CH654375A5

CH654375A5 - Turbinenbohrer.

Info

Publication number: CH654375A5
Application number: CH5818/81A
Authority: CH
Inventors: Jury Rolenovich Ioanesian; Valery Viktorovich Popko
Original assignee: Vnii Burovoitekhniki
Priority date: 1981-09-10
Filing date: 1981-09-09
Publication date: 1986-02-14
Also published as: SE8105327L; BE903887Q; AU7512281A; CA1174230A; FR2512487B1; GB2106562A; NL8104324A; NL179227C; NL179227B; US4475605A; AT373974B; SE444466B; GB2106562B; AU544871B2; DE3135519C2; DE3135519A1; FR2512487A1; ATA386781A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Turbinenbohrer, die insbesondere zum Bohren von tiefen Erdölbohrungen und Gassonden unter komplizierten bergbau-geologi-schen Bedingungen verwendbar sind.

Die Erfindung kann vorteilhaft zum Bohren von solchen Bohrungen verwendet werden, bei welchen das Bohrloch von der vorgegebenen Bahn nur minim abweichen darf.

Eine effektive Führung der Bohrarbeiten verlangt, dass die tatsächliche Bahn eines Bohrlochs ohne Entfernung des Bohrers samt Gestängestrang aus der Bohrung bestimmt wird. Dazu wird ein unmagnetisches Rohr sowie Geräte verwendet, die sich in einem speziellen unmagnetischen Container befinden, der seinerseits in einem unmagnetischen Rohr untergebracht ist.

Die Geräte fixieren den Abweichungswinkel des Containers bezüglich der Senkrechten und die Richtung dieser Abweichung bezüglich des Magnetpols der Erde (den Azimut). Das unmagnetische Rohr dient als Schild, welcher den Einfluss des Magnetismus abschirmt.

Die räumliche Lage des Bohrlochs wird wie folgt bestimmt. Das unmagnetische Rohr wird im Gestängestrang über bzw. unter dem Turbinenbohrer dem Meissel möglichst nah aufgestellt und bezüglich der Bohrlochachse zentriert. Der Container mit Geräten wird an einem Draht in das Innere des Gestängestrangs gesenkt und im unmagnetischen Rohr aufgestellt, wobei der Container bezüglich der Achse des unmagnetischen Rohrs zentriert wird.

Durch das Zentrieren des Containers mit dem Gerät innerhalb des unmagnetischen Rohrs und des unmagnetischen Rohrs innerhalb des Bohrlochs wird die tatsächliche Bahn des Bohrlochs (den Neigungswinkel und Azimut an Geräte anzeigen) bestimmt.

Um zu erreichen, dass die tatsächliche Bahn des Bohrlochs von der vorgegebenen Bahn nur wenig abweicht, müssen die die tatsächliche Bahn des Bohrlochs bestimmenden Geräteanzeigen möglichst nahe dem Bohrwerkzeug bestimmt werden. Anhand dieser Anzeigen erfolgt die operative Steuerung der Arbeit des Turbinenbohrers und des Vorschubs des Meisseis.

Auf Grund der obigen Ausführungen können zwei Hauptforderungen an die Konstruktion eines Turbinenbohrers gestelltwerden.

Erstens muss der Turbinenbohrer ein unmagnetisches Rohr aufweisen, das zur Unterbringung der Messgeräte der Bahn bei der Erstellung des Bohrlochs so verwendet wird, dass es mit dem Gestängestrang starr verbunden bleibt und im Bohrloch zentriert ist.

Zweitens muss der Turbinenbohrer so ausgebildet sein, dass das unmagnetische Rohr zur Unterbringung der Messgeräte in der Nähe des Bohrwerkzeugs liegt.

