DE3035288C2

DE3035288C2 -

Info

Publication number: DE3035288C2
Application number: DE19803035288
Authority: DE
Inventors: Robijn Feenstra; Paul Dirk Rijswijk Nl Schilte; Rainer 3101 Wienhausen De Juergens
Original assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Current assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Priority date: 1979-09-21
Filing date: 1980-09-18
Publication date: 1989-02-02
Also published as: GB2059481A; FR2465869B1; GB2059481B; BE885285A; CA1139298A; MX155269A; FR2465869A1; DE3035288A1

Description

Die Erfindung betrifft eine hydrauliscch angetriebene Bohrvorrichtung zum Tiefbohren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a hydraulically driven drilling device for deep drilling according to the preamble of claim 1.

Hydraulisch angetriebene Bohrvorrichtungen mit spülungsbetriebenen Hydromotoren sind in zahlreichen älteren Veröffentlichungen bereits beschrieben worden. Derartige Motoren sind entweder Turbinenmotoren oder Verdrängungsmotoren, beispielsweise Drehschieber- oder Moineau-Motoren.Hydraulically driven drilling devices with flushing Hydromotors are in numerous older publications have already been described. Such engines are either turbine motors or displacement motors, for example rotary vane or Moineau motors.

Die Bohrvorrichtungen weisen Kupplungen zum Verbinden mit einer Bohreinrichtung auf. Derartige Bohreinrichtungen umfassen ein Bohrgestänge, einen Schwerstangenzug und ein drehend arbeitendes Bohrwerkzeug. Die Bohrvorrichtung ist vorzugsweise zwischen dem Bohrwerkzeug und der untersten Schwerstange des Schwerstangenzuges oder zwischen zwei Schwerstangen angeordnet. The drilling devices have couplings for connection to a drilling device. Such drilling devices include a drill pipe, a drill collar and a rotating drilling tool. The drilling device is preferably between the drilling tool and the lowest Collar of the collar pull or between two Arrows arranged.

Die Erfindung betrifft insbes. eine Bohrvorrichtung bzw. eine Zwischenantriebseinheit mit einem Drehkolben-Verdrängerhydromotor, der ein Statorgehäuse mit einer daran angeordneten Kupplung hat, die das Statorgehäuse direkt oder indirekt mit einem Teil einer Bohreinrichtung so zu verbinden vermag, daß die Mittelachse des Statorgehäuses mit der Drehachse der Bohreinrichtung zusammenfällt, ferner einen im Statorgehäuse drehbar angeordneten Rotor, eine Kupplung zum direkten oder indirekten Verbinden des Rotors mit einem anderen Teil der Bohreinrichtung, Fluidzellen zwischen der Innenwand des Statorgehäuses und der Außenwand des Rotors sowie Leitungen zum Zu- und Abführen von Fluiden zu und aus den Zellen.The invention relates in particular to a drilling device or a Intermediate drive unit with a rotary lobe positive displacement motor, which a stator housing with an arranged thereon Coupling that directly or the stator housing to connect indirectly to a part of a drilling device able that the central axis of the stator housing with the axis of rotation the drilling device coincides, also one in Stator housing rotatably arranged rotor, a clutch for direct or indirect connection of the rotor with a other part of the drilling device, fluid cells between the Inner wall of the stator housing and the outer wall of the rotor and lines for supplying and removing fluids to and from the cells.

Die von einem Verdrängerhydromotor erzeugte Kraft P steht in direkter Beziehung zum Fluiddurchsatz F durch den Motor und zum Druckunterschied Δ p des Fluides in den Zu- und Abführleitungen, mit denen das Fluid zu und aus den Fluidzellen zu- bzw. abgeführt wird.The force P generated by a displacement hydraulic motor is directly related to the fluid throughput F through the motor and the pressure difference Δ p of the fluid in the supply and discharge lines with which the fluid is supplied to and removed from the fluid cells.

Daraus ergibt sichThis results in

P∼F · Δ p (1) P ~ F · Δ p (1)

Ferner ist das mathematische Produkt aus der Umdrehungszahl R des Motors und dem Teilvolumen V der Fluidzellen, das bei jeder einzelnen Umdrehung des Motors verdrängt wird, dem Durchsatz F direkt proportional. Folglich istFurthermore, the mathematical product of the number of revolutions R of the engine and the partial volume V of the fluid cells, which is displaced with each individual revolution of the engine, is directly proportional to the throughput F. Hence is

F∼V · R (2) F ∼ V · R (2)

Das je Umdrehung des Motors verdrängte Teilvolumen V der Zellen wird nachfolgend und in den Patentansprüchen als "Volumen V" der Zellen bezeichnet. Es wird nun der Begriff des "Volumens je Längeneinheit" v eingeführt, unter dem das verdrängte Volumen der Zellen je Längeneinheit der Zellen, gemessen parallel zur Mittelachse des Statorgehäuses, verstanden wird. The partial volume V of the cells displaced per revolution of the engine is referred to below and in the claims as "volume V" of the cells. The term "volume per unit length" v is now introduced, by which the displaced volume of the cells per unit length of the cells, measured parallel to the central axis of the stator housing, is understood.

Folglich istHence is

V = v · L (3) V = v * L (3)

worin L die Länge der Fluidzellen ist.where L is the length of the fluid cells.

Durch Einsetzen der Gleichungen (2) und (3) in die Gleichung (1) ergibt sichBy inserting equations (2) and (3) into the equation (1) results

P∼v · L · R · Δ p (4) P ∼ v · L · R · Δ p (4)

undand

worin T das vom Motor erzeugte Drehmoment ist.where T is the torque generated by the engine.

Da die Motoren in Bohrlöchern von verhältnismäßig kleinen Querschnitten arbeiten müssen, weisen die bekannten Motoren den Nachteil auf, daß das Volumen je Längeneinheit des Motors ("v" in den vorstehenden Gleichungen) verhältnismäßig klein ist.Since the motors have to work in boreholes of relatively small cross sections, the known motors have the disadvantage that the volume per unit length of the motor ( "v" in the above equations) is relatively small.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine hydraulisch angetriebene Bohrvorrichtung mit einem Verdrängermotor zu schaffen, dessen Zellen gegenüber denen der bekannten Motoren ein vergrößertes Volumen je Längeneinheit aufweisen.The object of the invention is therefore a hydraulically driven Drilling device with a displacement motor too create whose cells compared to those of the known engines have an increased volume per unit length.

Aus Gleichung (5) ergibt sich, daß eine Vergrößerung von v bei Motoren mit einer gegebenen Länge L zu einer Erhöhung von T führt. Wird die Kraft P konstant gehalten, ergibt sich aus einer Vergrößerung von v eine Verringerung von R, was die Verwendung eines Untersetzungsgetriebes kleinerer Abmessungen und selbst den Wegfall des Getriebes ermöglicht.From equation (5) it follows that an increase in v leads to an increase in T for motors with a given length L. If the force P is kept constant, an increase in v results in a reduction in R , which enables the use of a reduction gear of smaller dimensions and even the elimination of the gear.

