DE2023484C - Hydraulic drilling turbine - Google Patents
Hydraulic drilling turbineInfo
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Description
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Die Erfindung betrifft eine hydraulische Bohrtur- schaufelungsteil führen soll, läßt sich auf einfachsteThe invention relates to a hydraulic Bohrtur- shoveling part to lead, can be very simple
bine mit einem mit dem Gehäuse lösbar und drehfest Weise dadurch schaffen, daß die Leitschaufeln descreate bine with a detachable and non-rotatable manner with the housing in that the guide vanes of the
verbundenen Bohrmeißelkopf, deren Läufer durch die ersten Beschaufelungsteils in einer koaxialen Hülseconnected drill bit head, the rotor of which through the first blading part in a coaxial sleeve
Bohrspülung angetrieben wird, mit dem Bohrwerk- angeordnet sind, die mit dem Oberteil des L.mfersDrilling fluid is driven, are arranged with the boring machine, which is connected to the upper part of the L.mfers
zeug drehfest verbunden und am Ständer durch 5 und dem Oberteil des Gehäuses einen U-förmigenstuff rotatably connected and on the stand by 5 and the upper part of the housing a U-shaped
Axialdrucklager gehalten ist und deren Laufschau- Stromweg bildet.Axial thrust bearing is held and forms their Laufschau- Stromweg.
fein zum Ausgleich des Läuferschubs in zwei Schau- Und der Strömungskanal, der die Bohrspülung vomfine to compensate for the rotor thrust in two show- And the flow channel, which the drilling fluid from
feikränze unterteilt sind, zwischen denen eine Füh- Bohrgestänge zu dem in der axialen Mitte der Tur-feikranze are divided, between which a guide drill rod to the in the axial center of the tur-
rungseinrichtung für die die Kränze in entgegenge- bine befindlichen Eintritt in den ersten Beschaufe-device for the entry into the first loading area opposite the wreaths
setzter Richtung durchströmende Bohrspülung ange- io lungsteil führt, läßt sich — auch dies ist eine höchstdrilling fluid flowing through in a set direction can be - this is also a great deal
bracht ist. einfache Bauform — dadurch bilden, daß der Läuferis brought. simple design - form that the runner
Bei der bekannten Bohrturbine dieser Art (deutsche einen koaxialen Kanal für den Eintritt der Treib-In the known drilling turbine of this type (German a coaxial channel for the entry of the propellant
Auslegeschrift 1 053 444) ist der Turbinenläufer mit flüssigkeit aufweist.Auslegeschrift 1 053 444) the turbine runner is fluid.
dem Bohrmeißel nicht nur drehfest, sondern auch in Der die Bohrspülung vom ersten zum zweitenthe drill bit not only rotatably, but also in the drilling fluid from the first to the second
Achsrichtung fest verbunden; dort müssen daher die 15 Beschaufelungsteil der Turbine leitende Kanal läßtAxial direction firmly connected; there must therefore be the 15 blading part of the turbine can be a conductive channel
Schwankungen des vom Bohrgestänge auf den Bohr- sich dadurch schaffen, daß der zwischen der HülseFluctuations of the drill pipe on the drill create by the fact that the between the sleeve
meißel ausgeübten Schubes, die sehr groß sein, näm- und dem Gehäuse befindliche Ringraum mit demchisel exerted thrust, which be very large, namely and the housing located annulus with the
Hch bis zu 301 betragen können, durch die den Tür- zweiten Beschaufelungsteil verbunden ist.Can be up to 301, through which the door-second blading part is connected.
binenläufer am Turbinenständer axial fixierenden Die drehfeste, axial lose Kupplung zwischen demAxial fixing of the turbine rotor to the turbine stand The non-rotatable, axially loose coupling between the
Drucklager — dort ist jeder Leitschaufelkranz als ein 30 Turbinenläufer und dem Bohrmeißel läßt sich üa-Thrust bearing - there is each vane ring as a turbine runner and the drill bit can be
Drucklager ausgebildet — aufgenommen werden, und durch erzielen, daß der Bohrkopf eine Welle auf-Thrust bearings formed - are added, and achieve that the drill head on a shaft
daher sind dort die Drucklager der Gefahr schnellen weist, die mit einem längsgenuteten Ende in einertherefore there are the thrust bearings of the danger rapid points with a longitudinally grooved end in one
Verschleißes ausgesetzt. Diese Gefahr zu vermeiden, längsgenuteten Bohrung des Läufers geführt ist.Exposed to wear and tear. To avoid this risk, the runner is guided through the longitudinally grooved bore.
