NO761267L - - Google Patents

Description

Tannhj ulsystem.

Oppfinnelsen vedrører et tannhjulsystem for bruk mellom aksialt innrettede inngående og utgående aksler, mer spesielt et tannhjulsystem for.bruk mellom en motoraksel og en borkrone ved boring av dype oljebrønner. Vanligvis forefinnes det en direkte forbindelse mellom motorakselen og borkronen slik at de roterer med samme vinkelhastighet. Det skal i denne forbindelse vises til US-patentene 2.852.230, 3-076.51^ og 3.59^.106. Under visse forhold er det ønskelig å kunne rotere borkronen med en mindre hastighet enn motoren. I de fleste tilfeller foreligger det begrensninger med hensyn til den ytterdiameter som hele innretningen kan utføres med. Eksempelvis kan det ofte bare være tilgjengelig et rom med en diameter på 15 cm. På grunn av denne plassbegrensning og også på grunn av de hårde arbeidsforhold som foreligger og som eksempelvis skyldes høye temperaturer, høye belastninger og påvirkning fra boreslammet, vil de vanlige reduksjonsgir ikke være brukbare. Planet- gir med små dimensjo-ner vil nødvendigvis kreve små delikate drev med svake tenner. Det er også ønskelig å kunne ha et visst hastighet reduksjons-.område i stedet for å være begrenset til et■enkelt reduksjons-forhold. Tannhjulsystemet må være enkelt og robust og være i stand til å motstå vesentlige trykkbelastninger. Boreslammet må holdes vekk fra tannhjulsystemet og det må sørges for tilstrekke-lig smøring. Dette krever at boreslammet føres forbi- tannhjulsystemet.

Det er således en hensikt med foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe et tannhjulsystem som har et relativt lite tverr-snitt, samtidig som det er robust og sterkt.

Nok en hensikt er å tilveiebringe et tannhjulsystem som særlig egner seg for bruk mellom motoren og borkronen ved boring

av dype oljebrønner.

Nok en hensikt er å tilveiebringe et tannhjulsystem som får god smøring samtidig som lekkasje av boreslam inn i systemet er hindret, og boreslammet tillates å passere tannhj ulsystemet.

Nok en hensikt er å tilveiebringe et tannhjulsystem som kan tandemkoples slik at man kan få mer enn et reduksjons-forhold.

Nok en hensikt er å tilveiebringe et tannhjulsystem som har en enkel konstruksjon og er relativt billig i fremstil-ling og vedlikehold.

Ifølge oppfinnelsen er det derfor tilveiebragt et tannhjulsystem som angitt i krav 1. Ytterligere trekk ved oppfinnelsen er angitt i underkravene.

Fordelene ved oppfinnelsen vil gå frem av den etter-følgende beskrivelse av et utførelseseksempel som er vist på tegningene, hvor

fig. la, Ib, lc og ld viser på hverandre følgende lengdesnitt gjennom et utførelseseksempel, og

fig. 2 viser et snitt etter linjen II-II i fig. la.

I fig. la og 2 er et ytre motorhus betegnet med 2.

Det dreier seg her om en motor som er vist og beskrevet i US-patentsøknadene nr . 545.866 og 556.079- Motoren (ikke vist i . detalj) har en aksel 4 hvis nedre ende over en kopling 6 er tilkoplet en aksel 8 som ved sin nedre ende bærer et drev 9- Et avstandselement 10 er festet til innsiden av huset 2 og har en innoverragende konisk del 12 som går over i en ringdel 14. Mellom ringdelen 14 og akselen 8 er det en smal ringspalt 16.

I delen 12 er det flere innbyrdes avstandsplaserte åpninger 18 som muliggjør en strømning av boreslam fra passasjen 20 og til passasjen 22. Ringdelen 14 har yttergjenger 24 hvorpå det er påskrudd en eksentrisk hylse 26. Hylsens 26 boring 28 har et hovedavsnitt 28 med en større diameter, et mellomavsnitt 28b med en mindre diameter, og et avsnitt 28c med en minste diameter. Samtlige avsnitt er koaksiale med drevakselen 8. Hylsens 26 ytterflate 30 er sylindrisk og har sin akse parallelt med men i en avstand ifra boringens akse. Et rør 32 med jevn veggtykkelse omgir hylsen 26. Hylsen 26 er fiksert ved hjelp av sentrerings-kiler 34 som er anordnet med en innbyrdes vinkel på 90°, og ved rørets 32 kontakt med huset 2, som best vist i fig. 2. Sentreringskilene har en lengde som er kortere enn hylsen 26 og det er anordnet flere aksialt innrettede, innbyrdes avstandsplaserte kiler i lengderetningen. Røret 32 strekker seg hoved-sakelig over hele lengden til innretningen. En rotasjonsstopper 35 er fastsveiset til innsiden av huset 2. Passasjen 22 frem-kommer mellom huset 2 og røret 32.

