DE2224699A1 - Einrichtung zur Verhinderung eines nach innen gerichteten Durchsickerns von Flüssigkeiten an Dichtungen für Schachtbohrer - Google Patents

Einrichtung zur Verhinderung eines nach innen gerichteten Durchsickerns von Flüssigkeiten an Dichtungen für Schachtbohrer

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DE2224699A1 DE19722224699 DE2224699A DE2224699A1 DE 2224699 A1 DE2224699 A1 DE 2224699A1 DE 19722224699 DE19722224699 DE 19722224699 DE 2224699 A DE2224699 A DE 2224699A DE 2224699 A1 DE2224699 A1 DE 2224699A1
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Vasel Roy Irving; Hawk Daniel Emory Duncanville; Brady Jack Clifford Arlington; Tex. Slover (V.St.A.)
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Description

DR. E. WIEGAND DIPL-ING. W. NIEMANN DR. M. KÖHLER DIPL-SNG. C. GERNHARDT
MÖNCHEN HAMBURG TELEFON: 55 54 76 8000 MÜNCHEN 15, TELEGRAMME: KARPATENT NUSSBAUMSTRASSE 10
19. Mai 1972
W 41 078/72 Zi/Sch
MoMl Oil Corporation Uew York (Y.St.A.)
Einrichtung zur Verhinderung eines nach innen gerichteten Durchsickerns von Flüssigkeiten an Dichtungen für Sehachtbohrer
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung, mit welcher verhindert werden soll, daß eine Flüssigkeit an einer Dichtung in einem Gehäuse durchsickert und in das Innere des Gehäuses eindringt. Die Erfindung betrifft insbesondere ein Werkzeug, das während der Bohrung eine Bohrlochmessung erlaubt und mit einer Einrichtung versehen ist, die verhindert, daß eine außerhalb des Werkzeuges befindliche Flüssigkeit an der Dichtung des Werkzeuges durchsickert und in das Werkzeug eindringt.
Es bestand schon.= lange der Wunsch nach einem System,, das in der Lage ist, die Parameter für das Vortreiben einesBohrloches und/oder die Eigenschaften der Erdforma-
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tionen zu messen und an die Oberfläche zu übertragen, während das Bohrloch bzw. der Schacht gerade gebohrt wird. Es wurden bereits mehrere derartige Systeme vorgeschlagen, die allgemein als Systeme bezeichnet werderi, die während der Bohrung eine Bohrlochmessung gestatten ("loggingwhile-drilling systems"). Eines der größeren Probleme bei den Systemen, die während der Bohrung eine Bohrlochmessung gestatten, liegt darin, daß eine Einrichtung gefunden werden muß, welche die Information des gewünschten Parameters an einer Stelle unten im Bohrloch mißt und an die Oberfläche bringt und dafür sorgt, daß die Information in einer verständlichen Form oben ankommt.
Es wurde bereits vorgeschlagen, die gewünschte Information mit Hilfe eines Druckwellensignals zu messen, das im Schlammsystem erzeugt und durch das Schlammsystem übertragen wird, das normalerweise beim Drehbohren vorhanden ist. Das Druckwellens.ignal, das für einen bestimmten Parameter kennzeichnend ist, wird iin Schlamm in der Nähe der Bohrspitze durch eine Erzeugungseinrichtung oder ein entsprechendes Werkzeug erzeugt. Die Welle wandert dann im Bohrloch durch den Schlamm nach oben bis zu einem an der Oberfläche angeordneten Signaldetektor. Ein System das während der Bohrung eine Bohrlochmessung gestattet und die Technik der Fernmessung anwendet, ist in der JJS-Patentschrift 5 3o9 656 beschrieben.
