NL8104324A - Turbineboorinrichting. - Google Patents

Description

► ” «* -1- 22132/CV/mv

Korte Aanduiding: Turbineboorinrichting.

De uitvinding heeffc betrekking op boortechnieken en meer in het bijzonder op turbineboorinrichtingen.

5 De uitvinding kan in het bijzonder met succes'worden toegepast bij turbineboorinrichtingen, die bestemd zijn voor het boren van diepe olie-en gasbronnen onder gecompliceerde mijn en geologische omstandigheden.

De uitvinding kan ook worden gebruikt bij turbineboorinrichtingen bestemd voor het in een bepaalde richting boren bij toepassingen, waar 10 de putboring met een minimale afwijking van een voorafbepaalde boorbaan moet worden geboord.

Doelmatige uitvoering van de boorhandelingen maakt het noodzakelijk een feitelijke baan van het boren van de putboring te bepalen zonder de turbineboorinrichting en de boorstreng naar het grondoppervlak terug te 15 trekken. Voor dit doel wordt gebruik gemaakt van een diamagnetische pijp en instrumenten, die zijn opgesteld in een speciale diamagnetische houder, welke is opgenomen in de diamagnetische pijp.

De instrumenten bepalen de hellingshoek van de houder ten opzichte van een vertikale lijn en de richting van deze helling ten opzichte van 20 de magnetische pool van de aarde (azimuth). De diamagnetische pijp wordt gebruikt ala een scheidingsorgaan van magnetische massa’s teneinde hun invloed op het magnetische deel van het het azimuth bepalende instrument te elimineren.

Driedimensionele stand van een putboring wordt op de volgende wijze 25 bepaald, • De diamagnetische pijp wordt aangebracht in de boorstreng boven of onder de turbineboor zo dicht mogelijk bij de boorbeitel en wordt uit-gelijnd met de as van de put. De houder met de instrumenten wordt in de boorstreng omlaag gebracht en in de diamagnetische pijp gelnstalleerd 30 waarbij de houder ten opzichte van de hartlijn van de diamagnetische pijp wordt gecentreerd.

Als gevolg van de relatieve centrering van de houder met de instrumenten in de diamagnetische pijp en van de diamagnetische pijp in de putboring wordt de feitelijke baan van de putboring (hellingshoek en azimuth) door 35 de aflezingen van het instrument bepaald.

Opdat de feitelijke baan van de putboring zo min mogelijk van de vooraf bepaalde baan afwijkt moeten de aflezingen van het de feitelijke baan van de putboring bepalende instrument worden verkregen op punten, die 8104324 /« ’*> -2- 22132/CV/mv zo dicht mogelijk zijn gelegen bij het de rots brekende gereedsehap (boorbeitel). Deze aflezingen worden gebruikt voor de onmiddellijke regeling van de werking van de turbineboor en de beweging van de boorbeitel zonder het toe te staan, dat de afwijking tussen de feitelijke baan 5 en de theoretische baan van de putboring een toelaatbare waarde.over-schrijdt.

Twee basiseinden met betrekking tot het ontwerp van de turbineboor kunnen op de basis van bovenomschreven overwegingen worden geformuleerd.

Op de eerste plaats moet de turbineboor een diamagnetische pijp 10 hebben, welke wordt gebruikt voor het opnemen van meetinstrumenten voor het bepalen van de baan van het boren van de putboring, waarbij de diamagnetische pijp vast moet worden gekoppeld met de boorstreng en in lijn moet zijn gelegen met de putboring. Op de tweede plaats moet het ontwerp van de turbineboor voorzien in een doelmatige opname van de diamagnetische 15 pijp, die wordt gebruikt voor het opnemen van de meetinstrumenten, zo-dat de diamagnetische pijp op zo kort mogelijke afstand van het de rotsen brekende gereedsehap, zoals een boorbeitel zal zijn gelegen.

Een van de momenteel'gebruikte turbineboren, welke is gebaseerd op een opeenvolgend systeem van boorfluidumstroming omvat turbinesecties, 20 die ieder een mantel en een massieve as bezitten. De turbineboor omvat verder een in de mantel aangebrachte spil welke een gereedsehap voor het breken van rots, zoals een boorbeitel, draagt. De turbineboor heeft een diamagnetische pijp, welke is ontworpen voor het opnemen van instrumenten voor het meten van de driedimensionale stand van de putboring, welke 25 pijp in lijn is gelegen met de baan van de putboring en boven de turbinesecties is opgesteld (M.T. Gusman et. al., Calculation Design and Operation of Turbodrills(in het russisch), M.,Nedra Publ. House, 1976, biz. 35, Fig.