also das Turbinen-Drucklager vom Schub des Bohr- Da also der Turbinenläufer und der Bohrer mitein-So the turbine thrust bearing from the thrust of the drill Since the turbine runner and the drill are
gestänges zu befreien, ist die erste Aufgabe der Er- 25 ander nur drehfest, aber nicht axial schubfest gekup-To free the rods, the first task of the earth-keeper is only torque-proof, but not axially shear-proof.
findung. pelt sind, bleibt der Axialschub auf das den Läuferfinding. are pelt, the axial thrust remains on the rotor
Bei jener bekannten Turbine ist die Aufteilung der im Gehäuse axial fixierende Drucklager Null, und Beschaufelung in zwei einander entgegen durch- dieses Lager hat nur die Aufgabe, den Läufer im Geströmte Schaufelkränze-Gruppen njcht eigentlich um häuse zu fixieren. Sein Verschleiß ist so aufs äußerste des Läuferschub-Ausgleiches willen vorgenommen: 30 verringert.In that known turbine, the division of the thrust bearings axially fixing in the housing is zero, and Blading in two opposing each other through this bearing only has the task of the runner in the flow Blade ring groups are not actually used to fix housings. Its wear and tear is so extreme made for the sake of rotor thrust compensation: 30 reduced.
Jene Turbine soll einen Gesteinskern herausbohren; Die auf den Bohrer ausgeübten Kräfte werdenThat turbine is supposed to drill out a rock core; The forces exerted on the drill will be
bei ihr ist deshalb das Gehäuse als der Läufer aus- innerhalb des Bohrmeißelkopfes von dessen eigenemwith it, therefore, the housing as the runner is from within the drill bit head of its own
gebildet, also der Läufer außen und der Ständer innen Drucklager aufgenommen. Dieses Lager nutzt sichformed, so the rotor outside and the stator inside thrust bearing added. This camp is making use of
angeordnet; bei ihr ist also zwischen dem festen, natürlich ab, aber läßt sich, da der ganze Bohrmeißc··-arranged; So with her there is between the solid one, of course, but can, since the whole drill bit c ·· -
hohlen Bohrgestänge und dem Läufer am oberen 35 kopfabnehmbarist,IeichtaufdemFeldeersetzen,ohnehollow drill pipe and the runner on the upper 35 head is removable, easy to replace on the field without
Ende der Turbine ein Spalt vorhanden, durch den daß es in die Fabrik zurückgebracht werden müßte.There was a gap at the end of the turbine through which it would have to be brought back to the factory.
Bohrspülung austritt; diese dort austretende Flüssig- Eine erfindungsgemäße Bohrturbine nebst Ab-Drilling fluid escapes; this exiting there liquid A drilling turbine according to the invention together with waste
keit für den Antrieb des Läufers zu nutzen, ist dort Wandlungen ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigtThe ability to use the rotor to drive the rotor is shown in the drawing. It shows
der eigentliche Zweck der oberen Schaufelkränze- F i g. 1 die Turbine in einem Längsschnitt,the real purpose of the upper blade rings- F i g. 1 the turbine in a longitudinal section,
Gruppe. Bei jener bekannten Turbine werden also 40 F i g. 2 den oberen Teil der Turbine im selbenGroup. In the case of that known turbine, 40 F i g. 2 the upper part of the turbine in the same
die beiden einander entgegen durchströmten Schau- Schnitt in größerem Maßstab,the two cross-section, flowed through each other, on a larger scale,
felkränze-Gruppen nur von je etwa einer Hälfte der Fig. 3 und 4 den unteren Teil der Turbinen in zwei durch die Turbine fließenden Bohrspülung durch- Ausführungsarten, im Längsschnitt größeren Maßströmt; dort ist also die Bohrspülung für ihren eigent- Stabes.Felt wreaths groups of only about one half of FIGS. 3 and 4, the lower part of the turbines in two drilling fluid flowing through the turbine - types of execution, larger flow in longitudinal section; there is therefore the drilling fluid for its own rod.
liehen Zweck, den Bohrermeißel freizuspülen, nur zur 45 Die erfindungsgemäße Bohrturbine enthält — s.
