NL8700400A - Afdichtinrichting voor een reductie-overbrenging van een boormotor. - Google Patents

Description

NO 34320

Afdichtinrichting voor een reductie-overbrenging van een boormotor.

Aanvraagster noemt als uitvinders:

Jury Vyacheslavovich Vadetsky Nikolai Dmitrievich Derkach Ernst nikolaevich Krutik Georgy Flavievich Chudakov Nikolai Pavlovich Stroitelev Alexander Pavlovich Natarov Jury Sergeevich Vasiliev Vladimir Nikolaevich Andoskin en Evgeny Illarionovich Ivanov.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een afdichtinrichting voor de reductie-overbrenging van een boormotor, omvattende een met olie gevulde kamer en afdichting van draaiende assen.

5 Op de meest effectieve wijze kan de onderhavige uitvinding worden toegepast voor het boren van diepe olie- en gasbronnen, hoewel de uitvinding ook kan worden toegepast bij de mijnindustrie en op het gebied van constructies.

Het gebruik van reductie-eenheden in boormotoren is niet 10 nieuw. Een van de eerste turboboorinrichtingen omvatte een planetaire reductie-overbrenging, die was geplaatst tussen het aan-drijfelement, dat wil zeggen een turbine, en het ondersteuningsor-gaan, dat bedoeld was om het gewicht van de boorpijpen naar de boor over te brengen. De reductie-overbrenging was geplaatst in 15 een met olie gevulde kamer* De afdichtingen van de kamer hadden de vorm van samengepakte afdichtingen met tussenliggende metalen ringen. De belangrijkste nadelen van de inrichting waren de afwezigheid van middelen voor het reduceren van de drukval in de smeeraf-dichtingen en een geringe levensduur van deze afdichtingen onder £0 de bijzondere werkomstandigheden die optreden bij diepboren· Het nuttig effect van de reductie-overbrenging 8700400 a · * 2 was zeer laag en de levensduur bereikte geen 10 uren zelfs bij een geringe kracht ontwikkeld door een trap van de turboboorinrichting.

De voornaamste factoren, die bet gedrag van de reductie—eenheid tijdens het boren beïnvloeden zijn de volgende:

Om een efficiënte werking van het steenbreekgereedschap te ver- 5 zekeren is het noodzakelijk een hoog vermogen en koppel over te brengen vanaf de het vermogen ontwikkelende elementen naar het boor-vlak bij een beperkte diameter van de boormotor· Met een diameter van de boormotor van 195 om bedraagt het koppel uitgeoefend op het ^ boorgereedschap tijdens Iet boren 300 tot 500 kgfm.

Als gevolg van de anisotropie van het gboorde gesteente, de oppervlakonregelmatigheden van het boorvlak en het getande oppervlak van de snijgereedschappen wcrdt het snijgereedschap onderworpen aan zeer sterke axiale trillingen tezamen met de boormotor·

Dit wordt begeleidt·door fluctuaties in het koppel, waarbij de am- lo plitude van deze fluctuaties tweemaal de waarde van het bovengenoemde gemiddelde koppel bereiken of zelfs te boven gaan. In het laatste geval kunnen het boorgereedschap en als gevolg daarvan de ele- * meuten van de reductie^eenheid in tegengestelde richting gaan rote-20 Γβη·

De werking van de boormotor wordt- dus begeleid door*sterke radiale trillingen die buigen veroorzaken van de belangrijkste onderdelen van de motor, dat wil zeggen huizen en assen, waarvan 1 de langsafmetingen veel groter zijn dan de dwarsafmetingen van de 0, onderdelen van de motor, wat een axiaal niet goed gericht zijn van de gekoppelde motorassen veroorzaakt en hoge radiale belastingen uitgeoefend op de ondersteuningen ervan·

Het boren gaat gepaard met het gebruik van een boorvloeistof, die harde slijtende deeltjes bezit, die een snelle slijtage van ^ de reductieoverbrenging veroorzaken· Als de reductieoverbrenging is opgesloten in een met olie gevulde kamer, die is beschermd door afdichtingen, ondergaan de afdichtingen zelf een intensieve slijtage· Dit wordt nog versterkt door pulsaties in de mediumdruk, 'zodat de deeltjes aanwezig in het medium periodiek worden gedrukt ^ in de spleten tussen de afdichtingen*

De bovenbeschreven factoren tonen aan dat verwaarlozing van 8700400 * * 3 een. ervan de levensduur van de reductie-eenheid verlangt; daarom kan een efficiënt werkende en duurzame reductie-eenheid van een boor-motor enkel en alleen worden verkregen door een algehele oplossing van de problemen gesteld door alle genoemde factoren· 5 Tot op heden Is een aantal typen reductie-eenheden voor een booraotor bekend·

Bekend is een reductiemotor voor een beormotor omvattende een huls, ingaande en uitgaande assen, geplaatst op ondersteuningen, een planetaire reductie-overörenging, ondergebracht in een met 10 olie gevulde kamer, voorzien van een oliebeschermingssysteem omvattende oppervlakafdichtingen, die beter zijn aangepast aan de booromstandigheden dan de opgesloten afdichtingen· Be ingaande as is met de reductie-overbrenging gekoppeld door een gegroefde huls, terwijl de uitgaande as is verbonden aan de drager van de rondsel lb Tan de planetaire reductie-overbrenging door middel van een schroefverbinding· Set fcartaaT voor het boormedium heeft de vorm van centrale gaten in de assen van de reductie-eenheid·

Ben nadeel van deze bekende reductie-eenheid is dat de eenheid slechts kan worden gebruikt bij die boormotoren, waarvan de aan-dj drijfelementen zelf een oliebeschermingssysteem bezitten, bijvoor beeld elektrische boren, omdat de reductie-eenheid geen afdichting bezit op de ingaande as· Be afdichting van de uitgaande as is ook niet geschikt voor samenwerking met een slijtend hydraulisch medium, zodat het ondersteuningsorgaan van de motor verbonden met de uit-kb gaande as van de reductie-eenheid ook met olie moet worden gevuld, wat niet steeds als zijnde economisch wordt beoordeeld·

