NO316127B1

NO316127B1 - Innretning for å styre boreretningen til en borekrone

Info

Publication number: NO316127B1
Application number: NO19965061A
Authority: NO
Inventors: Akio Ikeda; Koetsu Shano
Original assignee: Japan Nat Oil Corp
Priority date: 1995-03-28
Filing date: 1996-11-27
Publication date: 2003-12-15
Also published as: DE69608375D1; NO965061L; US5875859A; EP0759115B1; NO965061D0; DE69608375T2; WO1996030616A1; EP0759115A1

Abstract

Hensikten med oppfinnelsen er å tilveiebringe en innretning for å styre boreretningen til borekroner, ved hjelp av hvilken boreretningen kan nøyaktig detekteres, borekronebelastningen og vibrasjonen som påvirker det svakt oppbygde doble eksentriske mekanismeparti kan kontrolleres, og stivheten av den roterende aksel forsterkes. Innretningen for å styre boreretningen til borekroner omfatter et hus (6) av sylindertypen, en første ringformet komponent (11) som er plassert på en innvendig omkrets overflate som er eksentrisk i forhold til sylinderhuset (6), en annen ringformet komponent (12) som er plassert på den innvendige omkretsoverflate som er eksentrisk i forhold til den sirkulære innvendige overflate av den første ringformede komponent (11), og hule harmoniske reduksjonsveksler (13, 14) som roterer den første og annen ringformede komponent (11, 12) om sine respektive sentre, og innretningen for å styre boreretningen til borekroner er brukt til å bestemme stillingen til den roterende aksel (2) ved individuell rotasjon av den første og annen ringformede komponent (11, 12) I innretningen for å styre boreretningen til borekronene er en resolver plassert mellom den første og annen ringformede komponent (11, 12) og de hule harmoniske reduksjonsveksler (13, 14) for å detektere rotasjonsvinkel-stillingen til den første og annen ringformede komponent (11, 12) Videre er et dreielager (8) på den roterende aksel (2) plassert i et midtpunkt mellom borekronen og den første og annen ringformede komponent (11, 12) Videre er en fleksibel kobling (3) plassert på det øvre parti av den første og annen ringformede komponent (11, 12), og et lager (15) er videre montert på den fleksible kobling for å støtte den roterende aksel (1).

Description

Oppfinnelsen er generelt rettet mot en styremnretmng og delkomponenter av denne for å styre boreretningen til en borekrone som typisk anvendes ved olje- og gassbrønner

En boreinnretning blir generelt anvendt med den hensikt å bore hull for å samle opp undergrunnsressurser, eller for bygg- og anleggsvirksomhet Særlig er en roterende boreinnretning en type som vanlig benyttes for å bore en brønn som er plassert i en stor dybde til et visst nivå i de geologiske lag for å samle opp undergrunnsfluidressurser inkludert petroleum, naturgass eller geotermisk damp For den ovennevnte dype av boreinnretninger er det uomgjengelig nødvendig å tilpasse styreinnretnmgen som er plassert på det distale endeparti av boreinnretningen for å styre bevegelsesretningen til borekronen slik at borekronen kan vike unna når den møter en plate av en hard bergart, slik at boreoperasjonen fortsetter effektivt uten noe uønsket avbrudd Videre, i tilfelle boreretningen på grunn av uventede årsaker avviker fra den tilsiktede retning, er det også nødvendig å anvende en styreinnretning i det distale endeparti av boreinnretningen for å korrigere boreretningen til den opprinnelige målretmng

Konvensjonelt har flere styremekanismer som er tilpasset til en borekrone av roterende type blitt foreslått for å korrigere boreretningen, inkludert de som er beskrevet i utlagt japansk patentsøknad nr Sho 57-21695, utlagt japansk patent-søknad nr Sho 57-100290 og utlagt japansk patentsøknad nr Sho 58- 210300 Styremekanismene som er beskrevet i de ovennevnte patentpubhkasjoner er imidlertid ikke i stand til å styre boreretningen i alle retninger Videre er styremekanismene i denne kjente teknikk komplisert Dette er ulemper forbundet med konvensjonelle typer av innretninger for å styre boreretningen Nylig har en annen styremekanisme blitt foreslått i en beskrivelse i den utlagte japanske patentsøknad nr Hei 4-76183 Den foreslåtte mekanisme består prinsi-pielt av en rekke hule harmoniske reduksjonsveksler, en rekke eksentrisk roterende komponenter utstyrt med et eksentrisk hult parti som er forbundet til respektive utløp fra de hule harmoniske reduksjonsveksler, og roterer på en eksentrisk måte i forhold til en roterende aksel i hver reduksjonsveksel, og en roterende aksel for borekronen som i boreinnretningen er plassert på en slik måte at borekronen er innsatt gjennom det hule parti av den hule harmoniske reduksjonsveksel og det eksentriske hule parti av den eksentriske roterende komponent De ovenstående konstruksjoner gjør det mulig for den roterende aksel å forandre retning og posisjon tilnærmet langs retningen av en midtplassert aksiell lmje i akselen på grunn av en begrensende påvirkning på den innvendige omkretsoverflate av det eksentrisk roterende eksentriske hule parti

Videre har ennå en annen styremekanisme (utlagt japansk patentsøknad Hei 5-149079) blitt foreslått Den foreslåtte styremekanisme omfatter (1) første og andre hule harmoniske reduksjonsveksler som er anordnet koaksialt i forhold til hverandre, (2) en første ringformet komponent som er plassert på koaksial måte i forhold til den første harmoniske reduksjonsveksel og er rotert av reduksjonsvekselen, og (3) en annen ringformet komponent som er koaksialt plassert i forhold til den annen harmoniske reduksjonsveksel og rotert av reduksjonsvekselen Ringformede endepartier av de første og andre ringformede komponenter overlapper hverandre for å gjøre det mulig med en relativ rotasjon Endeområdene av de på denne måte overlappede partier er avgrenset av den skrå flate som er skråstilt med en viss vinkel En roterende aksel for borekronen er innsatt gjennom et hult parti av den første og annen ringformede komponent Ved innbyrdes relativ rotasjon av disse første og andre ringformede komponenter kan en utbøynmg tilveiebringes langs en viss retning av den roterende aksel

Videre er enda en annen styremekanisme foreslått i utlagt japansk patent-

søknad nr Hei 5-202689, som vist på figur 16, som består av (1) et syhnderhus 601, (2) en første ringformet komponent 602 som er roterbart under-

støttet på en sirkulær innvendig omkretsoverflate av sylinderhuset 601 og er anordnet med en sirkulær innvendig omkretsoverflate som er eksentrisk i forhold til sylinderhuset 601, (3) en annen ringformet komponent 603 som er roterbart understøttet på en sirkulær innvendig omkretsoverflate av den første ringformede komponent 602 og er anordnet med en sirkulær innvendig omkretsoverflate som er eksentrisk i forhold til den sirkulære innvendige omkretsoverflate, og (4) hule harmoniske reduksjonsveksler 604, 605 som roterer de ovennevnte første og andre ringformede komponenter 602, 603 langs sine midtplasserte akser Med de ovennevnte konstruksjoner kan størrelsen av eksentrisiteten til den sirkulære innvendige omkretsoverflate av den første ringformede komponent 602 innstilles i forhold til sylinderhuset 601 til å være hk størrelsen av eksentrisiteten av den sirkulære innvendige omkretsoverflate av den annen ringformede komponent 603 i forhold til den første ringformede komponent 602 En roterende aksel 607 med en borekrone 606 i sitt distale endeparti er forbundet til den annen ringformede komponent 602 for å kunne beveges langs et senterparti av den sirkulære innvendige omkretsoverflate av den annen ringformede komponent 603 Videre kan den roterende aksel 607 være plassert i forhold til et dreielager 608 som utgjør et dreiepunkt for respektivt å rotere den første og andre ringformede komponent 602, 603

Ved alle de ovennevnte styreinnretninger for boreretningen for borekroner, er det, siden dreiepunktet til utbøynmgen av den roterende aksel er plassert ved den øvre understøttelsesmekanisme for akselen i styreinnretningen for borekronen en fare for brudd på grunn av for store bøyespenmnger som ville være forårsaket av utbøynmgen tilveiebragt på den roterende aksel

Ved den ovennevnte boring, dersom utbøynmgen, som er påført den roterende aksel når boreretningen avvikes, absorberes ved å anordne et umversalledd på det sted hvor maksimal bøyespenmng opptrer i den roterende aksel, kan skaden på den roterende aksel på grunn av for store bøyespenmnger forebygges Videre er det nødvendig å beskytte innretningen for å styre boreretningen fra høy temperatur og høye trykk i det fiendtlige miljø, siden borene vanligvis er benyttet i området nært bunnen av olje- eller gassbrønner Videre er det påkrevet at smøreol-jen, som er påfylt og innelukket eller forseglet i et ringformet rom avgrenset av sylinderhuset som er anordnet på den utvendige omkretsflate av den roterende aksel, er innelukket på en vanntett måte av tetningsm aten ale som er montert i begge ender av sylinderhuset

Ved vanlige bortyper blir smøreoljen påfylt og forseglet inne i sylinderhuset ved omgivelsestrykk og omgivelsestemperatur ved bakkenivå Når boret benyttes i bunnpartiet av brønner vil smøreoljen indirekte bh utsatt for høye temperaturer og trykk Det vil således skje en forandring i trykk på grunn av volumutvidelse Under disse forhold, dersom trykkdifferansen i forhold til trykket i det omgivende slamholdige vann overstiger terskel trykkdifferansen for tetninger som er plassert i begge ender av sylinderhuset, vil smøreoljen lekke ut, eller det slamholdige vannet vil lekke inn Dette kan forårsake at styreinnretmngen blir satt ut av drift Vanligvis benyttes en dobbel tetningsmekanisme som tetningsinnretmng mellom sylinderhuset og den roterende aksel, som det fremgår av figur 4a og 4f, beskrevet i utlagt japansk patentsøknad nr Sho 57-21695 (US 6/158948)

Selv om retningen og størrelsen av utbøynmgen som en roterende aksel utsettes for kan bestemmes av posisjonen til de roterende vinkler til de første og andre sirkulære komponenter i de ovennevnte typer av innretninger for styring av boreretningen, var en slik detektenngsmekanisme ikke beskrevet i utlagt japansk patentsøknad nr Hei 5-202689 Videre anvender nevnte utlagte japansk patentsøk-nad nr Hei 5-202689 en puls-tellemetode (vanligvis benyttes en fotosensor eller en eddy current sensor) med hvilken, som det fremgår av figur 17 (a), et tannhjul 702 er tilveiebragt på overflaten av det roterende legeme 701, og pulser vist på figur 17 (b), som detekterer antallet utvekslinger som forløper under rotasjonen, telles med hjelp av en sensor 703

Sammenfattende oppviser innretningene for styring av boreretningen beskrevet i utlagt japansk patentsøknad nr Hei 4-76183, utlagt japansk patentsøknad nr Hei 5-149079 og utlagt japansk patentsøknad nr Hei 5-202689 følgende tekniske problemer

(A) trykklageret, som bærer borekronebelastningen, virker som en støttemekamsme for en øvre roterende aksel i innretningen for styring av boreretningen, og

borekronebelastningen virker opptil denne plassenngen av den roterende aksel

(B) Selv om retningen og størrelsen av utbøynmgen av den roterende aksel kan bestemmes ved å kjenne den roterende vinkelposisjon til den første og annen

ringformede komponent, er det vanskelig å opprettholde det opprinnelige referansepunkt for detektering av den roterende vinkelposisjon dersom en konvensjonell puls-tellemetode (som vanligvis benytter en fotosensor eller en eddy current sensor) anvendes Videre er det enda vanskeligere å detektere den roterende vinkelposisjon med tilfredsstillende nøyaktighet under det fiendtlige miljø ved bunnpartiet av brønnen hvor høy temperatur og høyt trykk eksisterer flere hundre eller flere tusen meter under grunnens overflate, selv om det kan oppnås ved å justere målenøyaktigheten ved bakkenivå (C) Dreiningen av utbøynmgen av den roterende aksel fungerer som en støttemeka-msme for den øvre aksel i innretningen for styring av boreretningen, hvilket

resulterer i at avstanden fra dreiningen til den nedre tetningsmekanisme blir større, og størrelsen av eksentrisiteten til akselen ved det nedre tetningsparti vil bli større når den roterende aksel bøyer ut Følgelig vil konstruksjonen av tetmngsmekanis-men bh mer komplisert, og utformingen av tetningsmekamsmen vil bh svært vanskelig Videre kan bøyevinkelen til den roterende aksel ikke gjøres stor på grunn av

restriksjonen fra selve tetningsmekamsmen

(D) Den doble eksentriske mekanisme understøtter den roterende aksel rett over borekronen Vibrasjon på grunn av boreoperasjonen vil således overføres direkte

og øyeblikkelig til den eksentriske mekanisme Dette kan gi et problem i forhold til konstruksj onsstyrken

Som et resultat av dette, siden den konvensjonelle type av styreinnretninger styrer boreretningen ved å benytte sideveis last på borekronen, vil størrelsen av sideveis last på borekronen bh vidtgående forandret ved forandringer i belastningen på borekronen på grunn av den svake stivhet til den roterende aksel l verste tilfelle kan borekronen dreies til motsatt retning i forhold til den ønskede retning Dette er en annen alvorlig ulempe forbundet med utstyr av den konvensjonelle type Videre forbinder universalkoblingen, som benyttes i de vanlige typer av innretninger for styring av boreretningen, to eksentriske dnvaksler som anvendes for å drive de roterende maskiner og kun overfører den roterende kraft Uheldigvis er noen type av universalkobhng som kan benyttes på steder hvor et fluid strømmer inne i slike borerør ennå ikke kjent