Weiter ergibt sich aus Gleichung (3), daß die Anwendung der Erfindung die Ausbildung des Motors mit einer gegenüber bekannten Motoren verkleinerten Länge L ermöglicht. Durch die dann mögliche Anwendung einfacherer Konstruktions- und Fertigungsverfahren werden die Herstellungskosten gesenkt. It also follows from equation (3) that the application of the invention enables the motor to be designed with a length L which is smaller than that of known motors. The then possible application of simpler design and manufacturing processes reduces manufacturing costs.

Die Aufgabe ist bei einer hydraulisch angetriebenen Bohrvorrichtung zum Tiefbohren mit einem Drehkolben-Verdrängerhydromotor der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Außenwand des Statorgehäuses wenigstens einen Teil der Außenwand der Bohrvorrichtung bildet und Abschnitte aufweist, deren Außenflächen in bezug auf die Mittelachse des Statorgehäuses an verschiedenen Radien angeordnet sind, wobei das Verhältnis des kleinsten zum größten Radius höchstens 0,95 beträgt, die Abschnitte von großem Radius Führungsflügel bilden und wenigstens ein Teil der letztgenannten Abschnitte wenigstens einen Teil des Drehkolben- Hydromotors enthalten.The task is with a hydraulically driven drilling device for deep drilling with a rotary lobe positive displacement motor of the type described in the introduction solved in that the outer wall of the stator housing at least forms part of the outer wall of the drilling device and Has sections, the outer surfaces with respect to the Center axis of the stator housing arranged on different radii are, the ratio of the smallest to the largest Radius is at most 0.95, the sections of large Form radius guide wings and at least part of the last-mentioned sections at least part of the rotary piston Hydromotor included.

Der Hydromotor kann ein Drehschiebermotor sein, dessen Schieber in Schlitzen des Rotors verschieblich sind. Die Abschnitte von großem Radius enthalten dann wenigstens einen Teil der Fluidleitungen.The hydraulic motor can be a rotary vane motor, the Sliders are slidable in the rotor slots. The sections of large radius then contain at least one Part of the fluid lines.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist der Hydromotor ein Drehschiebermotor, bei dem wenigstens ein Teil der Fluidleitungen im Innern des Rotors angeordnet ist. Die Abschnitte von großem Radius enthalten dann Schlitze, in denen Schieber verschieblich angeordnet sind.In another embodiment of the invention, the Hydromotor a rotary vane motor, in which at least one Part of the fluid lines is arranged inside the rotor. The large radius sections then contain slots, in which sliders are slidably arranged.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der Hydromotor ein Moineau-Motor. Die Abschnitte von großem Radius sind dann wendelförmig und schließen einen Teil der Zellen zwischen dem Rotor und dem Statorgehäuse ein.In a further embodiment of the invention, the Hydromotor a Moineau engine. The sections of great The radii are then helical and close part of the Cells between the rotor and the stator housing.

Bei einer noch anderen Ausführungsform der Erfindung hat der Hydromotor einen Rotor mit einer verzahnten Außenfläche, die mit mehreren zylindrischen Körpern zusammenwirkt, welche mit regelmäßigen Zwischenabständen entlang der Innenwand des Statorgehäuses angeordnet sind. Jeder dieser Körper ist dann in einem Abschnitt von großem Radius des Statorgehäuses angeordnet. In yet another embodiment of the invention, the Hydromotor a rotor with a toothed outer surface that interacts with several cylindrical bodies, which with regular intervals along the inside wall of the Stator housing are arranged. Each of these bodies is then arranged in a section of large radius of the stator housing.

Durch die Verwendung eines Statorgehäuses mit Abschnitten von großem Radius bei einem gegebenen Bohrlochdurchmesser wird der Radius des Statorgehäuses gegenüber kreis-zylindrischen Statorgehäusen bei herkömmlichen hydraulisch angetriebenen Bohrvorrichtungen lokal vergrößert. Die Abschnitte mit verhältnismäßig großen Radien wirken als Führungsflügel, die Teile des Hydromotors aufnehmen können, wodurch die Zellen des Motors ein gegenüber herkömmlichen Motoren vergrößertes Volumen je Längeneinheit erhalten. Die Führungsflügel sichern die Bohrvorrichtung gegen waagerechte Richtungsabweichungen im gerade gebohrten Bohrloch. Werden gerade Abschnitte benutzt, sollten wenigstens drei Abschnitte von großem Durchmesser vorgesehen sein, damit diese als Führungsflügel wirken können. Im allgemeinen werden vier oder mehr, beispielsweise acht solcher Abschnitte angewandt. Werden wendelförmige Abschnitte benutzt, z. B. in Verbindung mit Moineau-Motoren, ist die Zahl der Abschnitte gleich der Zahl der Ecken des Stators. Ein solcher Stator hat wenigstens zwei Ecken.By using a stator housing with sections of large radius for a given borehole diameter the radius of the stator housing becomes circular-cylindrical Stator housings in conventional hydraulically driven Drilling devices enlarged locally. The sections with relatively large radii act as guide wings that Parts of the hydraulic motor can absorb, causing the cells of the motor is larger than that of conventional motors Obtain volume per unit length. Secure the guide wings the drilling device against horizontal directional deviations in the drilled hole. Become straight sections used, at least three sections of Large diameter can be provided so that this as a guide wing can work. Generally four or more, for example eight such sections applied. Will helical sections used, e.g. B. in connection with Moineau engines, the number of sections is equal to the number the corners of the stator. Such a stator has at least two Corners.

Weitere vorteilhafte Merkmale und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den beigefügten Ansprüchen gekennzeichnet.Further advantageous features and refinements of the invention are characterized in the appended claims.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:Exemplary embodiments of the invention are described below schematic drawings explained in more detail. It shows:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine hydraulisch angetriebene Bohrvorrichtung mit einem Drehschieber- Hydromotor, bei dem die Schieber vom Rotor des Motors getragen sind, Fig. 1 shows a cross section through a hydraulically powered drilling device with a rotary vane hydraulic motor, in which the sliders are carried by the rotor of the motor,

Fig. 2 den Längsschnitt II-II in Fig. 1, Fig. 2 shows the longitudinal section II-II in FIG. 1,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine andere Ausführungsform einer Bohrvorrichtung gemäß der Erfindung, bei der die Schieber in Schlitzen im Motorgehäuse angeordnet sind, Fig. 3 shows a longitudinal section through another embodiment of a drilling apparatus according to the invention, in which the sliders are disposed in slots in the motor housing,

Fig. 4 bis 8 die Querschnitte IV-IV, V-V, VI-VI, VII-VII und VIII-VIII in Fig. 3, FIGS. 4 to 8, the cross-sections IV-IV, VV, VI-VI, VII-VII and VIII-VIII in FIG. 3,

Fig. 9 den Schnitt IX-IX in Fig. 10 durch eine hydraulisch angetriebene Bohrvorrichtung gemäß der Erfindung mit einem Hydromotor des Moineau-Typs, Fig. 9 shows the section IX-IX in FIG. 10 by a hydraulically driven drilling apparatus according to the invention with a hydraulic motor of the Moineau type,

Fig. 10 eine Seitenansicht der Bohrvorrichtung gemäß Fig. 9 und Fig. 10 is a side view of the drilling apparatus of FIG. 9 and

Fig. 11 einen Querschnitt durch eine Bohrvorrichtung gemäß der Erfindung mit einem Hydromotor mit einem als Zahnrad ausgebildeten Rotor. Fig. 11 is a cross-sectional view of a drilling apparatus according to the invention with a hydraulic motor with a gear designed as a rotor.