Ein bekannter Turbinenbohrer enthält verschiedene Turbinensektionen. Jede der Sektionen besitzt ein Gehäuse und eine ungeteilte Welle. Der Turbinenbohrer enthält weiter eine im Gehäuse untergebrachte Spindel und ein Bohrwerkzeug, welches z.B. als Meissel ausgeführt ist. Der Turbinenbohrer ist mit einem unmagnetischen Rohr versehen, in welchem Geräte zur Messung der räumlichen Lage des Bohrlochs vorhanden sind. Das Rohr ist im Bohrloch zentriert und liegt über den Turbinensektionen. (Gusman M.T. und andere. «Berechnung, Gestaltung und Betrieb der Turbinenbohrer», Moskau, «Nedra», 1976, S. 35, Abb. 9). Mit diesem Turbinenbohrer sind Messungen der tatsächlichen Bahn des Bohrlochs aus einer Entfernung von 30 bis 40 m vom Meissel möglich. Diese Entfernung des Rohrs vom Meissel ist zu gross. Obwohl das unmagnetische Rohr zentriert ist, kann die Arbeit des Meisseis nicht operativ gesteuert werden. Die Ergebnisse der Messungen aus einer Entfernung von 30 bis 40 m lassen dies nicht zu. Die Verwendung eines solchen Turbinenbohrers ist daher unzweckmässig.

Ein anderer Turbinenbohrer (SU-Urheberschein

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Nr. 121 102 vom 08.12.58) enthält ebenfalls Turbinensek- nelle Aufstellung der Geräte zur Messung der räumlichen tionen, die je ein Gehäuse und eine Hohlwelle aufweisen. Der Lage. Dabei befindet sich die kurze Spindel zwischen dem Turbinenbohrer enthält weiter eine im Gehäuse unterge- Messpunkt und dem Meissel. Die Information über den Vorbrachte Spindel und ein Bohrwerkzeug. Der Turbinenbohrer schub des Meisseis wird in geringer Entfernung vom Meissel hat ein unmagnetisches Rohr mit Geräten zur Messung der s ermittelt und die Steuerung seines Vorschubs erfolgt durch räumlichen Lage des Bohrlochs. Das Rohr ist unter der die kurze Spindel.

Spindel angeordnet und überträgt die Axiallast und das Zum Erhalten erforderlicher magnetischer Eigenschaften

Drehmoment auf den Meissel. Da die Wellen der Turbinen- ist es zweckmässig, dass die Stutzen aus einem unmagneti-

sektionen und die Spindel hohl sind, kann das Rohr mit sehen Stoff mit einer relativ magnetischen Permeabilität

Geräten in der Nähe des Meisseis angeordnet sein. Folglich io ^ 1,12 ausgeführt werden. Bei grösseren Werten der magneti-

werden die Messwerte der tatsächlichen Bahn des Bohrlochs sehen Permeabilität ist es ziemlich schwer, die erforderliche aus möglichst geringer Entfernung vom Meissel ermittelt. Die Genauigkeit zu sichern.

Arbeit des Turbinenbohrers und der Vorschub des Meisseis Technologisch ist es besonders zweckmässig, wenn die kann operativ gesteuert werden. Länge L der Stutzen der Bedingung L = (30-60) D entspricht,

Ein Nachteil dieses Turbinenbohrers besteht darin, dass 15 wobei mit D der Durchmesser des Gehäuses der Turbinen-

die Messwerte der tatsächlichen Bahn, obwohl sie in einer Sektion bezeichnet ist.

möglichst geringen Entfernung vom Meissel ermittelt Die aus der genannten Bedingung ermittelte Länge der wurden, nicht genügend genau sind, da das unmagnetische Stutzen sichert die gewünschte Genauigkeit der Messungen

Rohr mit den in ihm angeordneten Geräten, infolge der Ver- der räumlichen Lage, da die Magnetmassen der Turbinensek-

wendung derselben zur Übertragung der Drehung und Axial- 20 tionen und der Spindel keine bemerkbare Einwirkung auf last auf den Meissel keine starre Verbindung mit dem Gestän- diese Genauigkeit ausüben können, da sie vom Gerät durch gestrang hat und im Bohrloch nicht zentriert ist. das unmagnetische Rohr getrennt sind.