Videre kan de doble nngtetninger, som er plassert mellom sylinderhuset og den

roterende aksel i innretninger av konvensjonell type for å styre boreretningen, ikke utelukkende svare på forandringer i trykk i smøreoljen som er påfylt og innelukket mellom sylinderhuset og den roterende aksel i innretningen for å styre boreretningen til borene, men kan heller ikke følge forandringene i forskyvning langs en retning vinkelrett på akselens akse i den roterende aksel når boreretningen skal endres Videre oppviser den ovennevnte type av tetningsmekanisme en lavere varighet på grunn av ghdebevegelsen ved forskyvningen langs retningen vinkelrett på akselens akse, og utlekkingen av smøreolje og mnlekkingen av slamholdig vann kan ikke forebygges

Videre har puls-tellemetoden for deteksjon av posisjonen av den roterende vinkel til den første og annen ringformede komponent som er anordnet i innretningen for styring av boreretningen følgende tekniske ulemper

(a) Den kan kun detektere posisjonen hvis avstanden mellom den detekterende sensor og gjenstanden er innenfor flere millimeter Særlig er fotosensoren tilbøyelig til å bli forringet på grunn av den forurensede smøreolje, hvilket resulterer i en feilfunksjon eller en manglende evne til deteksjon (b) En ekstra sensor, som utelukkende benyttes for detektering av det opprinnelige referansepunkt av hensyn til styringen, er påkrevet, hvilket forårsaker et mer komplisert program for vinkeldetektenng (c) Selv om det er enkelt å kontrollere det opprinnelige referansepunkt ved bakkenivå, vil det bh vanskelig å opprettholde det opprinnelige referansepunkt og nesten umulig å utføre en tilfredsstillende nøyaktig deteksjon under den høye temperatur og det høye trykk flere hundre eller flere tusen meter under bakkens overflate (d) Siden eddy current sensoren er ømfintlig for å bh påvirket av støy på grunn av høyfrekvente signaler, vil det være nærmest umulig å utføre en tilfredsstillende nøyaktig deteksjon i de tilfeller hvor boreoperasjoner hvor kabellengden mellom sensoren og styreenheten kan være i størrelse flere hundre eller flere tusen meter under bakkenivå

Alt det ovenstående har resultert i et behov for en innretning ifølge foreliggende oppfinnelse, hvis pnmære hensikt er å tilveiebringe en innretning for å styre boreretningen til boret hvor posisjonene til rotasjonsvinklene til den første og annen ringformede komponent kan detekteres med en tilfredsstillende nøyaktighet ved bunnpartiet av brønnen under høy temperatur og høyt trykk Dette betyr at (i) størrelsen av forskyvningen langs retningen vinkelrett på den aksielle retning av den roterende aksel ved det nedre tetnmgsparti kan minimaliseres, (11) den ugunstige virkning på borekronens belastning og vibrasjon under boreoperasjonen på det eksentriske mekanismeparti - som er en forholdsvis svak konstruksjon - kan kontrolleres, (111) og stivheten av den roterende aksel over borekronen kan forsterkes

Den annen hensikt ved den foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en hul universalkobhng for bor hvor utbøynmgen generert på den roterende aksel kan frigis av innretningen for styrmg av boreretningen, og utstrømningen av slamholdig vann, som strømmer inne i den roterende aksel, kan forebygges Den tredje hensikt ved den foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe trykkuthgnende utstyr og tetningsutstyr for innretningen for styring av boreretningen, med hvilket utlekking av smøreolje som har blitt påfylt og innelukket i styreinnretningen og innlekking av slamholdig vann kan forebygges i en lang tidsperiode

Den fjerde hensikt med den foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe vinkeldetekterende utstyr med hvilket (uansett avstand mellom den detekterende sensor og gjenstanden og tilstedeværelsen av forurenset smøreolje som har blitt påfylt og innelukket i innretningen for styring av boreretningen) en absolutt verdi av vinkelen fra det opprinnelige referansepunkt for den første og annen ringformede komponent nøyaktig og stabilt kan detekteres under tilstedeværelse av fiendtlig miljø inkludert den høye temperatur og det høye trykk ved bunnen av brønnen, som vanligvis befinner seg flere hundre eller flere tusen meter under bakkens overflate, deteksjon av det opprinnelige referansepunkt og vinkel kan oppnås ved å benytte kun én sensor, og den uønskede svekking på grunn av lengden av kablene mellom sensoren og styreinnretningen og støy knapt vil påvirke deteksjonsnøyaktigheten De ovennevnte hensikter oppnås ved en innretning i henhold til de etterfølgende krav

Etter utførelse av grundig og kontinuerlig forskning og utvikling for å oppnå den ovennevnte første hensikt, har oppfinnerne av den foreliggende oppfinnelse funnet at dreielageret ikke kun funksjonerer som et trykklager for opptak av belastningen på borekronen, men det tjener også som et rotasjonssenter når retningen langs den sideveis aksielle retning av rotasjonsakselen ved den doble eksentriske mekanisme forandres ved plassering av dreielageret på midtpunktet mellom borekronen og den doble eksentriske mekanisme, og ved å tilveiebringe en fleksibel kobling med det øvre lager i det øvre parti av den doble eksentnske mekanisme for å absorbere forskyvning av en roterende aksel i sideveis aksiell Tetning Videre ble det funnet at den nedre tetning kan plasseres nært dreielageret, for å forskyve borekronen i motsatt retning, hvilket resulterer i at størrelsen av forskyvningen av den roterende aksel i sideveis aksiell retning ved det nedre tetningsparti blir minimalisert og forenklet Videre ble det registrert at forskyvningen av den roterende aksel i sideveis aksiell retning kan absorberes av den fleksible kobling, og en for stor bøyespenning på den roterende aksel kan forebyges

Det ble deretter, for å oppnå den annen hensikt ved oppfinnelsen, funnet at utbøynmgen påført den roterende aksel kan absorberes, og at utlekking av slamholdig vann som strømmer inne i den roterende aksel kan forebygges ved å tilveiebnnge et gjennomgående hull i et midtpunkt av tverrpinnen som forbinder et hult åk og en hul senteraksel med hule åk i begge ender, ved innsetting av et tetningsrør inne i forbindelsespartiet for det hule åk, benytte hule åk i begge endepartier av den hule senteraksel, og tverrpinnen, og ved å tette forbindelsespartiet

For å oppnå den tredje hensikt ved oppfinnelsen, etter kontinuerlig og grundig forskning og utvikling, har oppfinnerne av foreliggende oppfinnelse funnet at (i) forskyvningen av den roterende aksel i sideveis aksiell retning kan absorberes ved innsetting av universalkobhngen som en del av den roterende aksel når styreinnretningen er i ferd med å forandre boreretningen til boret, (11) det partiet av den roterende aksel som befinner seg over universalkobhngen ikke beveges langs aksiell retning, (111) forskyvningen av den roterende aksel under universalkobhngen i sideveis aksiell retning kan absorberes ved fleksibel forbindelse mellom tetningsboksen og et syhnderhus, og (iv) utlekkingen av smøreolje som har blitt påfylt og innelukket inne i innretningen for styring av boreretningen til bor og innlekkingen av slamholdig vann kan forebygges i en lang tidsperiode ved tilveiebringelse av en tetningskomponent nær lagerakselen til den roterende aksel over universalkobhngen gjennom en trykkuthgnende mekanisme, som således separerer smøreoljen og det slamholdige vann

Videre, for å oppnå den fjerde hensikt ved oppfinnelsen, har vidtgående forskning fått oss til å konkludere at posisjonen til den absolutte verdi av vinkelen av de ringformede komponenter kan detekteres med større nøyaktighet ved å benytte en resolver, kjent som en vinkeldetekterende sensor, ved hjelp av hvilken en mekanisk vmkelforskyvning omdannes til elektriske signaler, ved plassering av en resolver med en hul rotor nær begge sider av borets doble eksentriske mekanisme, ved å forbinde den hule rotor og ringformede komponenter, og ved direkte å forbinde den hule harmoniske reduksjonsveksel til et endeparti av den hule rotor Med den ovennevnte konstruksjon, ifølge foreliggende oppfinnelse, er den fleksible kobling som skal benyttes ved innretningen for styring av boreretningen til bor ikke begrenset til en bestemt type, men kan være enhver type dersom utbøyingskraften generert av forskyvningen av den roterende aksel i sideveis aksiell retning kan absorberes av den dobbelt eksentriske mekanisme og utlekkingen av slamholdig vann som strømmer inne i den roterende aksel kan unngås Imidlertid kan (i) en hul universalkobhng, hvor et tetningsrør er innsatt og står i inngrep inne i forbindelsespartiet for et hult åk, en hul senteraksel og en tverrpinne som i begge ender av denne tettet, eller (11) et hult fleksibelt rør av skrueforbindelsestypen som benytter et materiale med en forholdsvis lav elastisitetsmodul, såsom titan eller lignende, bh benyttet

Ved foreliggende oppfinnelse, ved å benytte en resolver mellom den første og annen ringformede komponent og den hule harmoniske reduksjonsveksel, kan absoluttverdien av posisjonen til de roterende vinkler av de første og andre ringformede komponenter detekteres med større nøyaktighet, og en presis og stabil styring av boreretningen kan oppnås Videre kan rotoren i resolveren også tjene som en dnvkraftoverførende komponent for å overføre utgangsrotasjon fra det harmoniske reduksjonsveksel til den første og annen ringformede komponent, slik at hele enheten kan utformes som en kompakt konstruksjon

Videre, når det gjelder innretningen for styring av boreretningen til bor ved foreliggende oppfinnelse, siden dreielageret på rotasjonsakselen er montert mellom borekronen og den første og annen ringformede komponent, funksjonerer dreielageret som et trykklager for mottak av belastningen på borekronen Videre tjener dreielageret som et rotasjonssenter for den roterende aksel ved den doble eksentriske mekanisme omfattende den første og annen ringformede komponent når den sideveis aksielle retning gjennomgår sin forandring, hvilket forårsaker at borekronen beveger seg i motsatt retning Følgelig har den videre følgende fordeler (i) Et nedre tetningsparti kan plasseres nært dreielageret mellom sylinderhuset og den roterende aksel, og størrelsen av en forskyvning av den roterende aksel i sideveis aksiell retning ved det nedre tetningsparti er liten, hvilket tillater forenk-ling av tetningsmekamsmen

(II) Siden borekronens belastning kan overføres til sylinderhuset gjennom dreielageret, virker borekronens belastning ikke direkte fra den roterende aksel til den dobbelt eksentriske mekanisme, hvilket beskytter den dobbelt eksentriske mekanisme, som er en forholdsvis svak komponent når det gjelder mekanisk styrke (III) Siden dreielageret er plassert nær den nedre tetning kan skråvinkelen Ul den roterende aksel i forhold til størrelsen av forskyvningen av den roterende aksel i sideveis aksiell retning være større ved det nedre tetningsparti (iv) Siden avstanden mellom borekronen og dreielageret kan gjøres kortere og det ikke er noen dobbel eksentrisk mekanisme involvert imellom dem, kan den roterende aksel fremstilles med større diameter og med høyere stivhet, hvilket tillater borekronens sideveis belastning å være større når boreretningen skal styres Videre, ved foreliggende oppfinnelse, ved å plassere en fleksibel kobling ved det øvre parti av de første og andre ringformede komponenter og et lager for å støtte den roterende aksel ved dennes øvre parti, kan utbøyingskraften generert av forskyvningen av den roterende aksel i sideveis aksiell retning ved den dobbelt eksentriske mekanisme absorberes, og en forekomst av for store sykliske bøyespenmnger på den roterende aksel på grunn av forskyvningen i sideveis aksiell retning kan forebygges

Den hule universalkobhng for bor ifølge foreliggende oppfinnelse, som beskrevet i krav 2, kan forebygge utstrømningen av fluid som løper fra et forbindelsesparti (for de hule åk for de øvre og nedre roterende aksler, hule åk i begge ender av den hule senteraksel og en tverrpinne) til innsidene av de hule konstruksjoner, selv om de aksielle sentra av de øvre og nedre roterende aksler er feilopprettet i forhold til et aksielt senter av den hule senteraksel Dette skyldes hovedsakelig den kjensgjerning at (1) et gjennomgående hull er anordnet i det sentrale parti av tverrpinnen og (2) tetnmgsrør er innsatt og forseglet på en vanntett måte på innsiden av forbmdel-sespartier mellom de hule åk av øvre og nedre roterende aksler og et midtplassert åk ved en øvre ende av den hule senteraksel, og mellom et hult åk av den nedre roterende aksel og et hult åk ved enden av den hule senteraksel Tetningsrøret som er benyttet i den hule universalkobhng er laget av et elastisk materiale såsom syntetisk gummi inkludert uretangummi, nitrylgummi eller lignende

For installasjon av tetningsrøret i innretningen for styring av boreretningen for bor ifølge foreliggende oppfinnelse, blir begge ender av tetningsrøret klemt og strammet til de øvre og nedre roterende aksler og en hul senteraksel, og endene festes ved påfønng av klebemidler, slik at forvrengningen generert på grunn av feilopprettingen mellom de øvre og nedre roterende aksler og den hule senteraksel kan absorberes av elastisiteten av tetningsrøret