Et stempel36omgir akselen 8 og utfyller rommet mellom

-akselen og den omgivende hylse 26. Stemplet har pakninger 38 og 40 som hindrer at boreslam- kan trenge forbi stemplet. En fjær 44 holder pakningen 38 stram. For å sikre at smøringstrykket i

smøringskammeret 42 er minst like stort eller større enn bore-slamtrykket, er det anordnet en fjær 46 som presser stemplet 36

i retning fra den øvre enden. Fordelaktig har man en trykk-økning på 0,25 - 0,35 kp/cm . Akselen 38 er opplagret i hylsen 26 ved hjelp av lågere 48, 50 og 52. Disse lågere holdes fra hverandre ved hjelp av avstandelementer 54 og 56 og holdes i aksial stilling mellom skuldere ved overgangen mellom borings-avsnittene 28b og 28c og låsemutteren 58 og låseringen 60 på akselen 8. Avstandselementet 54 holdes på plass ved hjelp av en skrue 6l. Smøring tilføres smøringskammeret 42 og tannhjuls-systemet gjennom passasjen 62 i hylsen 26. En plugg 64 er skrudd inn i ytterenden til passasjen 62.

En andre eksentrisk hylse 66 med samme ytterdiameter som den eksentriske hylse 26 er montert i røret 32 og ligger an mot hylsen 26. Hovedboringen .68 (fig. lb) i hylsen 66 har en akse som er forskjøvet parallelt i forhold til drevets 9 akse. Et•avstandselement 70 er anordnet i boringen 68 mellom lågere 72. Boringen 74 ved hylsens 66 øvre ende har en større diameter, med et utskåret parti for opptak av et innvendig tannhjul 78 som har inngrep med drevet 9- Et andre drev 80 er- forbundet med tannhjulet 78 ved hjelp av en aksel 82. En bronsetrykkskive 84 er montert mellom endeflaten på drevet 9 og hylsen 66,. og en bronseskive 86 er plasert inne i boringen 68, ved dennes øvre ende.

En-tredje eksentrisk hylse 88 er montert i røret 32 og har anlegg mot den eksentriske hylse 66. Aksen til hylsens 88 boring 90 flukter med aksen til drevet 9, men forøvrig er konstruksjonen og lagerarrangementet det samme som for den eksentriske hylse 66. Et andre innvendig tannhjul 92 er opptatt 1 hylsens 88 øvre ende og er forbundet med et tredje drev 94 ved hjelp av en aksel 96.

En fjerde eksentrisk hylse 98 (fig. lc), hvis funk-sjon er den samme som for den andre eksentriske- hylse 66, er montert i anlegg mot den eksentriske hylse 88. Et tredje innvendig tannhjul 100 er opptatt i den øvre enden av hylsen 98 og er forbundet med et fjerde drev 102 ved hjelp av en aksel 104.

En femte, utgående hylse 106 er montert i utgangsenden til røret 32, med anlegg mot hylsen 98. Et fjerde innvendig tannhjul 108 er montert i den øvre ende av hylsen 106 og er forbundet med en utgående aksel 110 hvis akse'flukter med aksen til drevet 9. Akselen 110 er montert i lågere 112, 114, 116 på samme måte som akselen 8. En-passasje 118 for smøring har en plugg 120 (fig. Id) ved sin nedre ende og befinner seg ved hylsens 106 utgående ende. Et avstandselement 122, som i prinsippet svarer til avstandselementet 10, er festet til innsiden av huset 2 og er ved 124 skrudd inn i hylsen 106. Mellom avstandselementet 122 og akselen 110 er det en smal sylinderspalte 126. En-pakkboks 128 er anordnet rundt akselen 110 og strekker seg frem til hylsen 106 ved dennes utgående ende. En-fjær 130 virker mot pakningen 131 for å holde den stram.