Es ist nicht möglich, das unmagnetische Rohr mit den Die starre Verbindung des Aussenstutzens zwischen dem

Geräten zu zentrieren, da die Übertragung der Drehung auf einen Ende dieses Stutzens und dem Gehäuse der Spindel den Meissel mit einer hohen Winkelgeschwindigkeit erfolgt, 25 und dem anderen Ende desselben Stutzens und dem Gehäuse was einen schnellen Ausfall der Zentrierelemente hervorruft, der Turbinensektion kann durch Gewindeverbindungen aus-

die sich am unmagnetischen Rohr und in der Spindel geführt sein.

befinden. Die genannte starre Verbindung bildet eine technologisch

Die Beschädigung der Zentrierelemente des unmagneti- besonders einfache Konstruktion.

sehen Rohrs und der im Rohr vorhandenen Geräte führt 30 Die Verbindung des Innenstutzens mit den Elementen des dazu, dass keine genauen Messwerte der räumlichen Lage des Turbinenbohrers kann man auch in Form von Gewindever-

Meissels und des Turbinenbohrers ermittelt werden können. bindungen zwischen dem einen Ende dieses Stutzens und der

Obwohl diese Messwerte aus einer ziemlich geringen Entfer- Spindel des Turbinenbohrers und dem anderen Ende des-

nung vom Bohrwerkzeug ermittelt wurden, wird die des Tur- selben Stutzens und der Hohlwelle der Turbinensektion aus-

binenbohrers und der Vorschub des Meisseis nicht richtig 35 führen.

gesteuert. Es ist auch zweckmässig, die Verbindung des Innenstut-

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe der Ent- zens mit den Elementen des Turbinenbohrers in Form von wicklung eines Turbinenbohrers zugrunde, welcher die Kegel-Keilwellenverbindungen zwischen dem einen Ende erwähnten Nachteile nicht mehr aufweist, indem der Turbi- dieses Stutzens und der Spindel des Turbinenbohrers und nenbohrer sowohl bezüglich Bohrrichtung als auch bezüglich 40 dem anderen Ende desselben Stutzens und der Hohlwelle der des Vorschubs zuverlässig gesteuert wird. Die vorgeschrie- Turbinensektion auszuführen.

bene Bohrrichtung sollte mit geringsten Abweichungen ein- Eine solche Verbindung ermöglicht die Herstellung einer gehalten werden. Konstruktion, die bei der Montage und Demontage handlich

Die gestellte Aufgabe wird mit einem Turbinenbohrer ist und die Übertragung des Drehmomentes auf den Meissel gelöst, welcher die im Anspruch 1 aufgeführten Merkmale 45 sichert.

aufweist. Bevorzugte Ausführungsformen des Erfindungsge- Um die Spülung und die ständige Säuberung des Hohlgenstandes sind in den Ansprüchen 2-8 definiert. raums des Innenstutzens zu ermöglichen sowie seine Verstop-Die vorgeschlagene konstruktive Ausführung des unma- fung zu vermeiden, zur genauen Aufstellung der Geräte ist es gnetischen Rohrs, seine Unterbringung im Turbinenbohrer zweckmässig, dass der Innenstutzen mit dem Werkzeug des und die Verbindung mit den Elementen des Turbinenbohrers 50 Turbinenbohrers durch Flüssigkeit enthaltende Hohlräume ermöglichen die Erhaltung von genauer Information über verbunden wird, welche aus dem Hohlraum der Hohlwelle den Vorschub des Bohrwerkzeugs und folglich des Turbinen- und dem Hohlraum der Spindel bestehen und durch einen bohrers. Die operative Steuerung der Arbeit des Turbinen- Hohlraum des Innenstutzens miteinander in Verbindung bohrers und des Vorschubs des Meisseis erfolgt mit gering- stehen, wobei es zweckmässig ist, dass die Enden des Innen-sten Abweichungen von der vorgegebenen Bahn. 55 stutzens und die zugehörigen Enden der Hohlwelle der Turbi-

Die Ausführung des unmagnetischen Rohrs in Form von nensektion bzw. der Spindel mit hydraulischen Dichtungen zwei koaxial angeordneten Stutzen ermöglicht sowohl die versehen werden.

