DE647491C - Regelvorrichtung fuer Tiefbohrantriebe - Google Patents
Regelvorrichtung fuer TiefbohrantriebeInfo
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- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
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- E21B1/02—Surface drives for drop hammers or percussion drilling, e.g. with a cable
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Description
Die Erfindung betrifft eine Regelvorrichtung für Tiefbohrantriebe bei selbsttätiger
Regelung der Bewegung des Bohrmeißels in Abhängigkeit vom Bohrdruck und vomDrehmoment.
Bei solchen Regeleinrichtungen wird von einem Seilzugregler aus der .Auflagerdruck
des Bohrmeißels auf der Bohrlochsohle während normal fortschreitendem Böhrbetrieb
auf einer einstellbaren Höhe konstant gehalten und bei Unterschreiten dieses Betrages
das Nachlassen oder bei eine bestimmte Grenze überschreitendem Drehmoment das Anheben des Bohrgestänges veranlaßt.
Es war hierfür bisher üblich/ daß der mit dem toten Seilende oder der Hebewerkflasche
in Verbindung stehende Seilzugregler bei steigendem Drehmoment über den Maschinenregler .unter höheren Druck gesetzt
wird, um gleichzeitig mit dem Anheben des Bohrgestänges die Bohrseiltrommel im Drehsinn
des Aufwickeins des Bohrseils in Tätigkeit zu setzen oder andererseits bei fallendem
Bohrdruck durch die Bewegung des Seilzugreglerkolbens selbsttätig die Bohrseiltrommelbremse
zu lüften, um das Bohrseil nachzulassen. Die Regelbarkeit war jedoch bei diesen
Einrichtungen zu klein, so daß es oft z. B. schwierig war, den Bohrmeißel in der erforderlichen
Weise aufzuziehen, wähnend auf der anderen Seite durch Lüften der Seiltrommelbremse
eine zu große Länge am Bohrseil nachgelassen wurde.
Diese Nachteile und Schwierigkeiten werden nach der Erfindung vermieden, indem
der Kolben eines Bohrdruckreglers über ein selbstsperrendes Schneckengetriebe und eine
Hilfsseiltrommel unter Wirkung des Gestängegewichtes und in entgegengesetzter Richtung
unter der Wirkung eines vom Drehmoment abhängigen Druckes steht. Es ist hierbei das
tote Seilende auf der Hilfstrommel zweckmäßig mit mehreren Windungen aufgewikkelt,
und die Kolbenstange des Seüzugreglers steht mit einer Schnecke in Vierbindung, die
die Bewegung des Kolbens zunächst zahnstangenartig auf das die Hilfstrommel antreibende
Schneckenrad überträgt. Weiterhin sind am Zylinder des Bohrdruckreglers etwa in Höhe der beiden Endstellungen des Kolbens
von diesen zu betätigende Schaltmittel vorgesehen, die über Druckmittel oder elektrischen
Strom entweder die Hebewerksbremse zu lüften oder die Schnecke zum Antrieb der
Hilfstrommel im Drehsinn des Aufwickeins des Bohrseiles in Umdrehung zu versetzen
vermögen.
Hierdurch wird eine bessere Einstellbarkeit und eine schärfere Regelfähigkeit des Seil-
*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:
Hermann Besigk in Düsseldorf-Ludenberg.
zugreglers erreicht, da nunmehr das Anheben und Nachlassen des Bohrgestänges,
soweit es sich um kurze Regelvorgänge handelt, zunächst über die als Zahnstange wirr
kende Schnecke erfolgt, und erst bei größerem, lang andauerndem Regelimpuls wird
vom Seilzugregler aus die Schnecke in Umdrehung versetzt oder das Lüften der Brem
sen an der Hauptseiltrommel und damit ein «ο weiteres, an sich unbegrenztes Anziehen oder
Nachlassen des Bohrgestänges veranlaßt. Da das Bohrseilende über die genannte Hilfstrommel
auf den Reglerkolben zur Einwirkung kommt, ist es möglich, die Kräfte am Kolben zu verkleinern und damit den Seilzugregler
und die im Reglerzylinder zur Einwirkung zu bringenden Drücke klein zu halten. Der liegende Seilzugreglerzylinder kann
dabei unterhalb des Turmrostes untergebracht werden und ist damit den Arbeiten im Bohrturm
nicht hinderlich. i\uch gestattet diese Einrichtung, die Hilfstrommel als Windwerk
zu verwenden, falls das Hebewerk vorübergehend unbrauchbar sein sollte. Zwar ist bereits eine Spannungs- und Druckregelungsvorrichtung
für Schachtbohranlagen bekanntgeworden, bei der die Seilwinde entsprechend den Änderungen des Druckes zwischen
dem Bohrende und der Schachtsohle selbsttätig gesteuert wird, um die Spannung des das Bohrgestänge tragenden Seiles im
wesentlichen konstant zu halten. Wenn auch hierbei über eine Hilfsseilwinde das Bohrseil
nachgelassen und angezogen werden kann, so geht der Impuls hierzu ausschließlich vom
Bohrdruck, also vom Auflagerdruck des Bohrmeißels, auf der Bohrlochsohle aus. Bei Veränderungen
des Drehmomentes findet eine Regelung nicht statt. Dies ist aber in vielen Fällen wichtiger als eine ausschließliche
Druckregelung, da häufig, insbesondere bei zerklüftetem Gestein, bei Überbeanspruchung
des Bohrgestänges ein Bruch zu umfassenden Fangarbeiten für das im Bohrloch verbliebene
Gestängetrum Veranlassung ist, wenn nicht das Bohrloch überhaupt aufgegeben werden muß.