Derartige Systeme erfordern jedoch ein ein Signal erzeugendes Werkzeug, das direkt im fließenden Schlammsticom angeordnet sein muß. Da der Bohrschlamm normalerweise hocherosiv ist und in der Nähe des Werkzeuges unter großem Druck steht, greift der fließende Schlammstrom die verwundbaren Stellen des Werkzeuges leicht an. Es besteht daher die Gefahr, daß der Bohrschlamm in das Innere des Werkzeuges eintritt und auf den Betrieb des Werkzeuges
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nachteilig einwirkt, wenn nicht Einrichtungen vorgesehen werden, die dieses verhindern. Die am meisten verwundbaren Stellen.der ein Signal erzeugenden Werkzeuge sind die Dichtungen, welche die verschiedenen Öffnungen ■ iin Gehäuse des Werkzeuges abdichten..Das in der US-Patentschrift 3 3o9 656 beschriebene Werkzeug zur Erzeugung eines Signals enthält ein von einem Motor betätigtes Drehventil in der Form einer Turbine, das periodisch einen Teil des Schlammstromes in Abhängigkeif einer im Bohrloch gemessenen Bedingung unterbricht, wodurch dem Schlammstrom eine kennzeichnende Druckwelle erteilt wird. Der Motor, ein kompliziertes Getriebe, und die erforderlichen elektronischen Einrichtungen sind in einem Schutzgehäuse untergebracht. Die Welle des Motors steht jedoch aus dem Gehäuse vor, um das Ventil anzutreiben, das im Schlammstrom angeordnet ist. Die Abdichtungseinrichtung um die sich drehende Welle ist direkt dem Druck und den erosiven Einwirkungen des Schlammes ausgesetzt. Wenn daher die Abdichtungseinrichtung bis zu dem Punkt verschlissen ist, in welchem der Schlamm an der Abdichtung durchsickern und in das Innere des Werkzeuges eindringen kann, kann das Werkzeug schwer beschädigt oder sogar vollkommen vernichtet werden. Die gleichen Voraussetzungen liegen in den Fällen vor, in denen eine auf dem Werkzeug angeordnete Turbine vom Schlammstrom angetrieben wird, um einen im Werkzeug angeordneten Generator in Umdrehung zu versetzen, der den für den Betrieb des Werkzeuges erforderlichen elektrischen Strom liefert.
Die Erfindung schafft eine Einrichtung für ein während der Bohrung eine Bohrlochmessung erlaubendes Werkzeug, mit welcher die Drücke außerhalb und innerhalb des Werkzeugs ausgeglichen werden können und ein Durchsickern von Schlamm in das Gehäuse des Werkzeuges an den Dichtun-
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gen verhindert werden kann.
Das während der Bohrung eine Messung erlaubende Werkzeug, das zur Erläuterung der Erfindung verwendet wird, weist ein Gehäuse auf, das in drei Kammern unterteilt ist. Das Gehäuse kann in einer Schwerstange untergebracht werden, die mit dem Bohrgestänge in der Nähe der Bohrspitze verbunden ist. Der beim Bohren verwendete Schlamm fließt im Bohrgestänge nach unten, durch die Schwerstange und um das Werkzeuggehäuse, aus der Bohrspitze und zurück an die Oberfläche.
Der elektronische Teil des Werkzeuges ist in der Mittelkammer des Gehäuses dicht untergebracht. Ein Elektromotor, der zum Antreiben eines ein Signal erzeugenden Ventils verwendet wird, ist in der Kammer am oberen Ende des Gehäuses untergebracht. Die Welle des Motors tritt am oberen Ende der oberen Kammer aus und ist mit dem Rotor des turbinenartigen Ventils verbunden. Eine Dichtung umgibt die Welle an der Stelle, an der sie aus dem Gehäuse austritt, um zu verhindern, daß der Schlamm in die obere Kammer eindringt.
Ein Generator zur Erzeugung von Strom für den Betrieb des Werkzeuges ist in der Kammer am unteren Ende des Gehäuses untergebracht. Eine Welle des Generators tritt ,aus dem unteren Ende der unteren Kammer aus und ist mit dem Rotor einer Turbine verbunden. Die Turbine wird durch den umlaufenden Schlammstrom angetrieben, so daß der Generator ebenfalls angetrieben wird. Eine Dichtung umgibt die Generatorwelle an der Stelle, an der sie aus dem Gehäuse austritt, um zu verhindern, daß der Schlamm in die untere Kammer eindringt.