Übertragung der Axiallast auf den Meissel als auch die Über- Nachstehend wird die Erfindung durch die ausführliche tragung des Drehmomentes auf den Meissel. Beschreibung eines konkreten Ausführungsbeispiels unter Die Axiallast wird auf den Meissel durch den Aussen- 60 Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt: stutzen übertragen, da er mit dem Gestängestrang starr verbunden ist, während das Drehmoment durch den Innen- Fig. 1 eine Gesamtansicht des erfindungsgemässen Turbi-stutzen erfolgt. In dieser Weise kann der Aussenstutzen im nenbohrers, teilweise im Längsschnitt;

Bohrloch zuverlässig zentriert werden. Die im unmagneti- Fig. 2 die Gewindeverbindung der Enden des unmagnetischen Rohr aufgestellten Geräte geben deshalb genaue Mess- 6S sehen Aussenstutzens mit Elementen des Turbinenbohrers; werte über die räumliche Lage des Bohrwerkzeugs an. Fig. 3 die Gewindeverbindung der Enden des unmagneti-

Die Anordnung der Stutzen zwischen der Spindel und der sehen Innenstutzens mit Elementen des Turbinenbohrers und an sie angrenzenden Turbinensektion ermöglicht eine ratio- Fig. 4 die Kegel-Keilwellenverbindung der Enden des

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unmagnetischen Innenstutzens mit Elementen des Turbinenbohrers.

Der in Fig. 1 abgebildete Turbinenbohrer enthält Turbinensektionen 1 und eine Spindel 2. Jede der Turbinensek- s tionen 1 weist ein an einem Gestängestrang 4 befestigtes Gehäuse 3 und eine Hohlwelle 5 mit einem Hohlraum 6 auf. Zwischen dem Gehäuse 3 und der Welle 5 befindet sich in jeder Turbinensektion 1 eine Turbine, welche aus Ständern 7, die im Gehäuse 3 befestigt sind, und aus Läufern 8 gebildet io ist. Letztere sind an der Hohlwelle 5 angeordnet. Die Hohlwelle 5 ist bezüglich des Gehäuses 3 mit Hilfe von Radialstützen 9 zentriert, die im Gehäuse 3 untergebracht sind.

Die Spindel 2 weist ein eigenes Gehäuse 10 auf einer Stütze 11 auf und trägt als Bohrwerkzeug einen Meissel 12. Die is Stütze 11 zentriert die Spindel 2 innerhalb des Gehäuses 10.

Der Turbinenbohrer ist mit einem unmagnetischen Rohr versehen, in dem sich Geräte zur Messung der räumlichen Lage des Bohrlochs befinden.

Erfindungsgemäss ist das unmagnetische Rohr durch zwei 20 koaxial angeordnete Stutzen, und zwar durch einen Aussen-stutzen 13 und einen Innenstutzen 14, gebildet, diezwischen der Spindel 2 und der an sie angrenzenden Turbinensektion 1 untergebracht sind. Dabei ist ein Ende 15 des Aussenstutzens 13 mit dem Gehäuse 10 der Spindel 2 und ein Ende 16 des- 25 selben Stutzens 13 mit dem Gehäuse 3 der Turbinensektion 1 starr verbunden. Ein Ende 17 des Innenstutzens 14 ist mit der Spindel 2 und ein Ende 18 desselben Stutzens 14 mit der Hohlwelle 5 der Turbinensektion verbunden.

Die starre Verbindung zwischen den Enden 15 und 16 des 30 Stutzens 13 mit dem Gehäuse 10 der Spindel 2 und dem Gehäuse 3 der Turbinensektion 1 überträgt die axiale Belastung vom Gestängestrang 4 auf den Meissel 12.