Ben ander nadeel van de bekende reductie-eenheid is de noodzakelijkheid van verdere inrichtingen die bedoeld zijn om de spelingen tussen de aandrijving van de reductie-overbrenging en de aan-30 gedreven assen, die met verschillende snelheden roteren, en alle groefverbindingen van de assen van de reductie-eenheid af te dichten·

Bekend is ook een andere reductie-eenheid voor een booraotor omvattende een ingaande as, een uitgaande as, beide aangebracht 3b op ondersteuningen, en een tweetraps planetaire reductie-overbrenging, die is geplaatst in een met olie gevulde kamer* Set ka- 8700400- . ' ' t » to k naai τοογ het doorlaten van het boormedium is uitgevoerd in de vorm van een cirkelvonnige ruimte, aangebracht om de met olie gevulde kamer, waardoor de noodzakelijkheid van afdichtingen tussen aandrijvende en aangedreven assen van de trappen van de re-5 ductie-overbrenging, die met verschillende snelheden roteren, komt te vervallen# De planeetrondsels van de planetaire reductie-overbrenging zijn roteerbaar aangebracht op de assen bevestigd in de rondseldragers, waarbij de planeetrondsels van de tweede trap tweemaal langer zijn dan de planeetrondsels van de eerste trap· 10 Een nadeel van deze reductie-eenheid is, dat, evenals de boven beschreven inrichting, de toepassing ervan is beperkt tot boormo-toren die samenwerken met met olie gevulde mechanismen, omdat de reductie-eenheid geen oliebeschermingssysteem van zichzelf bezit· Het gebruik van deze reductie-eenheid in hydraulische boormotoren 15 is onmogelijk·

Een ander nadeel van de reductie-eenheid is dat de ingaande en uitgaande assen als één geheel zijn uitgevoerd met de delen van de reductie-eenheid; de ingaande as draagt het zonnewiel aan het ene einde terwijl de uitgaande as als één geheel is uitgevoerd met 2ü de rondseldrager van de tweede trap, waarbij elke as is aangebracht op twee stijve ondersteuningen· Bij deze uitvoering zijn de onder-' delen van de eenheid ingewikkeld en moeilijk te vervaardigen; bovendien is het in het geval van slijtage van de onderdelen van de planetaire reductieoverbrenging noodzakelijk zowel de ingaande 2b , als de uitgaande assen te vervangen# Bovendien worden de werkomstandigheden van de overbrenging nadelig beinvloed omdat de elementen van de planetaire reduetie-overbrenging niet zelfinstellend zijn zodat de belasting niet gelijkmatig wordt verdeeld tussen de planeetrondsels. Als de vrijdragend aangebrachte assen van 30 de reductieoverbrenging zijn verbonden met de assen van nabij liggende delen veroorzaakt het niet juist axiaal gericht zijn ervan radiale belastingen op de ondersteuningen van de ingaande en uitgaande assen, waardoor deze ondersteuningen snel slijten.

Een verder nadeel van de reductie-eenheid, die boven is be-3b schrijven, ligt daarin,dat de ondersteuningen voor de planeetrondsels zijn geplaatst in de binnenste gaten ervan, waardoor de 8700400 ·* i 5 mogelijkhexd verloren gaat van iet wijzigen van hun belasting opnemende veraogea omdat de plaaeetroadsels slechts beperkte radiale afmetingen bezitten. Buitendien verzekert het verdubbelen van de lengte van de planeetrondsels van de tweede trap van de re-5 ductieoverbrengiag geen gelijkmatige werking van beide trappen van de reductieoverbrenging omdat het koppel vaa de tweede trap ruwweg proportioneel toeneemt met de snelheidsverhouding van de eerste trap en genoemde verhouding voor de planetaire overbrengingen toegepast bij bekende reductie-eenheden steeds hoger is dan twee.

10 De meest nabijliggende technische oplossing wordt gevormd door de bekende reductie-eenheid van een boormachine omvattende een huis, ingaande en uitgaande assen, aangebracht op ondersteuningen, een reductie-overbrenging, omvattende zonne- en kroonwielen, een pla-neetdrager en planeetrondsels met' ondersteuningen geplaatst in 15 een cirkelvormige ruimte tussen de wielen, een met olie gevulde kamer en een systeem van oliebescherming bestaande uit afdichtingen, let kanaal voor het böormedium heeft de vorm van een cirkelvormige ruimte geplaatst om de met olie gevormde kamer aan de buitenzijde ervan.

20 Sen nadeel van de bekende reductie-eenheid is dat de ingaande en uitgaande assen ervan zijn geplaatst op stijve ondersteuningen* die op korte afstanden van elkaar zijn aangebracht en dat er lange vrijdragende delen van de assen aanwezig zijn, die sterke radiale belastingen op hun ondersteuningen veroorzaken waardoor deze wor-25 den vernield. Bit veroorzaakt speling in de assen en verstoring van de dichtheid van de afdichtingen.

Overeenkomstig bovenbeschreven bekende reductie-eenheid zijn de ondersteuningen voor de planeetrondsels binnen genoemde rondsels geplaatst, en er zijn geen inrichtingen om de reductie-over-30 brenging te beschermen tegen overbelastingen en fluctuaties in het koppel.

Een ander nadeel van de bekende reductie-eenheid voor een boor-motor ligt erin dat de afdichtingen in aanraking zijn met het boor-medium en daardoor snel slijten zodat het oliebescïsnningssysteem 35 zijn dichtheid verliest·

Een verder nadeel van de bekende reductie-eenheid is dat het huis ervan als één geheel is uitgevoerd met hét huis van de wer- • i —* “ 8700400 i W ' .