Die Erfindung schafft eine Einrichtung, mit welcher
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verhindert werden soll, daß der Schlamm an den vorstehend genannten Dichtungen in das Werkzeug eindringt. Die Erfindung besitzt ein druckempfindliches Element, das an den wichtigen Punkten des Werkzeuges vor der -Dichtung angeordnet ist, mit welcher das druckempfindliche Element zusammenarbeitet. Das druckempfindliche Element dichtet eine im Werkzeug vorgesehene öffnung ab, welche den Raum außerhalb des Werkzeuges mit der entprechenden Kammer im Innern des . Werkzeuges verbindet. Die oberen und unteren Kammern des Werkzeuges sind mit einer inkompressiblen Flüssigkeit, wie beispielsweise Schmieröl, gefüllt. Da der Druck des Schlammes auf die Außenfläche des druckempfindlichen Elementes aufgebracht wird und daher auch auf das Öl in der Kammer einwirkt, ist der Druck innerhalb der mit dem Öl in Berührung stehenden Dichtung im wesentlichen gleich dem, Druck, den der Schlamm auf die Außenfläche des druckempfindlichen Elementes ausübt.
Aufgrund der Konstruktion des Werkzeuges muß der Schlamm durch Verengungen im Rotor des Ventils und durch Verengungen im Stator der Turbine hindurchlaufen, bevor er die Außenseiten der entsprechenden Abdichtungseinrichtungen der oberen und unteren Kammer erreicht. Aufgrund des Druckverlustes im Schlammstrom, der beim Durchfluß des Schlammes durch die Verengungen auftritt, ist der auf die Innenflächen der Abdichtungseinrichtungen einwirkende Öldruck, der gleich dem Schlammdruck vor den entsprechenden Verengungen ist, größer als der auf die Außenflächen der Abdichtungseinrichtungen einwirkende Schlammdruck nach den- entsprechenden Verengungen. Wenn die Abdichtungseinrichtungen bis zu dem Punkt verschlissen sind, bei welchem die Flüssigkeit oder der Schlamm an den Dichtungen durchsickert, tritt aufgrund des Druckunterschiedes an den Abdichtungseinrichtungen öl aus dem V/erkzeug aus und kein Schlamm in das Werkzeug ein. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Einrichtung
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wird daher der Innenraum des Werkzeuges gegen schädigende Einwirkungen des erosiven Schlammes geschützt, wenn ein Verschleiß der Abdichtungseinrichtungen eintritt.
Ein Ausführungsbeispiel, die Arbeitsweise und die Vorteile der erfindungsgemäßen Einrichtung werden im Nachstehenden anhand· von Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Drehbohrvorrichtung mit einem in ein Bohrloch abgesenkten Bohrgestänge mit der erfindungsgemäßen Einrichtung
Fig. 2 einen schematischen Querschnitt durch einen
Teil des in Fig. 1 dargestellten Bohrgestänges mit einem während der Bohrung eine Messung erlaubenden Werkzeug mit der erfindungsgemäßen Einrichtung
Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung des oberen Teiles der Fig. 2
Fig. 4 eine vergrößerte Darstellung des unteren Teiles der Fig. 2 und
Fig. 5 eine vergrößerte Darstellung einer Abwandlungsform der im oberen Abschnitt der Fig. 2 dargestellten Einrichtung.
Es wird nun auf die Zeichnungen Bezug genommen. In Fig. 1 wird die Erfindung anhand eines Systems erläutert, das während der Bohrung eine Bohrlochmessung gestattet und in eine Drehbohrvorrichtung eingebaut ist. Ein Bohrturm 21 ist über einem Bohrloch bzw. Schacht 22 angeordnet, der durch Drehbohren im Erdreich 23 ausgebildet wurde. Ein
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Bohrgestänge 24 befindet sich im Schacht 22. Das Bohrgestänge 24 weist an seinem unteren Ende eine Bohrspitze 27 und an seinem oberen Ende eine Mitnehmerstange 28 auf. Ein Drehtisch 29 arbeitet mit der Mitnehmerstange 28 zusammen, um das Bohrgestänge 24 und die Bohrspitze 27 zu drehen. Ein Drehzapfen 33 ist am oberen Ende der Mitnehmerstange 28 befestigt, die. an einem Haken 32 aufgehängt ist, der mit einem nicht dargestellten Laufblock verbunden ist. Diese Anordnung hält nicht nur das Bohrgestänge 24 im Schacht 22 in Betriebsstellung, sondern stellt auch gleichzeitig eine Drehverbindung zwischen dem Bohrgestänge 24 und der Quelle der umlaufenden Bohrflüssigkeit, d.h. dem Bohrschlamm her, Mit dem Ausdruck Schlamm werden im Nachstehenden Flüssigkeiten bezeichnet, die normalerweise beim Drehbohren verwendet werden*
Die Pumpe 36 fördert den Bohrschlamm von einer Grube 34 über einen Dämpfer 37 in eine Schlammleitung 38. Der Dämpfer 37 vermindert die pulsierende Wirkung der Pumpe 36, wie dies allgemein bekannt ist. Der Schlamm fließt durch die Schlammleitung 38, den biegsamen Schlauch 39» den Schwenkzapfen 33» das Bohrgestänge 24 und tritt durch nicht dargestellte Öffnungen in der Bohrspitze 27 hin-idurch, um nach außen in den Schacht 22 auszutreten* Der Schlamm fließt dann nach oben durch den Ringraum zwischen dem Schacht und dem Bohrgestänge 24 an die Oberfläche des Erdreiches 23 und nimmt, hierbei das abgeschrämte Erd*- reich mit. An der Oberfläche ist ein Schachtkopf 41-an einem Gehäuse 39 befestigt, das in den Schacht 22 einzementiert ist. Eine leitung 42 ist mit dem Gehäuse 39 verbunden, um den Schlamm in die Grube 34 zurückzuführen.