In den Zeichnungen sind beispielsweise Ausführungen der Erfindung dargestellt.
Es veranschaulicht:
Abb. ι eine Regelanlage mit Druckmittel- und mechanischer Steuerung und Antrieb und
Abb. 2 mit elektrischer Steuerung und Druckmittel- und elektrischem Antrieb. Mit i? ist die bekannte Relaiseinrichtung
bezeichnet, an der der Regeldruck und das Drehmoment einstellbar ist, und mit O ein
Membranregler mit Reduzierventil. Die Leitung N ermöglicht, vom Reglerrelais R, den
jeweils im Seilzugregler 4 vor dem Kolben 14 benötigten oder gewünschten Druck, dessen
Höhe am Manometer A abgelesen werden kann, zu übertragen. Das Druckmittel wird
dem Behälter C entnommen, dem es durch ■die SpeiseleitungD mit seinem Höchstdruck
zufließt. Der höchstmögliche Druck muß imstande sein, über den Kolben 14 das Aufwikkeln
des von der Hilfstrommel 31 aufzunehmenden
Bohrseilendes 5' und damit das Anheben des Bohrgestänges G mit dem Bohrmeißelt/
zu veranlassen. Das Schneckenrad 32 wird von der Schnecke 33 angetrieben, die in dem Block 34 gelagert ist und über ein
Axialdrucklager 35 mit der Kolbenstange 36 des Kolbens 14 in Verbindung steht. An
ihrer Verlängerung läuft die Schnecke 33 in eine Welle 37 aus, die über einem Längskeil
38 eine bewegliche Kupplung 39 oder das Antriebsrad 39" trägt. In Abb. 1 steht die
Kupplungshälfte 39' mit einem Kettenrad 40 und in Abb. 2 mit dem Ritzel 40' eines Elektromotors
M in Verbindung, durch welche die Schnecke 33 in Umdrehung versetzt werden
kann.
Die Hauptseiltrommel 1 trägt das Bremsband B, das durch das Bremsgestänge 7
durch ein Druck- oder elektrisches Mittel oder ein Gewicht 8 in der Anzugslage gehalten
wird.
An dem Regelzylinder 4 befindet sich ferner auf beiden Kolbenseiten zweckmäßig in der
Höhe der Totpunktlagen des Kolbens 14 Vorrichtungen 41 und 41' oder 42 und 42', die
durch Vermittlung des Kolbens 14 das Druckmittel oder den elektrischen Strom schalten,
um entweder das Bremsband B an der Hauptseiltrommel ι zu lüften oder die Umdrehung
der Schnecke 33 im Sinne des Aufwickeins des Bohrseilendes S' auf die Hilfstrommelwelle
veranlassen zu können.
Zu diesem Zweck steht in Abb. 1 das Bremsgestänge 7 mit einem Differentialkolben
43 in Verbindung, dessen großer Kolben über die Schalteinrichtung 41 Druck erhält,
während der kleine Kolben dauernd unter der Wirkung des Druckmittels steht. Die Kupplung
39 wird hierbei ebenfalls über einen Difrerentialkolben 44 betätigt, der von der
Schalteinrichtung 41' beeinflußt wird. Das Kettenrad 40 wird hierbei dauernd von einer
nicht gezeichneten Kraftmaschine, z. B. der Antriebsmaschine für die Spülpumpe, in Umdrehung
gehalten.
In Abb. 2 wird das Lüften des Bremsbandes B durch ein Solenoid 6 veranlaßt, das
beim Schließen des Stromes an der Schalteinrichtung 42 in Tätigkeit tritt. Ebenso kann
dort mittels der Schalteinrichtung 42' unmittelbar oder über ein Relais der Elektromotor
M oder eine sonst bekannte Kraftmaschine in Tätigkeit gesetzt werden, um die
Schnecke in Umdrehung zu versetzen.