Bei der in Fig. 1 und 2 dargestellten hydraulisch angetriebenen Bohrvorrichtung sind ihre Schieber 1 in Schlitzen 2 eines Rotors 3 verschieblich angeordnet. Zwischen den Schiebern 1 und den Grundflächen der Schlitze 2 sind nicht dargestellte Federn angeordnet, welche die Schieber 1 gegen die Innenwand eines Statorgehäuses 4 vorspannen. Die Innenwand des Statorgehäuses 4 ist von einer abnutzungsfesten Auskleidung 6 gebildet, die Öffnungen 7, 8, 9 und 10 aufweist. An die Öffnungen 8 und 10 sind Fluidzuführleitungen 11 und 12 im Statorgehäuse 4 und an die Öffnungen 9 und 7 Fluidabführleitungen 13 und 14 im Statorgehäuse 4 angeschlossen.In the hydraulically driven drilling device shown in FIGS. 1 and 2, their slides 1 are slidably arranged in slots 2 of a rotor 3 . Between the slides 1 and the base surfaces of the slots 2 are springs, not shown, which bias the slider 1 against the inner wall of a stator housing 4 . The inner wall of the stator housing 4 is formed by a wear-resistant lining 6 which has openings 7, 8, 9 and 10 . Fluid supply lines 11 and 12 in the stator housing 4 are connected to the openings 8 and 10 and fluid discharge lines 13 and 14 in the stator housing 4 to the openings 9 and 7 .

Der Raum zwischen der Außenwand des Rotors 3 und der nichtzylindrischen Innenwand der Auskleidung 6 des Statorgehäuses 4 setzt sich aus zwei Teilräumen von sichelförmigem Querschnitt zusammen, welche von den Schiebern 1 in mehrere Zellen 15 unterteilt werden. Das Gesamtvolumen der Zellen 15 ist konstant, dagegen ändert sich das Volumen jeder Zelle 15 zwischen etwa Null und einem Maximalwert, wenn der Rotor 3 im Statorgehäuse 4 um seine Mittelachse gedreht wird. Mit den Zuführleitungen 11 und 12 zugeführtes Fluid strömt in die mit den Öffnungen 8 und 10 in Verbindung stehenden Zellen 15 ein und dreht den Rotor 3 um seine Mittelachse. Diejenigen Zellen 15, die mit den Fluidabführleitungen 13 und 14 in Verbindung stehen, werden in diese über die Öffnungen 9 und 7 entleert. The space between the outer wall of the rotor 3 and the non-cylindrical inner wall of the lining 6 of the stator housing 4 is composed of two subspaces of crescent-shaped cross section, which are divided into several cells 15 by the slides 1 . The total volume of the cells 15 is constant, whereas the volume of each cell 15 changes between approximately zero and a maximum value when the rotor 3 in the stator housing 4 is rotated about its central axis. Fluid supplied with the feed lines 11 and 12 flows into the cells 15 connected to the openings 8 and 10 and rotates the rotor 3 about its central axis. Those cells 15 which are connected to the fluid discharge lines 13 and 14 are emptied into them via the openings 9 and 7 .

Die Zuführleitungen 11 und 12 zum Zuführen von Flüssigkeit zu den Öffnungen 8 und 10 sind an Kanäle 17, von denen in Fig. 2 einer gezeichnet ist, angeschlossen, welche in einem rohrförmigen Bauteil 18 ausgebildet sind, das mit dem oberen Ende des Statorgehäuses 4 durch ein Gewinde 19 verbunden ist. Das Bauteil 18 hat ein Innengewinde 20 zum Verbinden der hydraulisch angetriebenen Bohrvorrichtung mit einer nicht dargestellten Bohreinrichtung, beispielsweise dem unteren Ende einer Schwerstange. Das Bauteil 18 trägt ein Lager 21, in dem eine Welle 22 des Rotors 3 drehbar gelagert ist. Zwischen dem Bauteil 18 und dem Rotor 3 ist eine Wangenplatte 23 mit einem abnutzungsfesten Belag 24 angeordnet. Die Wangenplatte 23 dichtet das obere Ende der die Schieber 1 aufnehmenden Schlitze 2 ebenso wie das obere Ende des von den Zellen 15 gebildeten Raumes ab.The supply lines 11 and 12 for supplying liquid to the openings 8 and 10 are connected to channels 17 , one of which is shown in FIG. 2, which are formed in a tubular component 18 which is connected to the upper end of the stator housing 4 a thread 19 is connected. The component 18 has an internal thread 20 for connecting the hydraulically driven drilling device to a drilling device, not shown, for example the lower end of a drill collar. The component 18 carries a bearing 21 in which a shaft 22 of the rotor 3 is rotatably mounted. A cheek plate 23 with a wear-resistant coating 24 is arranged between the component 18 and the rotor 3 . The cheek plate 23 seals the upper end of the slots 2 receiving the slider 1 as well as the upper end of the space formed by the cells 15 .

Am unteren Ende des Rotors 3 ist eine zweite Wangenplatte 25 mit einem abnutzungsfesten Belag 26 angeordnet, welche die unteren Enden der Schlitze 2 und des von den Zellen 15 gebildeten Raumes verschließt. An diesem unteren Ende hat der Rotor 3 eine Welle 27, die in Lagern 28 und 29 in einem rohrförmigen Bauteil 31 gelagert ist.At the lower end of the rotor 3 , a second cheek plate 25 with a wear-resistant coating 26 is arranged, which closes the lower ends of the slots 2 and the space formed by the cells 15 . At this lower end, the rotor 3 has a shaft 27 which is supported in bearings 28 and 29 in a tubular component 31 .

Zwei Kanäle 32, von denen nur einer mit gestrichelten Linien dargestellt ist, sind teils im unteren Teil des Statorgehäuses 4 und teils im rohrförmigen Bauteil 31 ausgebildet und je an einem Ende an die zugehörige Abführleitung 13 bzw. 14 und am anderen Ende an einen Raum 33 angeschlossen, der über einem Dichtglied 34 in einem rohrförmigen Bauteil 35 ausgebildet ist. Das Bauteil 35 ist mit dem Statorgehäuse 4 mittels eines Gewindes 36 verbunden. Das Bauteil 31 ist gegen Drehbewegungen in bezug auf das Statorgehäuse 4 mittels einer Paßfeder 37 gesichert.Two channels 32 , of which only one is shown with dashed lines, are formed in part in the lower part of the stator housing 4 and in part in the tubular component 31 and each at one end to the associated discharge line 13 or 14 and at the other end to a space 33 connected, which is formed over a sealing member 34 in a tubular member 35 . The component 35 is connected to the stator housing 4 by means of a thread 36 . The component 31 is secured against rotational movements in relation to the stator housing 4 by means of a feather key 37 .