Antallet reduksjonstrinn kan være større eller mindre enn som vist. I alle tilfeller har man imidlertid minst et par av samvirkende drev og innvendige tannhjul, med en aksel som forbinder det- innvendige tannhjul i det første sett med drevet i det andre sett, en andre aksel som bærer drevet i det første sett, og en tredje aksel som bærer det innvendige tannhjul i det andre sett.

Den utgående aksel 110 kan være forbundet med en borekrone 132 (ikke vist i detalj) når det dreier seg om boring av dype oljebrønner, eller til en annen anordning som skal drives.

Ved sammenbygningen blir hver eksentrisk hylse først samlet med de tilhørende deler, herunder lagre og aksler. Som det går frem av fig. 2 har hver eksentriske hylse et par kilespor 34a som strekker seg over hele lengden til hylsen. De•eksentriske hylser skyves en etter en over kilene 34 som er fastsveiset i røret 32. I sammensatt tilstand danner de eksentriske hylser et

indre hus.

Hele systemet inne i røret 32 er tett og har åpninger til de forskjellige lågere og bevegelige deler. Pluggen 64 åpnes og smøring pumpes inn i systemet. Pluggen 122 fjernes for å tillate luft å slippe ut fra systemet. Deretter settes pluggene på plass med- smøringen under trykk. Under arbeide nede i et borehull vil boreslammet virke mot stemplet 36 og drive det nedover. Fjæren 36 utøver et ekstra trykk mot stemplet 36 og smøringen, slik at man har sikret at smøringstrykket er større enn slamtrykket, slik at en eventuell lekkasje vil være fra smøringssiden og til slamsiden, i stedet for omvendt.

Claims (21)

1. Reduksjons-tannhjulsystem, karakterisert ved at det innbefatter et par sett av samvirkende drev og innvendige tannhjul, hvilke tannhjul har en vesentlig større diameter enn drevene, en aksel som forbinder de innvendige tannhjul i det første sett med drevet i det andre sett, en andre aksel som bærer drevet i det første sett, og en tredje aksel som bærer det innvendige tannhjul i det andre sett, idet aksene til de nevnte andre og tredje aksler flukter med hverandre og er parallelle med men forskjøvet ifra aksen til den første aksel, samt en anordning for dreibar opplagring av akslene.

2. Reduksjons-tannhjulsystem ifølge krav 1, karakterisert ved at det innbefatter i det minste ett ekstra par av sett av samvirkende drev og innvendige tannhjul, idet drevet i det første sett i hvert par er montert på den aksel som bærer det innvendige tannhjul i det andre sett i det foregående par.

3. Drivanordning innbefattende et ytre hus, en fluidumdrevet motor i det ytre hus, en aksel som drives av motoren, et verktøy, en forbindelse mellom akselen og verktøyet og et reduksjons-tannhjulsystem i forbindelsen, karakterisert ved at reduksjons-tannhjulsystemet innbefatter et par av sett av samvirkende drev og innvendige tannhjul, hvilke tannhjul har en vesentlig større diameter enn drevene, en aksel som forbinder det innvendige tannhjul i det første sett med drevet i det andre sett, en andre aksel som bærer drevet i det første sett, en tredje aksel som bærer det innvendige tannhjul i det andre sett, idet aksene til de nevnte andre og tredje aksler flukter med hverandre og er parallelle med men forskjøvet i forhold til aksen til den første aksel, hvilken første aksel er forbundet med enten motorakselen eller verktøyet, mens den andre aksel er forbundet med verktøyet eller motorakselen, et indre hus som omgir akslene, drevene og tannhjulene, en anordning for opplagring av det indre hus i det ytre hus i avstand fra dette for derved å tilveiebringe en passasje for motorfluidet, og lageret i det indre hus for dreibar opplagring av akslene.