9). De opstelling van de massieve as en de diamagnetische pijp opgesteld boven de turbinesecties maakt het bij een dergelijke boorinrichting 30 mogelijk om de feitelijke baan van de putboring te meten op een afstand van 30 tot 40 m. van de boorbeitel. Deze afstand van de pijp tot de boorbeitel kan niet de onmiddellijke regeling van de werking van de beitel waarborgen ondanks het feit, dat de diamagnetische pijp in lijn is gelegen met de baan van de putboring, aangezien de meetresultaten worden 35 verkregen op een afstand 30 tot 40 m. van de boorbeitel, Het gebruik van dergelijke turbineboorinrichtingen wordt ondoelmatig.

Een verdere turbineboor gebaseerd op het parallelle systeem van atroming van boorspecie (USSR uitvinders certifjicaat no. 121101) omvat 8104324 * \ -3- 22132/CV/mv turbinesecties, die ieder een mantel en een holle as hebben. De turbine-boor omvat verder een in de mantel aangebrachte spil, welke een rotsen brekend gereedschap (boorbeitel) draagt. De turbineboor heeft een diamagnetische pijp, welke is ontworpen voor het opnemen van instrumenten 5 voor het raeten van de driedimensionele stand van de putboring, waarbij de pijp is aangebracht onder de spil voor het overbrengen van axiale belasting en draaiende beweging op de boorbeitel. Tengevolge van het feit dat de turbinesectieassen en de spil hoi zijn kan de pijp met de instrumenten dichter bij de boorbeitel worden opgesteld. zodat metingen van de feite-10 lijke baan van de putas kunnen worden gemaakt op een punt zo dicht mo-gelijk bij de boorbeitel waarbij een onmiddellijke regeling van de wer-king van de turbineboor en de beweging van de boorbeitel wordt gewaar-borgd.

Het nadeel bij de werking van deze turbineboor is gelegen in het 15 feit, dat ofschoon metingen van de feitelijke baan worden genomen bij punten zo dicht raogelijk bij de boorbeitel deze metingen niet nauwkeurig genoeg zijn aangezien de diamagnetische pijp met de instrumenten niet vast is gekoppeld met de boorstreng en niet in lijn is gelegen met de putas ten gevolge van zijn gebruik voor het overbrengen van draaibewe-20 ging en axiale belasting op de boorbeitel.

Het lijkt niet mogelijk om de diamagnetische pijpen welke de instrumenten opnemen, uitte lijnen met de putboring bij een dergelijke opstelling van de turbineboor aangezien draaiende beweging op de boor- _i beitel wordt overgebracht met een snelheid van 2 tot 10 S , hetgeen 25 een snel in gebreke blijven van op de diamagnetische pijp en de spil aangebrachte centreerorganen veroorzaakt, hetgeen op zijn beurt resul-teert in een sterke slijtage van een diamagnetische pijp.

Het falen met betrekking tot het uitlijnen van de de instrumenten dragende diamagnetische pijp met de putboring resulteert daarin, dat 30 de metingen van de driedimensionele stand van de boorbeitel en de turbineboor niet altijd nauwkeurig zijn en ofschoon dergelijke metingen op zeer korte afstand van de putbodem worden genomen is de regeling van de werking van de turbine boor en de beweging van de boorbeitel in de ruimte niet juist. Daamaast is het met deze turbine beitel onmogelijk 35 am richtingsgaten te boren oradat op de spil aangebrachte afbuiginrichtingen te ver van de beitel zijn.

De uitvinding is gebaseerd op het probleem een turbinebeitel te verkrijgen welke een zodanige opstelling van de diamagnetische pijp en 8104324 .* * -4- 22132/CV/mv zijn doelrnatige opstelling in de turbineboor heeft, dat het mogelijk is informatie te verkrijgen van de beweging van het rotsen of dergelijke brekende gereedschap in de ruimte en de stand van de boorinrichting en een onmiddellijke regeling van de werking van de boorinrichting en het 5 gereedschap om deze te brengen tot een bepaald "doel" punt met minimale afwijkingen van de vooraf bepaalde baan.