Ved foreliggende oppfinnelse kan utbøyingskraften forårsaket av forskyvningen av den roterende aksel i sideveis aksiell retning i den doble eksentriske mekanisme absorberes av den hule universalkobhng ved å benytte den hule universalkobhng som en fleksibel kobling, slik at uønsket generering av for store gjentatte bøyespenmnger på den roterende aksel på grunn av forskyvningen i sideveis aksiell retning kan unngås Videre, selv om de aksielle sentra av den øvre og nedre roterende aksel er feilopprettet i forhold til det aksielle senter av den hule senteraksel, kan en utstrømming av fluid, som går fra forbindelsespartiet (for det hule åk ved de øvre og nedre roterende aksler, et hult åk ved begge ender av den hule senteraksel og tverrpinnen) til innsiden av de hule partier forhindres Det trykkuthgnende utstyr angitt i krav 3 for foreliggende oppfinnelse omfatter et øvre tetningsutstyr som består av (1) et ringformet avstandsstykke som utvendig omslutter den roterende aksel gjennom lageret som er plassert rett over det øvre lager, (2) en tetningsmekanisme som er innsatt mellom det ringformede avstandsstykke og den roterende aksel (3) et stempel plassert i det ringformede rom dannet mellom det sirkulære avstandsstykke og sylinderhuset, idet stempelet glir på grunn av trykkforskjellen mellom smøreoljen som har blitt påfylt og innelukket i innretningen for styring av boreretningen ved boringen og det øvre slamholdige vann, og med en pakning som tetter ved begge ender av denne og en spalte ved dens utvendige omkretsoverflate for detektering av størrelsen av bevegelsen langs den aksielle retning, og (4) et vindushull som er plassert på sylinderhuset Når trykket øker på grunn av termisk ekspansjon av smøreoljen (som har blitt påfylt og innelukket mellom det trykkuthgnende utstyr og det nedre tetningsutstyr) i høytemperaturmiljøet ved bunnen av brønnen, glir stempelet oppover langs det ringformede avstandsstykke inntil trykket i smøreoljen blir likt trykket i de slamholdige vannrør Når trykket i det slamholdige vann øker, glir stempelet nedover langs det ringformede avstandsstykke inntil trykket i smøreoljen er hk trykket i det slamholdige vann, i motsatt retning i forhold til tilfellet ovenfor Følgelig, ved å benytte det ovennevnte trykkuthgnende utstyr som omfatter det øvre tetningsutstyr, kan det indre trykk i smøreoljen, som har blitt påfylt og innelukket mellom det øvre tetningsutstyr og det nedre tetningsutstyr, utlignes med det utvendige trykk i det slamholdige vann, og oppviser således tilnærmet null trykkdifferanse, slik at utlekking av smøreolje fra det trykkuthgnende utstyr og nedre tetningsutstyr og mnlekking av slamholdig vann, kan forebygges Videre, ved å benytte trykkuthgnende utstyr, kan posisjonen til stempelet detekteres ved vindushullet, som er plassert i sylinderhuset, ved tilveiebringelse av en rekke spalter på den utvendige omkretsflate av stempelet for detektering av størrelsen av bevegelsen langs en aksiell retning Ved å innstille stempelets stilling på et tidspunkt når smøreoljen er påfylt og innelukket mellom det trykkuthgnende utstyr og det nedre tetningsutstyr, kan kapasiteten til stempelet på den slamholdige vannsiden såvel som kapasiteten til stempelet på smøreohesiden skjønnsmessig forandres i samsvar med forandringene i temperatur og trykk, slik at kapasitetene til stempelet på både den slamholdige vannsiden og smøreoljesiden kan beregnes på forhånd, slik at stempelet kan plasseres i en forhåndsbestemt stilling

Ved foreliggende oppfinnelse kan en kombinasjon av en mekanisk tetning og en O-nng benyttes som en tetmngsmekanisme som skal settes mn mellom det trykkuthgnende utstyr og det nedre tetningsutstyr

Ved tetningsutstyret for innretningen for styring av boreretningen, som angitt i krav 4 for oppfinnelsen, omfatter det nedre tetningsutstyr følgende konstruksjoner for oppnåelse av de effektive funksjoner som vil bh beskrevet i neste avsnitt Det nedre tetningsutstyr består nemlig av (1) et par første hule sfæriske overflatekomponenter, som er forbundet til det nedre parti av sylinderhuset, (2) et par andre hule sfæriske overflatekomponenter som står i kontakt med en konveks overflatekomponent av den første sfæriske overflatekomponent, (3) en tetmngsmekanisme som er anordnet i grenseområdet for de konkave/konvekse overflater på de første og andre sfæriske overflatekomponenter, (4) en rotasjonsstoppinne for å forhindre rotasjon av det nedre tetningsutstyr i sideveis aksiell retning, og (5) en tetmngsmekanisme, som er tilveiebragt i et ringformet rom-område av den roterende aksel som er innsatt gjennom det midtre parti av den andre sfæriske overflatekomponent Det således konstruerte nedre tetningsutstyr oppviser følgende funksjoner Rotasjon av det nedre tetningsutstyr i sideveis aksiell retning er forhindret av rotasjonsstoppinnen når rotasjonsakselen roterer Samtidig, selv om rotasjonsakselen er skråstilt i forhold til midtaksen i sylinderhuset ved endring av boreretningens virkning forårsaket av innretningen for styring av boreretningen ved boringen, beveges hele legemet slik at det er skråstilt i forhold til avstanden fra det sfæriske senter i den første sfæriske overflatekomponent til det sfæriske senter i den annen sfæriske overflatekomponent som sin rotasjonsradius, som således har det sfæriske senter av den første sfæriske overflatekomponent som sitt rotasjonssenter Det skulle ikke være noen fare for skade eller brudd på tetningsfunksjonen fordi den roterende aksel, den konvekse overflatekomponent av den annen sfæriske overflatekomponent og tetningsmekamsmen mellom dem, beveges på en slik måte at de opprettholder innbyrdes parallellitet

Videre, i det ovennevnte tetningsutstyr i styreinnretningen, omfatter det øvre tetningsutstyr (1) et blærehylster som er plassert på den innvendige sirkulære overflate av sylinderhuset som er plassert nær det øvre parti av det øvre lager gjennom et lager som er innsatt mellom den innvendige sirkulære overflate og den roterende aksel, (2) en tetmngsmekanisme som er anordnet mellom blærehylsteret og den roterende aksel, og (3) en blære som er plassert inne i blærehylsteret, med et innvendig parti av blæren med en strømnmgspassasje for smøreoljen (som har blitt påfylt og innelukket i innretningen for styring av boreretningen), og det utvendige parti av blæren står i kontakt med det slamholdige vann Følgelig, når smøreoljen, som er påfylt og innelukket mellom det øvre og nedre tetningsutstyr, utvides på grunn av den høye temperatur ved bunnen av brønnen, strømmer smøreoljen inn i blæren gjennom strømnmgspassasjen og ekspanderer utvendig inntil trykket i den ekspanderte smøreolje er utlignet med trykket i det slamholdige vann Når trykket i det utvendige slamholdige vann blir høyere starter imidlertid smøreoljen i blæren å strømme ut i en motsatt retning i forhold til det forrige tilfelle, gjennom strøm-nmgspassasjen, og blæren vil krympe for å utligne trykket mellom den indre smøreolje og det ytre slamholdige vann

Som et resultat av anvendelse av det således konstruerte tetningsutstyr i styreinnretningen, kan trykkforskjellen gjøres tilnærmet hk null ved utligning av trykket i den innvendige smøreolje (som har blitt påfylt og innelukket mellom det øvre tetningsutstyr og det nedre tetningsutstyr) i forhold til trykket i det utvendige slamholdige vann, slik at utlekkingen av smøreolje fra de øvre og nedre tetningsutstyr og mnlekkingen av slamholdig vann kan forebygges

Det er nødvendig at blærematenalet, som danner et parti av det øvre tetningsutstyr ved foreliggende oppfinnelse, motstår den høye temperatur og det høye trykk ved det fiendtlige miljøet ved bunnen av brønnen, slik at det bør lages av en type elastisk, syntetisk gummi, inkludert uretangummi, mtrylgummi eller lignende Videre kan en kombinasjon av en mekanisk tetning og en O-ring benyttes som en tetmngsmekanisme som skal plasseres mellom det øvre og nedre tetningsutstyr Det nedre tetningsutstyr i innretningen for styring av boreretningen som er beskrevet i krav 7 for foreliggende oppfinnelse består av (1) en tetmngsboks som er anordnet på den roterende aksel gjennom et lager, (2) en tetmngsmekanisme som er plassert mellom tetningsboksen og den roterende aksel, og (3) en belg som forbinder tetningsboksen og det nedre parti av sylinderhuset Når den roterende aksel skråstilles i forhold til sylinderhuset på grunn av forandringer i boreretningen av innretningen for styring av boreretningen, starter belgen som er montert mellom tetningsboksen og det nedre parti av sylinderhuset å deformeres og absorbere skråstilhngen i en sideveis aksiell retning av den roterende aksel Samtidig blir tetningsmekamsmen opprettholdt av tetningsboksen og tetningsmekamsmen, siden tetningsboksen og tetningsmekamsmen beveger seg på en slik måte at de opprettholder sin parallellitet med den roterende aksel Videre er smøreoljen som er påfylt og innelukket i et ringformet rom mellom den roterende aksel og sylinderhuset tettet mot det utvendige parti ved hjelp av belgen på en slik måte at smøreoljen ikke lekker ut

Det øvre tetningsutstyr i innretningen for styring av boreretningen som angitt i krav 7 for foreliggende oppfinnelse omfatter (1) et blærehylster som er anordnet på den sirkulære innvendige omkretsoverflate av sylinderhuset nær det øvre parti av det

øvre lager gjennom hvilket lageret er montert mellom den innvendige overflate og den roterende aksel, (2) en tetmngsmekanisme, som er anordnet mellom blærehyls-

teret og den roterende aksel, og (3) en blære som er plassert inne i blærehylsteret, idet det innvendige parti av blæren har en strømningspassasje for smøreoljen (som har bhtt påfylt og innelukket i innretningen for styring av boreretningen), og det utvendige parti av blæren står i kontakt med det slamholdige vann Med det således konstruerte øvre tetningsutstyr, når smøreoljen som er påfylt og innelukket mellom de øvre og nedre tetningsutstyr begynner å ekspandere på grunn av den høye temperatur ved bunnen av brønnen, strømmer smøreoljen inn gjennom strømnmgs-passasjen og ekspanderer utvendig inntil trykket i den ekspanderte smøreolje er utlignet med trykket i det utvendige slamholdige vann Når trykket i det utvendige slamholdige vann ytterligere øker, vil imidlertid smøreoljen i blæren strømme ut i motsatt retning i forhold til tilfellet ovenfor, og blæren krymper, shk at trykket i den innvendige smøreolje utlignes med trykket i det utvendige slamholdige vann Det ovennevnte tetningsutstyr funksjonerer derfor slik at det utligner trykket i den innvendige smøreolje som er påfylt og innelukket mellom de øvre og nedre tetningsutstyr med trykket i det utvendige slamholdige vann, slik at trykkforskjellen mellom dem vil bli tilnærmet null Som et resultat av dette kan utlekkingen av smøreolje fra det øvre og nedre tetningsutstyr og innlekkingen av slamholdig vann forhindres

I innretningen for styring av boreretningen ifølge foreliggende oppfinnelse er det påkrevet at funksjonen til belgen som danner et parti av det nedre tetningsutstyr absorberer utbøynmgen i en sideveis aksiell retning og motstår den glidende motstand til den mekaniske tetning såvel som det fiendtlige miljø ved bunnen av brønnen med den høye temperatur og høye trykk Detaljutformingen bør således være basert på tilgjengelige data

Det er nødvendig at blærematenalet, som danner et parti av det øvre tetningsutstyr ifølge foreliggende oppfinnelse, motstår den høye temperatur og det høye trykk ved det fiendtlige miljø ved bunnen av brønnen, og blæren bør således lages av en type elastisk gummi, inkludert uretangummi, nitrylgummi eller lignende Videre kan en kombinasjon av en mekanisk tetning og en O-nng benyttes som tetmngsmekanisme som er plassert mellom det øvre og nedre tetningsutstyr

Ved vinkeldetektenngsutstyret anvendt i innretningen for styring av boreretningen ifølge foreliggende oppfinnelse, blir forskyvningen av den hule rotor i resolveren lik forskyvningen av den ringformede komponent ved direkte forbindelse mellom den første ringformede komponent og den hule første harmoniske reduksjonsveksel gjennom en hul rotor i den første resolver, og ved å forbinde den annen ringformede komponent og den hule annen harmoniske reduksjonsveksel til den hule rotor i den annen resolver og oldhamsentrenngskoblingen Når ledningene i rotoren i resol veren er magnetisert med en vekslende spenning vil således en spenning proporsjonal med sin (0) og cos (0), hvor 0 er en rotorvinkel, bli generert i de respektive tofaseledmnger i statoren som står vinkelrett på hverandre Den roterende vinkel til rotoren kan detekteres ved å måle fasevinkelen til disse spenninger Posisjonen av absoluttverdien av vinkelen til den ringformede komponent kan således detekteres med en utmerket nøyaktighet, slik at borekronens stabilitet kan nøyaktig oppnås Videre, siden den hule rotor i resolveren også tjener som en overfønngskomponent for drivkraften for overføring av rotasjonen av den hule harmoniske reduksjonsveksel til den ringformede komponent, kan enheten fremstilles med en mindre og mer kompakt konstruksjon For foreliggende oppfinnelse kan resolveren være av en type hvor rotorens vikling enten er enkel eller dobbel Siden den roterende aksel beveges langs senteret av den sirkulære innvendige overflate i den annen ringformede komponent som et enkelt legeme, må nødvendigvis rotoren være av en hul type

Hovedfordelen ved å bruke en resolver ved innretningen for stynng av boreretningen er basert på den kjensgjerning at den absolutte verdi av vinkelen kan detekteres fordi den er en fasedetektor Som et resultat av dette, sammenlignet med pulstellemetoden som anvender en fotosensor eller en eddy current sensor, kan den i prinsippet også tjene som en detekterende sensor for det opprinnelige referansepunkt