Die Verbindung zwischen den Enden 17 und 18 des Stutzens 14 mit der Spindel 2 und mit der Hohlwelle 5 der Turbi- 35 nensektion 1 überträgt das Drehmoment von den Hohlwellen 5 der Turbinensektionen 1 auf die Spindel 2.

In dieser Weise wird durch die beschriebene Ausführung und Anordnung des unmagnetischen Rohrs und durch seine Verbindung mit den anliegenden Elementen des Turbinen- 40 bohrers ein zuverlässiges Zentrieren des Aussenstutzens 13 erreicht. Die Anordnung des Rohrs in der Nähe des Bohrwerkzeuges und die starre Verbindung mit dem Gestängestrang 4 ist ebenfalls vorteilhaft. Dabei überträgt der Innenstutzen 14 das Drehmoment auf den Meissel 12 von der Welle 5 der Tur- 45 binensektion 1.

Die Stutzen 13 und 14 sind aus unmagnetischem Material mit einem magnetischen Permeabilitätsfaktor ausgeführt, der gleich oder weniger als 1,12 ist. Somit werden die erforderlichen magnetischen Eigenschaften der Stutzen gewährleistet, so Die Länge L der Stutzen 13 und 14 entspricht der Bedingung L = (30-60)D, wo D der Aussendurchmesser des Gehäuses 3 der Turbinensektion 1 ist. Bei dieser Länge üben die Magnetmassen der Turbinensektion 1 und der Spindel 2 keinen Ein-fluss mehr auf die Genauigkeit der Messungen der räum- ss liehen Lage des Turbinenbohrers aus.

Die Turbinensektionen 1 und die Spindel 2 mit dem Gehäuse 10 haben einen unterschiedlichen Durchmesser, der vom Durchmesser des anzuwendenden Meisseis 12 abhängt. Folglich sind auch die Magnetmassen verschieden. Die 60 Länge L, die durch Werte von 30D bis 60D bestimmt ist,

umfasst den Bereich aller praktisch anzuwendenden Durchmesser der Meissel und der Turbinensektionen.

Zum Zentrieren des Aussenstutzens 13 im Bohrloch (in Fig. nicht gezeigt) sind Versteifungsrippen 19 und 20 vorge- 6s sehen, die in Form von Schraubenlinien ausgeführt sind,

welche der Aussenfläche 13 entlang verlaufen und deren Aussendurchmesser praktisch dem Aussendurchmesser des Meisseis 12 entspricht. Diese Rippen zentrieren zuverlässig den Stutzen 13 im Bohrloch, da sie sich nicht drehen und deshalb einen niedrigen Abnutzungsgrad haben.

Auf dem Gehäuse 10 der Spindel 2 ist eine ähnliche Versteifungsrippe 21 angeordnet, deren Aussendurchmesser praktisch dem Aussendurchmesser des Meisseis 12 entspricht (er kann grösser als der Aussendurchmesser des Meisseis 12 sein).

Diese Rippe wird zur Steuerung der Bewegung des Meisseis 12 benützt, dessen Bewegung durch die Einwirkung über das Gehäuse 10, die Stütze 11 und die Spindel 2 auf den genannten Meissel 12 erfolgt. Das Ende 15 des Aussenstutzens 13 und das Gehäuse 10 der Spindel 2 sind durch eine Gewindeverbindungen 22 (Fig. 2) und das andere Ende 16 desselben Stutzens 13 und das Gehäuse 3 der Turbinensektion 1 sind durch eine Gewindeverbindung 23 verbunden. Solche Gewindeverbindungen sichern eine starre Verbindung und die Übertragung der Axiallast auf den Meissel 12. Das Ende 17 des Innenstutzens 14 und die Spindel 2 des Turbinenbohrers sind durch eine Gewindeverbindung 24 (Fig. 3) und das Ende 18 des Innenstutzens 14 und die Hohlwelle 5 der Turbinensektion 1 sind durch eine Gewindeverbindung 25 verbunden. Diese Verbindungen sichern die Übertragung des Drehmomentes auf den Meissel 12 und vereinfachen die Konstruktion des Turbinenbohrers. Fig. 4 zeigt ein Beispiel der Verbindung des Innenstutzens 14 mit den Elementen des Turbinenbohrers. Das Ende 17 des Innenstutzens 14 und die Spindel 2 des Turbinenbohrers sind durch eine Kegel-Keilwellenverbindung 26 und das Ende 18 desselben Stutzens 14 und die Hohlwelle 5 der Turbinensektion 1 durch eine Kegel-Keilwellenverbindung 27 verbunden.