Dit probleem wordt opgelost doordat in een turbineboor met turbi-nesecties, die ieder een mantel en een holle as hebben en een in de mantel aangebrachte spil, welke een rotsen brekend· gereedschap draagt, 10 cle turbineboor is voorzien van een diarriagnetische pijp, welke instrumenten opneemt voor het meten van de driedimensionele stand van de putboring volgens de uitvinding de diamagnetische pijp wordt gevormd door twee coaxiaal opgestelde pijpen, die zijn aangebracht tussen de spil en de naburige turbinesectie, waarbij de einden van de buitenpijp vast zijn 15 gekoppeld met de spilmantel en met de mantel van de turbinesectie en de einden van de binnenpijp zijn gekoppeld met de spil en de holle as van de turbinesectie voor het overbrengen van draaibeweging van de holle assen van de turbinesecties naar de spil.

Dit·. on twerp van de diamagnetische pijp, zijn stand in de turbine-20 boor en de koppeling met de onderdelen van de turbineboor maken het rao-gelijk de meest betrouwbare informatie van de beweging van het gerredschap voor het breken van de rotsen, zoals een boorbeitel, te verkrijgen en dientengevolge van de turbineboor in de ruimte en voor het onmiddellijk regelen van de werking van de turbineboor en de beweging van de boorbeitel 25 met een minimale afwijking van een vooraf bepaalde baan.

Het uitvoeren van de diamagnetische pijp in de vorm van twee coaxiaal opgestelde pijpen maken het mogelijk om twee functies van elkaar te scheiden: overbrengen van een axiale belasting op de boorbeitel en overbrenging van draaibeweging op de boorbeitel, welke tot nu toe 30 door een en dezelfde pijp zijn uitgevoerd terwijl deze functies nu door twee pijpen worden uitgevoerd.

De belasting wordt op de boorbeitel overgebracht door de buitenste pijp aangezien deze vast is gekoppeld met de boorstreng en de draaibeweging wordt op de boorbeitel overgebracht door de binnenste pijp. Dit 35 ontlast de buitenpijp van draaiing zodat een meer nauwkeurige in lijn ligging daarvan met de putboring wordt gewaarborgd. Dientengevolge geven aflezingen van de in een dergelijke diamagnetische pijp opgenomen instrumenten exactere aanduiding van de driedimensionele stand van een 8104324 * * -5- 22132/CV/mv rotsen of dergelijke brekend gereedschap (boorbeitel).

De opstelling van de pijpen tussen de spil en de nabij gelegen turbinesectie raaakt het mogelijk een doelraatigere opname van instrumenten voor het meten van de driedimensionele stand in de ruimte te verkrijgen 5 Zo is er slechts een korte spil tussen het meetpunt en de boorbeitel, zodat de inforaatie van de beweging van de boorbeitel in de ruimte kan worden verkregen op een korte afstand van de boorbeitel en, hetgeen het belangrijkste is, de stand van de boorbeitel in de ruimte kan worden geregeld met behulp van een korte spil.

10 Teneinde de vereiste magnetische eigenschappen te verkrijgen ver- dient het de voorkeur, dat de pijpen zijn vervaardigd uit een diamagnetisch materiaal met een coefficient van magnetische permeabiliteit onder of gelijk aan 1,12. Het is zeer moeilijk de gewenste nauwkeurigheid te waar-borgen bij grotere waarden van magnetische permeabiliteit.

15 Uit produktie oogpunt is het zeer gunstig, dat de lengte van de pijpen wordt bepaald door de eis L=(30-60)D, waarin L de lengte van de pijpen en D de uitwendige diameter van· de turbinesectie is.

De volgens bovenstaande eis bepaalde lengte van de pijpen waar-borgt een gewenste meetnauwkeurigheid van de driedimensionele stand ih 20 de ruimte tengevolge van het feit, dat magnetische massa's van de turbinesecties en de spil niet in aanzienlijke mate de nauwkeurigheid nadelig belnvloeden aangezien zij van het instrument zijn gescheiden door de diamagnetische pijp over de bovengenoemde lengte.