4. Anordning ifølge krav 35karakterisert ved at anordningen for opplagring av det indre hus innbefatter et avstandselement ved inngangssiden og forbundet med det ytre hus ved motorakselen, et avstandselement ved utgangsenden og forbundet med det ytre hus ved verktøyet, idet hvert av de nevnte avstandselementer har en ytre sylindrisk del som samvirker med det ytre hus, en utvendig gjenget indre ringdel på den enden som er nær det andre avstandselement, og en del som strekker seg innover ifra den sylindriske del og til ringdelen, hvilken innoverragende del har flere gjennomgående hull for passering av borefluidum, samt gjenger på det indre hus for samvirke med gjenger på ringdelene.

5. Anordning ifølge krav 4, innbefattende et smørings-kammer mellom de hosliggende ender av avstandselementene og forsynt med åpninger i hver ende, samt anordninger for lukking av de nevnte åpninger.

6. Anordning ifølge krav 5j karakterisert ved et stempel nær den indre ringdel på det ene av avstandselementene, hvilket stempel omgir akselen, en passasje fra> ytterenden av hvert stempel, hvilken passasje strekker seg frem til fluidumpassasjen, og en fjær som presser stemplet innover.

7- Anordning ifølge krav 4, karakterisert ved at det indre hus innbefatter flere eksentriske hylser, en for hvert av de nevnte reduksjons-tannhjulaksler, og et langt rør som strekker seg mellom avstandselementene, idet de eksentriske hylser er arrangert ende mot ende i det nevnte rør.

8. Anordning ifølge krav 7, karakterisert ved flere kiler som er fastgjort til og strekker seg gjennom veggen i røret med innbyrdes avstand i rørets lengderetning og fordelt om periferien, idet røret holdes i fiksert stilling i huset ved hjelp av de nevnte kiler, med røret i kontakt med huset langs en langsgående linje, samt kilespor i de eksentriske hylser for opptak av i det minste noen av- de nevnte kiler.

9. Anordning ifølge krav 8, karakterisert ved et smøringskammer mellom de hosliggende ender av avstandselementene, og forsynt med åpninger i hver ende, samt anordninger for lukking av de nevnte åpninger.

10. Anordning ifølge krav 9>karakterisert ved et stempel nær den indre ringdel til et av de nevnte avstandselementer, hvilket stempel omgir akselen, en passasje fra ytterenden av hvert stempel og til fluidumpassasjen, og en fjær som presser stemplet innover.

11. Anordning ifølge krav 3>karakterisert ved minst et ekstra par av sett av samvirkende drev og innvendige tannhjul, idet drevet i det første sett av hvert par er montert på den aksel som bærer det innvendige tannhjul i det andre sett i det foregående par.

12. Anordning ifølge krav 11, karakterisert ved at anordningen som tjener til opplagring av det indre hus innbefatter et avstandselement på inngangssiden og forbundet med det ytre hus ved motorakselen, og et avstandselement ved utgangsenden og forbundet med det ytre hus ved verktøyet, idet hvert av de nevnte avstandselementer har en ytre sylindrisk del beregnet for samvirke-med det ytre hus, en utvendig gjenget indre ringdel på den enden som befinner seg ved det andre avstandselement, og en del som strekker seg innover fra den sylindriske del og til ringdelen, hvilken innoverragende del har flere gjennomgående hull for passering av borefluidum, samt gjenger på det indre hus for samvirke med gjengene på ringdelene.

13. Anordning ifølge krav 12, karakterisert ved et smøringskammer mellom de hosliggende ender på avstandselementene, hvilket kammer er forsynt med åpninger i hver ende, og anordninger for lukking av de nevnte åpninger.

14. Anordning ifølge krav 133karakterisert ved et stempel nær den indre ringdel på et av avstandselementene, hvilket stempel omgir akselen, en passasje fra ytterenden av hvert stempel og til fluidumpassasjen, og en fjær som presser stemplet innover.

15. Anordning ifølge krav 12, karakterisert ved at- det indre hus innbefatter flere eksentriske hylser, en for hver av de nevnte reduksjons-tannhjulsaksler, et langt rør som strekker seg mellom avstandselementene, idet de eksentriske hylser er anordnet ende mot ende i røret.

16. Anordning ifølge krav 15, karakterisert ved flere kiler som er festet til og strekker seg gjennom veggen i røret med innbyrdes avstand i lengderetningen og fordelt rundt periferien, idet røret holdes i fiksert stilling i huset ved hjelp av kilene, idet røret har linjekontakt med huset og de eksentriske hylser har kilespor for opptak av i det minste noen av de nevnte kiler.