Videre, siden resolveren ved foreliggende oppfinnelse har et lavfrekvent dnvsignal og detektenngssignal, blir den knapt påvirket av kabelens lengde Følgelig, selv om avstanden mellom resolveren og styreinnretningen vil bli lenger, vil den uheldige effekt fra svekking eller støy være svært liten, slik at det kan oppnås en stabil drift Videre, sammenlignet med pulstellemetoden som anvender en fotosensor eller en eddy current sensor, kan den absolutte verdi av vinkelen alltid detekteres, slik at selvdiagnosen eller overvåkingen av bevegelsen til den dobbelt eksentnske mekanisme kan utføres, og det opprinnelige referansepunkt kan innstilles skjønns-messig digitalt

Kort beskrivelse av tegningene

De ovennevnte og mange andre hensikter, trekk og fordeler ved oppfinnelsen vil bli mer fullstendig forstått fra den følgende detaljerte beskn velse av den foretrukkede utførelse av oppfinnelsen, hvilken beskrivelse bør leses sammen med de ledsagende tegninger, hvor

Fig 1 er et generelt riss som viser konstruksjonen av innretningen for styring av boreretningen for bor i henhold til den foreliggende oppfinnelse, når den roterende aksel ikke står i en eksentrisk stilling Fig 2 er et generelt riss som viser en konstruksjon av innretningen for styring av boreretningen til bor når den roterende aksel står i en eksentrisk stilling Fig 3 viser et detaljert, vertikalt tverrsnitt gjennom innretningen for styring av boreretningen for bor ifølge foreliggende oppfinnelse Fig 4 viser et detaljert horisontalt tverrsnitt gjennom den doble eksentriske mekanisme som er benyttet ved innretningen for styring av boreretningen ifølge oppfinnelsen Fig 5 er en figur som forklarer bruken av innretningen for styring av

boreretningen for bor ifølge oppfinnelsen

Fig 6 er et generelt blokkdiagram som viser sekvensene i kontrollsystemet som benyttes ved innretningen for styring av boreretningen til bor ifølge oppfinnelsen Fig 7 er et sidenss av forbmdelsespartiet for en hul universalkobhng

ifølge oppfinnelsen

Fig 8 viser et delvis forstørret tverrsnitt gjennom et tverrpinneforbindelsesparti av den hule universalkobhng ifølge oppfinnelsen Fig 9 viser et sidenss av tverrpinneforbindelsespartiet i den hule

universalkobhng ifølge oppfinnelsen

Fig 10 er et forstørret riss av et parti for plassering av tetningsrøret i

den hule universalkobhng ifølge oppfinnelsen

Fig 11 viser et spenningsprofil fremkommet ved hjelp av en elementanalyse (FEM) hvor (a) angir posisjoner valgt for elementanalysen av innretningen for styring av boreretningen til oljebrønnbor og (b) viser en sammenheng mellom den oppnådde spenning (bøyespenning) og avstanden fra det øvre lagerparti

Fig 12 viser et tverrsnitt av et tetningsutstyr plassert ved det nedre parti

av innretningen for styring av boreretningen til bor ifølge oppfinnelsen

Fig 13 viser et forstørret tverrsnitt av et trykkuthgnende utstyr ifølge

oppfinnelsen

Fig 14 viser et detaljert forstørret riss av et annet parti av det nedre tetningsutstyr ved innretningen for styring av boreretningen til bor ifølge oppfinnelsen Fig 15 viser et detaljert forstørret riss av et annet parti av det øvre tetningsutstyr ved innretningen for styring av boreretningen til bor ifølge oppfinnelsen Fig 16 er et oppnss av innretningen for styring av boreretningen til oljebrønnbor, beskrevet i utlagt japansk patentsøknad nr Hei 5-202689 Fig 17 viser en vanlig pulstellemetode hvor den vinkeldetekterende mekanisme er dannet av en sende/mottaks enhet, hvor (a)

forklarer prinsippet for vinkeldetektenng og (b) er de detekterte pulser

Den detaljerte besknvelse av den første utførelse av innretningen for styring av boreretningen til brønnbor ifølge foreliggende oppfinnelse vil bh ledsaget av henvisninger til figur 1-6 På figur 1-2 er det en øvre roterende aksel 1 for et roterende boreutsyr, og en nedre roterende aksel 2 som er forbundet til den øvre roterende aksel 1 og en fleksibel kobling 3 Det er også på figurene 1 og 2 et vektrør 4 som er koaksialt forbundet til det distale endeparti av den nedre roterende aksel 2 og en borekrone 5 som i den distale ende er festet til vektrøret 4 Videre er den øvre roterende aksel 1 forbundet til en roterende dnvmekanisme (ikke vist)

Videre er det et syhnderhus 6 som er plassert på en slik måte at huset omgir en ytre omkretsoverflate av den øvre og nedre roterende aksel 1, 2 over vektrøret 4 og det nedre tetningsutstyr 7 som er anordnet mellom det distale endeparti av sylinderhuset 6 og den nedre roterende aksel 2

Videre viser figur 1 og 2 også et dreielager 8 som er plassert mellom sylinderhuset 6 i det nedre tetningsutstyr 7 og den nedre roterende aksel 2 og mottar lasten fra borekronen 5, en dobbelt eksentrisk mekanisme 9 som er montert mellom sylinderhuset 6 over dreielageret 8 og den nedre roterende aksel 2, en syhnderkomponent 10 som er festet på en innvendig omkretsoverflate av sylinderhuset 6, en første roterbar ringformet komponent 11 som er plassert inne i syhnderkomponenten 10, og en annen ringformet komponent 12 som er roterbart plassert inne i den første ringformede komponent 11

På figur 1 og 2 er det også vist en første harmonisk reduksjonsveksel 13 som roterer den første ringformede komponent 11 som er plassert rett over den doble eksentriske mekanisme 9, en annen harmonisk reduksjonsveksel 14 som roterer den annen ringformede komponent 12 er anordnet rett under den doble eksentriske mekanisme 9, et lager 15 som understøtter det nedre parti av den øvre roterende aksel 1, og en øvre tetning 16 som er anordnet mellom det øvre parti av sylinderhuset 6 og den øvre roterende aksel 1

Den første harmoniske reduksjonsveksel 13, som er vist på figur 3, er utformet med et første og et annet ringformet stivt innvendig fortannet tannhjul 21, 22, et ringformet fleksibelt utvendig fortannet tannhjul 23 som er montert innenfor de innvendig fortannede tannhjul 21, 22, og en ovalt formet bølgegenerator som er anordnet inne i det ringformede fleksible utvendig fortannede tannhjul 23

Bølgegeneratoren omfatter en ovalt formet stiv kamplate 24 og et lager 25 som er innsatt mellom den ytre omkrets av den stive kamplate 24 og det fleksible utvendig fortannede tannhjul 23 Ved et midtparti av den ovalt formede stive damplate 24 er det et hult parti 26 gjennom hvilket den nedre roterende aksel 2 er innsatt, som tillater den å ha en viss klaring

Det første stive innvendig fortannede tannhjul 21 er festet på den innvendige omkrets av sylinderhuset 6 En ende av en hul rotor 28 i en resolver 27 er forbundet til det annet stive innvendig fortannede tannhjul 22 Den andre enden av den hule rotor 28 er direkte forbundet til den første ringformede komponent 11 En stator 29 i resolveren 27 er festet på en innvendig omkrets av sylinderhuset 6 Det annet stive innvendig fortannede tannhjul 22, den hule rotor 28 og den første ringformede komponent 11 roterer som en enhet

Bølgegeneratoren er direkte forbundet til den nedre roterende aksel 2 med en elektromagnetisk clutch-/bremsmekanisme 30 og en første oldhamkobhng 31 Så snart den roterende kraft fra den nedre roterende aksel 2 er overført til den første harmoniske reduksjonsveksel ved dnft av den elektromagnetiske clutch-/bremsmekanisme 30, vil den første ringformede komponent 11 starte å rotere gjennom den hule rotor 28 i resolveren 27 etter reduksjon av rotasjonen til et visst nivå ved et reduksjonsforhold bestemt av den første harmoniske reduksjonsveksel 13

Den annen harmoniske reduksjonsveksel 14 består av første og andre ringformede stive innvendige fortannede tannhjul 41, 42, et ringformet utvendig fortannet tannhjul 43 som er plassert innenfor disse, og en ovalt formet bølgegenerator som er anordnet den Bølgegeneratoren er videre konstruert med en ovalt formet stiv kamplate 44, og et lager 45 er innsatt mellom den utvendige omkrets av den stive kamplate 44 og det stive utvendig fortannede tannhjul 43 Et midtplassert hult parti 46 er tildannet ved senteret av den ovalt formede stive kamplate 44, gjennom hvilken den nedre roterende aksel 2 er innsatt for å opprettholde en viss størrelse på en klaring

Det første stive innvendig fortannede tannhjul 41 er festet på den innvendige omkrets av sylinderhuset 6 En ende av en hul rotor 48 i en resolver 47 er forbundet til det annet stive innvendige fortannede tannhjul 42 Den andre enden av den hule rotoren 48 er forbundet til den annen ringformede komponent 12 ved hjelp av en oldhamsentrenngskobling 49 En stator 50 i resolveren 47 er festet på den indre omkrets av sylinderhuset 6 Det annet stive innvendig fortannede tannhjul 42, den hule rotor 48 og den annen ringformede komponent 12 roterer ved hjelp av oldhamsentrenngskoblingen som en enhet

Bølgegeneratoren er forbundet til den nedre roterende aksel 2 med en annen oldhamkobling 52 på en elektromagnetisk clutch-bremsemekanisme 51 Når rotasjonskraften til den nedre roterende aksel 2 er overført til den annen harmoniske reduksjonsveksel 14 ved drift av den elektromagnetiske clutch-bremsemekanisme 51, vil den annen ringformede komponent 12 begynne å rotere ved hjelp av den hule rotor 48 i resolveren 47 og oldham-sentrenngskoblingen 49 etter reduksjon av rotasjonen ved et visst nivå på reduksjonsforholdet med den annen harmoniske reduksjonsveksel 14

I syhnderkomponenten 10, som er den ytterste komponent i den doble eksentriske mekanisme 9 vist på figur 4, er det dannet en sirkulær innvendig overflate 61, som har et aksel senter som er definert av dreielageret 8, idet senteret i den sirkulære innvendige overflate 61 nemlig er plassert på den roterende aksels akse A En sirkulær utvendig overflate 63 på den første ringformede komponent 11 er roterbart understøttet med et rullelager 62

I den første ringformede komponent 11 er det tildannet en sirkulær innvendig overflate 64 som har et senter i en posisjon B (se figur 4) som er forskjøvet med avstanden "e" fra akselens rotasjonsakse A En sirkulær utvendig overflate 66 av den annen ringformede komponent 12 er roterbart understøttet av et rullelager 65 I den annen ringformede komponent 12 er det tildannet en sirkulær innvendig overflate 67 som har et senter C som er forskjøvet med en lik avstand "e" i forhold til midtpunktet B for den sirkulære utvendige overflate 66 Den utvendige omkretsoverflate av den nedre roterende aksel 2 er roterbart understøttet av et rullelager 68

I den doble eksentriske mekanisme 9 kan et senter C for den sirkulære innvendige overflate 67 av den annen ringformede komponent 12 som understøtter den nedre roterende aksel 2 beveges en viss avstand i en vilkårlig retning ved styring av en rotasjonsvinkelposisjon og en relativ rotasjonsstørrelse for de første og andre ringformede komponenter 11,12

Som det fremgår av figur 5, siden senteret B i den sirkulære innvendige overflate 64 i den første ringformede komponent 11 er forskjøvet med avstanden "e" i forhold til senteret A for akselrotasjonen, vil nemlig en sirkel med en radius "e" med sitt sentrum i senterpunktet A for akselrotasjonen definere en bevegelseslokus Videre, siden senterpunktet C for den sirkulære innvendige overflate 67 for den annen ringformede komponent 12 er forskjøvet med avstanden "e" i forhold til senterpunktet B for nevnte bevegelseslokus, vil en sirkel med en radius "e" om senterpunktet B også definere en bevegelseslokus

Følgelig kan senterpunktet C for den sirkulære innvendige overflate 67 for den annen ringformede komponent 12 beveges til en vilkårlig stilling innenfor en sirkel med en radius "e" med en akselrotasjonsakse i sitt senter ved å styre rotasjonsvinkelen og den relative rotasjonsstørrelse for de første og andre ringformede komponenter 11,12 Som et resultat av dette kan det partiet av den nedre roterende aksel 2 som er understøttet inne i den doble eksentriske mekanisme 9 bevege seg en maksimal avstand "e" i en vilkårlig retning i et plan som står vinkelrett på rotasjonsaksen

Senterpunktet i et nedre parti av den nedre rotasjonsaksel 2 er avgrenset til akselens rotasjonsakse A av dreielageret 8 Derfor, som det fremgår av figur 2, er en fremdrifts (bore)-retning av det distale parti av den nedre roterende aksel 2 forskjøvet i en retning langs et hnjesegment L som forbinder senterpunktet A for dreielageret 8 og senterpunktet C for den sirkulære innvendige overflate 67 for den annen ringformede komponent 2 ved den doble eksentriske mekanisme 9

I dette tilfelle, siden den nedre roterende aksel 2 og den øvre roterende aksel 1 er forbundet med den fleksible kobling 3, blir bøyespenningen forårsaket av en forskyvning langs en retning som står vinkelrett på aksen i den nedre roterende aksel 2 absorbert, slik at det ikke vil bh noen utbøying verken ved den øvre roterende aksel 1 eller nedre roterende aksel 2

Ved denne utførelse, siden størrelsen av eksentrisiteten til senterpunktene B og C

for de sirkulære innvendige overflater 64 67 som er dannet av de respektive første og andre ringformede komponenter 11, 12 er "e", blir senterpunktet C i et parti av den nedre roterende aksel 2 som forløper gjennom den doble eksentriske mekanis-

me 9 posisjonert på rotasjonsaksen A for akselen i et tilfelle når boreretningen ikke behøver å styres

