DE60025763T2

DE60025763T2 - Vorrichtung zum richtungsbohren mit intergiertem sender zur beobachtung während des bohrens

Info

Publication number: DE60025763T2
Application number: DE60025763T
Authority: DE
Inventors: E. Paris Casper BLAIR; L. Joseph Casper FICKEN; J. Daniel Casper RICHARDS
Original assignee: Hunting Performance Inc
Current assignee: Hunting Performance Inc
Priority date: 2000-01-04
Filing date: 2000-12-22
Publication date: 2006-09-14
Anticipated expiration: 2020-12-23
Also published as: EP1248893B1; BR0016898B1; CA2395753A1; ES2256083T3; CA2395753C; US20020053471A1; WO2001049965A1; CN1274939C; AU757190B2; CN1415044A; BR0016898A; DE60025763D1; US6349778B1; ATE316603T1; EP1248893A4; AU2452501A; JP2003519304A; US6749030B2; EP1248893A1; JP3732442B2

Description

Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Anmeldung Nr. 60/174.487, eingereicht am 4. Januar 2000, und der vorläufigen US-Anmeldung Nr. 60/203.040, eingereicht am 9. Mai 2000.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren zum horizontalen Richtungsbohren und insbesondere auf Weiterentwicklungen von Grundlochsätzen für solche Bohrtechniken.
STAND DER TECHNIK
Verfahren zum horizontalen Richtungsbohren sind an sich bekannt und können viele Vorteile gegenüber herkömmlichen Operationen zum Ausheben eines offenen Grabens bieten. Es besteht noch immer ein Bedarf nach größerer Genauigkeit des Überwachens und Lenkens des Verlaufs des Lochs, wenn es gebohrt wird. Dieser Bedarf ist bei Versorgungsübergängen und ähnlichen Korridoren, bei denen bereits vorhandene Leitungen häufig ohne Genauigkeit in ihrer Platzierung und ohne Aufzeichnungen darüber, wie sie verlegt sind, angeordnet sind, besonders groß.
Die Begriffe "Sonde" und "Überwachungs-/Verfolgungsvorrichtung", wie sie hier verwendet werden, werden austauschbar verwendet und bedeuten eine Vorrichtung, die in der Industrie zum grabenfreien Bohren als Vermessungsvorrichtung zum Überwachen und Verfolgen eines Bohrlochs bekannt ist. Der Begriff "Bohrvorrichtung" bezeichnet ein Ausrüstungsteil wie etwa einen Dreikegelrollenmeißel für Gestein, einen Poly-Diamantkristall-(PDC, poly-diamond-crystalline)-Bohrer oder eine andere auf dem Fachgebiet des Bohrens oder Verlängern eines Bohrlochs bekannte Vorrichtung. Außerdem werden die Begriffe "Leistungsvorrichtung für das Ziehen von Gräben" (entrenching powering device) und "Motor für Schlammbohrungen" (mud motor) austauschbar verwendet für eine auf dem Fachgebiet allgemein bekannte Vorrichtung, die dazu verwendet wird, eine Bohrvorrichtung zu drehen, ohne das Gestängerohr/den Bohrungswerkzeugsatz durch irgendeine Art von Bohrturm zu drehen, um ein Loch oder Bohrloch fortzusetzen.
Bekannte Grundlochsätze (bottom hole assemblies) für horizontales Richtungs bohren enthalten typischerweise eine Sonde, die elektromagnetische Signale sendet, die die Schräge (gegenüber der Horizontalen), die Uhr (Rollwinkel um eine horizontale Achse im Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn bezogen auf beispielsweise 12 Uhr) und die Tiefe der Sonde angeben. Die Sonde ermöglicht außerdem einer Person das Absuchen des Korridors mit einem Empfänger oder Detektor, um die horizontale oder seitliche Position der Sonde in dem spezifischen Korridor zu lokalisieren.