Der Rotor 3 weist in seinem unteren Ende eine Öffnung 39 mit Innenvielnutprofil auf, mit der eine mit einem Vielnutprofil versehene Welle 38 zusammenwirkt, die an einem Bauteil 40 befestigt ist. Das Bauteil 40 ist mittels eines Gewindes 41 an eine Bohrwelle 42 angeschraubt, die eine zentrale Bohrung 43 aufweist. Der Raum 33 steht mit der Bohrung 43 über Öffnungen 44 im Bauteil 40 in Verbindung. Eine aus den Zellen 15 austretende Flüssigkeit kann somit über die Abführleitungen 13 und 14, die Kanäle 32, den Raum 33, die Öffnungen 44 und die zentrale Bohrung 43 zu einem nicht dargestellten drehend arbeitenden Bohrwerkzeug strömen, das mit dem unteren Ende der Bohrwelle 42 verbunden ist. Axiallasten zwiscen der Bohrwelle 42 und dem Statorgehäuse 4 werden von einem Axiallager 45 aufgenommen, das sich zusammengesetzt aus mehreren Abstandsringen 46, die an der Bohrwelle 42 mittels eines Gewinderinges 47 angeordnet sind, und aus mehreren Abstandsringen 48, die mit den Abstandsringen 46 zusammenwirken und an der Innenseite des rohrförmigen Bauteils 35 mit einem Gewindering 49 angeordnet sind. Miteinander zusammenwirkende Flächen der Abstandsringe 46 und 48 können mit nicht dargestellten abnutzungsfesten Belägen versehen sein; zum Zuführen von Kühl- und Schmierflüssigkeit zum Axiallager 45 können nicht dargestellte zweckdienliche Leitungen oder Kanäle vorgesehen sein. Diese Art Axiallager ist an sich bekannt und braucht nicht im einzelnen beschrieben werden.The rotor 3 has in its lower end an opening 39 with an inner multi-groove profile, with which a shaft 38 provided with a multi-groove profile interacts, which is fastened to a component 40 . The component 40 is screwed by means of a thread 41 to a drilling shaft 42 which has a central bore 43 . The space 33 communicates with the bore 43 via openings 44 in the component 40 . A liquid emerging from the cells 15 can thus flow via the discharge lines 13 and 14 , the channels 32 , the space 33 , the openings 44 and the central bore 43 to a rotating drilling tool, not shown, which is connected to the lower end of the drilling shaft 42 is. Axial loads between the drilling shaft 42 and the stator housing 4 are received by an axial bearing 45 , which is composed of a plurality of spacer rings 46 , which are arranged on the drilling shaft 42 by means of a threaded ring 47 , and a plurality of spacer rings 48 , which interact with the spacer rings 46 and on the inside of the tubular component 35 are arranged with a threaded ring 49 . Interacting surfaces of the spacer rings 46 and 48 can be provided with wear-resistant coverings, not shown; Appropriate lines or channels (not shown) can be provided for supplying coolant and lubricating fluid to the axial bearing 45 . This type of thrust bearing is known per se and need not be described in detail.

Gemäß Fig. 1 ist das Statorgehäuse 4 von solchem Querschnitt, daß zwischen der Außenwand des Statorgehäuses 4 und der Innenwand eines mit gestrichelten Linien dargestellten Bohrloches 51 Durchlässe oder Kanäle 50 bestehen. Das Statorgehäuse 4 wirkt dadurch als Führung, wenn mit der Bohrvorrichtung im Bohrloch 51 gearbeitet wird. Die Kanäle 50 werden für die Rückströmung der Spülung durch das Bohrloch 51 benutzt. Das Statorgehäuse 4 weist vier Abschnitte 52 von großem Radius auf, die Führungsflügel bilden, welche die Bohrvorrichtung und das von ihr angetriebene Bohrwerkzeug im Bohrloch 51 führen, wodurch waagerechte Richtungsabweichungen des Bohrloches 51 vermieden oder zumindest so gering wie möglich gehalten werden. Referring to FIG. 1, the stator 4 of such cross-section that a borehole illustrated with dotted lines there are 51 passages or channels 50 between the outer wall of the stator 4 and the inner wall. The stator housing 4 thus acts as a guide when working with the drilling device in the borehole 51 . The channels 50 are used for the backflow of the mud through the borehole 51 . The stator housing 4 has four large-radius sections 52 which form guide vanes which guide the drilling device and the drilling tool driven by it in the borehole 51 , as a result of which horizontal directional deviations of the borehole 51 are avoided or at least kept as low as possible.

Zwischen je zwei Abschnitten 52 von großem Radius ist ein Abschnitt 53 von kleinem Radius angeordnet; das Verhältnis des kleinsten Radius jedes der Abschnitte 53 zum größten Radius der Abschnitte 52 beträgt höchstens 0,95.A section 53 of small radius is arranged between two sections 52 of large radius; the ratio of the smallest radius of each of the sections 53 to the largest radius of the sections 52 is at most 0.95.

Dadurch daß die Zuführleitungen 11 und 12 und die Abführleitungen 13 und 14 in den Abschnitten 52 von großem Radius des Statorgehäuses 4 ausgebildet sind, welche die Führungsflügel bilden, läßt sich der Radius der Auskleidung 6 gegenüber herkömmlichen hydraulisch angetriebenen Bohrvorrichtungen mit Drehschiebermotoren, bei denen die Gehäuse zylindrische Außenwände aufweisen, vergrößern. Dies ermöglicht eine Vergrößerung des Volumens der Zellen 15 je Längeneinheit des Rotors 3, wodurch die weiter oben erwähnten Vorteile erzielt werden.Characterized in that the feed lines 11 and 12 and the discharge lines 13 and 14 are formed in the large radius sections 52 of the stator housing 4 , which form the guide vanes, the radius of the lining 6 can be compared to conventional hydraulically driven drilling devices with rotary vane motors, in which the housing have cylindrical outer walls, enlarge. This enables the volume of the cells 15 per unit length of the rotor 3 to be increased , as a result of which the advantages mentioned above are achieved.

Bei einer in Fig. 3 bis 8 dargestellten anderen Ausführungsform bilden die Abschnitte von großem Radius des Gehäuses des Drehschiebermotors Führungsflügel und enthalten Schlitze für die Schieber. Es werden die gleichen, schon erwähnten Vorteile erzielt.In another embodiment shown in FIGS. 3 through 8, the large radius portions of the rotary valve motor housing form guide vanes and contain slots for the slide. The same advantages already mentioned are achieved.

Gemäß Fig. 3 bis 8, insbesondere gemäß Fig. 3 und 6, von denen letztere einen Querschnitt durch den in Fig. 3 dargestellten Motor in der Mitte seines Rotors zeigt, hat die dargestellte hydraulisch angetriebene Bohrvorrichtung ein Statorgehäuse 60 mit acht Abschnitten 61 von großem Radius. Die Abschnitte 61 sind von etwas kleinerem Radius als ein Bohrloch 62; je zwei Abschnitte 61 und die Wand des Bohrloches 62 schließen einen Raum 63 ein, der als Rücklaufkanal für die Spülung im Bohrloch 62 wirkt.Referring to FIG. 3 to 8, in particular according to Figs. 3 and 6, the latter of which is a cross-sectional view of the illustrated in Fig. 3 Motor in the middle of its rotor shows the illustrated hydraulically driven drilling device has a stator 60 with eight portions 61 of great Radius. Sections 61 are of somewhat smaller radius than borehole 62 ; Two sections 61 and the wall of the borehole 62 enclose a space 63 , which acts as a return channel for flushing in the borehole 62 .