De stijve koppeling van de buitenpijp aan de onderdelen van de 25 turbineboor kan zijn uitgevoerd in de vorm van schroefdraad verbindingen tussen een einde van de pijp en de spilmantel en tussen het andere einde van dezelfde pijp en de mantel van de turbinesectie.

Deze stijve koppeling waarborgt de meest simpelste opstelling uit fabricage oogpunt.

30 De koppeling van de binnenpijp aan de onderdelen van de turbine- boor kan zijn uitgevoerd in de vorm van schroefdraadverbinding tussen een einde van de pijp en de spindel van de turbineboor en tussen het andere einde van dezelfde pijp en de holle as van de turbinesectie.

De koppeling van de binnenpijp aan de onderdelen van de turbine-35 boor kunnen ook taps verlopende schuifspieen oravattende koppelingen tussen een einde van de pijp en de spil van de turbineboor en tussen het andere einde van dezelfde pijp en de holle as van de turbinesectie om-vatten.

8104324 -6- 22132/CV/mv

Deze koppeiing raaakt het mogelijk een opstelling te verkrijgen, weike een montage en demontage vergemakkelijkt en de overbrenging van draaibeweging op de boorbeitel waarborgt.

Teneinde te voorzien in de mogehjkheid van doorspoelen en het 5 handhaven van. een permanente reinheid in het inwendige van de binnenpijp voor het elimineren van een verstopt raken daarvan evenals in een nauw-keurige aanbrenging van de instrumenten is de binnenpijp bijvoorkeur met de onderdelen van de turbineboor gekoppeld met behulp van een hydraulische koppeling, weike wordt gevormd door de inwendige ruimte van de turbine-10 sectie weike in verbinding staat met de inwendige ruimte van de spii door de inwendige ruimte van de binnenpijp en het verdient de voorkeur hy-draulische afdichtingen aan te brengen bij het einde vande binnenpijp en bij het einde van (fe holle as van de turbinesectie en het met deze einden corresponderende einde van de spii.

15 De uitvinding zai hieronder nader worden uiteen gezet aan de hand van een in bijgaande figuren weergegeven uitvoeringsvoorbeeld van de constructie volgens de uitvinding.

Fig. 1 toont gedeeitelijk in aanzicht en gedeeiteiijk in doorsnede een turbineboorinrichting voigens de uitvinding.

20 Fig. 2 toont een schroefdraad verbinding tussen de einden van een buitenste diamagnetische pijp en onderdelen van een turbineboor volgens de uitvinding.

Fig. 3 toont een schroefdraad verbinding tussen de einden van een binnenste diamagnetische pijp en onderdelen van een turbineboor.

25 Fig. 4 toont een taps verlopende van schuifspieSn voorziene kop peiing van de einden van een binnenste diamagnetische pijp aan onderdelen van een turbineboor.

De in fig. 1 afgebeelde turbineboor omvat turbinesecties 1 en een • spii 2. Iedere turbinesectie 1 omvat een mantel 3, weike is bevestigd aan 30 een boorstreng 4 en een holle as 5 met een inwendige ruimte 6. Turbines van iedere turbinesectie 1 zijn opgesteld tussen de mantel 3 en de as 5 en worden'gevormd door stators 7, die zijn bevestigd in de mantel 3 en rotors 8, die zijn aangebracht op de holle as 5. De holle as 5 is uitgelijnd ten opzichte van de hartlijn van de mantel 3 met behulp van radiale 35 legers 9» die zijn aangebracht in de mantel 3. _ .

De spii 2 is aangebracht in een onafhankelijke mantel 10 met behulp van legers 11 en draagt een rotsen of dergelijk' materiaal brekend ge-reedschap in de vorm van een boorbeitel 12. De legers 11 lijnen de spii 2 8104324 -7- 22132/CV/mv uit ten opzichte van de mantel 10.

De turbineboor is uitgerust met een diamagnetische pijp waarin instrumenten zijn opgenomen voor het opraeten van de driedimensionele stand van de putboring.

5 Volgens de uitvinding wordt de diamagnetische pijp gevorad door twee coaxiaal opgestelde pijpen- een buitenste pijp 13 en een binnenste pijp 14- die zijn opgesteld tussen de spil 2 en de naburige turbinesectie 1.