6 kende elementen, waardoor het niet mogeü jk is de eigenschappen Tan de boormotor in te stellen met dezelfde werkelementen door het vervangen van een booreenheid door een andere of door achtereenvolgens het aantal reductie-eenheden. te koppelen oo de snel-5 heidsverhouding van de reductie-overbrenging te wijzigen overeenkomstig de optimale omstandigheden van het boren in elk deel van het boorgat·

Sen doel van de onderhavige uitvinding is het elimineren van de bovengenoemde nadelen van de bekende reductie-eenheden voor boor-10 motoren·

Het hoofddoel van de uitvinding is het verschaffen van een re-ductie-eenheid met een lagere rotatiesnelheid en een hoger koppel gecombineerd met een lange en betrouwbare levensduur met hydraulische boormotoren en waarmede het mogelijk is de motoreigenschappen 15 te wijzigen voor het verkrijgen van optimale booromstandigheden voor elk deel van het boorgat·

Dit doel wordt bereikt door het verschaffen van een reductie-. eenheid voor een boorsotor omvattende een huis, ingaande en uitgaande assen, aangebracht op ondersteuningen, een reductieoverbren— 20 ging omvattende zonne- en kroonwielen,* ronds el dragers en planeet-rondsels met ondersteuningen geplaatst in een cirkelvormige ruimte tussen de wielen, een met olie gevulde kamer en een systeem van oliebescherming samengesteld uit afdichtingen, waarbij volgens de uitvinding een inrichting aanwezig is, die de reductie-eenheid 25 : beschermt tegen overbelastingen en een stabilisatieinrichting voor . het koppel, waardoor het effect van fluctuaties in het koppel op de werking van de reductieoverbrenging wordt opgeheven en waarbij de ondersteuning van de ingaande en uitgaande assen, aangebracht ojjde einden ervan verbonden met de reductieoverbrenging 30 zijn uitgevoerd in de vorm van scharnierende eenheden, die axiale belastingen opnemen en die een hoekverplaatsing van de assen mogelijk maken, waarbij elk van de assen is voorzien van een afdichting die is geplaatst naast genoemde ondersteuning aan het einde tegenover de reductieoverbrenging, welke afdichting is voor-35 ai en van een verdeelruimte, die is geplaatst in een buffermedium dat de afdichting beschermt tegen aanraking met het boormedium· 8700400 ' 7

Het is gewenst dat de bescherming tegen overbelasting inzet-* stukken omvat, die de ondersteuningen voor de planeetrondsels opnemen, aangebracht in de sleuven van de rondseldrager en dat een deel van elke sleuf samenwerkt met bet inzetstuk de vorm beeft 5 ran een cilindrisch oppervlak, waarvan de hartlijn loodrecht staat op de langshartlijn van de reductieoverbrenging en deze scheidt·

Het is van voordeel dat het oppervlak van het inzetstuk, dat aamenwerkt met de rondseldrager tonvormig is, terwijl het opper-1-9 vlak geplaatst aan de zijde van het rondsel vlak is·

De inzetstukken met de rondsels zijn in groepen aangebracht waarbij de afstand tussen de hartlijnen van naast elkaar liggende rondsels binnen een groep korter zijn dan de afstanden van de naast elkaar liggende rondsels, aanwezig in verschillende groepen· 15 Bij een van de uitvoeringen van de uitvinding zijn de rondsels op de kleinst mogelijke afstanden binnen de groepen geplaatst.

Het is van voordeel dat de koppelstabilisatieinrichting, die het effect van de koppelfluctuatie op het gedrag van de reductieoverbrenging elimineert worden uitgevoerd in de vorm van een wrij-20 vingstrap van de reductieoverbrenging, omvattende een veer voor het samendrukken van de wrijvingselementen met een tevoren bepaalde kracht·

Het is verder van voordeel dat de schamiereenheden van de ingaande en de uitgaande assen worden uitgevoerd in de voim van 25 . sferisehe legers·

Het is verder van voordeel dat de ingaande en uitgaande assen zijn voorzien van verdere ondersteuningen, die zijn vedbnden door middel van flexibele elementen met het huis· Er is een uitvoering mogelijk waarbij de verdere ondersteuningen de vorm hebben van 30 radiale rabber-metaalglijcontactlegers· 7an verder voordeel is, dat de scheidingsruimte wordt be- -i grensd door een afdichting, een buisvormig element verbonden met het huis, en een deksel aangebracht op de as, waarbij het buisvormige element met het huis een kanaal vormt voor het doorlaten van 35 bet boormedium.

Bij een van de uitvoeringen bezit de scheidingsruimte een 8700400 8 verdere afdichting uitgevoerd in de vorm van een elastisch mem-braan , waarbij een deel van het nembraan verbonden met het buisvormige element is geplaatst aan de zijde van de afdichting, terwijl het tegenover liggende deel de as omgeeft om hem af te dichten· 5 Eet is van voordeel dat de dichtheid van het buffermedium aan wezig in de scheidingsruiate hoger is dan die van het boormedium.

Bij een van de uitvoeringen is voorgesteld een smeermedium te gebruiken als buffermedium·

Eet is ook van voordeel dat de scheidingsruimte in de reductie-10 eenheid van de boormotor in hydraulische verbinding staat met de met olie gevulde kamer en dat laatstgenoemde een buffermedium bevat·

Set principe van de uitvinding bestaat daarin dat de inrichtingen voor het beschermen van de reduetieoverbrenging tegen over-15 belasting en fluctuaties in het koppel, de ondersteuningen van de ingaande en uitgaande assen in de vorm van scharnierende eenheden, de plaatsing van de afdichtingen naast de ondersteuningen en het verschaffen van schei dingsruimten gevuld met een buffermedium het , nadelige effect opheffen van de omstandigheden van het boren op 20 de reductieeenheid en een lange levensduur verzekeren·