Wegen der Beschränkungen der gegenwärtigen Werkzeuge befindet sich das Sende-/Führungssystem oder die Sonde gewöhnlich in einem beträchtlichen Abstand von der Bohrvorrichtung, wenn eine Leistungsvorrichtung für das Ziehen von Gräben verwendet wird. Die Sonde kann zwischen etwa 20 Fuß und 50 Fuß von der Bohrvorrichtung entfernt sein. Dies ist dadurch bedingt, dass die Leistungsvorrichtung für das Ziehen von Gräben im Allgemeinen nicht für eine Integration einer Sonde entworfen ist. Der Abstand zwischen der Sonde und der Bohrvorrichtung ist ein Hauptanliegen für Bohrführer in Versorgungsunternehmen, insbesondere dann, wenn sie einer Aufgabe mit sehr restriktiven Parametern hinsichtlich des Bohrpfads gegenüberstehen.
Die Sonde sendet ein Signal, das angibt, wo sich die Sonde, die sich mehr als 20 Fuß hinter der Bohrvorrichtung befinden kann, angeordnet ist. Diese Art des Bohrens ist mit dem Fahren eines Autos vorwärts vom Rücksitz aus und mit Blick durch die Heckscheibe verglichen worden. Ein Bohrführer "sieht", wo er bereits gebohrt hat, jedoch nicht das, was er momentan bohrt. Dies wird zu einem Hauptproblem, wenn die Bohrvorrichtung vom Kurs abkommt und außerhalb eines bezeichneten Korridors zu bohren beginnt. Die Bedienungsperson erkennt ein mögliches Problem erst dann, wenn, wenn die Bohrvorrichtung mehr als 20 Fuß vom Kurs abweicht. Wenn der Bohrführer abwartet, ob die Bohrvorrichtung zum Kurs zurückfindet, kann diese noch weiter vom Kurs abweichen. Dies führt zu der Gefahr, dass der Bohrführer Kabelleitungen, Gasleitungen oder dergleichen zerstört, wobei es, wenn eine solche Zerstörung eintritt, nicht nur teuer sondern auch gefährlich wird. Außerdem ist aus dem Dokument EP0553908 ein System für Messen während des Bohrens (measuring-while-drilling) bekannt, das eine Sensoruntereinheit enthält, die am unteren Ende einer Bohrloch-Motorbaugruppe positioniert ist, damit sich die Untereinheit näher an der Bohrkrone befindet. Die Untereinheit bringt Instrumente unter, die verschiedene Bohrlochparameter wie etwa die Neigung des Bohrlochs, die natürliche Gammastrahlenemission der Forma tionen, den spezifischen elektrischen Widerstand der Formationen und eine Anzahl von Parametern der mechanischen Bohrleistung messen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung schafft einen verbesserten Grundlochsatz zum horizontalen Richtungsbohren, bei dem die Sonde vorn an dem Leistungsabschnitt der Leistungsvorrichtung für das Ziehen von Gräben oder des Motors für Schlammbohrungen getragen ist. In einer gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform ist die Sonde in einer Tasche angeordnet, die in der Wand eines Gehäuses der Leistungsvorrichtung für das Ziehen von Gräben ausgebildet ist, das eine Tragspindel oder Bohrerantriebswelle umgibt. Genauer ist die Sondenaufnahmetasche axial zwischen die Spindel unterstützenden Drucklagern und einer den Leistungsabschnitt mit der Spindel koppelnden Flexwellentransmission untergebracht. Dieser vorn liegende Ort der Sonde verbessert die Genauigkeit des Vermessens während des Bohrens des Bohrlochs wesentlich, so dass das Platzieren des Lochs und die endgültige Linie des beabsichtigten Pfads erleichtert werden.
Die offenbarte Anbringungsanordnung für die Sonde erlaubt ohne weiteres das Justieren der Sonde zugunsten einer richtigen Orientierung zur Uhr und ist etwas elastisch, um die während des Bohrvorgangs auf die Sonde übertragenen Vibrationskräfte zu begrenzen.