Diese Verbindung sichert die Übertragung der Drehbewegung auf den Meissel ohne Rutschen und beschleunigt gleichzeitig die Montage und Demontage des Turbinenbohrers.

Wird zum Antrieb des Turbinenbohrers eine Bohrflüssigkeit benutzt, so werden die Hohlräume 6 der Wellen 5 und ein Hohlraum 28 des Stutzens 14 mit einem Teil der Bohrflüssigkeit gespült, die vom Gestängestrang 4 in den Turbinenbohrer gelangt.

Dazu ist am Ende 17 des Stutzens 14 eine Düse 29 (Fig. 1) vorhanden. Zur Verringerung des Betriebsdrucks der strömenden Bohrflüssigkeit können mehrere Düsen 29 mit einem grösseren Innendurchmesser verwendet werden. Dies erhöht die Zuverlässigkeit der Arbeit des Turbinenbohrers und vermindert die Gefahr der Verstopfung der Düse 29.

Das Flüssigkeitsgestänge zwischen dem Gestängestrang 4 und dem Meissel 12 ist durch den Hohlraum 6 der Welle 5 der Turbinensektion 1, den Hohlraum 28 des Innenstutzens 14 und einen Hohlraum 30 (Fig. 4) der Spindel 2 gebildet. Zur Vermeidung der Verluste an Bohrflüssigkeit aus dem Hohlraum 28 des Innenstutzens 14 ist eine hydraulische Dichtung 31 vorgesehen, die am Ende 17 des Innenstutzens 14 und an einem Ende 33 der Hohlwelle 5 ausgeführt ist, sowie eine hydraulische Dichtung 32 an einem Ende 34 der Spindel 2 und am Ende 18 des Innenstutzens 14.

Um den Hauptstrom der Bohrflüssigkeit dem Meissel 12 zuzuführen, ist der letztere hydraulisch mit dem Gestängestrang 4 durch Hohlräume 35 der Turbinensektionen 1, einen Hohlraum 36 des Aussenstutzens 13 und eine Öffnung 37, die an der Seitenfläche der Spindel 2 angebracht ist und unter der Düse 29 liegt, sowie durch den Hohlraum 30 der Spindel 2 verbunden.

Vor dem Einbau in das Bohrloch wird der Turbinenbohrer montiert. Am Ende der Spindel 2 wird der Meissel 12 angeordnet. Weiter wird das Gehäuse 10 der Spindel 2 mit dem Ende 15 des Stutzens 13 verbunden. Dazu dient die Gewiiideverbindung 22. Danach wird der Stutzen 14 in das

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Innere des Stutzens 13 eingesetzt und das Ende 17 des Stutzens 14 mit der Spindel 2 verbunden. Danach wird an das Ende 16 des Stutzens 13 das Gehäuse 3 der Turbinensektion 1 mittels der Gewindeverbindung 23 angeschlossen, wobei das Ende 33 der Welle 5 mit dem Ende 18 des Innenstutzens 14 verbunden wird.

Das Gewicht der Welle 5 und des Stutzens 14 wird durch die Stütze 11 über die Spindel 2 aufgenommen.

Das Vorgehen zur Montage der Elemente des Turbinenbohrers ist besonders einfach, handlich und sichert die Ausführung der vorgeschriebenen Funktionen der genannten Elemente.