Wie in den Figuren 1 und 2 schematisch dargestellt ist, ist eine Einrichtung oder ein Werkzeug 46 zum Messen und Erzeugen von Signalen in einer Schwerstange 46 unter-
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gebracht, die einen Teil des unteren Endes des Bohrgestänges 24 in der Nähe der Bohrspitze 27 darstellt. Das Werkzeug 46 hat vorzugsweise den allgemeinen Aufbau, der in der US-Patentschrift 3 3o9 656 beschrieben worden ist. Obgleich die Einzelheiten der Elektronik des Werkzeuges nicht Bestandteil dieser Erfindung sind, erscheint eine kurze Beschreibung der gesamten Einrichtung 46 zweckmäßig, um das Verständnis der Erfindung zu erleichtern.
Eine schematisch dargestellte Energieumwandlungseinrichtung 47 (Pig. ·2) tastet eine Bedingung im Bohrloch ab und wandelt sie in ein entsprechendes elektrisches Signal um. Die Energieumwandlungseinrichtung kann beispielsweise ein Dehnungsmesser sein, welcher das auf die Bohrspitze 27 ausgeübte Gewicht abtastet. Das elektrische Signal steuert eine Schaltung, die in einer Kammer 48 des Werkzeuges 46 dicht untergebracht ist. Die Schaltung läßt Strom von einer Stromquelle, wie einem Generator 49, zu einem Elektromotor 5o fließen, der mit unterschiedlicher Geschwindigkeit antreibbar ist und dessen Geschwindigkeit durch den Wert des elektrischen Signals bestimmt wird. Der Motor 5o ist über ein Getriebe 53 mit einem Drehventil 52 verbunden, so daß sich das Drehventil 52 mit einer festgesetzten Geschwindigkeit dreht, die durch die Geschwindigkeit des Motors 5o bestimmt wird. Das Drehventil 52, das einen Stator 54 und einen Rotor 55 aufweist, unterbricht den Schlammstrom in der Weise, daß ein Druckwellensignal, das für· die abgetastete Bedingung kennzeichnend ist, im Schlamm erzeugt wird. Dieses Signal wandert dann durch den Schlamm im Bohrgestänge 24 nach oben (Mg. 1) und wird an der Oberfläche durch eine Abtasteinrichtung 3o angezeigt. Die Abtasteinrichtung 3o ist mit einer Signalverarbeitungseinrichtung 31 verbunden. Eine Turbine 57 mit einem Stator 58 und einem Rotor 59 wird verwendet, um den Generator 49 anzutreiben.
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Bei dem vorstehend "beschriebenen System wird das Werkzeug 46 zur Erzeugung des Signals ständig dem fließenden Schlamm ausgesetzt, der im Inneren des Bohrgestänges 24 nach unten, durch das Ventil 52, durch den Ringraum 7o zwischen der Einrichtung 46 und der Schiverstange 26 hindurch und aus der Turbine 57 hinaus. Der Schlamm, der normalerweise hocherosiv ist und unter hohem Druck steht, greift die verletzbaren Stellen im Werkzeug 46 leicht an. · Die am meisten verletzbaren Stellen sind die Dichtungen 6o und 61, welche die sich drehende Welle 51 des Ventils 52 bzw. die sich drehende Welle 56 der Turbine 57 umgeben. Wenn diese Dichtungen durch Erosion angefressen werden, dringt der Schlamm in das Innere des Werkzeuges 46 ein, wo er rasch die inneren Teile, wie beispielsweise Lager, Zahnräder und dergl. des Werkzeuges zerstört. Die Erfindung verhindert derartige Schaden.