Een einde 15 van de buitenste pijp 13 is vastgekoppeld aan de mantel 10 van de spil 2 en een einde 16 van dezelfde pijp 13 is gekoppeld met de 10 mantel 3 van de turbinesectie 1. Een einde 17 van de binnenste pijp 14 is gekoppeld met de spil 2 en een einde 18 van dezelfde pijp 14 is gekoppeld met de holle as 5 van de turbinesectie 1.

De stijve koppeling van de einden 15 en 16 van de pijp 13 aan de mantel 10 van de spil 2 en aan de mantel 3 van de turbinesectie 1 raaakt 15 het overbrengen van een axiale belasting van de boorstreng 4 op de boor-beitel 12 mogelijk.

De koppeling van de einden 17 en 18 van de pijp 14 aan de spil 2 en aan de holle as 5 van de turbinesectie 1 maakt het overbrengen van draaibeweging van de holle assen 5 van de turbinesecties 1 naar de spil 20 2 mogelijk.

Deze opstelling van de diamagnetische pijp, zijn stand en koppeling aan de naburige onderdelen van de turbineboor maakt een betrouwbaar centreren van de buitenste pijp 13, zijn doelmatige opstelling in de nabijheid van de boorbeitel 12 en zijn stijve koppeling aan de boorstreng 4 mogelijk.

25 Dit wordt mogelijk ten gevolge van het feit, dat de binneste pijp 14 de draaibeweging op de boorbeitel 12 vanaf de as 5 van de turbinesectie 1 overbrengt.

De pijpen 13 en 14 zijn vervaardigd uit een diamagnetisch materiaal met een coefficient van magnetische permeabiliteit gelijk aan of lager 30 dan 1-,12 teneinde de gewenste diamagnetische eigenschappen van de pijpen te waarborgen. De lengte L van de pijpen 13 en 14 wordt bepaald door de vergelijking Ls(30:60)D, waarin D de buiten diameter van de mantel 3 van de turbinesectie 1 is. Deze lengte raaakt het mogelijk het effect van magnetische massa's van de turbinesectie 1 en de spil 2 op de nauwkeurig-35 heid van de metingen voor het bepalen van de driedimensionele stand van de turbineboor in de ruimte te elimineren.

De turbinesecties 1 en de spil 2 met de mantel 3 kunnen van verschil-lende diameter D zijn afhankelijk van de diameter van de toegepaste 8104324 y -8- 22132/CV/mv boorbeitel 12 en zodoende kan de magnetische massa daarvan ook verschillen. De lengte L bepaald door zijn waarden van 30D tot 60D bedekt het gebied van alle praktisch gebruikte diameters van boorbeitels en turbinesecties Teneinde de buitenste pijp 13 in de putboring uit te lijnen (niet 5 weergegeven in de figuren) zijn ribben 19 en 20 aangebracht, die zijn uitgevoerd in de vorm van spiralen, die de pijp 13 over zijn omtrek om-geven, waarbij de uitwendige diameter van de spiralen althans nagenoeg gelijk is aan de uitwendige diameter van de boorbeitel 12. Deze ribben lijnen de pijp 13 op effectieve wijze uit ten opzichte van de putboring 10 aangezien zij niet draaien waardoor hun slijtage zeer klein is.

Een soortgelijke rib 21 is aangebracht op de mantel 10 van de spil 2 en heeft de uitwendige diameter, welke althans nagenoeg gelijk is aan de uitwendige diameter van de boorbeitel 12 (deze diameter kan groter zijn dan de uitwendige diameter van de boorbeitel 12).

15 Deze rib is ontworpen voor het regelen van de beweging van de boor beitel in de ruimte door inwerkihg op de boorbeitel 12 door de mantel 10, leger 11 en' spil 2. Het einde 15 van de buitenste pijp 13 en de mantel 10 van de spil 2 zijn gekoppeld met behulp van een schroefdraadverbinding 22 (fig. 2) en het andere einde 16 van dezelfde pijp 13 is gekoppeld aan 20 he mantel 3 van de turbinesectie 1 door middel van een schroefdraadverbinding 23. Deze schroefdraadkoppelingen voorzien in een sti.ive verbinding en overdracht van belasting op de boorbeitel 12. Het einde 17 van de binnenste pijp 14 is gekoppeld aan de spil 2 van de turbineboor met behulp van een schroefdraadverbinding 24 (fig. 3), en het einde 18 van de binnen-25 ste pijp 14 is gekoppeld met de holle as 5 van de turbinesectie 1 met behulp van een schroefdraad verbinding 25. Deze schroefdraadverbindingan maken de overdracht van de draaibeweging op de boorbeitel 12 mogelijk en vereenvoudigen het ontwerp van de turbineboor. Fig. 4 toont een ander uitvoeringsvoorbeeld van de koppeling van de binnenste pijp 14 aan de 30 onderdelen van de turbineboor, waarbij het einde 17 van de binnenste pijp 14 is gekoppeld met de spil 2 van de turbineboor door middel van een taps uitgevoerde van schuifspieen voorziene koppeling 26, en het einde 18 van dezelfde pijp 14 is gekoppeld met de holle as 5 van de turbinesectie 1 door middel van een taps uitgevoerde van spiebanen voorziene 35 koppeling 27. _