Be bescherming tegen overbelasting en de stabilisatieinrich-ting voor het koppel maken het mogelijk dat de reductieoverbren-ging kan worden toegepast onder verschillende booromstandigheden, die afhangen van een groot aantal factoren, zoals de belasting 25 van het boorgereedschap, het momentane vermogen van het boorgereed-schap en het gesteente, de mate van stroming van het boormedium door de werkende elementen van de motor, en de dynamische omstandigheden van het boorvlak· Bij een beperkte diameter van de boormotor en als gevolg hiervan bij afwezigheid van een hoge reserve 30 in toename van de sterkte van de hoofdelementen voor het opnemen van de belasting van de reduetieoverbrenging verzekert het gebruik van de bovengenoemde middelen de bel^ouwbaarheid van de reduetieoverbrenging onder zware overbelastingen en fluctuaties van het koppel· Een voldoende duurzaamheid van de reductieover-35 brenging kan echter slechts worden verzekerd door werking in een smeermedium· 8700400 ^ i 9

Het uitvoeren, Tan. ondersteuningen van ingaande en uitgaande assen, aangebracht aan de einden Tan deze assen, verbonden met de reduciieoverbrenging in de votm Tan scharnierende eenheden, die de axiale belastingen opneaen en een hoekrerplaatsing van 5 de assen mogelijk maken, elimineert de radiale belastingen op deze ondersteuningen als zij axiaal niet op één lijn liggen met de assen Tan de werkende elementen en Tan het oudersteuningssamen-stel, dat bedoeld is om het gewicht van de boorpijpen op het boor-gereedschap over te brengen* Dit verzekert een lange levensduur van 10 de ondersteuningen bij afwezigheid van radiale en axiale speling·

Het plaatsen van de afdichtingen op de assen naast de ondersteuning gen veroorzaakt de sleehts onbelangrijke radiale trillingen van de assen ia de afdichting, die voldoende dicht blijven onder deze omstandigheden, terwijl de plaatsing van de afdichtingen naast de 15 ondersteuningen tegenover reductieoverbrengingen het mogelijk maakt, dat de ondersteuning wordt geplaatst in de met olie gevulde kamer en aldus wordt beschermd tegen slijtage door aanraking met het boormedium· De uitvoering van de ondersteuningen in de vorm van sferische verbindingen en de plaatsing van de afdichtingen 20 ten opzichte van de ondersteuningen volgens de uitvinding verschaft * de beste omstandigheden voor het werken van zowel de afdichtingen als de ondersteuningen van de ingaande en uitgaande assen·

De levensduur van de afdichtingen wordt nog verder verhoogd omdat elke afdichting is voorzien van een scheidingsruimte gevuld 25 met een buffermedium dat genoemde afdichting beschermt tegen aanraking met het boormedium·

De plaatsing van de ondersteuningen van de planeetrondsels in de insetstukken geplaatst in sleuven van de rondseldrager maakt het mogelijk de afmetingen van deze ondersteuningen te verhogen, 30 waardoor het belastingsvermogen wordt verhoogd. De oppervlakken van de dragersleuven, die samenwerken met de inzetstukken, hebben een cilindrische vorm en hun hartlijnen staan loodrecht op de langs-hartlijn van de reductie-overbrenging en snijden deze, waardoor dus een zelfinstelling en een gelijkmatige belasting van de onder-35 steuningen van het rondsel worden verzekerd in het geval van hoge koppels op de rondseldragers· Deze uitvoering van de bescherming 8 7 0 0 4 0 0 10 tegen overbelasting van de reductieoverbrenging verbetert de be-lastingsverdeling tussen de rondsels omdat zelfinstelling wordt verzekerd van twee elementen van de planetaire overbrenging, dat wil zeggen het zonnewiel en de planeetrondsels, wat bi jdraagt tot een langere levensduur van de reductieoverbrengingreeks*

Het tandvornige oppervlak van het iazetstuk verzekert de zelfinstelling van de ondersteuning! van het planeetrondsel in geval van een bepaald axiaal niet op één lijn liggen van de hartlijn van het. planeetrondsel en de langshartli jn van de reduetieoverbren-^ ging ia een radiaal vlak* Het vlakke oppervlak van het inzetstuk aan de zijde van het planeetrondsel maakt het mogelijk de lengte van het samenstel omvattende het planeetrondsel met ondersteuningen en de inzetstukken te reduceren waardoor aldus het belastings- * vermogen van de reductieoverbrenging wordt verhoogd* ^ De plaatsing van d» inzetstukken met de planeetrondsels in groe pen waarbij de afstanden tussen de hartlijnen van naast elkaar liggende planeetrondsels in êén groep kleiner zijn dan de afstanden tussen de hartlijnen van de ernaast liggende planeetrondsels geplaatst in verschillende groepen verbetert dienovereenkomstig het 20 belastingsvermogen van de reductieoverbrenging en de stijfheid van ♦ de rondseldrager omdat vergeleken met de gelijkmatige verdeling ▼an de planeetrondsels in de cirkelvormige ruimte, deze uitvoering het traagheidsmoment en het weerstandsmoment van de rondseldrager in zijn doorsnede over de sleuven verhoogt* Het maximale effect ^ wordt verkregen als de naast elkaar liggende planeetrondsels in de groepen op een zo klein mogelijke axiale afstand zijn geplaatst.

Het uitvoeren van de stabilisatieinrichting voor het koppel in de vorm van een wrijvingstrap van de reductieoverbrenging omvattende een veer om de wri jvingselementen met een tevoren be-^ paalde kracht samen te drukken, maakt het mogelijk het overbren-gen van piekkoppels aan de elementen van de reductieoverbrenging als gevolg van momentaan slippen van de wri jvingselementen van de wrijvingstrap te vermijden*

De ondersteuningen van de ingaande en uitgaande assen van de reductieoverbrenging uitgevoerd in de vorm van sferische legers, verzekert tegelijkertijd het overbrengen van de roterende beweging 87S 0 4 0 0 11 #·' 5 ▼an de asses es het compenseren ras de hoekverplaatsing van hartlijnen·