Es sind weitere Anbringungsstrukturen für die Sonde offenbart. Jede dieser Strukturen bietet eine gegenüber Konstruktionen im Stand der Technik verbesserte Bohrgenauigkeit, indem ein Positionieren der Sonde verhältnismäßig nahe an der Bohrvorrichtung ermöglicht wird.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
1 ist ein Seitenriss eines Grundlochsatzes und eines Teils eines Schlepp-Bohrungswerkzeugsatzes;
die 2A bis 2D sind longitudinale Querschnittsansichten eines in Übereinstimmung mit der Erfindung konstruierten Motors für Schlammbohrungen;
3 ist eine fragmentarische, perspektivische auseinander gezogene Ansicht eines Teils des Motors für Schlammbohrungen und der Sonde;
4 ist eine in der in 2B angegebenen Ebene 4-4 aufgenommene transversale Querschnittsansicht des Motors für Schlammbohrungen;
5 ist eine Seitenansicht, teilweise als Schnitt, einer zweiten Ausführungsform der Erfindung; und
6 ist eine Seitenansicht, teilweise als Schnitt, einer dritten Ausführungsform der Erfindung.
BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die in den 1, 2D–2D, 5 und 6 gezeigten Teile, die nach links gerichtet sind, werden im Folgenden als nach vorn gerichtete Teile im Sinn der Bohrrichtung bezeichnet, wobei in diesen Figuren dann natürlich die Richtung nach links die Bohrrichtung ist; umgekehrt ist das rückwärtige oder hintere Ende solcher Teile auf der rechten Seite gezeigt. Die Vorwärtsrichtung kann mit einer Abwärtsrichtung gleichgesetzt werden, während die Rückwärtsrichtung mit einer Aufwärtsrichtung gleichgesetzt werden kann, wenn das Bohren vertikal erfolgt.
In 1 umfasst ein Grundlochsatz 10 eine Bohrvorrichtung oder einen Bohrer 11 und eine Leistungsvorrichtung für das Ziehen von Gräben oder einen Motor für Schlammbohrungen 12, an dessen vorderen Ende der Bohrer 11 getragen ist. In herkömmlicher Weise ist ein Bohrungswerkzeugsatz 13 mit einem hinteren Ende 14 des Motors für Schlammbohrungen 12 verbunden.
Der Motor für Schlammbohrungen 12 umfasst, wie in den 2A–2D gezeigt ist, eine hohle zylindrische Tragspindel 18 mit einer mittleren Durchgangsbohrung 19. Der Bohrer 11 ist mit einem Bohrerkasten oder einer Bit-Box 21, der bzw. die im vorderen Ende der Tragspindel 18 gebildet ist, gekoppelt. In dieser Weise kann die Tragspindel 18 den Bohrer 11 rotatorisch antreiben und Schub von dem Bohrungswerkzeugsatz 13 übertragen.
In der Nähe des Vorderendes 22 ist die Tragspindel 18 durch einen Satz Radiallager 24 in einem unteren rohrförmigen zylindrischen Gehäuse 23 rotatorisch unter stützt. Eine konische Schulter 28 der Tragspindel 18 ist in einer konischen Bohrung 29 eines radialen Rings 31 aufgenommen. Eine radiale Fläche des Rings 31 ist so angeordnet, dass sie an einem benachbarten Radiallager des Satzes von Radiallagern 24 anliegt. Ein Außengewinde 36 des unteren oder vorderen Gehäuses 23 ist mit einem Innengewinde 38 in einem Vorderende 39 eines lang gestreckten hohlen kreisförmigen äußeren Gehäuses 41 in Eingriff.
Sätze von Drucklagern 44, 46 sind an einer Trägermutter 47 an entgegengesetzten Seiten eines ringförmigen Flanschs 48 eingebaut. Die Trägermutter 47 ist auf ein mit Außengewinde versehenes Teil 49 der Tragspindel 18 geschraubt. Die Trägermutter 47 ist durch Gewindestifte 51, die um den Umfang des Flanschs 48 mit Zwischenraum angeordnet sind, in ihrer Position verriegelt.