Deze koppeling maakt de overdracht van draaibeweging bp de boorbeitel mogelijk zonder slip en versneltverder het monteren en demonteren van de construetie.

8104324 -9- 22132/CV/mv

In het geval, dat een slijtend boorfluidum wordt gebruikt worden de inwendige ruimtes 6 van de assen 5 en de inwendige ruimte 28 van de pijp 14 doorspoeld met het deel van het slijtage bevorderende fluidum dat van de boorstreng 4 wordt toegelaten aan de turbineboor.

5 Voor dat doel is aan het einde 17 van de pijp 14 een stromingsnippel 29 (fig. 1) aangebracht voor het regelen van de stroraing van boorfluidum door de turbinesecties 1. Teneinde de werkdruk over de stromingsnippel 29 te verminderen kunnen verschillende stroraingsnippels 29, die een grotere inwendige diameter hebben, zijn aangebracht. Dit verbetert de 10 betrouwbaarheid van de turbineboor tijdens de werking en elimineert een verstopt raken van de nippel 29.

Een hydraulische koppeling van de boorstreng 4 aan de boorbeitel 12 omvat de inwendige ruimte 6 van de as 5 van de turbinesectie 1, de: i inwendige ruimte 28 van de binnenpijp 14 en de inwendige ruimte .30 15 (Fig. 4) van de spil 2. Voor het vermijden van lekkage van boorfluidum uit de inwendige ruimte 28 van de binnenste pijp 14 is een hydraulische afdichting 31 aangebracht bij het einde 17 van de binnenste pijp 14 en bij het einde 33 van de holle as 5 en ook een hydraulische afdichting 32 bij het einde 34 van de spil 2 en bij het einde 18 van de binnenste 20 Pijp 14.

Voor het toevoeren van de hoofdstroom van boorfluidum aan de boorbeitel 12 is de boorbeitel hydraulisch gekoppeld met de boorstreng 4 door inwendige ruimtes 35 van de turbinesecties 1, een inwendige ruimte 36 van de buitenpijp 13 en een poort 37 in de omtrek van de spil 2 boven 25 de stroomnippel 29, en de inwendige ruimte 30 van de spil 2.

Voor het omlaag bewegen in de putboring wordt de turbineboor samen-gebouwd. De boorbeitel 12 wordt aangebracht onder de spil 2. De pijp 13 wordt aangebracht op de mantel 10 van de spil 2 met zijn einde 15 door middel van de schroefdraadverbinding 22. De pijp 14 wordt dan in de 30 pijp 13 omlaag bewogen en het einde 17 van de pijp 14 wordt gekoppeld met de spil 2. Daarop wordt de mantel 3 van de turbinesectie 1 gekoppeld met het einde 16 van de pijp 13 door middel van de schroefdraadverbinding 23 en de as 5 wordt met zijn einde 33 gekoppeld aan het einde 18 van de binnenpijp 14.

35 Het gewicht van de as 5 en de pijp 14 wordt opgenomen door het leger 11 via de spil 2.

Deze werkwijze voor het samenbouwen van de onderdelen van de turbineboor is het meest esnvoudig en doelmatig en maakt het uitvoeren van 8104324 -10- 22132/CV/mv rf * verschillende functies door deze onderdelen mogelljk.