Als gevolg van de uitvoering waarbij de extra ondersteuningen van de ingaande en de uitgaande as zijn verbonden met het huis 5 via üexibele elementen is het mogelijk de vereiste oriëntatie van de ashartlijnen gedurende opslag, transport en samenstelles van de boorsotoren te verzekeren· Dergelijke ondersteuningen kunnen zijn vervaardigd in de vorm van radiale rubber-metaalglijcon-tactonders t euningen · 10 Als gevolg van het feit, dat de scheidingsruimte wordt begrensd door een afdichting, een buisvormig element en een deksel aange-bracht op de as en dat hét buisvormige element samen met het huis een fa»n»al vormt voor het doorvoeren van het booraedium, wordt het buffermedium langer in de scheidingsruimte gehouden omdat de kine— 15 tische energie van de mediumstroom bewegend langs de reductie- eenheid wordt onderdrukt door het deksel en het medium in genoemd cirkel vormig kanaal wordt gericht# De extra afdichting uitgevoerd in de vorm van een elastisch membraan, verbonden aas de zijde van de afdichting met het buisvormige element, terwijl het tegenover 20 liggende einde de as omgeeft voor het afdichten ervan gedurende de rotatie, vermijdt het mengen van de buffelen boormedia#

Eet feit, dat de dichtheid vam het buffermedium dat de scheidingsruimte vult hoger is dan de dichtheid van het booxmedium, voorkomt het zogenaamde "drijven” van het buffermedium in het 25 boormedium en voorkomt de aanraking tussen het medium en de afdichting, als de ruimte het buffermedium bevat#

Eet smerende materiaal, dat wordt gebruikt als buffermedium, verbetert de duurzaamheid van de afdichtingen; bovendien verkort het bianendriagen van het buffermedium in de met olie gevulde ka— 2q π er de levensduur van de reducti «overbrenging niet* Dit maakt het mogeli jk dat de scheidingsruimte wordt gebruikt als houder voor reservesmeermiddel, dat dient ter aanvulling van het verlies aan medium uit de met olie gevulde kamer, waardoor een van de minst betrouwbare eenheden, dat wil zeggen de smeerinrichting, kan verwallen· Eet gebruik van buffermedium met smerende eigenschappen 35 maakt een hydraulische verbinding mogelijk tussen de scheidings- 8700400 ♦ % 12 ruin te en de met olie gevulde kamer, als laatstgenoemde is gevuld met het buffermedium. Hierdoor wordt een constante druk in de kamer gehandhaafd bij wijzigingen in de werktemperatuur, terwijl de hoge dichtheid van het buffermedium verhindert dat bcormedium binnendringt 5 ia de afgedichte eenheden en hierdoor wordt de uitvoering van het oliebescheraingssysteem belangrijk vereenvoudgd*

Bij de reductieeenheden voor een boormotor uitgevoerd volgens de uitvinding verlengen de toepassing van de bescherningsinrich-ting tegen overbelasting en de stabilisatieinrichting voor het 10 koppel en dé verbetering van het beschermingssysteem van de olie de levensduur van de eenheid onder moeilijke booromstandigheden*

Het onafhankelijke systeem van de oliebescheraing en het huis van de reductie-eenheid verschaffen een effectieve toepassing bij elk type boormotor* Voor practische doeleinden is de onderhavige uit-15 vinding het best toepasbaar in' de vorm van een stel reductieeenheden met verschillende snelheids verhoudingen, waardoor het mogelijk is elke karakteristiek van de motor te verkrijgen met dezelfde werk-gereedschappen en motorondersteuningseenheid, door verschillende reductieeenheden te wisselen of achtereenvolgens verschillende 20 reductieeenheden te verbinden direct in het boorgat*

Aan de hand van een tekening, waarin een uitvoeringsvoorbeeld is weergegeven, wordt de uitvinding hierna nader beschreven#

Fig. 1 toont schematisch een langsdoorsnede van de reductie-\ eenheid voor een boormotor* 25 Fig* 2 toont een axiale doorsnede door een planetaire reduc- tieoverbrenging.

Fig* 5 toont een doorsnede over de lijn XII-IU in fig* 2*

Fig* k toont een doorsnede over de lijn IV-IV in fig* 3*

Fig* 5 toont een doorsnede voer de lijn V-V in fig. 2# 30 Fig. 6 toont een langsdoorsnede van een deel van de reductie- eenheid met een bepaalde uitvoering van de scheidingskamer.

Fig. 7 toont een doorsnede van een van de uitvoeringen van de reductie-eenheid.

De reductie-eenheid voor een boormotor omvat volgens de uit-35 vinding een hol cilindrisch huis 1 (fig. 1), verbonden met de hulzen 2 en 3 die dienen voor het bevestigen van de reductie-eenheid 87 0 0 4 0 0 · * 13 ia het huis 1. Sea reductie-overbrenging 4- bestaande uit eea zonnewiel ea krooawielen, rondseldragers ea plaaeetrondsels met onderst euningen is aangebracht ia eea met olie gedulde kamer A gevormd door een ciliadrisch huis 5, een ingaande as 6 met een afdichting 5 7 en eea uitgaande as 8 met een afdichting 9· De reductie-over- brenging is verbonden met de ingaande as δ en de uitgaande as 8 door middel van tandwieikoppelingen 10. Se scharnierende ondersteuningen van de assen 6 en 8 zijn uitgevoerd in de vorm van sferische rollagers 11* De afdichtingen 7 en 9 zijn voorzien van 10 scheidingsruimtea respectievelijk B en C, gevuld met eea buffer-medium, dat de afdichtingen beschermt tegen aanraking met het boor-medium. De ruimte B is begrensd door de afdichting 7« de bus 12, die onbewegelijk is bevestigd op de- as 6, een buisvormig element 15« dat vast is bevestigd op het huis 5« «n is geplaatst boven 15 de afdichting 7« en door een deksel 14·, aangebracht boven het buisvormige element 13 ea bevestigd op de as 6 door middel van bussea 12, 15» 16 ea koppelorgaan 17» geschroefd op het van schroefdraad voorziene einde van de as 6,