Gemäß der Erfindung werden die Kammern 62 und.63 des Werkzeuges 46, in denen die Wellen 51 und 56 gelagert sind, mit einer inkompressiblen Flüssigkeit, wie beispielsweise. Schmieröl, angefüllt. Druckempfindliche Einrichtungen 64 und 65 sind an den wichtigen Punkten des Werkzeuges 46 vorgesehen, so daß der Druck in einer mit Öl angefüllten Kammer an der Dichtung größer ist als der Druck des außerhalb der Kammer fließenden Schlammes an der Dichtung. Es wird nun zum besseren Verständnis der Erfindung auf die Figuren 3 und 4 Bezug genommen.
Fig. 3 zeigt den oberen Teil des Werkzeuges 46 mit dem oberen Ende der Kammer 62, der sich drehenden Welle 51, der Abdichteinrichtung 6o und der druckempfindlichen Einrichtung 64. Ein Gehäuse 46a ist im Inneren der Schwerstange 26 angeordnet und befestigt. Der Stator 54 des Ventils 52 auf dem Gehäuse 46a ist mit Hilfe von Befesti- . gungsschrauben 54a oder ähnlichem gegen Drehung gesichert.
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Der Stator 54 hat eine Vielzahl von Längsschlitzen, die in Fig. 3 nicht dargestellt sind. Die Welle 51 ist im Gehäuse 46a mit Hilfe von Lagern 71 gelagert. Der Rotor 55 weist Längsschlitze 55a auf und ist mit der Welle 51 mittels einer konischen Büchse 72, eines Keiles 73 und einer Schraube 74 verbunden. Die druckempfindliche Einrichtung 64 weist einen biegsamen faltenbalg aus einem geeigneten Material, wie Acrylnitrilkautschuk, auf. Die druckempfindliche Einrichtung 64 ist an einem aufrecht stehenden Plansch 75 des Rotors 55 befestigt und dreht sich zusammen mit dem Rotor.
Ein ringförmiger Dichtblock 6oa aus einem geeigneten Material, wie Wolframkarbid, sitzt mit Preßsitz oder in anderer V/eise i,n einer Ausdrehung 76 des Rotors 55. Der drehförmige Dichtblock. 6oa arbeitet mit einem ringförmigen Dichtblock 6ob zusammen, der in einer Ausnehmung 77 des Gehäuses 46a gleitend geführt ist. Eine in einem Federkorb 79 untergebrachte· Feder 78 spannt den Dichtblock 6ob nach außen vor und drückt ihn gegen den DichtblQck 6oa, so daß die Dichtfläche der Abdichteinrichtung.6o entsteht. Der Innendurchmesser der Dichtblöcke 6oa und 6ob sowie des Federkorbes 79 sind alle größer als der Durchmesser der Welle 51 j so daß ein Kanal 8o zwischen den vorstehend genannten Elementen und der Welle 51 entsteht. Kanäle 81 im Rotor 55 verbinden den Innenraum des Faltenbalges 64 über den Kanal 8o mit der Kammer 62. Der Innenraum des Faltenbalges 64 kann auch auf die in Fig. 5 dargestellte Weise mit der Kammer 62 verbunden sein. In der Welle 51a ist ein Kanal 81a vorgesehen, dessen eines Ende in den Innenraum des Faltenbalges 64 und dessen anderes Ende in die Kammer 62 endet.