Jeder Abschnitt 61 von großem Radius enthält einen Schlitz 64, in dem ein Schieber 65 verschieblich angeordnet ist. Zwischen der Grundfläche jedes Schlitzes 64 und dem zugehörigen Schieber 65 ist eine nicht dargestellte Feder angeordnet. In einer Bohrung des Statorgehäuses 60 ist ein Rotor 66 angeordnet; der Raum zwischen dem Rotor 66 und dem Statorgehäuse 60 wird durch die Schieber 65 in mehrere Zellen 67 unterteilt. Der Rotor 66 und das Statorgehäuse 60 haben eine gemeinsame Mittelachse, und die Außenwand des Rotors 66 ist so gestaltet, daß sich die Volumen der verschiedenen Zellen 67 bei Drehung des Rotors 66 ändern. Eine Drehbewegung des Rotors 66 wird durch Zuführen von unter Druck stehender Flüssigkeit über Zuführkanäle 68 und 69 im Rotor 66 hervorgerufen. Diese Flüssigkeit durchströmt Einlaßöffnungen 70 und 71, die in die Wand des Rotors 66 eingearbeitet sind. Nach dem Durchströmen der Zellen 67 im Raum zwischen dem Rotor 66 und dem Statorgehäuse 60 wird die Flüssigkeit über Auslaßöffnungen 72 und 73 abgegeben und verläßt den Drehschiebermotor über im Rotor 66 ausgebildete Abführkanäle 74 und 75.Each large radius section 61 includes a slot 64 in which a slider 65 is slidably disposed. A spring (not shown) is arranged between the base of each slot 64 and the associated slide 65 . A rotor 66 is arranged in a bore of the stator housing 60 ; the space between the rotor 66 and the stator housing 60 is divided into a plurality of cells 67 by the sliders 65 . The rotor 66 and the stator housing 60 have a common central axis, and the outer wall of the rotor 66 is designed such that the volumes of the various cells 67 change as the rotor 66 rotates. A rotary movement of the rotor 66 is caused by supplying liquid under pressure via supply channels 68 and 69 in the rotor 66 . This liquid flows through inlet openings 70 and 71 , which are incorporated in the wall of the rotor 66 . After flowing through the cells 67 in the space between the rotor 66 and the stator housing 60 , the liquid is discharged via outlet openings 72 and 73 and leaves the rotary valve motor via discharge channels 74 and 75 formed in the rotor 66 .

Die Zuführkanäle 68 und 69 und die Abführkanäle 74 und 75 sind von einem Einsatzstück 76 gebildet, das in der zentralen Bohrung des Rotors 66 angeordnet ist. Das Einsatzstück 76 setzt sich aus vier Wänden zusammen, welche gemäß Fig. 4 bis 8 die Zuführkanäle 68 und 69 und die Abführkanäle 74 und 75 so bilden, daß der Querschnitt jedes der Zuführkanäle 68 und 69 nach unten abnimmt, der Querschnitt jedes der Abführkanäle 74 und 75 dagegen nach unten zunimmt. Da jeder Kanal mit einer Reihe von Ein- und Auslaßöffnungen 70, 71, 72 und 73 in Verbindung steht und jede dieser Reihen sich in Längsrichtung entlang einem Kanal erstreckt, ist der Flüssigkeitsstrom durch jeden Kanal über dessen Länge etwa gleich. An jeder Einlaßöffnung der Reihen Einlaßöffnungen 70 und 71 herrscht daher zumindest annähernd der gleiche Fluiddruck. Auch an jeder Auslaßöffnung der Reihen Auslaßöffnungen 72 und 73 herrscht folglich etwa der gleiche Fluiddruck. Folglich wird an jedem Schieber 65 ein über seiner Länge gleichmäßiger Antriebsdruck aufgebracht.The feed channels 68 and 69 and the discharge channels 74 and 75 are formed by an insert 76 which is arranged in the central bore of the rotor 66 . The insert 76 is composed of four walls which, according to FIGS . 4 to 8, form the feed channels 68 and 69 and the discharge channels 74 and 75 such that the cross section of each of the feed channels 68 and 69 decreases downwards, the cross section of each of the discharge channels 74 and 75 on the other hand increases downwards. Since each channel communicates with a series of inlet and outlet openings 70, 71, 72 and 73 and each of these series extends longitudinally along a channel, the flow of liquid through each channel is approximately the same over its length. There is therefore at least approximately the same fluid pressure at each inlet opening of the rows of inlet openings 70 and 71 . Consequently, approximately the same fluid pressure also prevails at each outlet opening of the rows of outlet openings 72 and 73 . Consequently, a drive pressure which is uniform over its length is applied to each slide 65 .

Das Einsatzstück 76 ist mit der Wand der zentralen Bohrung im Rotor 66 unter Abdichtung verbunden und in ihr sowohl gegen axiale als auch Drehbewegungen festgehalten.The insert 76 is connected to the wall of the central bore in the rotor 66 with a seal and is held in it against both axial and rotary movements.

Gemäß Fig. 3 sind die Schlitze 64 und die Zellen 67 an ihren oberen und unteren Enden durch einen Deckel 77 bzw. 78 abgedichtet, die am Statorgehäuse 60 mit mehreren Befestigungsschrauben 79 befestigt sind, die durch Löcher in mit gestrichelten Linien gezeichneten Ausnehmungen 80 in den Deckeln 77 und 78 hindurch in Schraubenlöcher im Statorgehäuse 60 eingeschraubt sind. Am Deckel 77 ist mit einem Gewinde 83 ein Kupplungsglied 81 befestigt, das mit einem Innengewinde 82 zum Verbinden der Bohrvorrichtung mit einer Schwerstange versehen ist. Das Kupplungsglied 81 trägt ein Lager 84 für eine obere Welle 85 des Rotors 66.Referring to FIG. 3, the slots 64 and the cells 67 are sealed at their upper and lower ends by a cover 77 and 78, respectively, which are fixed on the stator housing 60 with a plurality of fastening screws 79 which through holes in drawn with dashed lines recesses 80 in the Lids 77 and 78 are screwed into screw holes in the stator housing 60 . A coupling member 81 is fastened to the cover 77 with a thread 83 and is provided with an internal thread 82 for connecting the drilling device to a drill collar. The coupling member 81 carries a bearing 84 for an upper shaft 85 of the rotor 66 .