De scheidingsruimte C omvat ook buisvormige elementen 18 en 20 19» verbonden met het huis 5 ea een deksel 20, verbonden met de as 8 door middel van bussea 21 en 22, met behulp van het koppelorgaan 23, dat is geschroefd op^van schroefdraad voorziene einde Van de as 8« Bet buffermedium aanwezig ia de ruimten B en C is zodanig gekozen, dat wordt voldaan aan de eis van een goede hech-25 ' ting op metaal en een afwezigheid van de neiging tot het vormen van chemische eh mechanische verbindingen met de componenten van het boormedium· De buffermedia worden gewoonlijk zodanig gekozen, dat zij een dichtheid bezitten die hoger is dan die ran het boormedium ea dat zij smerende eigenschappen tijdens de werking be-30 zitten· Bet kanaal D, dat bedoeld is voor het doorleiden van het boormediua is uitgevoerd in de vorm van een cirkelvormige ruimte tussen het huis 1 ea de ermee verbonden bussea 24· en 25 aan één zijde en het huis 5 en de ermee verbonden buisvormige elementen 13 en 18 aan de andere zijde.

35 De reductie-eenheid is in de boormotor aangebracht op zodanige wijze dat de huls 2 is verbonden met het huis van de werkende 870-04 00 14· » Γ· gereedschappen, tjsrwijl de hals 3 is verbonden met het huis van de ondersteuningseenheid van de motor· Dienovereenkomstig is de as € verbonden door het koppelorgaan 17 met de aandrijfas van de motor met een voorziening voor het overbrengen van een koppel ter-5 wijl de as 8 is verbonden door het koppelorgaan 2J op dezelfde wijze met de as van de ondersteuningseenheid voor de motor. Een dergelijke verbinding van de assen maakt een relatieve axiale verplaatsing van de koppelingen mogelijk zonder het uitoefenen van grote axiale krachten op de sferische legers Tlf tegelijkertijd 10 spelen deze verbindingen een r.ol voor verdere ondersteuningen voor de as 6 en 8.

Gedurende de werking van de booraotor wordt de as 6 aangedreven vanaf de aandrijfas van de motor; vervolgens wordt de rotatie verder overgebracht door de koppeling 10 naar de aandrijfas van 15 de reductie-overbrenging, waarin de rotatiesnelheid wordt gereduceerd met een overeenkomstige toename van het koppel· Nu wordt de rotatie met andere parameters overgebracht door de tweede koppeling 10 naar de uitgaande as 8 en verder via het koppelorgaan 23 en de as van de ondersteuningseenheid naar het boorgereedschap· Het 20 axiaal niet op êén lijn met elkaar liggen van de assen 6 en 8 ten opzichte van de betreffende assen van de naast liggende eenheden wordt opgevangen door de hoekverplaatsingen van de hartlijn van de assen 6 en 8 van de reductie-eenheid zonder dat radiale krachten worden uitgeoefend op de ondersteuningen als gevolg van de toepas-25 sing van sferische ondersteuningen 11· Dankzij het feit, dat de afdichtingen 7 en 9 nabij de ondersteuningen 11 zijn geplaatst is zelfs bij het maximaal mogelijke gebied van de hoekverplaatsingen van de hartlijnen van de assen 6 en 8 een radiale speling in de afdichtingen zeer klein ( tot 0,2 mm )f wat toelaatbaar is voor het 3Q normaal werken van de afdichtingen, die in de boormotoren zijn gebruikt. De afwezigheid van axiale speling in de ondersteuningen 11 en een klein gebied van radiale trillingen van de assen 6 en 8 op het punt van de afdichting verzekeren goede omstandigheden voor het lang functioneren van deze afdichtingen, wat op zijn beurt 35 bij draagt tot de langere levensduur van de ondersteuningen 11 onder voorwaarde dat voor een langdurige tijdsperiode olie aanwezig is 8700400 15 is de leaser A,

De seheidingsruiaten B en C, die zijn gevuld met bufferaedia vermijden bet contact van de afdichtingen 7 9 ®*t ket booroediua, dat slijtende deeltjes bevat? bovendien wordt het uiwassen van het 5 smeermiddel uit de ruisten door het bcomedium verhindert als gevolg van het verschil in dichtheden en andere eigenschappen vaa de hierboven gesoesde media* Het deksel 15 beschermt het buffer-medium ia de ruiste tegen uit was sen door de snelheidsdruk van het booimedium door de kinetische energie ervan te verlagen en de 10 atroos ia het cirkelvormige kanaal B te richten. Als een voldoend grote hoeveelheid buffersediua aanwezig is in de ruiste 3 kan laatstgenoemde ook als smeerinrichting werken, bedoeld os het verlies soeeraiddel uit de kaser A aan te vullen. Het lekken heeft meestal plaats ia de onderste afdichting 9 omdat het boormedium 15 een deel van zijn druk ia het kanaal D verliest terwijl de druk in de met olie gevulde kamer A ongeveer constant blijft, wat een drukverschil veroorzaakt op de afdichting aan de zijde van de kamer A« De lekken verlagen de druk ia de kamer A wat gepaard gaat met een kleinere drukval op de afdichting 9 en een grotere druk-20 val op de afdichting 7, welke drukval is gericht vanaf de ruimte D naar· de kamer A· Onder invloed van deze drukval dringt het smerende buffermedium ia de kamer A, waardoor de olielekken worden gecompenseerd. Het buffermedium kan bestaan uit verdikte en zware olie, dikke smeermiddelen, kunststofmaterialen en vloeibare meta-25 len én legeringen. Het buffermedium moet zo worden gekozen dat het mengen ervan met het smerende materiaal aanwezig in de kamer A de smerende eigenschappen van beide media niet reduceert. Om de reserve aan smeermiddel in de kamer A en de ruimten 3 en C aan te vullen bezit het huis 1 gaten voor afsluiters en pluggen (niet -30 weergegeven)·