Im Nachstehenden wird die Wirkungsweise des vorstehend beschriebenen Abschnittes der Erfindung beschrieben. Die Kammer 62 wird mit einer inkompressiblen Flüssigkeit
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wie "beispielsweise Schmieröl oder ähnlichem, durch die Öffnung 82 (Fig. 2) gefüllt, wobei der Stopfen 83 von der Entlüftungsleitung.84 im Faltenbalg 64 (Fig. 3) entfernt ist. Das Schmieröl dient vorzugsweise auch- zum Schmieren der Lager, Zahnräder, Dichtungen usw. sowie als Wärmeübertragungsmedium für verschiedene Elemente. Wenn die Kammer 62 und der Faltenbalg 64 voll sind, werden die Öffnung 82 und die Luftleitung 84 geschlossen". Eine Schutzkappe 85 mit Öffnungen 86 ist mit Hilfe von Schrauben 87 über dem Faltenbalg 64 befestigt. Wenn das Werkzeug 46 zur Erzeugung des Signals in seiner Betriebsstellung ist, fließt der Bohrschlamm nach unten durch das Bohrgestänge 24» durch die Schwerstange 26 und um das-Gehäuse 46a. Der Schlamm tritt durch die Öffnungen 86 in der Schutzkappe hindurch und übt einen Druck P-j auf die Außenfläche des Faltenbalges 64 aus. Durch die Schlammsäule, d.h. durch das Gewicht des Schlammes, erreicht der Druck P^ einen wesentlichen Wert. Da der Faltenbalg und die Kammer 62 mit Öl angefüllt sind, erreicht der Druck Pp innerhalb der Abdichtungseinribhtung 6o annähernd den Druck P^, wodurch die Drücke über dem Werkzeug im Gleichgewicht stehen. Wenn der Schlamm weiter nach unten fließt, tritt er durch die Schlitze 55a d'es Rotors 55 hindurch, was zu einem Druckverlust im Schlamm über die sen Punkten führt. Der Druck Ρ·*, der außen an der Abdichtungseinrichtung 6o herrscht, wird daher geringer sein als der Druck P1, der innen an der Abdichtungseinrichtung 6o herrscht. Dieser Druckunterschied bewirkt, daß bei.Auftreten irgendeines Lecke an der Abdichtung 6o das Öl nach außen in den 'Schlamm und nicht der Schlamm in das Innere der Einrichtung 46a fließt.
Fig. 4 zeigt eine leichte Abwandlungsform der Erfindung, die im unteren Teil des Werkzeuges 46 Anwendung
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findet. Dae Gehäuse 46a ist in der Schwerstange 26 mittels eines Drehkreuzes 9o befestigt, das Längsschlitze 9oa aufweist. Die sich drehende Welle 56 ist im Gehäuse 46a mit Hilfe von Lagern 92 und einer Distanzbüchse 93 gelagert. Der Rotor.59 der Turbine 57 ist mit der Welle 56 mittels eines Keiles 94, einer Schraube 94a, einer Kappe 95 und ei-. ner Schraube 96 fest verbunden, während der Stator 58 der Turbine 57 am Gehäuse 46a mittels Schrauben 97 befestigt ist. Ein Abdichtungsblock 61a aus geeignetem Material wie Wolframkarbid ist am Rotor 59 verbolzt oder mit ihm in anderer Weise verbunden, so daß der Abdichtungsblock 61a mit dem Rotor 59 umläuft. Ein gleitender Abdichtungsblock 61b aus geeignetem Material, wie Graphit, ist in einer Ausdrehung 98 im Gehäuse 46a gleitbar gelagert. Der gleitende Abdichtungsblock 61b wird nach außen durch eine Feder 99 vorgespannt und gegen den Abdichtungsblock 61a gedrückt, so daß die Dichtfläche der Abdichtungseinrichtung 61 entsteht . ·. ,·'■■'
Das Gehäuse 46a hat in seiner Außenwand eine Ausnehmung 1oo, die über Durchtrittsöffnungen 1o1 mit dem Innenraum der Kammer 63 in Verbindung steht. Die Zwischenräume zwischen der Distanzbüchse 93 und dem Gehäuse 46a und der Welle 56, die Durchtrittsöffnungen 1o2.in der Distanzbüchse 93, die Zwischenräume in den Lagern 92 und der Zwischenraum zwischen dem Federkorb 1o3 und der Welle 96 bilden einen Kanal von der Ausnehmung loo bis zur Innenseite der Abdichtungseinrichtung 61. Eine biegsame Membrane 65 ist in der Ausnehmung 1oo in der Weise befestigt, daß sie über den Durchtrittsöffnungen 1oT liegt und die Durchtrittsöffnungen 1o1 gegen den Raum außerhalb des Werkzeuges 46 abdichtet.