Es kann auch ein anderes Verfahren zur Montage verwendet werden, bei dem der Innenstutzen 14 mit den Elementen des Turbinenbohrers mittels der Gewindeverbindungen 24 und 25 verbunden wird. Dieses Vorgehen erfordert einen etwas grösseren Zeitaufwand bei der Montage im Vergleich zu dem ersten, sichert aber gleichzeitig die Dichtheit des Innenhohlraums 28, deren Bedeutung nachstehend noch behandelt wird.

Der Innenstutzen 14 lässt sich besonders günstig und schnell montieren, wenn seine Enden 17 und 18 mittels der Kegel-Keilwellenverbindungen 26 und 27 mit der Hohlwelle 5 bzw. mit der Spindel 2 verbunden werden.

Der Hohlraum 28 wird dabei durch hydraulische Dichtungen 31 und 32 vom angrenzenden Hohlraum 36 zuverlässig isoliert.

Die Arbeitsweise des Turbinenbohrers im Bohrloch ist wie folgt:

Die Bohrflüssigkeit wird durch den Gestängestrang 4 in die Turbinensektion 1 eingeführt, wo sie in zwei Ströme aufgeteilt wird.

Die Hauptmenge der Bohrflüssigkeit wird durch den Hohlraum 35 der Turbinensektion 1 den Ständern 7 und Läufern 8 zugeführt und gelangt anschliessend durch den Hohlraum 36 des Aussenstutzens 13, die Öffnung 37 der Spindel 2 in den Meissel 12.

Der andere Teil der Bohrflüssigkeit gelangt in den Hohlraum 6 der Hohlwelle 5 der Turbinensektion 1 und durch den Hohlraum 28 des Innenstutzens 14 und die Düse 29 in den Hohlraum 30 der Spindel 2, wo er sich mit der Hauptmenge der Bohrflüssigkeit verbindet und dem Meissel 12 zugeführt wird.

Um eine Verstopfung des Hohlraums 28 des Stutzens 14 zu vermeiden, wird er während der Arbeit ständig gespült. Diese Spülung wird dadurch gesichert, dass der Hohlraum 28 durch hydraulische Dichtungen 31 und 32 hermetisch abge-s schlössen ist und deshalb im Hohlraum 28 keine Stauungszonen gebildet werden.

Die Läufer 8 setzen die Hohlwelle 5 in Drehung, die sich in den Radialstützen 9 des Gehäuses 3 dreht. Von der Hohlwelle 5 wird die Drehung durch den Innenstutzen 14 und die io Spindel 2 auf den Meissel 12 übertragen. Die achsiale Belastung wird vom Gestängestrang 4 durch das Gehäuse 3 der Turbinensektion 1, den Aussenstutzen 13, das Gehäuse 3 der Spindel 2, die Axialstütze 11 und die Spindel 2 auf den Meissel 12 übertragen.

is Die Drehung der Hohlwelle 5 wird auf den Stutzen 14 und von diesem Stutzen auf die Spindel 2 durch das Ende 17 übertragen.

Der Aussenstutzen 13 überträgt die Axiallast vom Gehäuse 3 der Turbinensektion 1 auf das Gehäuse 10 der Spindel 2 20 durch seine Enden 15 und 16.

Da die Stutzen 13 und 14 unmagnetisch sind, besteht die Möglichkeit, die räumliche Lage des Turbinenbohrers und des Meisseis zu messen.

Zur Durchführung einer solchen Messung wird die Zufuhr 25 der Bohrflüssigkeit zum Turbinenbohrer zeitweilig eingestellt, worauf, ohne den Bohrer auf die Erdoberfläche hochzuziehen, von der Erdoberfläche aus durch den Gestängestrang 4 an einem Draht Geräte zur Messung der räumlichen Lage des Meisseis herabgelassen werden.

30 Aus dem Gestängestrang 4 gelangen die Geräte durch die Hohlwelle 5 in den Stutzen 14, wo die Messungen erfolgen.

Danach werden die Geräte hochgezogen und die Zufuhr der Bohrflüssigkeit wieder aufgenommen.

Solche Messungen können so oft wie notwendig wieder-35 holt werden.