Der Rotor 66 hat eine untere Welle 86, die in einem Lager 87 an einer Hülse 88 gelagert ist. Die Hülse 88 ist über ein Gewinde 89 mit dem Deckel 78 verbunden und enthält ein Axiallager 90 zur Übertragung von Axiallasten zwischen einer Bohrwelle 91 und dem Statorgehäuse 60. Die Bohrwelle 91 ist mit einem Gewinde 92 an das untere Ende der Welle 86 des Rotors 66 angeschraubt. Der Raum zwischen der Bohrwelle 91 und der Hülse 88 ist mit einem Schmiermittel gefüllt und durch Dichtglieder 93 und 94 verschlossen, die in zweckdienlicher Weise, beispielsweise durch nicht dargestellte Federringe, in Stellung gehalten sind.The rotor 66 has a lower shaft 86 which is mounted in a bearing 87 on a sleeve 88 . The sleeve 88 is connected to the cover 78 via a thread 89 and contains an axial bearing 90 for transmitting axial loads between a drilling shaft 91 and the stator housing 60 . The drilling shaft 91 is screwed with a thread 92 to the lower end of the shaft 86 of the rotor 66 . The space between the drilling shaft 91 and the sleeve 88 is filled with a lubricant and closed by sealing members 93 and 94 , which are conveniently held in position, for example by spring rings, not shown.

Das untere Ende der Bohrwelle 91 ist mit einem Gewinde 95 zum Verbinden eines nicht dargestellten Bohrwerkzeuges mit der Bohrwelle 91 versehen.The lower end of the drilling shaft 91 is provided with a thread 95 for connecting a drilling tool, not shown, to the drilling shaft 91 .

Bei der in Fig. 3 bis 8 dargestellten Ausführungsform sind die Schlitze 64 für die Schieber 65 in den Abschnitten 61 von großem Radius des Statorgehäuses 60 angeordnet, und diese Abschnitte 61 wirken als Führungsflügel. Aufgrund dieser Anordnung der Schieber 65 weisen die Zellen 67 ein größeres Volumen je Längeneinheit auf. Die daraus sich ergebenden Vorteile sind weiter oben schon erläutert worden.In the embodiment shown in FIGS. 3 to 8, the slots 64 for the sliders 65 are arranged in the large radius sections 61 of the stator housing 60 , and these sections 61 act as guide vanes. Due to this arrangement of the slide 65 , the cells 67 have a larger volume per unit length. The resulting advantages have already been explained above.

Wenngleich bei beiden vorstehend beschriebenen Ausführungsformen der Drehschiebermotor der Bohrvorrichtung in Schlitzen verschiebliche, starre Schieber aufweist, ist die Erfindung nicht auf diesen Schieber-Typ beschränkt. Gleich gute Ergebnisse werden bei Anwendung der Erfindung auf eine hydraulisch angetriebene Bohrvorrichtung erzielt, deren Drehschiebermotor flexible Schieber hat. Diese können von flexiblen Blättern gebildet sein, die an einer ihrer Längskanten mit dem Rotor oder dem Statorgehäuse verbunden sind. Solche Schieber können auch von starren Bauteilen von überwiegender Längserstreckung gebildet sein, die mit dem Statorgehäuse oder dem Rotor des Drehschiebermotors über beispielsweise eine flexible Lamelle gelenkig verbunden sind. Beispiele flexibler Schieber sind aus den US-PSen 26 55 344 und 33 04 838 sowie aus der DE-PS 10 25 359 bekannt. Bei einer noch anderen Ausführungsform der Erfindung können die Schieber von zylindrischen Körpern gebildet sein, deren Mittelachsen parallel zur Mittelachse des Rotors angeordnet sind. Ein Beispiel dieses Motor-Typs ist aus der GB-PS 14 43 674 bekannt.Although in both the embodiments described above the rotary valve motor of the drilling device in slots has displaceable, rigid slide, is the invention not limited to this type of slider. Good results are hydraulic when applying the invention driven drilling device, whose rotary valve motor has flexible sliders. These can be from flexible sheets are formed on one of their longitudinal edges are connected to the rotor or the stator housing. Such sliders can also predominantly of rigid components Longitude be formed with the stator housing or the rotor of the rotary vane motor, for example a flexible slat is articulated. Examples flexible slide are from US-PSen 26 55 344 and 33 04 838 and known from DE-PS 10 25 359. At a yet another embodiment of the invention, the slider be formed by cylindrical bodies whose central axes are arranged parallel to the central axis of the rotor. An example of this type of engine is from GB-PS 14 43 674 known.

Die beiden in Fig. 1 bis 8 dargestellten Ausführungsformen weisen entlastete Drehschiebermotoren mit je zwei Gruppen Einlaß- und Auslaßöffnungen auf. Mehrfach entlastete Drehschiebermotoren, beispielsweise mit je drei Gruppen Einlaß- und Auslaßöffnungen, sind ebenso gut anwendbar. Es wurde festgestellt, daß nicht entlastete Motoren mit je einer Gruppe Einlaß- und Auslaßöffnungen häufig der Gefahr des Festklemmens des Rotors im Statorgehäuse ausgesetzt sind; solche Motoren werden daher nicht bevorzugt.The two embodiments shown in FIGS. 1 to 8 have relieved rotary vane motors, each with two groups of inlet and outlet openings. Multi-relieved rotary vane motors, for example with three groups of inlet and outlet openings, can also be used. It has been found that unloaded motors with a group of inlet and outlet openings are often exposed to the risk of the rotor jamming in the stator housing; such motors are therefore not preferred.

Zur Abdichtung können die Schieber bei Anordnung im Rotor gegen die Innenwand des Statorgehäuses und bei Anordnung im Statorgehäuse gegen die Außenwand des Rotors durch Federn, die zwischen den Schiebern und den Grundflächen der Schlitze angeordnet sind, wie durch beliebige andere zweckdienliche Hilfsmittel angepreßt sein. Derartige Hilfsmittel sind an sich bekannt und brauchen nicht im einzelnen beschrieben werden.The slides can be sealed when arranged in the rotor against the inner wall of the stator housing and when arranged in the Stator housing against the outer wall of the rotor by springs, between the sliders and the base of the slots are arranged as by any other convenient Tools are pressed. Such tools are on known and need not be described in detail will.

Auf die Flächen, an denen übermäßig große Abnutzungskräfte erzeugt werden, können abnutzungsfeste Beläge und/oder Beschichtungen aufgebracht sein. Hierfür geeignete Materialien sind ebenso wie auf die Erhöhung der Abnutzungsfestigkeit von Werkstoffen zielende Behandlungsverfahren bekannt und sind je nach Bedarf auf die beschriebene und dargestellte Bohrvorrichtung anwendbar. Insbesondere können solche abnutzungsfesten Beläge zum Schutz der Führungsflügel in den Bereichen vorgesehen sein, mit denen die Führungsflügel beim Bohren mit der Bohrlochwand in Berührung kommen.On the areas where there is excessive wear wear-resistant coverings and / or coatings can be produced be upset. Suitable materials for this as well as increasing the wear resistance of Treatment methods targeting materials are known and are depending on the needs of the described and illustrated Drilling device applicable. In particular, such Wear-resistant coverings to protect the guide wings in the Areas are provided with which the guide wing when Drilling come into contact with the borehole wall.