På figur 6 er det vist en vertsdatamaskm 71 for utførelse av en generell driftskont-

roll for borene og en regulator 72 for styreinnretningen for boreretningen, og kommandosignaler 73 for retning og vinkel for definering av boreretningen fra vertsdatamaskinen 71 er input Regulatoren 72, basert på retnings- og vinkelkom-mandosignalene 73 for definisjon av boreretningen som er input fra vertsdatamaskinen 71, har et beregnmgsparti 74 for målrotasjonsposisjonen for kalkulasjon av målrotasjonsposisjonen til de første og andre ringformede komponenter 11,12

Videre har regulatoren 72 - som er basert på vmkeldetektenngssignalene 75, 76 fra respektive resolvere 27, 47 som er anordnet mellom de første og andre ringformede komponenter 11, 12 og de første og andre harmoniske reduksjonsveksler 13, 14 - et beregnmgsparti 77 for å beregne den faktiske rotasjonsposisjon til de første og andre ringformede komponenter 11,12 Videre har regulatoren 72 et dnftssignal-kommandoparti 79 som gir ut dnftskontrollsignalet 78 for å styre driftskontrollen til de første og andre harmoniske reduksjonsveksler 13, 14 for å likestille de faktiske rotasjonsposisjoner Ul de første og andre ringformede komponenter 11,12 med målrotasjonsposisjonene

Det dnvende kontrollsignal 78 som kommer fra dnftssignalkommandopartiet 79 er videre output til dnftskontrollenhetene 80, 81 for de første og andre harmoniske reduksjonsveksler 13, 14 Så snart dnftskontrollsignalet 78 er gitt som input fra dnftssignalkommandopartiet 79, styrer dnftskontrollenhetene 80, 81 de elektromagnetiske clutch-bremsemekanismer 30, 51 forbundet til de første og andre oldham-kobhnger 31, 52 slik at de første og andre harmoniske reduksjonsveksler

13, 14 blir drevet, og etter reduksjonen til et visst reduksjonsforholdnivå, vil de

første og andre ringformede komponenter 11,12 rotere til de respektive målrotasjonsposisjoner ved hjelp av de hule rotorer 28, 48 i de respektive resolvere 27,

47 Driftsstyringen av de første og andre ringformede komponenter 11,12 kan oppnås ved utførelse av styreprogrammet som tidligere er lagret i vertsdatamaski-

nen 71

Ved hjelp av de ovennevnte konstruksjoner, når det er påkrevet å endre boreretningen til boret, beregner regulatoren 72 målrotasjonsposisjonene til de første og andre ringformede komponenter 11,12 med målrotasjonsposisjonsberegmngspar-

tiet 74 og avgir resultatene til dnftssignalkommandopartiet 79, basert på input-kommandosignalet 73 for retning og vinkel for å definere boreretningen, etter at kommandosignalet 73 for retning og vinkel for definisjon av boreretningen er utgangsdata fra vertsdatamaskinen 71 til regulatoren 72

På den annen side beregner rotasjonsposisjonsberegningspartiet 77 de faktiske rotasjonsposisjoner til de første og andre ringformede komponenter 11, 12 og gir resultatet som output til dnftssignalkommandopartiet 79, basert på vinkeldetekte-ringssignalene 75, 76 fra resol verne 27, 47 som er plassert mellom de første og andre nngformede komponenter 11, 12 og de første og andre harmoniske reduksjonsveksler 13, 14

Når målrotasjonsposisjonen til de første og andre ringformede partier 11, 12 er input fra målrotasjonsposisjonsberegningspartiet 74 avgir dnftssignalkommandopartiet 79 dnftskommandoene til dnftskontrollenhetene 80, 81 Videre, basert på den faktiske rotasjonsstilhng - som er input fra rotasjonsposisjonsberegnigspartiet 77 - for de første og andre nngformede komponenter 11, 12, er dnftskontrollsignalet 78 output til dnftskontrollenhetene 80, 81 for å styre driften av de første og andre harmoniske reduksjonsveksler 13, 14 slik at de roterende posisjoner til de respektive første og andre nngformede komponenter 11,12 kan gjenfinnes i m ålrotasj onspo si sj onene

Når dnftskommandoen er input fra dnftssignalkommandopartiet 79, styrer dnftskontrollenhetene 80, 81 de elektromagnetiske clutch-bremsemekamsmer 30, 51 Videre blir den roterende kraft til den nedre roterende aksel 2 overført til de første og andre harmoniske reduksjonsveksler 13, 14 gjennom den første og annen oldhamkoblmg 31 52 Videre, basert på dnftskontrollsignalet 77 som er input fra dnftssignalkommandopartiet 79, forandrer nevnte dnftskontrollenheter 80, 81 rotasjonsvinkelposisjonen og den relative rotasjonsstørrelse for de første og andre nngformede komponenter 11,12 Etter å ha blitt redusert ved et visst reduksjonsforholdnivå slik at rotasjonsvinkelen til de første og andre ringformede komponenter 11, 12 skal befinne seg i de respektive målrotasjonsposisjoner, roterer dnftkont-rollenhetene 80, 81 de første og andre nngformede komponenter 11, 12 til de respektive målrotasjonsposisjoner ved hjelp av de hule rotorer 28, 48 i resolverne 27, 47 og holder dem i målposisjonene

Ved de ovennevnte prosedyrer kan den nedre roterende aksel 2 som forløper gjennom den sirkulære innvendige overflate 67 av den annen nngformede komponent 12 skråstilles med en ønsket størrelse i en vilkårlig retning i planet som står vinkelrett på den roterende akse på en slik måte at dreielageret 8 tjener som dets senter

I dette tilfelle kan bøyespenmng i den øvre roterende aksel 1 forårsaket av forskyvningen i en sideveis aksiell retning, som er sentrum for dreielageret 8 for den nedre roterende aksel 2, absorberes av den fleksible kobling 3 Videre kan utbøyingen av den øvre roterende aksel 1 og den nedre roterende aksel 2 reduseres markant, hvilket resulterer i at de roterende aksler kan benyttes i en lang tidsperiode

Ved den foreliggende utførelse, ved posisjonering av resolverne 27, 47 i en posisjon mellom de første og andre harmoniske reduksjonsveksel 13, 14 og de første og andre nngformede komponenter 11, 12, kan absoluttverdiene av rota-sjonsvinkelposisjonene for de første og andre ringformede komponenter 11,12 detekteres med stor nøyaktighet, og stabil styring av boreretningen kan oppnås nøyaktig

Videre, ved å forbinde de første og andre harmoniske reduksjonsveksler 13, 14 direkte med de første og andre nngformede komponenter 11,12 ved hjelp av de hule rotorer 28, 48, har resolverne 27, 47 en annen funksjon med å overføre drivkraften, nemlig å overføre utgangsrotasjonen fra de første og andre harmoniske reduksjonsveksler 13, 14 til de første og andre nngformede komponenter 11,12 Som et resultat av dette kan den utformes som en kompakt konstruksjon

Videre, ved foreliggende oppfinnelse, ved posisjonering av dreielageret 8 ved midtpunktet mellom borekronen 5 og den dobbelt eksentriske mekanisme 9, funksjonerer dreielageret 8 ikke kun som et trykklager for mottak av belastning på borekronen 5, men det tjener også som rotasjonssenter for den nedre roterende aksel 2 ved forskyvning i sideveis aksiell retning, slik at borekronen 5 kan forskyves i motsatt retning i forhold til skråstilhngsretnmgen til det dobbelt eksentriske mekamsmeparti

Ved posisjonering av den nedre tetning 7 ved et midtpunkt mellom borekronen 5 og dreielageret 8, tillater den foreliggende oppfinnelse at forskyvningen i sideveis aksiell retning av den nedre roterende aksel 2 ved den nedre tetning 7 er liten, slik at tetningsmekamsmen kan forenkles Samtidig kan skråstilhngs vinkel en ved den nedre roterende aksel 2 ved den nedre tetning 7 gjøres større Videre kan dimensjo-nen av den nedTe roterende aksel 2, plassert mellom den nedre tetning 7 og vektrøret 4, gis en større diameter, hvilket fører til større stivhet Følgelig tillates den sideveis rettede borekronebelastning ved styreoperasjonen for boreretningen å bh større

Den detaljerte funksjon og konstruksjon av den hule universalkobhng ifølge foreliggende oppfinnelse vil bh beskrevet med henvisning til figur 7-10

På figur 7-10 er det vist et første hult åk 101 som er forbundet til et nedre endeparti av den øvre roterende aksel 1 og en første tverrpinne 102 med et gjennomgående hull 103 ved et senterparti av tverrpinnen Det er også vist et lagerhus 104 som er festet over og under det første hule åk 101 med en bolt 105, en trykknål 106, og en rulle 107 som er anordnet mellom lagerhuset og den første tverrpinne 102 Det er vist et lagerhus 108 som er festet med en bolt 109 på begge sider av en hylse (som vil bh beskrevet senere) for den hule senteraksel 3a, og en trykknål og en rulle (ikke vist) er anordnet i en posisjon mellom den første tverrpinne 102 og lagerhuset, på samme måte som i det forrige tilfelle

Det er også vist et første fleksibelt tetmngsrør 110 som er innsatt gjennom det gjennomgående hull 103 i tverrpinnen 102 plassert ved forbmdelses-

partiet av det første hule åk 101, den hule senteraksel 3a og den første tverrpinne 102 Et endeparti av det fleksible tetmngsrør er festet til et innvendig sirkulært spor 111 som er anordnet på den innvendige overflate av det første hule åk 101 ved anvendelse av et klebemiddel Den andre enden av det første tetmngsrør 110 er også festet og tettet til et innvendig sirkulært spor 112 anordnet ved et endeparti av den hule senteraksel 3a ved anvendelse av et klebemiddel

Det er også vist en hylse 113 som har et konvekst fremspring 115 for inngrep med et utvendig omkretsspor 114 i en aksiell retning av den hule senteraksel 3a, og som glir langs den aksielle retning av den hule senteraksel 3a Lagerhuset 108 er festet til begge sider av hylsen 113 med bolter 109

Det slamholdige vann, som strømmer fra den øvre roterende aksel 1 gjennom innsiden av det hule åk 101 og den hule senteraksel 3a, er tettet mot det første tetmngsrør 110 som er innsatt gjennom det gjennomgående hull 103 i den første tverrpinne 102 ved forbindelsespartiet for det første åk 101 og den hule senteraksel 3a Selv om forbindelsesvinkelen mellom det første hule åk 101 og den hule senteraksel 3a blir endret, vil det fremdeles være tett mot det slamholdige vann på grunn av den kjensgjerning at forandringer i forbindelsesvinkelen absorberes av elastisiteten til det første tetmngsrør 110, og at krympen/ekspansjonen forårsaket av forandringene i forbindelsesvinkelen mellom det første hule åk 101 og den hule senteraksel 3a vil bh absorbert av den glidende bevegelse av hylsen 113

På figur 7-10 er det også vist et annet hult åk 116, som i sitt øvre parti er forbundet til den nedre roterende aksel 2, en annen tverrpinne 117, og et gjennomgående hull 118 er anordnet i senterpartiet av denne på en lignende måte som den første tverrpinne 102 Det er et lagerhus 119, som er festet både over og under det annet hule åk 116 med en bolt 120, en trykknål 121, og en rulle 122 er anordnet ved den annen tverrpinne 117 Det finnes videre et lagerhus 123 som i begge sider er festet i den hule senteraksel 3a med en bolt 124 En trykknål og en rulle (ikke vist) er anordnet ved den annen tverrpinne på en tilsvarende måte som i det forrige tilfelle Et annet tetmngsrør 125 er innsatt gjennom det gjennomgående hull 118 i tverrpinnen 117 i forbindelsespartiet for det annet hule åk 116, den hule senteraksel 3a, og den annen tverrpinne 117 Ett endeparti av det annet tetmngsrør 125 er festet ved et innvendig sirkulært spor 126 som er plassert på den innvendige overflate av den hule senteraksel 3a med et klebemiddel Det andre endeparti av det annet tetmngs-rør 125 er festet med et klebemiddel ved det innvendige sirkulære spor 127 plassert på et kantparti av det annet hule åk 116 Således, selv om forbindelsesvinkelen mellom det annet hule åk 116 og den hule senteraksel 3a blir forandret, vil forandringene i forbindelsesvinkelen bh absorbert av elastisiteten til det annet tetmngsrør 125, og en tett tetning vil opprettholdes

Ved anvendelse av de ovennevnte konstruksjoner oppnås tetning mot det slamholdige vann - som strømmer gjennom den øvre roterende aksel 1, det gjennomgående hull 103 i den første tverrpinne 102, den hule senteraksel 3a, det gjennomgående hull 118 i den annen tverrpinne 117 og den nedre roterende aksel 2 - med de første og andre tetmngsrør 110, 125, som er innsatt gjennom de gjennomgående hull 103, 118 i de første og andre tverrpinner 102, 117 i universalkobhngen Det vil følgelig ikke bh noen lekkasje av slamholdig vann inn i rommet dannet mellom sylinderhuset 6 og de øvre og nedre roterende aksler 1, 2