17. Anordning ifølge krav 16, karakterisert ved et smøringskammer mellom hosliggende ender av avstandselementene og forsynt med åpninger i hver ende, samt anordninger for lukking av de nevnte åpninger.

18. Anordning ifølge krav 17, karakterisert ved et stempel nær den indre ringdel på et av avstandselementene, hvilket stempel omgir akselen, en passasje fra ytterenden av hvert stempel og til fluidumpassasjen, og en fjær som presser-stemplet innover.

19. Anordning for boring av oljebrønner og forsynt med et ytre hus, en fluidumdrevet motor med en aksel som er koaksial med det ytre hus, en borkrone i det ytre hus og drevet av motoren, og et reduksjons-tannhjulsystem mellom motorakselen og borkronen, karakterisert ved at reduksjons-tannhjulsystemet innbefatter et øvre avstandselement som er forbundet med det ytre hus ved motorakselen, et nedre avstandselement som er forbundet med det ytre hus ved borkronen, idet hvert avstandselement har en ytre sylindrisk del som samvirker med det ytre hus, en utvendig gjenget indre ringdel på den enden som vender mot det andre avstandselement, og en del som strekker seg innover fra den sylindriske del til ringdelen, hvilken innoverragende del har flere gjennomgående hull, 'et langt rør i det ytre hus og forløpende mellom avstandselementene, hvilket rør har en ytterdiameter som er vesentlig-mindre enn innerdiameteren i det nevnte hus, flere kiler som er fastgjort til og strekker seg gjennom veggen i røret og er plasert med avstand i lengderetningen og fordelt rundt periferien, hvilket rør holdes i fiksert stilling i huset ved hjelp av de nevnte kiler, med røret' i linjekontakt med huset, en passasje for motorfluidum mellom røret og huset, hvilken passasje har forbindelse med de nevnte åpninger i avstandselementene, et par av sett av samvirkende drev og innvendige tannhjul, hvilke innvendige tannhjul har en vesentlig større diameter enn drevene, en aksel som forbinder det innvendige tannhjul i det første sett med drevet i det andre sett, en andre aksel som bærer drevet i det første sett, en tredje aksel som bærer det innvendige tannhjul i det andre sett, idet aksene til de nevnte andre og tredje aksler flukter med hverandre og er parallelle med men forskjøvet i forhold til aksen til den første aksel, flere eksentriske hylser, en for hver reduksjons-tannhjulsaksel og montert i røret ende mot ende, gjenger på den øvre eksentriske hylse, hvilke gjenger samvirker med gjengene på det øvre avstandselement, gjenger på den laveste eksentriske hylse, hvilke gjenger samvirker med gjengene på det nedre avstandselement, kilespor i de eksentriske hylser for opptak av i det minste noen av de nevnte kiler, lågere i de eksentriske hylser for opplagring av de respektive aksler, idet den øvre reduksjons-tannhjulsaksel er forbundet med motorakselen, den nedre reduksjons-tannhjulsaksel er forbundet med borkronen, et stempel som omgir den øvre aksel og har en åpning fra toppenden mot trykket til motorfluidet, en fjær som presser stemplet nedover, et smøringskammer mellom de hosliggende ender av avstandselementene og forsynt med åpninger i hver ende, og anordninger for lukking av de nevnte åpninger.

20. Anordning ifølge krav 19, karakterisert ved i det minste et ekstra par av sett av samvirkende drev og innvendige tannhjul, idet tannhjulet i det første sett av hvert par er montert på den aksel som bærer det innvendige tannhjul i det andre sett i det foregående par, og en eksentrisk hylse for hver av de nevnte ekstra aksler.

21. Anordning innbefattende et ytre hus, et indre hus i det ytre hus og plasert i avstand derfra slik at det dannes en fluidumpassasje, lågere i det indre hus, akselanordninger som strekker seg gjennom huset og er dreibart opplagret i lagrene og et smøringskammer rundt akselen inne i det indre hus, karakterisert ved at et stempel omgir akselanord-ningene i den ene enden av smøringskammeret, at en passasje strekker seg fra stemplets inngangsende og til fluidumpassasjen, og ved at en fjær presser stemplet innover i smøringskammeret.