Die Erfindung ist ferner auf hydraulisch angetriebene Bohrvorrichtungen mit einem oder mehreren Drehkolben-Verdrängungsmotoren des Moineau-Typs anwendbar, deren Drehkolben je von einem wendelförmigen Rotor gebildet sind, der in einem wendelförmigen Stator drehbar angeordnet ist. Zwischen dem Rotor und dem Stator sind mehrere Fluidzellen gebildet, die beim Bewegen des Rotors im Stator einer Schraubenlinie um die Mittelachse des Moineau-Motors folgend fortbewegt werden. Während einer solchen Bewegung dreht sich der Rotor um seine Achse und kreist gleichzeitig um die Mittelachse des Stators; das von der Bohr- bzw. Spülflüssigkeit auf den Rotor ausgeübte Drehmoment wird über eine flexible oder Universalkupplung auf eine Welle übertragen, die im unteren Teil des Statorgehäuses axial abgestützt und mit einem Bohrwerkzeug verbindbar ist.The invention is also based on hydraulically driven drilling devices with one or more rotary piston displacement motors of the Moineau type applicable, the rotary lobes of each a helical rotor are formed, which in a helical Stator is rotatably arranged. Between the rotor and the stator a plurality of fluid cells are formed, which in the Moving the rotor in the stator of a helix around the Following the central axis of the Moineau motor. During such a movement, the rotor turns around its Axis and circles simultaneously around the central axis of the stator; that exerted by the drilling or rinsing liquid on the rotor Torque is via a flexible or universal coupling transmitted to a shaft in the lower part of the Stator housing axially supported and with a drilling tool is connectable.

Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch eine Bohrvorrichtung mit einem Hydromotor des Moineau-Typs, bei dem ein Rotor 100 mit drei Ecken mit einem Stator 101 mit vier Ecken zusammenwirkt. Fig. 3 shows a cross section through a drilling apparatus with a hydraulic motor of the Moineau type, in which a rotor 100 cooperates with three corners with a stator 101 having four corners.

Beim gezeigten Beispiel ist der Rotor 100 aus einem Metall, z. B. Stahl, hergestellt, wogegen der Stator 101 aus einem flexiblen Werkstoff, z. B. Kautschuk oder einem Elastomeren, ist. Gemäß Fig. 10 stützt sich der Stator 101 in einem Statorgehäuse 102 ab, das wendelförmige Abschnitte 103 von großem Radius aufweist. Zwischen den Abschnitten 103 sind wendelförmige Nuten 104 ausgebildet, die es beim Arbeiten des Motors in einem in Fig. 9 mit gestrichelten Linien gezeichneten Bohrloch 105 ermöglichen, daß der Spülungsrückstrom am Statorgehäuse 102 entlangströmt. Der Innenraum der Abschnitte 103 dient zur Aufnahme der Ecken des Stators 102. Gegenüber herkömmlichen, für den gleichen Bohrdurchmesser ausgelegten Moineau-Motoren ist auf diese Weise das Volumen je Längeneinheit der Zellen des Moineau-Motors beträchtlich vergrößert.In the example shown, the rotor 100 is made of a metal, e.g. B. steel, whereas the stator 101 made of a flexible material, for. B. rubber or an elastomer. According to FIG. 10, the stator 101 is supported in a stator housing 102 which has helical sections 103 of large radius. Helical grooves 104 are formed between the sections 103 , which, when the motor is operating in a borehole 105 drawn in dashed lines in FIG. 9, allow the mud backflow to flow along the stator housing 102 . The interior of the sections 103 serves to accommodate the corners of the stator 102 . Compared to conventional Moineau motors designed for the same drilling diameter, the volume per unit length of the cells of the Moineau motor is considerably increased in this way.

Das Statorgehäuse 102 weist eine Schraubkupplung 106 zum Ankuppeln des Moineau-Motors an eine Bohrgestänge auf, wogegen eine Schraubkupplung 107 an einer drehbaren Welle 108 mit einem drehenden Bohrwerkzeug verbindbar ist. Die Welle 108 ist mit dem Rotor 100 durch eine nicht dargestellte flexible Kupplung verbunden. Da alle diese Merkmale des Moineau-Motors an sich bekannt sind, werden sie hier nicht im einzelnen beschrieben.The stator housing 102 has a screw coupling 106 for coupling the Moineau motor to a drill pipe, whereas a screw coupling 107 on a rotatable shaft 108 can be connected to a rotating drilling tool. The shaft 108 is connected to the rotor 100 by a flexible coupling, not shown. Since all these features of the Moineau engine are known per se, they are not described in detail here.

Fig. 11 zeigt einen Querschnitt durch eine Bohrvorrichtung mit einem Hydromotor, bei dem der Rotor als Zahnrad ausgebildet ist. Dieser Motor hat ein Statorgehäuse 110 mit einem äußeren Satz Zahnräder, die von Rollen 111 gebildet sind, welche mit gleichmäßigen Zwischenabständen parallel zur Mittelachse 112 des Statorgehäuses 110 angeordnet sind. Ein Abschnitt jeder Rolle 111 ist von einem zylindrischen Lager umschlossen, das von einer Vertiefung in der Wand des Statorgehäuses 110 ausgebildet ist. Die Rollen 111 sind in den Lagern drehbar angeordnet und wirken mit einem inneren Zahnradsatz zusammen, der von einem gezahnten Rotor 113 gebildet ist. Der Rotor 113 vermag eine Drehbewegung um seine Mittelachse 114 und gleichzeitig eine kreisende Bewegung um die Mittelachse 112 des Statorgehäuses 110 auszuführen. Zwischen dem Rotor 113, dem Statorgehäuse 110 und den Rollen 111 bestehen Fluidzellen 115, denen unter Druck stehendes Fluid über Öffnungen 116 an einem Ende der Fluidzellen 115 zuführbar ist. Der Durchlaß durch die Öffnungen 116 wird mit einer nicht dargestellten Ventilplatte gesteuert, die zusammen mit dem Rotor 113 gedreht wird. Am anderen Ende der Fluidzellen 115 sind nicht dargestellte ähnliche ventilgesteuerte Öffnungen vorgesehen. Die Ventilplatten steuern das Ein- und Ausströmen von unter hohem Druck stehendem Fluid in und aus den Fluidzellen 115, als Folge dessen der Rotor 113 eine drehende und kreisende Bewegung ausführt. Der Rotor 113 ist an eine nicht dargestellte Bohrwelle über ein Getriebe oder an einen nicht dargestellte Welle über eine Universalkupplung angekuppelt. Wenn sich der Rotor 113 bewegt, wirkt seine Verzahnung mit den Rollen 111 zusammen. Eine ausführliche Beschreibung dieses Typs Drehkolben-Verdrängungshydromotor ist in der US-PS 32 89 602 enthalten. Fig. 11 shows a cross section through a drilling apparatus with a hydraulic motor in which the rotor is designed as a gear. This motor has a stator housing 110 with an outer set of gear wheels which are formed by rollers 111 , which are arranged at regular intervals parallel to the central axis 112 of the stator housing 110 . A section of each roller 111 is enclosed by a cylindrical bearing, which is formed by a recess in the wall of the stator housing 110 . The rollers 111 are rotatably arranged in the bearings and cooperate with an inner gear set, which is formed by a toothed rotor 113 . The rotor 113 is capable of a rotary movement about its central axis 114 and at the same time a circular movement about the central axis 112 of the stator housing 110 . Between the rotor 113 , the stator housing 110 and the rollers 111 there are fluid cells 115 , to which pressurized fluid can be supplied via openings 116 at one end of the fluid cells 115 . The passage through the openings 116 is controlled by a valve plate, not shown, which is rotated together with the rotor 113 . Similar valve-controlled openings, not shown, are provided at the other end of the fluid cells 115 . The valve plates control the inflow and outflow of fluid under high pressure into and out of the fluid cells 115 , as a result of which the rotor 113 executes a rotating and circular movement. The rotor 113 is coupled to a drilling shaft, not shown, via a gear or to a shaft, not shown, via a universal clutch. When the rotor 113 moves, its toothing interacts with the rollers 111 . A detailed description of this type of rotary piston positive displacement hydraulic motor is contained in US Pat. No. 3,289,602.