Een andere werkwijze voor het samenbouwen kan ook worden gebruikt, waarkaj de binnenste pi.ip 14 met de onderdelen van de turbineboor wordt gekoppeld door middel van schroefdraadverbindingen 24 en 25. Deze werkwijze 5 neemt een weinig meer tijd in beslag in vergelijking met de eerst ge-noemde, maar hierbij wordt de afdichting van de inwendige ruimte 28 ge-waarborgd waarvan het belang hieronder zal worden uiteengezet.

De meest doelmatige en de voorkeur verdienende werkwijze voor het samenbouwen van de binnenste pijp 14 is gelegen in het koppelen van zijn 10 einden 17 en 18 door middel van taps uitgevoerde glijspieen omvattende koppelingen 26 en 27 aan de holle as 5 respectievelijk de spil 2.

De inwendige ruimte 28 is zodoende betrouwbaar afgedicht door middel van de afdichtingen 31 en 32 ten opzichte van de naburige inwendige ruimte 36.

15 De turbineboor is nu samengebouwd en zal in de putboring op de volgende wijze functioneren.

Boorfluidum wordt aan de turbinesectie 1 toegevoerd door de boor-streng 4 en wordt in de turbinesectie 1 in twee stromen verdeeld.

De hoofdstroom van het boorfluidum wordt door de inwendige ruimte 20 van de turbinesectie 1 toegelaten tot de stators 7 en rotors 8.

Na het passeren door alle stators 7 en rotors 8 wordt de hoofdstroom van het boorfluidum toegelaten tot de boorbeitel 12 via de inwendige ruimte 36 van de buitenpijp 13 en de poort 37 van de spil 2.

De andere stroom boorfluidum wordt toegelaten tot de inwendige 25 ruimte 6 van de holle as 5 van de turbinesectie 1 en tot de inwendige ruimte 30 van de spil 2,door de inwendige ruimte 28 van de binnen-pijp 14 en de stroomnippel 29 j waarop deze stroom samenvloeit met de hoofdstroom van het boorfluidum in het inwendige van·.ide spil 2 om te worden toegelaten tot de boorbeitel 12.

30 Teneinde een verstopt raken van de inwendige ruimte 28 van de pijp14 te vermijden wordt deze tijdens bedrijf continu doorgespoeld. Dit door-spoelen wordt gewaarborgd ten- gevolge van de afdichting van de inwendige ruimte 28 door middel van de hydraulische beperkingsorganen 31 en 32, zodat geen dode zones in de inwendige ruimte 28 worden gevormd.

35 De rotors 8 drijven de holle as 5 aan, welke in radiale legers 9 van de mantel 3 draait. Draaibeweging wordt van de holle as 5 door de binnen pijp 14 en de spil 2 overgebracht op de boorbeitel 12. Belasting van de boorstreng 4 wordt overgebracht op de boorbeitel 12 door de mantel 8104324 -11- 22132/CV/mv 3 van de turbinesectie 1, de buitenste pijp 13, de spilmantel 10, het duwleger 11 en de spil 2.

Draaibeweging wordt van de holle as 5 op de pijp 14 overgebracht door het einde 18 daarvan en draaibeweging wordt van de pijp op de spil 5 2 overgebracht door het einde 17 van de pijp 14.

De buitenpijp 13 brengt belasting van de mantel 3 van de turbinesectie 1 over op de mantel 10 van de spil 2 door zijn einden 45 en 16.

Aangezien de pijpen 13 en 14 uit een diamagnetiseh raateriaal zijn vervaardigd kunnen daarin aangebrachte niet weergegeven instrumenten de 10 driedimensionele stand van de turbineboor en de boorbeitel in de ruimte bepalen (meten).

Voor het uitvoeren van een dergelijke meting wordt de toevoer van boorfluidum naar de turbineboor tijdelijk onderbroken zonder de turbine-boor naar het oppervlak terug te trekken en instrumenten voor het meten 15 van de driedimensionele stand van de boorbeitel in de ruimte worden met behulp van een kabel door de boorstreng 4 omlaag beowgen.

De instrumenten komen vanuit de streng 4 door de holle as 5 in de pijp 14 waarop de metingen worden uitgevoerd.

De instrumenten worden dan teruggetrokken en de toevoer van boor-20 fluidum opnieuw op gang gebracht.

Dergelijke metingen kunnen zo vaak als nodig worden uitgevoerd.