Videre, når det er påkrevet å forandre boreretningen, som vist på figur 2, forskyves den nedre roterende aksel 2 mot den aksielle vmkelretmng som har dreielageret 8 som sitt senter med to av de eksentnske plater 11, 12 i det dobbelt eksentriske mekanismeparti 9 Siden utbøyingen vil bh absorbert av de første og andre tverrpinnepartier 102, 107 i universalkobhngen som er innsatt i begge ender av den hule senteraksel 3a, genererer imidlertid ikke utbøyingen av den nedre roterende aksel 2 tilveiebragt av det dobbelt eksentriske mekanismeparti 9 noen bøyende kraft som overføres fra det dobbelt eksentnske mekanismeparti 9 til den nedre roterende aksel 2 plassert nedenfor Som et resultat av dette vil utmattingslevetiden til den hule senteraksel 3a, såvel som den øvre roterende aksel 1, sterkt forlenges Videre er de første og andre tetmngsrør 110, 125, som er innsatt gjennom de gjennomgående åpninger 103, 118 i de første og andre tverrpinner 102, 117, plassert ved de første og andre hule åk 101, 116 og i begge ender av den hule senteraksel 3a, og er festet og tettet i de innvendige omkretsspor 112, 126 plassert på begge sider av den hule senteraksel 3a og i de innvendige omkretsspor 111, 127 av de første og andre hule åk 101, 116 Som et resultat av dette vil det slamholdige vann som strømmer inne i akselen ikke lekke ut av rommet dannet mellom sylinderhuset 6, den nedre roterende aksel 2, og den hule senteraksel 3a Videre, når forbindelsesvinkelen mellom de første og andre hule åk 101, 116 og den hule senteraksel 3a blir endret, selv om de første og andre hule rør 110, 125, som er innsatt gjennom de gjennomgående hull 103 3 18 av de første og andre tverrpinner 102, 117, vil deformeres på grunn av den elastiske kraft, vil tetningen fremdeles bh opprettholdt

Videre virker trykkraften til en rotor i slamrotoren for drift av den roterende aksel, som er forbundet til det øvre parti av sylinderhuset 6, nedover under boringen Utbøyingen av den roterende aksel, som er oppstått under forflytningen av den nedre roterende aksel 2 i sideveis aksiell retning med dreielageret 8 som sitt senter, blir imidlertid absorbert ved de første og andre tverrpinner 102, 117 innsatt i begge ender av den hule senteraksel 3a, slik at den øvre roterende aksel 1, som er forbundet til det øvre parti av den hule senteraksel 3a, ikke vil bevege seg i aksiell retning

Følgelig, siden trykklageret kan anvendes for å motta trykkraften fra rotoren i slammotoren, overfører lageret 15 ikke trykkraften fra rotoren i slammotoren til den nedre roterende aksel 2 plassert under den hule senteraksel 3a En stor trykkraft vil således ikke virke på partiet med en forholdsvis liten diameter i den nedre roterende aksel 2 plassert over dreielageret 8 Som et resultat av dette vil utmattmgsfastheten i akselen blir sterkt forbedret

Som det fremgår av figur 1 l(a) er det en øvre roterende aksel 131 og en nedre roterende aksel 132 forbor Figur 1 l(b) viser resultater av en spenningsanalyse utført med en elementmetode (FEM) for tilfelle A, når de øvre og nedre roterende aksler er forbundet til en universalkobhng gjennom en hul senteraksel 133, og et tilfelle B, når den øvre roterende aksel 131 og en nedre roterende aksel 132 er forbundet til de hule fleksible koblinger med skruer

På figur 1 la er det også et vektrør 134, en borekrone 135, et syhnderhus 136, en nedre tetning 137, et lager 138, et dreielager 139, og et dobbelt eksentrisk mekanismeparti 140 omfattende to eksentnske plater 141, 142

Når den øvre roterende aksel 131 og den nedre roterende aksel 132 er forbundet til universalkobhngen via den hule senteraksel 133, blir utbøyingen av den roterende aksel forårsaket av det dobbelt eksentnske mekanismeparti 140 absorbert av universalkobhngen plassert på begge sider av den hule senteraksel 133, slik at bøyespenningene, som det fremgår av kurve A på figur 11 (b) ikke påføres den øvre roterende aksel fra det dobbelt eksentriske mekanismeparti 140 Som et resultat av dette blir utmattingslevetiden til den hule senteraksel 133 såvel som den øvre roterende aksel 131 sterkt forbedret

På den annen side, når den øvre roterende aksel 131 og den nedre roterende aksel 132 er forbundet til den hule fleksible kobling med skruer, som det fremgår av kurve B på figur 1 l(b) ble det funnet at en maksimal bøyespenning på 569 MPa oppsto i det hule fleksible kobhngsparti

Med henvisning til figur 1 og 2, og basert på figur 12 og 13, vil det trykkuthgnende utstyr for innretningen for stynng av boreretningen til bor bh beskrevet som følger

På figur 12 er det vist en tetningsboks 201 som er plassert på den nedre roterende aksel 2 med et lager 202, en mekanisk tetning 203, som er montert i et ringformet område mellom tetningsboksen 201 og den nedre roterende aksel 2, en bærekomponent 204 for en belg, som er montert på tetningsboksen 201, en bærekomponent 205 for en belg, som er anordnet på en innvendig omkretsoverflate under sylinderhuset 6, en belg 206, som forbinder bærekomponenten 204 for belgen med bærekomponenten 205, og et beskyttende deksel 207 for tetningsboksen 201 og belgen 206, gjennom hvilken den nedre roterende aksel 2 er skruetettet ved det nedre endeparti av sylinderhuset 6

Ved rotasjon av de første og andre nngformede komponenter 11, 12 av det dobbelt eksentriske mekanismeparti 9 med de første og andre harmoniske reduksjonsveksel 13, 14, og bøying av den nedre roterende aksel 2 med hensyn på sylinderhuset 6 mens dreielageret 8 holdes i sitt rotasjonssenter, selv om tetningsboksen 201 og den mekaniske tetning 203 vil befinne seg eksentrisk i forhold til sylinderhuset 6, vil belgen 206 deformeres for å absorbere nevnte eksentnsitet, hvilket resulterer i at det ikke påføres noen uheldig effekt av eksentnsiteten på tetnin<g>smekamsmen Videre er belgen 206 konstruert på en slik måte at forbindelsespartiet mellom sylinderhuset 6 av bserekomponentene 204, 205 for belgen og tetningsboksen 201 er hermetisk tettet, slik at smøreoljen påfylt og innelukket inne i innretningen for stynng av boreretningen ikke vil lekke ut

Figur 13 viser et ringformet avstandsstykke 251, som omslutter den øvre roterende aksel 1 via et lager 252 plassert rett over det øvre lager 15, en mekanisk tetning 253, som er anordnet mellom det ringformede avstandsstykke 251 og den øvre roterende aksel 1, et stempel 254, som har tetmngspakninger 255, 256 på begge

sider og glidbart tilveiebringer et nngformet område dannet mellom det nngformede avstandsstykke 251 og sylinderhuset 6, og har en spalte 257, som er montert på den ytre omkretsoverflate i like intervaller for deteksjon av bevegelsens størrelse i aksiell retning, og et vindushull 258 plassert på sylinderhuset 6 for overvåking av spalten 257 Posisjonen til stempelet 254 kan derfor detekteres ved deteksjon av posisjonen til spalten 257

Når trykket i en smøreolje 259 som har blitt påfylt og innelukket inne i innretningen for stynng av boreretningen overskrider trykket i det omgivende slamholdige vann 260 på grunn av den høye temperatur og høye trykk i bunnen av brønnen, tvinges stempelet 254 til å heves oppover mot den slamholdige vannsiden 260 inntil trykket i smøreoljen 259 blir lik trykket i det slamholdige vann 260 Når trykket i smøreoljen 259 og trykket i det slamholdige vann 260 er utlignet, vil bevegelsen av stempelet 254 stoppe

Videre, når trykket i det slamholdige vann 260 overskrider trykket i smøreoljen 259 som har blitt påfylt og innelukket inne i innretningen for stynng av boreretningen, tvinges stempelet 254 til å heve seg oppover inntil trykket i det slamholdige vann 260 er likt trykket i smøreoljen 259 1 det øyeblikk trykket i det slamholdige vann 260 og trykket i smøreoljen 259 er utlignet, vil stempelets 254 bevegelse stoppe Innretningen for styring av boreretningen er følgelig konstruert på en slik måte at trykket i smøreoljen 259 er godt utbalansert i forhold til trykket i det slamholdige vann 260

Videre, dersom posisjonen til stempelet 254 blir endret ved påfylling av smøreolje 259 ved deteksjon av posisjonen til stempelet 254 gjennom vindushullet 258, kan stillingen til stempelet 254 på smøreoljesiden 259 og på den slamholdige vannsiden 260 forandres skjønnsmessig Stempelet 254 kan plasseres i en forhåndsbestemt stilling ved å beregne volumene på sidene av stempelet 254 på både smøreoljesiden 254 og den slamholdige vannsiden 260 i samsvar med omgivelsesforholdene i bunnen av brønnen På figur 13 er det også en pakning 261 for å tette mot støv Med den ovennevnte konstruksjon vil smøreoljen 259 - som er påfylt og innelukket i det ringformede område avgrenset av det nedre tetningsutstyr 7 som er vist på figur 12 og det trykkuthgnende utstyr 16 som er vist på figur 13 - ekspandere og generere et høyt trykk på grunn av den høye temperaturen i bunnen av brønnen Når trykket i smøreoljen 259 overstiger trykket i det slamholdige vann 260, blir imidlertid stempelet 254 tvunget til å bevege seg oppover mot den slamholdige vannsiden 260 inntil trykket i smøreoljen 259 og trykket i det slamholdige vann 260 er utlignet Når trykket i smøreoljen 259 er hk trykket i de slamholdige vann 260 vil bevegelsen til stempelet 254 stoppe

Videre, når det utvendige trykk i det slamholdige vann 260 overskrider trykket i smøreoljen 259, blir stempelet 254 tvunget til å synke nedover mot smøreoljesiden 259 inntil trykket i det slamholdige vann 260 er hk trykket i smøreoljen 259 Så snart trykket i det slamholdige vann 260 er hk trykket i smøreoljen 259 vil bevegelsen til stempelet 254 stoppe Trykket i smøreoljen 259 som er påfylt og innelukket inne i innretningen for styring av boreretningen står følgelig i balanse med trykket i det utvendige slamholdige vann 260

Som et resultat av dette oppviser trykket i smøreoljen 259 - som er påfylt og tettet i det nngformede rom avgrenset av det nedre tetningsutstyr 7 som er vist på figur 12 og det trykkuthgnende utstyr 16 vist på figur 13 - null trykkforskjell i forhold til det slamholdige vann 260 Følgelig vil utlekkingen av smøreolje 259 ut av det nedre tetningsutstyr 7 og det øvre tetningsutstyr 16 bh forebygget, og samtidig vil utlekkingen av slamholdig vann 260 mn i tetningsparti et av smøreoljen 259 også bh forebygget

Videre, når den første og annen ringformede komponent 11, 12 av den dobbelt eksentriske komponent 9 er rotert med den første og annen harmoniske reduksjonsveksel 13, 14, og, som det fremgår av figur 2, den nedre roterende aksel 2 er bøyd i forhold til sylinderhuset 6 mens dreielageret 8 er holdt ved sitt rotasjonssenter, vil tetningsboksen 201 og den mekaniske tetning 203 være eksentrisk i forhold til sylinderhuset 6 Eksentrisiteten vil imidlertid bh absorbert av passende deformasjon av belgen 206, slik at tetningsmekamsmen i den mekaniske tetning 203 ikke vil bh satt i fare Videre kan den relative skråstilhng av den nedre roterende aksel 2 og sylinderhuset 6 absorberes av belgen 206 ved det nedre tetningsutstyr 7

Et tetningsutstyr for innretningen for styring av boreretningen for bor ifølge foreliggende oppfinnelse vil bh beskrevet med henvisning til figur 1 og 2 såvel som figur 14 og 15

I det nedre tetningsutstyr 7 som er vist på figur 14, er det en første konkav komponent 301 med et konkavt sfærisk overflat ep arti som er forbundet til sylinderhuset 6, en første hul konveks komponent 302 med et konvekst sfærisk overflateparti som glir langs det konkave sfæriske overflateparti av den første konkave komponent 301, en annen konkav komponent 303 med et konkavt sfærisk overflateparti ved sitt nedre parti som er forbundet til det nedre parti av den første konvekse komponent 302, og en annen hul konveks komponent 304 med det konvekse sfæriske overflateparti som glir langs det konkave sfæriske parti av den annen konkave komponent 303 Den nedre roterende aksel 2 er roterbart innsatt ved et område avgrenset mellom den annen konvekse komponent 304 og den nedre roterende aksel 2 via en mekanisk tetning 305 og et kulelager 306

På figur 14 er det også vist en O-nng 307 som er plassert på de sfæriske overflatepartier av den første konkave komponent 301 og den første konvekse komponent 302, og en O-nng 308, som er plassert på de sfæriske overflatepartier av den annen konkave komponent 303 og den annen konvekse komponent 304, for å forhindre lekkasje av smøreolje

Det er enda en første rotasjonsstoppmne 309 som er montert ved det sfæriske overflateparti av den første konkave komponent 301 og den første konvekse komponent 302, og en annen rotasjonsstoppmne 310, som er plassert på det sfæriske overflateparti av den annen konkave komponent 303 og den annen konvekse komponent 304 Med den ovenstående konstruksjon, roterer den nedre roterende aksel 2 sammen med den første konvekse komponent 302 og den annen konvekse komponent 304 mellom de respektive sfæriske overflatepartier, slik at hvert sfæriske parti ikke vil bh skadet

Videre, selv om alle de ovennevnte komponenter er parallelle i forhold til hverandre når den nedre roterende aksel 2 er parallell med det aksielle senter i sylinderhuset 6, når den første og annen ringformede komponent 11, 12 av det dobbelt eksentnske mekanismeparti 9 er tvunget til å rotere og den nedre roterende aksel 2 er bøyd i forhold til sylinderhuset 6, beveger senteret B i den annen sfænske komponent seg i en bue med en rotasjonsradius hk avstanden mellom senteret D av den første sfæriske komponent og senteret E av den annen sfænske komponent, og senteret D beholdes således som dens rotasjonssenter I dette øyeblikk er den annen konvekse komponent 304, den nedre roterende aksel 2 og den mekaniske tetning 305 holdt parallelle med hverandre, slik at tetningsmekamsmen til den mekaniske tetning 305 ikke vil bh satt i fare