An Hand der Geräteanzeigen bestimmt man die Notwendigkeit der Korrektur in der Bewegung des Meisseis und nimmt die Korrekturen in der Arbeit des Turbinenbohrers und in der Lage der Versteifungsrippe 21 bezüglich des 40 Magnetpols der Erde vor.

Die beschriebene Ausführung des Turbinenbohrers ermöglicht die Erstellung von Schrägbohrungen unter komplizierten bergbau-geologischen Bedingungen.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

654375 PATENTANSPRÜCHE

1. Turbinenbohrer, welcher je ein Gehäuse (3) und eine Hohlwelle (5) besitzende Turbinensektionen (1), eine in einem eigenen Gehäuse (10) untergebrachte Spindel (2) mit daran befestigtem Bohrwerkzeug (12) und ein unmagnetisches Rohrgebilde mit darin untergebrachten Geräten zur Messung der räumlichen Lage des Bohrloches enthält, dadurch gekennzeichnet, dass das unmagnetische Rohrgebilde aus zwei koaxial angeordneten Stutzen (13 und 14) besteht, welche zwischen der Spindel (2) und der an sie angrenzenden Turbinensektion (1) angebracht sind, wobei die Enden (15,16) des Aussenstutzens (13) mit dem Gehäuse (10) der Spindel (2) und dem Gehäuse (3) der Turbinensektion (1) starr verbunden sind, während die Enden (17,18) des Innenstutzens (14) zur Übertragung der Drehung der Hohlwelle (5) der Turbinensektionen (1) auf die Spindel (2) mit der Spindel (2) und mit der Hohlwelle (5) der Turbinensektion (1) verbunden sind.

2. Turbinenbohrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stutzen (13,14) aus einem unmagnetischen Stoff mit einer relativen magnetischen Permeabilität ^ 1,12 ausgeführt sind.

3. Turbinenbohrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge (L) der Stutzen (13,14) das 30- bis 60-fache des Aussendurchmessers (D) des Gehäuses (3) der Turbinensektion beträgt.

4. Turbinenbohrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die starre Verbindung des Aussenstutzens (13) zwischen dem einen Ende (15) dieses Stutzens (13) und dem Gehäuse (10) der Spindel (2) und dem anderen Ende (16) desselben Stutzens (13) und dem Gehäuse (3) der Turbinensektion (1) durch Gewindeverbindungen (22 und 23) ausgeführt ist.

5. Turbinenbohrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung des Innenstutzens (14) zwischen dem einen Ende (17) dieses Stutzens (14) und der Spindel (2) des Turbinenbohrers und dem anderen Ende (18) desselben Stutzens (14) und der Hohlwelle (5) der Turbinensektion (1) durch Gewindeverbindungen (24 und 25) ausgeführt ist.

6. Turbinenbohrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung des Innenstutzens (14) zwischen dem einen Ende (17) des Innenstutzens (14) und der Spindel (2) des Turbinenbohrers und dem anderen Ende (18) desselben Stutzens (14) und der Hohlwelle (5) der Turbinensektion (1) durch Kegel-Keilwellenverbindungen (26,27) ausgeführt ist.

7. Turbinenbohrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenstützen (14) mit dem Werkzeug (12) des Turbinenbohrers und mit der Hohlwelle (5) durch Flüssigkeit enthaltende Hohlräume verbunden ist, welche aus dem Hohlraum (6) der Hohlwelle (5) und dem Hohlraum (30) der Spindel (2) bestehen und durch einen Hohlraum (28) des Innenstutzens (14) miteinander in Verbindung stehen, wobei die Enden (17,18) des Innenstutzens (14) und das zugehörige Ende (33) der Hohlwelle (5) der Turbinensektion (1) bzw. das Ende (34) der Spindel (2) mit hydraulischen Dichtungen (31 und 32) versehen sind.

8. Turbinenbohrer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Ende (17) des Innenstutzens (14) und dem Ende (34) der Spindel (2) mindestens eine Düse (29) für die Bohrflüssigkeit vorhanden ist.