Hälfte verfügbar. Diese Nachteile zu vermeiden, also F i g. 1 — zwei Teile, nämlich eine Hydraulikturdie
gesamte der Turbine zugeführte Bohrspülung dem bine I und einen Bohrmeißelkopf 2.
Bohrmeißel zuzuführen, ist die zweite Aufgabe der Die Hydraulikturbine enthält ein zylindrisches GeErfindung,
häuse 3, das in seinem oberen Teil in einen Stutzen 4borrowed purpose of flushing the drill bit, only for 45 The drilling turbine according to the invention contains - see half available. To avoid these disadvantages, so F i g. 1 - two parts, namely a hydraulic system, the entire drilling fluid supplied to the turbine, the bine I and a drill bit head 2.
The second task of the hydraulic turbine is to feed drill bits
Diese beiden funktionell miteinander zusammen- 50 zur Befestigung an einem (nicht dargestellten) Bohrhängenden Aufgaben werden erfindungsgemäß da- gestänge übergeht. Dieses zylindrische Gehäuse trägt durch gelöst, daß das Turbinengehäuse in an sich zwei Leitschaufelgruppen 5 und 7 und bildet mit bekannter Weise den Ständer der Turbine bildet, mit ihnen zusammen den ruhenden Turbinenteil. Es trägt dem der Bohrmeißelkopf abdichtend verbunden ist, — mittels eines Drucklagers 6 — auch die Welle 8; in welchem das mit dem Turbinenläufer in Dreh- 55 diese, mit zwei Laufschaufelgruppen 10 und 12 berichtung fest und in Achsrichtung beweglich gekup- stückt, bildet den Läufer.These two functionally together 50 for attachment to a (not shown) drill hanging According to the invention, tasks are passed over. This cylindrical housing carries solved by that the turbine housing in itself two guide vane groups 5 and 7 and forms with As is known, forms the stator of the turbine, together with them the stationary turbine part. It carries to which the drill bit head is sealingly connected - by means of a thrust bearing 6 - also the shaft 8; in which that with the turbine rotor in rotation 55 this, with two rotor blade groups 10 and 12 reporting Coupled firmly and movably in the axial direction, forms the rotor.
pelte Bohrwerkzeug drehbar gelagert und mittels eines Wie F i g. 2 zeigt, ist die Welle 8 in ihrem oberen,pelte drilling tool rotatably mounted and by means of a As F i g. 2 shows, the shaft 8 is in its upper,
eigenen Drucklagers axial fixiert ist, und die Bohr- dem Stutzen 4 nahen Teil mit einem axialen Kanalown thrust bearing is axially fixed, and the drilling part close to the nozzle 4 with an axial channel
spüIungs-Führungseinrichtung für ein nacheinander 14 versehen, der das durch den Stutzen 4 ankom-Flushing guide device for one after the other 14 is provided, which arrives through the nozzle 4
erfolgendes Durchströmen der Laufschaufeln in Form 60 mende Treibmittel führt, und dort in einem Lager 16flowing through the rotor blades in the form 60 leads to propellant, and there in a bearing 16
U-förmig gekrümmter Kanäle ausgebildet ist. gehalten, das den Durchgang zwischen der Welle undU-shaped curved channels is formed. held that the passage between the shaft and
Es empfiehlt sich, die Zahl der Schaufelkränze auf dem Zylinder 3 sperrt.It is advisable to lock the number of blade rings on the cylinder 3.