På figur 14 er det også vist en ringformet ekspansjonskomponent 311 som i begge ender er sveiset til en festekomponent 312 av den første konkave komponent 301 og en festekomponent 313 ved det øvre eneparti av den annen konkave komponent 303, og en nngformet ekspansjonskomponent 314 som i begge ender er sveiset til en festekomponent 315 ved det nedre endeparti av den annen konkave komponent 303 og en festekomponent 316 ved den annen konvekse komponent 304, slik at lekkasjen av slamholdig vann inn i det første og annet sfæriske overflateparti kan forebygges

I det øvre tetningsutstyr 16 vist på figur 15, er det en blære 351 laget av et elastisk materiale såsom gummi Nevnte blære er lagret i et blærehylster 352, som er festet til en innvendig omkretsoverflate av sylinderhuset 6, slik at smøreoljen 259 (som har blitt påfylt og innelukket inne i innretningen for stynng av boreretningen) strømmer inn i og ut av blæren 351 gjennom et forbindelseshull 353, som er plassert på lagersiden 15 av det nedre parti av blærehylsteret 352 Den utvendige overflate av tetningsutstyret står i kontakt med det slamholdige vann 260 Det er også et kulelager 354 som er anordnet ved et område avgrenset mellom den innvendige omkretsoverflate av blærehylsteret 352 og den øvre roterende aksel 1, og en mekanisk tetning 355, som er montert i omkretsområdet dannet mellom blærehylsteret 352 ved det øvre parti av kulelageret 354 og den øvre roterende aksel 1, slik at det sfæriske områdeparti mellom blærehylsteret 352 og den øvre roterende aksel 1 kan tettes

Når trykket i smøreoljen 259, som har blitt påfylt og innelukket inne i innretningen for stynng av boreretningen, overstiger trykket i det slamholdige vann 260 på grunn av den høye temperatur i bunnen av brønnen, strømmer smøreoljen 259 inn i blæren 351 gjennom forbindelseshullet 353 Som et resultat av dette ekspanderer blæren 355 gradvis utover fra sylinderformen, og ekspansjonen av blæren 351 på grunn av innstrømmingen av smøreolje 259 vil stoppe når trykket mellom dem er utlignet

Når trykket i det slamholdige vann 260 overstiger trykket i smøreoljen 259, som har blitt påfylt og innelukket i innretningen for styring av boreretningen, strømmer smøreoljen 259 ut fra innsiden av blæren 351 gjennom forbindelseshullet 353, blæren 351 krymper fra sin ekspanderte stilling, og krympingen på grunn av utstrømmingen av smøreolje 259 vil stoppe når trykket mellom dem er utlignet Følgelig vil trykket i smøreoljen 259, som har blitt påfylt og innelukket i innretningen for styring av boreretningen, og trykket i det slamholdige vann 260 være godt utbalansert i forhold til hverandre

Ved den ovennevnte konstruksjon, vil smøreoljen 259 som ved bakkenivå er påfylt og innelukket i det sfæriske områdeparti avgrenset mellom det nedre tetningsutstyr 7 som vist på figur 14 og det øvre tetningsutstyr 16 som vist på figur 15, bh utsatt for en ekspansjon og høyt trykk på grunn av den høye temperatur som finnes ved bunnen av brønnen Når trykket i smøreoljen 259 overstiger trykket i det slamholdige vann 260, vil imidlertid smøreoljen strømme inn i blæren 355 gjennom forbindelseshullet 353 Videre ekspanderer blæren 351 gradvis utover fra sin sylinderform, og ekspansjonen på grunn av innstrammingen vil stoppe i det øyeblikk når trykket mellom dem er utlignet

Når trykket i det slamholdige vann 260 overstiger trykket i smøreoljen 259, som har bhtt påfylt og er innelukket i det sfæriske områdeparti, vil smøreoljen videre strømme ut fra innsiden av blæren 351 til det sfæriske områdeparti gjennom forbindelseshullet 353, og krympingen av blæren 351 på grunn av utstrømningen vil stoppe når trykket i smøreoljen 259 blir hk trykket i det utvendige slamholdige vann 260

Som et resultat av dette vil trykket i smøreoljen 259 som ved bakkenivå har blitt påfylt og innelukket i det sfæriske områdeparti avgrenset mellom det nedre tetningsutstyr 7 vist på figur 14 og det øvre tetningsutstyr 16 vist på figur 15, oppvise null trykkforskjell i forhold til det utvendige slamholdige vann 260 Lekkasjen av smøreolje 259 ut av det nedre tetningsutstyr 7 og det øvre tetningsutstyr 16 kan følgelig forebygges, og innlekkingen av slamholdig vann 260 inn i tetningsparti et for smøreoljen 259 kan også unngås

Videre, ved rotasjon av den første og annen ringformede komponent 11, 12 i den dobbelt eksentriske mekanisme 9 ved hjelp av den første og annen harmoniske reduksjonsveksel 13, 14, og, som vist på figur 2, ved bøying av den nedre roterende aksel 2 rundt sylinderhuset 6, vil senteret E i det annet sfæriske overflateparti ved det nedre tetningsutstyr 7, som vist på figur 14, beveges sammen med den nedre roterende aksel 2 i en sirkulær bue med en rotasjonsradius tilsvarende avstanden mellom senteret D i den første sfæriske komponent og senteret E i den annen sfæriske komponent, hvilket holder senteret D som rotasjonssenter for den første sfæriske komponent, som vist på figur 14 Ved denne bevegelse er den konvekse komponent 304, den nedre roterende aksel 2 og den mekaniske tetning 305 alle parallelle med hverandre, slik at tetningsfunksjonen til den mekaniske tetning 305 ikke vil bh satt i fare Videre kan spenningen som er påført av den relative skråstilhng mellom den nedre roterende aksel 2 og sylinderhuset 6 absorberes av det første og annet sfæriske parti av det nedre tetningsutstyr 7

Den detaljerte beskrivelse av den andre typen av innretning for stynng av boreretningen vil bh forklart med en henvisning til figur 1 og 2 såvel som figur 12 og 15

På figur 12 er vist en tetmngsboks 201, som er montert på den nedre roterende aksel 2 ved hjelp av et lager 202, en mekanisk tetning 203, som er montert til det nngformede områdeparti avgrenset mellom tetningsboksen 201 og den nedre roterende aksel 2, en bærekomponent 204 for en belg, som er plassert ved tetningsboksen 201, en bærekomponent 205 for en belg, som er anordnet på den innvendige omkretsflate av det nedre parti av sylinderhuset 6, en belg 206 som forbinder bærekomponentene 204 og 205 for belgen, og et beskyttelsesdeksel 207 for belgen 206 og tetningsboksen 201, gjennom hvilket den nedre roterende aksel 2 står i skrueinngrep med det nedre parti av sylinderhuset 6

Ved rotasjon av den første og annen ringformede komponent 11, 12 i det dobbelt eksentnske mekanismeparti 9 ved dnft av den første og annen harmoniske reduksjonsveksel 13, 14, og ved bøying av den nedre roterende aksel 2 mens dreielageret 8 beholdes som dens rotasjonssenter i forhold til sylinderhuset 6, vil tetningsboksen 201 og den mekaniske tetning 203 stå eksentnsk i forhold til sylinderhuset 6 Belgen 206 vil imidlertid deformeres for å absorbere størrelsen av den ovennevnte eksentrisitet, slik at tetningsmekamsmen ikke vil bh satt i fare Videre er belgen 206 konstruert på en slik måte at siden det parti som forbinder sylinderhuset 6 for bærekomponentene 204, 205 for belgen og tetningsboksen 201 er hermetisk tettet, så vil smøreoljen, som har blitt påfylt og innelukket inne i innretningen for stynng av boreretningen, ikke lekke ut

I det øvre tetningsutstyr 16 vist på figur 15 er det en blære 351 laget av et elastisk materiale såsom gummi, som er plassert inne i blærehylsteret 352 og er festet til en innvendig omkretsoverflate av sylinderhuset 6 Smøreoljen 259, som har blitt påfylt og innelukket mne i innretningen for stynng av boreretningen, strømmer mn og ut av innsiden av blæren 351 gjennom forbindelseshullet 353, som er anordnet på lagersiden 15 ved det nedre parti av blærehuset 352, og den utvendige omkretsoverflate står i kontakt med det utvendige slamholdige vann 260 Det er også et kulelager 354, som er plassert i et område avgrenset mellom den innvendige omkretsoverflate av blærehylsteret 352 og den øvre roterende aksel 1, og en mekanisk tetning 355, som er montert i det ringformede områdeparti som er avgrenset mellom blærehylsteret 352 ved det øvre parti av kulelageret 354 og den øvre roterende aksel 1, slik at det nngformede områdeparti mellom blærehylsteret 352 og den øvre roterende aksel 1 vil bh tett forseglet

Når trykket i smøreoljen 259, som har blitt påfylt og forseglet i innretningen for styring av boreretningen, overstiger trykket i det slamholdige vann 260 på grunn av den høye temperatur ved bunnpartiet i brønnen, vil smøreoljen 259 strømme inn i blæren 351 gjennom forbindelseshullet 353, blæren 351 vil gradvis ekspandere utover fra sin sylinderform, og ekspansjonen på grunn av innstrømmingen av smøreolje 259 vil stoppe i det øyeblikk trykket mellom dem er utlignet Videre, når trykket i det slamholdige vann 260 overstiger trykket i smøreoljen 259, som har blitt påfylt og forseglet i innretningen for stynng av boreretningen, vil smøreoljen 259 strømme ut fra innsiden av blæren 351 gjennom forbindelseshullet 353, og blæren 351 vil krympe fra sin ekspanderte stilling inntil det øyeblikk når trykket i den innvendige smøreolje og trykket i det utvendige slamholdige vann blir likt Trykket i smøreoljen og trykket i det slamholdige vann vil følgelig være godt utbalansert

Ved den ovennevnte konstruksjon, vil smøreoljen 259 (som har blitt påfylt og forseglet i det ringformede områdeparti avgrenset mellom det nedre tetningsutstyr 7 vist på figur 12 og det øvre tetningsutstyr 16 vist på figur 15) ekspandere og frembringe et høyt trykk på grunn av den høye temperatur i brønnens bunn Imidlertid, når trykket i smøreoljen blir høyere enn trykket i det slamholdige vann 260, vil smøreoljen 259 strømme mn i innsiden av blæren 351 gjennom forbindelseshullet 353 Videre vil blæren 351 gradvis ekspandere utover fra sin sylinderform, og ekspansjonen på grunn av innstrømmingen vil stoppe i det øyeblikk når trykket i smøreoljen og trykket i det slamholdige vann står i balanse med hverandre

Når trykket i det utvendige slamholdige vann 260 blir høyere enn trykket i smøreoljen 259, vil smøreoljen 259, som har blitt påfylt og forseglet i det sfænske områdeparti, strømme ut fra blæren 351 til det ringformede områdeparti gjennom forbindelseshullet 353 Når trykket i den innvendige smøreolje 259 blir hk trykket i det utvendige slamholdige vann 260, vil krympingen av blæren 351 på grunn av utstrømmingen stoppe

Trykket i smøreoljen 259, som ved bakkenivå har blitt påfylt og forseglet i det sfæriske områdeparti avgrenset mellom det nedre tetningsutstyr 7 vist på figur 12 og det øvre tetningsutstyr 16 vist på figur 15, oppviser nemlig alltid null trykkforskjell i forhold til det utvendige slamholdige vann 260 Som et resultat av dette kan lekkasjen av smøreolje 259 fra det nedre tetningsutstyr 7 og det øvre tetningsutstyr 16 forebygges, og samtidig kan lekkasjen av slamholdig vann 260 mn i det forseglede parti av smøreoljen 259 også forebygges

Videre, når den første og annen ringformede komponent 11,12 som i det dobbelt eksentriske mekanismeparti 9 blir tvunget til å rotere ved drift av den første og annen harmoniske reduksjonsveksel 13, 14 og den nedre roterende aksel 2, mens dreielageret 8 beholdes som dens rotasjonssenter, er bøyd i forhold til sylinderhuset 6, som vist på figur 2, vil tetningsboksen 201 og den mekaniske tetning 203 være eksentrisk i forhold til sylinderhuset 6 Eksentrisiteten vil imidlertid bli absorbert ved deformasjon av belgen 206, slik at tetningsfunksjonen til den mekaniske tetning 203 ikke vil bh satt i fare Videre kan den relative skråstilhng definert mellom den nedre roterende aksel 2 og sylinderhuset 6 også bh absorbert av belgen 206 for det nedre tetningsutstyr 7

Ved innretningen for styring av boreretningen ifølge foreliggende oppfinnelse, ved anvendelse av en resolver for å detektere den eksentnske vinkel ved det dobbelt eksentriske mekanismeparti, kan den absolutte størrelse av den roterende vinkel for to nngformede komponenter detekteres med stor nøyaktighet, og nøyaktig og stabil stynng av boreretningen kan oppnås på en trinnløs, kontrollert måte Videre, ved plassenng av dreielageret i et midtpunkt avgrenset mellom det dobbelt eksentnske mekanismeparti og borekronen, er det mulig å lokalisere det nedre tetningsparti nær dreielageret, slik at størrelsen av forskyvningen av den roterende vinkel for den roterende aksel ved det nedre tetningsparti kan være liten, og tetningskonstruk-sjonen kan utformes og fremstilles med en enklere konstruksjon Videre, siden belastningen på borekronen kan opptas i dreielageret og overføres til sylinderhuset, virker borekronens belastning ikke direkte på det dobbelt eksentnske mekanismeparti fra den roterende aksel, og følgelig kan den forholdsvis svake konstruksjon av det dobbelt eksentnske mekanismeparti, sett ut fra mekanisk styrke, beskyttes Videre, siden dreielageret er plassert nær nok til det nedre tetningsparti, kan det benyttes ikke bare en større skrå-stilhngsvinkel av den roterende aksel ved det nedre tetningsparti, men den roterende aksel kan også utformes og fremstilles med større diameter Videre, ved å plassere den fleksible kobling ved dette øvre parti av det dobbelt eksentriske mekanismeparti, kan utbøyingen av den roterende aksel på grunn av den fleksible kobling forebygges, og forekomsten av for store bøye-spenmnger kan også forebygges

