van het opneemdeel, en uit een verbindingsorgaan voor het bevestigen van de in het alge-25, meen radiale schoepen.

7, Inrichting volgens conclusie 6,met het kenmerk, dat de binneneinden van de schoepen onder een bepaalde hoek staan, terwijl de buiteneinden onder een andere : hoek staan, 30, : 8. Inrichting, volgens conclusien7, met het kenmerk , dat de binneneinden een hoek van circa 30° in-sluiten ten opzichte van een vlak, dat loodrecht staat op de centrale schéideras en dat de buiteneinden onder een hoek van circa 40° staan, 790 4 2 51 - . Mf __ 8 _ ' Λ

9. Inrichtingf zoals: hierboveriis. beschreven met. verwij- ' zing naar de tekening„ φ ί - . ' 1 i ' ' 790 4 2 51