Das tote Seilende 5' erzeugt an der Trommel 31 ein Drehmoment, welches über das
Schneckenrad 32 und Schnecke 33 dem Druck des Kolbens 14 entgegenwirkt. Je nach Größe
des Seilzugs wird nun der unter konstantem Druck stehende Kolben 14 im Zylinder 4 sich
hin und her bewegen. Wird der Seilzug zu groß, der Bohrdruck auf den Meißel also zu
klein, so verschiebt die höhere Zugkraft des Seilendes S' an der Hilfswinde 31 den Kolben
14 so weit, bis er durch die Schalteinrichtung 41 (Abb. 1) oder 42 (Abb. 2) die
Lüftung der Bremse des Hebewerks veranlaßt und dieses das Trommelseil nachläßt. Damit
erhöht sich wieder der Meißeldruck, und der Seilzug des toten Seilendes 5'. verringert sich,
so daß der konstante Druck im Zylinder auf den Kolben wieder in Wirkung kommt. Überschreitet
durch irgendwelche Vorgänge im Bohrloch das Drehmoment der Antriebsmaschine des Bohrers einen eingestellten oder
zulässigen Wert, so beeinflußt die Steuerung der Antriebsmaschine mittels eines Seilzuges
oder einer sonstigen mechanischen Verbindung V (Abb. i) durch den Solenoid 13
(Abb. 2} bei elektrischer Betätigung das Relais R derart, daß dieses über den Membranregler
O einen erhöhten Druck, der über dem eingestellten konstanten Druck liegt, auf den
Kolben 14 sendet. Dadurch wird der Kolben nach der anderen Seite zu verschoben und
windet damit das tote Seilende auf, wobei zunächst die Schnecke 33 wie eine Zahnstange
auf ein Schneckenrad 32 wirkt. Genügt der zurückgelegte Weg des Kolbens 14 und der
Schnecke 33 nicht, um das zu hohe Dreh-moment wieder herabzusetzen, so wird bei einer Bewegung des Kolbens bis ungefähr in
seine Totlage ein weiteres Schaltmittel 41' oder 42' eingelegt, das die Kupplung 39 in
bekannter Weise durch den Differentialkolben 44 einrückt oder eine Antriebsmaschine Al
in Tätigkeit setzt, wodurch die Schnecke in Drehung kommt und nunmehr auf diese Weise
das Aufwickeln des Seilendes S' so lange fortsetzt, als ein zu hohes Drehmoment auf die
Antriebsmaschine des Drehtisches einwirkt. Sobald dieses Drehmoment· der Antriebsmaschine
des Bohrers wieder unter die eingestellte Höchstgrenze sinkt, bewirkt das Relais R, daß der normale Druck im Zylinder
wieder hergestellt wird, der Kolben kehrt um und rückt damit die Kupplung wieder aus. Nun bewegt sich der Kolben 14
wieder dem Bohrfortschritt entsprechend nach der vorderen Deckelseite des Zylinders 4 zu,
bis er den Punkt erreicht, wo er gegen die Schalteinrichtung der Bremse drückt und
die Bremse des Hebewerks damit zu lüften vermag.
Claims (2)
- Patentansprüche:i. Regelvorrichtung für Tief bohrantriebe, die bei Überschreitung eines einstellbaren Bohrerdrehmomentes das Bohrseil aufwickelt und beim Unterschreiten eines einstellbaren Bohrdruckes das Bohrseil nachläßt, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben eines Bohrdruckreglers über ein selbstsperrendes Schneckengetriebe und eine Hilfsseiltrommel unter der Wirkung des Gestängegewichtes und in entgegengesetzter Richtung unter der Wirkung eines vom Drehmoment abhängigen Druckes steht.
- 2. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Zylinder des Bohrdruckreglers in Höhe der beiden Endstellungen des Kolbens von diesem zu betätigende Schaltmittel für die • Steuerung je einer Vorrichtung zum Lüften der Hebewerkbremse und zum Antrieb der Hilfsseiltrommel vorgesehen sind.Hierzu r Blatt Zeichnungen
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEH131759D DE647491C (de) | 1932-05-13 | 1932-05-13 | Regelvorrichtung fuer Tiefbohrantriebe |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEH131759D DE647491C (de) | 1932-05-13 | 1932-05-13 | Regelvorrichtung fuer Tiefbohrantriebe |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE647491C true DE647491C (de) | 1937-07-06 |
Family
ID=7176456
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEH131759D Expired DE647491C (de) | 1932-05-13 | 1932-05-13 | Regelvorrichtung fuer Tiefbohrantriebe |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE647491C (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2657011A (en) * | 1950-04-01 | 1953-10-27 | Continental Supply Company | Means for controlling hoists and winches |
-
1932
- 1932-05-13 DE DEH131759D patent/DE647491C/de not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2657011A (en) * | 1950-04-01 | 1953-10-27 | Continental Supply Company | Means for controlling hoists and winches |
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