Om de oriëntatie van de assen 6 en 8 te verbeteren als de reductie-eenheden in horizontale stand worden getransporteerd, ook als zij worden geïnstalleerd in de booraotor, is het gewenst genoemde assen te voorzien van speciale radiale ondersteuningen, 35 die zijn verbonden met het huis 1, onder tussenkomst van flexibele elementen, die een radiale belasting van de ondersteuningen 8700400 ♦ ·κ 16 reduceren in het geval van een axiaal niet op één lijn met elkaar liggen van de assen, die worden verbonden· In fig. 1 zijn dergelijke ondersteuningen weergegeven in de vorm van de rubber-metaal-radiale glijcontactlegers 26 met bussen 27 waarin de flexibele 5 elementen zijn gevormd door een rubber-bekleding van het leger 26· De plane taxie reductieoverbrenging van de eenheid kan op verschillende wijzen worden uitgevoerd, en met verschillende snelheids verhoudingen, afhankelijk van de eisen van het nuttig effect van het boren· Den uitvoering van de reductieoverbrenging ^ is lü weergegeven in fig. 2· Deze pverbrenging omvat de trappen van de planetaire tangwielreeks omvattende de zonnewielen 28 en 29* de kroonwielen 30 en 31* de planeetrondsels 32, 33 met de ondersteuningen 34-* en de rondseldragers 35 en 36· De tandwiel trappen zijn onderling verbonden door koppeloverbrengende koppelingen 37» die 15 van het gegroefde of getande type kunnen zijn· De aandrijfas 38 van de overbrenging is verbonden met de ingaande as 6 via hec koppel orgaan 39 en koppeling 10 (fig.1),terwijl de aangedreven as van de reductieoverbrenging, rondseldrager 36, is verbonden door de koppeling 10 met de uitgaande 8· De eerste wrijvingstrap van de 20 reductieoverbrenging is zo uitgevoerd dat hij werkt als een sta-bilisatieinrienting voor het koppel, dat wil zeggen, is een inrichting, die het effect van fluctuaties van het koppel op de werking van de gehele reductieoverbrenging elimineert· Dit wordt bereikt door het voorzien van de wri jvingstrap van een veer kO, die 25 is bevestigd op de as 38 en de schuine zonnewielen 28 drukt tegen de taps toelopende oppervlakken van de planeetrondsels 32, die op hun beurt door de cilindrische oppervlakken worden gedrukt tegen het kroonwiel 30, dat is verbonden met het huis 1 van de reductie-eenheid· De parameters van de veer kO zijn zodanig, dat de samen-3q drukking van de wrijvingselementen 28, 32, 30 het overbrengen verzekert van een maximaal koppel vereist voor de normale werking van het boorgereedschap. Als dit koppel begint te fluctueren kunnen de pieken ervan de elementen van de reductieoverbrenging vernieuwen, de wrijvingselementen van de trap slippen momentaan 35 waardoor de koppelpiek wordt gereduceerd·

De tweede getande trap van de reductieoverbrenging omvat een 870Ό400 17 beveiliging tegen overbelasting· Deze bestaat uit inzetstukken 41 (fig. 3f 4) en de ondersteuningen 34 van de planeetrondsels 33» die zijn geplaatst in de sleuven E van de rondseldrager 36· Het deel E„ van elke sleuf Ξ, dat samenverkt met het inzetstuk 41, heeft 5 i de vorm van een cilindrisch oppervlak waarvan de hartlijn loodrecht staat op de langshartlijn van de reductieoverbrenging (samenvallend met de hartlijn van het zonnewiel 29) en snijdt hem· Het oppervlak F van het inzetstuk 41, dat samenwerkt oet het cilindrische oppervlak van de sleuf E is tonvormiag (fig· 4)· Het oppervlak G van het ^ inzetstuk 41 (fig· 3)» gericht naar het planeetrondsel 33 is vlak.

De planeetrondsels 33 oet de ondersteuningen 34 en de inzetstukken 41 zijn geplaatst in de cirkelvormige ruimte tussen het zonnewiel 29 en het kroonwiel 31 onregelmatig in groepen (fig· 5) zodat de afstanden tussen de hartlijnen van de naast elkaar liggende pla-15 neetrondsels 33a en 33b in één groep korter zijn dan de afstanden tussen de hartlijnen van naast liggende planeetrondsels 33b en 33c aanwezig in verschillende groepen· Dienovereenkomstig zijn ook de oppervlakken van de dwarsdoorsnede en de weerstandsmooenten van de elementen 3éa en 36b van de rondseldrager verschillend· 20 ,

Alle bovengenoemde kenmerkende eigenschappen van de getande trap van de reductieoverbrenging hebben tot doel het belasting opnemende vermogen van de zwakste elementen van de reductieoverbrenging, zoals de ondersteuning 34, de planeetrondsels 33« en de rondseldrager 4 te verhogen* Hun vermogen tot het opnemen van belasting stijgt dus voldoende voor het overbrengea van het koppel dat het normaal werken van het boorgereedschap verzekert· Als het koppel wordt overgebracht via de reductieoverbrenging 4 wordt de rondseldrager 36 getwist ten 'opzichte van de langshartlijn, worden de dragerelementen 36a en 36b (fig· 5) gebogen ten opzichte van de hartlijnen X-X en Y-T, wat gepaard gaat met het draaien van de assen van de planeetrondsels 33 (fig· 3) over een bepaalde hoek·