Gemäß Fig. 11 weist die Außenwand des Statorgehäuses 110 Abschnitte 117 von großem Radius auf, in denen die Rollen 111 des Motors aufgenommen sind. Zwischen den acht Abschnitten 117 sind acht Abschnitte 118 von kleinem Radius angeordnet, an denen der Spülungsrückstrom zwischen der Außenwand der Bohrvorrichtung und der Wand eines Bohrloches 119 entlangströmen kann.Referring to FIG. 11, the outer wall of the stator housing 110 portions 117 of the large radius on, in which the rollers 111 of the motor are recorded. Arranged between the eight sections 117 are eight sections 118 of small radius, along which the mud backflow can flow between the outer wall of the drilling device and the wall of a borehole 119 .

Die Gestalt der nichtzylindrischen Außenwände der Statorgehäuse, die wenigstens einen Teil der Außenwände der hydraulisch angetriebenen Bohrvorrichtungen gemäß der Erfindung bilden, ist so zu wählen, daß zwischen der Außenwand des Statorgehäuses und der Wand des Bohrloches, in dem der Motor arbeitet, ein Durchlaß oder Kanal von ausreichendem Querschnitt für den Spülschlammrückfluß verbleibt. Zu diesem Zweck sollte das Verhältnis des kleinsten zum größten Radius der Statorgehäuse-Außenwand nicht größer als 0,95 sein. Die Gehäuseabschnitte von großem Radius, welche die Führungsflügel bilden, können einen etwas kleineren Durchmesser als das Bohrloch haben, beispielsweise von 98,0 bis 99,6% des Bohrlochdurchmessers, wobei die zwischen den Führungsflügeln gelegenen Abschnitte von kleinem Radius die Kanäle für den Spülschlammrückfluß bilden. Die Wahl des Verhältnisses zwischen dem kleinsten und dem größten Radius der Statorgehäuse- Außenwand ist ferner abhängig von der Zahl der Führungsflügel und ihren Abmessungen in tangentialer Richtung in bezug auf das Statorgehäuse. Bei größerer Zahl und/oder größerer Breite der Führungsflügel sind kleinere Verhältnisse, beispielsweise zwischen 0,85 und 0,75 anzuwenden, um einen Spülschlammrückflußkanal von ausreichendem Querschnitt zu schaffen.The shape of the non-cylindrical outer walls of the stator housing, the at least part of the outer walls of the hydraulically powered drilling devices according to the invention form is to be chosen so that between the outer wall of the Stator housing and the wall of the borehole in which the motor works, a passage or channel of sufficient cross-section for the backwash of mud. To this The purpose should be the ratio of the smallest to the largest radius the stator housing outer wall must not be larger than 0.95. The Large radius housing sections which define the guide wings can form a slightly smaller diameter than the borehole, for example from 98.0 to 99.6% of the Borehole diameter, the between the guide vanes located sections of small radius the channels form for the backwash. The choice of the ratio between the smallest and the largest radius of the stator housing The outer wall also depends on the number of guide wings and their dimensions in the tangential direction with respect to the stator housing. With a larger number and / or larger width of the guide wings are smaller ratios, for example between 0.85 and 0.75 to apply a flushing sludge return flow channel of sufficient cross-section to accomplish.

Claims

1.Hydraulically driven drilling device for deep drilling with a rotary piston displacement hydraulic motor which has a stator housing with a coupling arranged thereon, which is able to connect the stator housing directly or indirectly to part of a drilling device in such a way that the central axis of the stator housing coincides with the axis of rotation of the drilling device , also a rotor rotatably arranged in the stator housing, a coupling for directly or indirectly connecting the rotor to another part of the drilling device, fluid cells between the inner wall of the stator housing and the outer wall of the rotor, and lines for supplying and removing fluids to and from the cells , characterized in that the outer wall of the stator housing ( 4; 60; 102; 110 ) forms at least a part of the outer wall of the drilling device and has sections ( 52, 53; 61; 103, 104; 117, 118 ) whose outer surfaces with respect to the center axis of the stator housing ( 4; 60; 102; 110 ) on different radii a are arranged, the ratio of the smallest to the largest radius being at most 0.95, the sections of large radius ( 52; 61; 103; 117 ) form guide vanes and at least some of the sections ( 52; 61; 103; 117 ) contain at least some of the rotary piston hydraulic motor.

2. Drilling device according to claim 1, characterized in that the motor is a rotary valve motor, the slide ( 1 ) in slots ( 2 ) of the rotor ( 3 ) are displaceable, and the sections ( 52 ) of large radius at least a part of the lines ( 11, 12, 13, 14 ) included.

3. Drilling device according to claim 1, characterized in that the motor is a rotary valve motor, in which at least part of the lines ( 68, 69, 74, 75 ) is arranged inside the rotor ( 66 ) and the sections ( 61 ) of large size Have radius slots ( 64 ) in which slides ( 65 ) are slidably arranged.

4. Drilling device according to claim 3, characterized in that the rotor ( 66 ) has a main part which has a central bore and at least two rows of openings ( 70, 71, 72, 73 ) which extend in the longitudinal direction of the rotor ( 66 ) and alternately communicating with one of the end portions of the rotor ( 66 ) via the conduits ( 68, 69, 74, 75 ) formed in the bore by an insert ( 76 ) disposed in the bore and sealed against it , and that the cross section of each of the lines ( 68, 69, 74, 75 ) to one of the end portions of the rotor ( 66 ) increases from zero to a maximum value.

5. Drilling device according to claim 1, characterized in that the motor is a Moineau motor, in which the sections ( 103 ) of large radius are helical and enclose part of the cells between the rotor ( 100 ) and the stator housing ( 102 ).

6. Drilling device according to claim 1, characterized in that the motor has a rotor ( 113 ) with a toothed outer surface, which cooperates with a plurality of cylindrical bodies (rollers 111 ), which at regular intervals along the inner wall of the stator housing ( 110 ) each in one Deepening of a section ( 117 ) of large radius are arranged.

7. Drilling device according to one of claims 1 to 6, characterized characterized in that the guide wing at least partly coated with a wear-resistant material are.