De aflezingen van de instrumenten worden gebruikt voor het bepalen van de noodzaak voor het corrigeren van de beweging van de boorbeitel en de werking van de turbineboor evenals van de stand van de rib 21 ten 25 opzichte van de magnetische pool van de aarde.

Deze uitvoering van de turbineboor maakt het mogelijk gaten in een bepaalde richting te boren bij gecompliceerde mijn en geologische om-standigheden ten einde de boorbeitel op een bepaald "doel" te brengen. Bovendien is het gebruik van de turbineboor doelmatig bij het boren van 30 rechte gaten onder omstandigheden, die een spontane afwijking van de put-boring kunnen veroorzaken.

-CONCLUSIES- 8104324

Claims (7)

1, Turbineboor voorzien van secties die ieder een mantel en een holle as bezitten, en een in een onafhankelijke mantel aangebrachte spil, 5 die een rotsen of dergelijk· materiaal brekend gereedschap draagt, waarbij de turbineboor is voorzien van een diamagnetische pijp waarin instrumenten zijn opgenomen voor het meten van de driedimensionele stand van de put-boring, met het kenmerk, dat de diamagnetische pijp wordt gevormd door twee coaxiaal opgestelde pijpen (13 en 14), die tussen de spil (2) en 10 een nabij gelegen turbinesectie (1) zijn opgesteld, waarbij de einden (15, 16) van de buitenste pijp (13) vast zijn gekoppeld met de mantel (10) van de spil (2) en de mantel (3) van de turbinesectie (1) en de einden (17, 18) van de binnenste pijp (14) zijn gekoppeld met de spil ..(2) en met de holle as (5) van de turbinesectie (1) teneinde draaibeweging van 15 de holle assen (5) van de turbinesectie (1) op de spil (2) over te brengen.

2. Turbineboor volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de pijpen (13, 14) zijn vervaardigd uit een diamagnetisch materiaal met een coefficient van magnetische permeabiliteit 1,12.

3. Turbineboor volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de lengte L van de pijpen (13,14) wordt bepaald door de vergelijking L=(30:60) D, waarbij L de lengte van de pijpen (13,14) en D de uitwendige diameter van de mantel (3) van de turbinesectie (1) is.

4. Turbineboor volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, 25 dat de stijve koppeling van de buitenste pijp (13) aan de onderdelen van de turbineboor schroefdraadverbindingen (22, 23) tussen een einde (15) van de pijp (13) en de mantel (10) van de spil (2) en tussen het andere einde (16) van dezelfde pijp (13) en de mantel (3) van de turbinesectie (1) omvat.

5. Turbineboor volgens een der voorgaande conclusies, met het ken- nerk, dat de koppeling van de binnenste pijp (14) aan de onderdelen van de turbineboor schroefdraadverbindingen (24 en 25) tussen een einde (17) van de pijp (14) en de spil (2) van de turbineboor en tussen het andere einde van dezelfde pijp (14) en de holle as (5) van de turbinesectie 35 (1) omvat.

"6. Turbineboor volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de koppeling van de binnenste pijp (14) aan de onderdelen van de tur- 8104324 -13- 22132/CV/rav St > bineboor taps .verlopende van glijspieen voorziene koppelingen (26, 27) tussen een einde (17) van de binnenste pijp (14) en de spil (2) van de turbineboor en tussen het andere einde (18) van dezelfde pijp (14) en de holle as (5) van de turbinesectie (1) oravat.

7. Turbineboor volgens een der voorgaande conclusies, met het ken- raerk, dat de binnenste pijp (14) is gekoppeld met'.de onderdelen van de turbineboor met behulp van een hydraulische koppeling, welke wordfc ge-vormd door de inwendige ruimte (6) van de as (5) van de turbinesectie (1) , welke in verbinding staat met de inwendige ruimte (30) van de spil 10 (2) door de inwendige ruimte (28) van de binnenste pijp (14), de einden (17, 18) van de binnenste pijp (14) en het einden (33) van de holle as (5) van de turbinesectie (1) en het einde (34) van de spil (2) corres-ponderend met die einden (17, 18) welke hydraulische afdichtingen (31 en 32) bezitten, terwijl althans een stromingsnippel (29) is aangebracht tussen 15 het einde (17) van de binnenste pijp (14) en het einde (34) van de spil (2) voor het regelen van de stroom van de boorfluidum door de turbine-secties. Eindhoven, September 1981 8104324