Im Nachstehenden wird die Wirkungsweise des unteren
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Abschnittes der erfindungsgemäßen Einrichtung näher erläutert ► Die Kammer 65 wird durch die Öffnung 1o7 mit Schmieröl oder ähnlichem angefüllt. V/enn das Werkzeug 46 zur,Erzeugung des Signals in seiner Betriebsstellung ist, fließt der Bohrschlamm nach unten durch das Bohrgestänge 24, durch die Schwerstange 26 und um das Gehäuse 46a herum. Der Schlamm tritt in die Ausnehmung I00 ein und übt auf die Membrane 65 einen Druck p.. Da eine Flüssigkeitsverbindung zwischen der Innenseite der Membrane 65 und der Innenseite der Abdichtungseinrichtung 61 besteht und die Kammer 63 mit einem inkompressiblen öl angefüllt is.t, wird der Druck P^ auf der Innenseite der Abdichtungse'inrichtung 61 im wesentlichen gleich dem Druck P, sein. Der nach unten fließende Schlamm tritt durch die Schlitze 9oa des Drehkreuzes 9o und durch die nicht dargestellten Schlitze des Stators 58 hindurch. Hierdurch entsteht ein Druckverlust im Schlammstrom über diesen Punkten» Der Druck Pg, der an der Außenseite der Abdichtungseinrichtung 61 herrscht, ist daher geringer als der Druck Pc, der an der Innenseite der Abdichtungseinrichtung 61 vorliegt. Dieser Druckunterschied bewirkt, daß bei Auftreten irgendeines Lecks an der Abdichtungseinrichtung 61 das öl nach außen in den Schlamm und nicht der Schlamm in das Innere der Einrichtung 46 fließt.
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Claims (9)

Patentansprüche
1. Einrichtung zum Einbringen in einen Flüssigkeitsstrom, insbesondere in einen in einem Bohrloch fließenden Bohrschlamm, mit einem Gehäuse, das eine innere Kammer
aufweist, aus welcher eine^Welle vorsteht, die von einer Dichtung umgeben ist, gekennzeichnet durch Einrichtungen (64»' 65), mit welchen auf die Dichtung (6o, 61) von der
Innenseite1' des mit einer inkompressiblen Flüssigkeit angefüllten Gehäuses her ein größerer Druck aufbringbar ist
als von der Außenseite des Gehäuses (46a) her.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen (64, 65) zum Aufbringen des
größeren Druckes auf der Innenseite der Dichtung (6o, 61) ein druckempf indli ches· Element stromauf der Dichtung
(6o, 61) aufweisen und daß die Außenseite des druckempfindlichen Elementes'-'dem Flüssigkeitsstrom ausgesetzt ist und die Innenseite des druckempfindlichen Elementes mit
der Innenseite der Dichtung (6o, 61) verbunden ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das druckempfindliche Element''ein flexibler FaI-tenbalgvist.
4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das druckempfindliche Element eine biegsame Membrane ist,
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das druckempfindliche Element über einen Mittelkanal 81a in der Welle (51, 51a) mit dem
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Innenraum der Kammer (62) verbunden ist.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das druckempfindliche Element über einen Kanal (81) zwischen der^V/elle .(51) und dem umgebenden Gehäuse mit dem Innenraum der Kammer (62) ver-^ bunden ist. ·
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das druckempfindliche Element stromauf einer Vorrichtung {.54, 55} 58, 59) angeordnet ist, die einen Druckverlust im Flüssigkeitsstrom hervorruft, und daß die Dichtung (6o, 61) stromab der Vorrichtung (54, 55? 58, 59) angeordnet ist.
8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (54, 55; 58, 59) zur Verminderung des Druckes ein Drehventil^oder eine Turbine ist. : -
9 * Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß eine obere Welle (5"U 51a) vom Gehäuse (46a) vorsteht und ein druckempfindliches Element (64) oben an der Welle (51, 51a) befestigt ist und der Stator (54) mit dem Gehäuse (46a) verbunden ist und das druckempfindliche Element mit dem Innenraum der Kammer (62) des Gehäuses (46a) in Verbindung steht und die Abdichtung (6o) unterhalb dee Drehventils (54* 55) angeordnet ist und daß eine zweite Welle (56) vom Boden (46a) absteht und der Rotor (59) einer Turbine an der zweiten Welle (56) befestigt ist und der Stator (58) der Turbine mit dem Gehäuse (46a) oberhalb des Rotors (59) starr verbunden ist und daß ein zweites druckempfindliches Element (65) oberhalb des Stators (58) angeordnet ist und mit der Kammer (63) des Gehäuses (46a) in Verbindung steht.
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