De uitvoering van de reductieoverbrenging 4 overeenkomstig de onderhavige uitvinding verhoogt het totale weerstandskoppel van de drager element en 36a en 36b in vergelijking oet de reductieoverbren-55 ging waarvan de planeetrondsels op regelmatige afstand van elkaar en gelijkmatig in de cirkelvormige ruimte zijn geplaatst. Het 8700490 ν· 18 maximale effect wordt bereikt als de afstanden van hartlijn tot hartlijn van de planeetrondsels 33a en 33b minimaal zijn en voldoen aan alle eisen van het samenstellen van de planetaire overbrenging· De spanningen in de genoemde elementen van de rondsel-5 drager worden nog verder gereduceerd omdat een grote straal S (fig. 3) van het cilindrische oppervlak practisch spanningscon-centraties uitsluit op de verbindingen tussen de langselementen 36a en de dwarselementen 38c van de drager van het rondsel. De vlakke vorm van de oppervlakken G maakt het mogelijk de totale 10 lengte van de sleuf 3 te reduceren, wat bijdraagt tot een hogere sterkte en stijfheid van de drager van het ronsel. TegdS.jkertijd maakt het plaatsen van de rondselondersteuningen 34 ia ie inzet-stukken 41 het mogelijk de diameters ervan te vergroten en de langsbelasting ervan vergeleken met de uitvoeringen waarbij de 15 ondersteuningen binnen de planeetrondsels zijn geplaatst. De werkomstandigheden van de ondersteuningen 34 worden nog verbeterd als gevolg van de tonvorm van het inzetstuk 41, wat het mogelijk maakt dat de ondersteuningen 34 zelf instelbaar zijn als de as van de planeetrondsels 33 niet op één lijn ligt in twee 20 onderling loodrechte vlakken.

Een uitvoering van de scheidingsruimte B (fig.6) omvat een hulpafdichting in de vorm van een elastisch membraan 42. Eén zijde van het membraan 42 is versterkt door metalen ringen 43 die het mogelijk maken dat het membraan 42 onder druk wordt geplaatst 25 in het buisvormige element 13* Ann de andere zijde past het membraan om de bus 12 die is bevestigd op de as 6 met een speling van 3 tot 7 om voor het afdichten van de bus maar om het de as 6 mogelijk te maken samen met de bus 12 te roteren. Deze hulp-afdichting verdeelt de ruimte B in twee delen B^ en De ruimte 30 B^ neemt een smerend buffermedium op, terwijl het buffermedium in de ruimte Bg geleidelijk wordt vervangen door h=t boormedium. Omdat het medium geleidelijk ontsnapt vanuit de kamer A wordt het smeermiddel weer aangevuld vanuit de ruimte Bj, Een voordeel van deze uitvoering ligt in een langere handhaving van het buffer-35 medium in de ruimte B.

De uitvoering van de reductie-eenheid voor een boormotor (fig. 7) verschilt van de basisuitvoering (fig. 1) dat de schei- 87 0 0-1-0 0 19 den.de ruiste B hydraulisch via kanaal A in verbinding staat met de met olie gevulde kamer A, die de reductieaandrijving 4 en de ondersteuningen 11 opneemtj de kamer A, evenals de kamer B is gevuld set een smerend buffermedium· Bij een dergelijke uitvoering s wordt de druk van het boormedium overgebracht vanaf de ruimte B in de kamer A via het kanaal L· Als het volume van het medium ia de kamer A wijzigt als gevolg van thermische variaties en medium stroomt heen en weer door kanaal L, blijft de druk in deze kamer onveranderd, zodat de afdichting 7 practisch vrij is van ^ het effect van de drukval· Zijn functies bestaan slechts in het voorkomen van het neerslaan van vaste deeltjes die treden in de kamer A als het medium aanwezig in het bovenste deel van de ruimte B boven het buffermedium niet voldoende is gezuiverd· Daarom is de uitvoering van de afdichting 7 eenvoudiger dan in het geval Tan de basisuitvoering Cfig· 1)· Bijvoorbeeld heeft het de vorm ran ten labyrintpoort van het randtype· De reductie-eenheid voor esn boormotor volgens deze uitvoering (fig* 7) is zeer eenvoudig, voldoende betrouwbaar en duurzaam·

Set gebruik van de bovenbeschreven technischs oplossingen maakt 20 fcet mogelijk een eenvoudige en betrouwbare uitvoering van de reductie-eenheid voor een boormotor te verschaffen, die een efficiënt boren van gaten met verschillende typen boormotoren mogelijk maakt, practisch tot elke tegenwoordig met de gebruikelijke hydraulische installatie van de boorinstallaties al naar het dieptepunt· 25 De eigen voorraad van de eenheid alsmede het oliebeschermings-systeem maakt gebruik ia de vorm van een stel van verschillende reductie-eenheden mogelijk welk stel een reeks van snelheidsver-houdingen verzekert, die een groot gebied van uitvoeringseigen-schappen kunnen verschaffen vereist door verschillende boorom- · 30 standigheden zonder dat de werkelementen en de ondersteuningseenheden voor de motor behoeven te worden gewijzigd· Genoemde eenheden kunnen worden aangebracht op de boorinstallatie in een stel terwijl de vereiste karakteristiek van de motor direct in het boorgat kan worden bepaald door het vervangen of acter elkaar 35 combineren van een aantal reductie-eenheden· 8700400

Claims (5)

1. Afdichtinrichting voor de reductie-overbrenging van een boormotor, omvattende een met olie gerolde kamen en afdichting van draaiende assen, met het kenmerk, dat de afdichtingen voorzien zijn van scheidingsroimten (B, C) gevuld met een buffer-fluidum, dat de af- 5 dichtingen (7» 9) tegen aanraking met het boorfluidum beschermt.

2. Afdichtinrichting van de reductie-overbrenging van een boor-motor volgens conclusie 1,met hetkenmerk, dat de schei-dingsruimte (B) een extra afdichting (42) omvat vervaardigd in de vorm van een elastisch membraan, wadrby een deel van het membraan dat ver- 10 bonden is met een buisvormig element aangebracht is by de zijde van de afdichting, waarbij het tegenoverliggende deel van het membraan om de as aangebracht is voor het afdichten daarvan.

3* Afdichtinrichting voor de reductie-overbrenging van een boormotor volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat het buffer-* 15 fluïdum dat in de scheidingsruimte (B, C) gevuld is een dichtheid groter dan die van het boor fluidum heeft.

4· Afdichtinrichting voor de reductie-overbrenging van een boormotor volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat het buffer-fluidum een smeer-fluidum is.

5. Afdichtinrichting voor de reductie-overbrenging van een boormotor volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de scheidingsruimte (b) in hydraulische verbinding staat met de met olie gevulde kamer (a) die eveneens met het buffer-iluidum gevuld is. 8700400