die beiden Gruppen von Schaufelkränzen so zu ver- Der Kanal 14 mündet durch rückwärts gekrümmtethe two groups of blade rings so that the channel 14 opens out through backward curved ones
teilen, daß der resultierende Axialschub auf das Kanäle 18 in einen die Welle 8 umgebenden Raum,share that the resulting axial thrust on the channels 18 in a space surrounding the shaft 8,
Drucklager gleich Null ist. 65 der durch eine Hülse 20 begrenzt wird, die koaxialThrust bearing is zero. 65 which is limited by a sleeve 20 which is coaxial
Der U-förmige Strömungskanal, der die Bohrspü- zum zylindrischen Gehäuse 3 angeordnet und an dielung vom aufwärts durchflossenen ersten Beschaufe- " sem durch Stege 22 gehalten ist, so daß sie zwischen lunesteil zum abwärts zu durchlaufenden zweiten Be- sich und dem Gehäuse einen Ringraum 24 bildet.The U-shaped flow channel, which the drilling fluid to the cylindrical housing 3 and arranged on dielung is held by webs 22 so that they are between lunesteil forms an annular space 24 to the second bed to be traversed downwards and the housing.
Claims (6)
Turbine ausmünden, welche von Leitschaufeln 7 und Manchmal kann es besser sein, auf das Druck-Laufschaufeln 12 gebildet wird, die am gleichen Ge- lager 40 nur die dem Bohrmeißel erteilte Kraft einhäuse 3 bzw. an der Welle 8 befestigt sind. wirken zu lassen, nämlich den hydrostatischen Druck24; the propellant that has flowed in through the nozzle. The drill bit head 2 can be made a double U-bend if the pressure is required. The space bearing 40 is too heavily abraded, slightly as a whole 24 is set by a bearing 28 in which the shaft 8 is removed by depositing the extension 36 and on which the sleeve 20 is attached, screwing on and the longitudinally grooved end 32 pulls out; through channels 26, which in the upper part of a second then the thrust bearing 40 can easily be replaced.
The turbine discharges, which is formed by guide vanes 7 and sometimes it can be better on the pressure rotor blades 12, which only house the force imparted to the drill bit 3 or are fastened to the shaft 8 on the same bearing 40. to act, namely the hydrostatic pressure
längerung 36 ihm aufgebürdete Gewicht abzüglich Diese Bohrturbine hat, da sie keine irgendeinem des hydrostatischen Druckes der Treibflüssigkeit auf 60 nennenswerten Verschleiß ausgesetzten Teile enthält den Wellenquerschnitt am Ort dieses unteren Lagers und unabhängig von dem auf den Bohrmeißel aus-42, aber es empfängt keinen von der Turbine her- geübten Gewicht arbeitet, eine äußerst lange Standrührenden Axialschub; nur das Drehmoment der Tür- dauer, ganz unabhängig von der Art der ausgeführten bine wird auf die Welle 34 übertragen. Das Druck- Arbeiten.The thrust bearing 40 transfers to the drill bit to be replaced without it being necessary to bring the 35 from the cylindrical housing 3 and its turbine into the factory,
lengthening 36 the weight imposed on it minus this drilling turbine, since it does not contain any parts exposed to any significant wear to the hydrostatic pressure of the propellant fluid on 60, has the shaft cross-section at the location of this lower bearing and independently of that on the drill bit, but it does not receive any of the Turbine-exerted weight works, an extremely long static axial thrust; only the torque of the door duration, regardless of the type of bine implemented, is transmitted to the shaft 34. The printing work.
meißel ausgeübten Kraft und die durch diese Schwankungen bewirkten Reibungskräfte auf. Im Gegensatz 1. Hydraulische Bohrturbine mit einem mit zum Drucklager 6 unterliegt es daher dem Verschleiß. dem Gehäuse lösbar und drehfest verbundenenlager takes all fluctuations of the drilling 65 patent claims 1
chisel exerted force and the frictional forces caused by these fluctuations. In contrast to the first hydraulic drilling turbine with a thrust bearing 6, it is therefore subject to wear. the housing releasably and non-rotatably connected
Family
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