Videre, siden den hule universalkobhng for borene ved den foreliggende oppfinnelse også kan forhindre utlekking av fluid som strømmer inne i de hule partier i den roterende aksel for borene, dersom nevnte hule universalkobhng er installert på det sted hvor maksimal bøyespenmng muligens kan forekomme, kan bøyespennmgen på den roterende aksel sterkt reduseres, slik at utmattingslevetiden til den roterende aksel økes enormt

Videre, ved anvendelse av det trykkuthgnende utstyr for styring av boreretningen ifølge foreliggende oppfinnelse, selv om den nedre roterende aksel er skråstilt for å forandre boreretningen, blir tetningsmekamsmen ved det nedre tetningsutstyr, plassert mellom den nedre roterende aksel og sylinderhuset, ikke satt i fare I tillegg kan den relative skråstilhng absorberes i belgen i det nedre tetningsutstyr, og trykket i smøreoljen, som har blitt påfylt og forseglet i det nngformede parti av innretningen for stynng av boreretningen, kan utlignes med trykket i det utvendige slamholdige vann ved hjelp av stempelet Som et resultat av dette kan utlekkingen av smøreoljen fra det nedre tetningsutstyr og det trykkuthgnende utstyr ikke bare forebygges, men innlekkingen av slamholdig vann inn i tetnmgspartiet for smøreoljen kan også unngås Følgelig kan enhver tenkelig skade på innretningen for styring av boreretningen unngås

Ved å benytte tetmngsutstyret for innretningen for stynng av boreretningen ifølge foreliggende oppfinnelse, selv om den nedre roterende aksel er skråstilt for å forandre boreretningen, bhr tetningsfunksjonen til det nedre tetningsutstyr, som er plassert mellom den nedre roterende aksel og sylinderhuset, ikke satt i fare Videre kan den relative skråstilhng absorberes ved to sfænske overflatepartier av det nedre tetningsutstyr I tillegg kan trykket i smøreoljen (som har blitt påfylt og forseglet i det ringformede områdeparti inkludert innretningen for styring av boreretningen) utlignes i forhold til trykket i det slamholdige vann ved hjelp av blæren i det øvre tetningsutstyr Som et resultat av dette kan utlekkingen av smøreolje fra både det nedre tetningsutstyr og det øvre tetningsutstyr ikke bare forebygges, men lekkasjen av det utvendige slamholdige vann mn i tetnmgspartiet for smøreoljen kan også unngås Derfor kan enhver mulig skade på innretningen for styring av boreretningen forebygges

Ved benyttelse av tetmngsutstyret ved innretningen for stynng av boreretningen ifølge foreliggende oppfinnelse, selv om den nedre roterende aksel er skråstilt for å endre boreretningen, vil tetningsfunksjonen ved det nedre tetningsutstyr plassert mellom den nedre roterende aksel og sylinderhuset ikke bh satt i fare Videre kan den relative skråstilhng bh absorbert av belgen ved det nedre tetningsutstyr, og trykket i smøreoljen som er påfylt og forseglet i det sfæriske områdeparti i innretningen for styring av boreretningen kan utlignes i forhold til trykket i det slamholdige vann ved anvendelse av blæren i det øvre tetningsutstyr Som et resultat av dette kan utlekkingen av smøreolje fra både det nedre tetningsutstyr og det øvre tetningsutstyr forebygges Samtidig kan lekkasjen av utvendig slamholdig vann inn i tetnmgspartiet for smøreoljen også unngås, slik at eventuelle skader på innretningen for styring av boreretningen kan forebygges

Videre, ved vinkeldetektenngsutstyret som benyttes ved innretningen for styring av boreretningen ifølge foreliggende oppfinnelse, benyttes et lavfrekvent signal ved å anvende resolveren i den hule rotor for å detektere den eksentnske vinkel ved det dobbelt eksentriske mekanismeparti, slik at det ikke vil forekomme noen svekkelse eller støy selv om kabellengden økes Som et resultat av dette oppnås stabil og nøyaktig detektenng av absoluttverdien av vinkelen til den opprinnelige referanse-vinkelposisjon, som er innstilt i to nngfonnede komponenter Videre oppnås nøyaktig stynng av boreretningen på en tnnnløs måte Videre kan en sensor i resolveren funksjonere som en detektor for et oppnnnelig referansepunkt, såvel som en vinkeldetektor

Den foreliggende oppfinnelse er derfor godt egnet til å utføre hensiktene og oppnåelse av de nevnte formål og fordeler, såvel som andre formål og fordeler forbundet med disse Selv om foreliggende foretrukkede utførelser av oppfinnelsen har blitt omtalt av beskrivelseshensyn, vil talløse modifikasjoner og forandringer ved detaljene ved utformingen være opplagt for fagpersoner på området, hvilke modifikasjoner og forandringer er omfattet av oppfinnelsens ramme som angitt i de ledsagende krav

Claims

1 Innretning for styring av boreretningen Ul bor omfattende et sylinderhus (6), en første ringformet komponent (11), som er roterbart understøttet på en sirkulær innvendig omkretsoverflate av sylinderhuset (6) og har en sirkulær innvendig omkretsoverflate som er eksentrisk i forhold til sylinderhuset (6), en annen ringformet komponent (12) som er roterbart understøttet på den sirkulære innvendige omkretsoverflate av den første ringformede komponent (11) og har en sirkulær innvendig omkretsoverflate som er eksentnsk i forhold til den sirkulære innvendige omkretsoverflate, og en hul harmonisk reduksjonsveksel som roterer i forhold Ul den første og annen ringformede komponent (11, 12) rundt sentrene i nevnte komponenter, idet styreinnretningen er konstruert på en slik måte at størrelsen av eksentrisiteten til den sirkulære innvendige omkretsoverflate av den første ringformede komponent (11) i forhold til sylinderhuset (6) er hk størrelsen av eksentrisiteten til den sirkulære innvendige omkretsoverflate av den annen nngformede komponent (12) i forhold Ul den første nngformede komponent (11), en roterende aksel for borene er forbundet Ul den annen ringformede komponent (12) for å bevege seg sammen med senteret i den sirkulære innvendige omkretsoverflate av den annen nngformede komponent (12) som et enkelt legeme, og den første og annen ringformede komponent (11, 12) roterer individuelt for å utføre en posisjonsdetektenng for den roterende aksel, karakterisert ved at styreinnretningen er anordnet med en resolver mellom den første og annen ringformede komponent (11, 12) og en hul harmonisk reduksjonsveksel for å detektere rotasjonsvinkelen Ul den første og annen nngformede komponent (11, 12), et dreielager (8) for den roterende aksel plassert ved midtpunktet mellom en borekrone (5) og den første og annen ringformede komponent (11, 12), en fleksible kobling (3) ved et øvre parti av den første og annen nngformede komponent (11, 12), og et lager (15) på denne for å støtte den roterende aksel

2 Innretning for stynng av boreretningen Ul bor ifølge krav 1, karakterisert ved at den fleksible kobling (3) er en hul universalkobhng for bor som forbinder en øvre roterende aksel (1) som i et nedre endeparti er forbundet til et hult åk, en hul senteraksel som forbinder øvre og nedre hule åk, og en nedre roterende aksel som i et øvre endeparti er forbundet til et hult åk, idet den fleksible kobling videre, på en vanntett måte, forbinder området avgrenset mellom den øvre roterende aksel og den hule senteraksel og området avgrenset mellom den nedre roterende aksel og den hule senteraksel gjennom en tverrpinne som har et gjennomgående hull i sitt senterparti og har et tetmngsrør innsatt inne i et forbindelsesparti

3 Innretning for styring av boreretningen til bor ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at styreinnretningen har trykkuthgnende utstyr og omfatter et øvre tetningsutstyr (16), idet nevnte øvre tetningsutstyr videre omfatter et ringformet avstandsstykke som omslutter den roterende aksel gjennom et lager direkte over det øvre lager, en tetmngsmekanisme som er plassert mellom det nngformede avstandsstykke og den roterende aksel, et stempel som glir på grunn av trykkforskjellen mellom trykket i en smøreolje, som har blitt påfylt og forseglet i innretningen for stynng av boreretningen, og øvre slamholdig vann i det ringformede områdeparti plassert mellom det nngformede avstandsstykke og sylinderhuset, og stempelet er videre anordnet med en pakningstetning i begge ender og en rekke spalter for detektenng av størrelsen av bevegelsen i en aksiell retning på dens utvendige omkretsoverflate, og et vindushull som er plassert på sylinderhuset

4 Innretning for stynng av boreretningen til bor ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at styreinnretningen har et tetningsutstyr og omfatter et nedre tetningsutstyr (7) og et øvre tetningsutstyr (16), idet det nedre tetningsutstyr videre omfatter et par hule første sfæriske overflatekomponenter, som er forbundet til det nedre parti av sylinderhuset, et par hule andre sfænske overflatekomponenter som er forbundet til en konveks overflatekomponent av den første sfæriske overflatekomponent, en tetmn<g>smekanisme som er anordnet i et grenseområdeparti mellom konvekse og konkave overflater av de første og andre sfæriske overflatekomponenter, en rotasjonsstoppmne for å forebygge rotasjon av det nedre tetningsutstyr i sideveis aksiell retning, og en tetmn<g>smekanisme som er plassert i et ringformet områdeparti mellom den roterende aksel som går gjennom det hule parti av den annen sfænske overflatekomponent, og det øvre tetningsutstyr (16) omfatter videre, et blærehylster, som er montert på en sirkulær innvendig overflate av sylinderhuset nær det øvre parti av den øvre roterende aksel (1) gjennom et lager i et område avgrenset mellom den roterende aksel, en tetmngsmekanisme, som er innsatt og satt i inngrep mellom blærehylsteret og den roterende aksel, og en blære, idet et innvendig parti av denne som er plassert inne i blærehylsteret har en strømningspassasje for smøreolje som har blitt påfylt og forseglet i innretningen for stynng av boreretningen, og et ytre parti av denne står i kontakt med det utvendige slamholdige vann

5 Innretning for styring av boreretningen til bor ifølge krav 3, karakterisert ved at styreinnretningen har et tetningsutstyr og omfatter et nedre tetningsutstyr (7) og et øvre tetningsutstyr (16), idet det nedre tetningsutstyr (7) videre omfatter et par hule første sfænske overflatekomponenter, som er forbundet til det nedre parti av sylinderhuset, et par hule andre sfænske overflatekomponenter som er forbundet til en konveks overflatekomponent av den første sfæriske overflatekomponent, en tetmngsmekanisme som er anordnet i et grenseområdeparti mellom konvekse og konkave overflater av de første og andre sfænske overflatekomponenter, en rotasjonsstoppmne for å forebygge rotasjon av det nedre tetningsutstyr i sideveis aksiell retning, og en tetmngsmekanisme som er plassert i et ringformet områdeparti mellom den roterende aksel som går gjennom et midtplassert parti av den annen sfæriske overflatekomponent, og det øvre tetningsutstyr (16) omfatter videre et blærehylster, som er montert på en sirkulær innvendig overflate av sylinderhuset nær det øvre parti av det øvre lager gjennom et lager i et område avgrenset mellom den roterende aksel, en tetmngsmekanisme, som er innsatt og satt i inngrep mellom blærehylsteret og den roterende aksel, og en blære, idet et innvendig parti av denne som er plassert inne i blærehylsteret har en strømningspassasje for smøreolje som har blitt påfylt og forseglet 1 innretningen for styring av boreretningen, og et ytre parti av denne står i kontakt med det utvendige slamholdige vann

6 Innretning for styring av boreretningen til bor ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at styreinnretningen har et tetningsutstyr og omfatter et nedre tetningsutstyr (7) og et øvre tetningsutstyr (16), idet det nedre tetningsutstyr (7) videre omfatter, en tetningsboks, som er plassert på den roterende aksel gjennom et lager, en tetmngsmekanisme, som er innsatt mellom tetningsboksen og den roterende aksel, og en belg, som forbinder tetningsboksen og et nedre parti av sylinderhuset, og at det øvre tetningsutstyr (16) videre omfatter et blærehylster, som er anordnet på en sirkulær innvendig overflate av sylinderhuset nær et øvre parti av det øvre lager med den roterende aksel gjennom et lager, en tetmngsmekanisme, som er innsatt mellom blærehylsteret og den roterende aksel, og en blære plassert i blærehylsteret, med en innvendig side som har en strømningspassasje for smøreolje som har blitt påfylt og forseglet inne i styreinnretningen, og en utvendig side som står i kontakt med det utvendige slamholdige vann

7 Innretning for stynng av boreretningen til bor ifølge krav 1, 2, 3, 4, 5 eller 6, karakterisert ved at styreinnretningen har vmkeldetekterende utstyr hvor den første nngformede komponent og den første harmoniske reduksjonsveksel er forbundet til hverandre med en hul rotor i en første resolver, og at den annen ringformede komponent og den annen hule harmoniske reduksjonsveksel er forbundet til hverandre med en hul rotor i en annen resolver og en oldhamkobhng