In Senkungen 54, die in dem äußeren Gehäuse 41 ausgebildet sind, sind Lagerbuchsen oder Gleitlager 53 aus einem geeigneten selbstschmierenden Werkstoff wie etwa dem unter dem registrierten Warenzeichen DU^® vertriebenen Werkstoff aufgenommen, die dazu dienen, den mittleren und den hinteren Abschnitt der Tragspindel 18 rotatorisch zu unterstützen. Ein Langloch 56 in dem umgebenden äußeren Gehäuse 41 verschafft dem Hauptabschnitt der Tragspindel 18 Verschiebbarkeit.
An einem rückwärtigen Teil der Spindel 18 schwimmt ein ringförmiger Kolben 59 in einer Senkung 61 in dem äußeren Gehäuse 41. Der Kolben 59 hält Schmiermittel in den ringförmigen Zonen der Lager 53, 44 und 46. Auf das hintere Ende der Tragspindel 18 ist ein ringförmiges Lagerübergangsstück 62 geschraubt. Um den Umfang des Übergangsstücks 62 sind mehrere verteilte Löcher 63 winklig in das Übergangsstück gebohrt oder anderweitig ausgebildet, um den Schlamm von außen in eine Mittelbohrung 64 des Übergangsstücks fließen zu lassen. Wie gezeigt ist, steht die Mittelbohrung direkt mit der Bohrung 19 der Tragspindel 18 in Verbindung. Das Lagerübergangsstück 62 ist für die Drehung in einem buchsenartigen Marine-Lager 66, das in eine Senkung 67 in einem hinteren Abschnitt des äußeren Gehäuses 41 eingesetzt ist, radial unterstützt. Öffnungen 68 ermöglichen zu Kühlungszwecken den Schlammfluss durch das Marine-Lager 66.
Eine Flexwelle 71 koppelt ein Rotorpassteil oder -übergangsstück 72 rotatorisch mit dem Lagerübergangsstück 62. An jedem Ende der Flexwelle 71 befindet sich ein Doppel-Universalgelenk 73, das eine Reihe am Umfang beabstandeter Kugeln 74 aufweist, die in Vertiefungen in der Flexwelle und in axial verlaufenden Rillen in einem Einfassungsabschnitt 76 des Lagerübergangsstücks 62 oder einem Einfassungsabschnitt 77 des Rotorpassteils 72 sitzen. Jede Kopplung oder jedes Universalgelenk 73 enthält ebenfalls eine Kugel 78 an der Achse der Flexwelle und einen in dem jeweiligen Lagerübergangsstück 62 oder Rotorpassteil 72 aufgenommenen Kugelsitz 79. Jedes Universalgelenk 73 weist eine Kappe 81 auf, die jeweils in die Einfassungen 76 oder 77 geschraubt ist, um die Gelenke oder Kopplungen 73 zusammenzuhalten. In jeder der Kappen 81 sind zylindrische, elastomerische Buchsen 82 angeordnet, um Fett im Bereich der Kugeln 74, 78 zu halten und eine Verschmutzung von diesem Bereich fernzuhalten. Ein zylindrisches, rohrförmiges Flexgehäuse 84 umgibt die Flexwelle 71 und ist am hinteren Ende des äußeren Gehäuses 41 durch Einschrauben in diese an einer Verbindungsstelle 86 befestigt. Das Flexgehäuse 84 ist an einer Mittelebene 87 gekrümmt, so dass die Mittelachse an seinem hinteren Ende um einen kleinen Winkel von beispielsweise 2° von seiner Mittelachse an seinem vorderen Ende versetzt ist. An seinem hinteren Ende ist das Flexgehäuse 84 durch eine Gewindeverbindung 91 an dem Stator oder Gehäuse 88 eines Leistungsabschnitts 89 des Motors für Schlammbohrungen 12 befestigt. Der Stator 88 ist ein hohles, innen geriffeltes Element, in dem ein außen geriffelter Rotor 92 arbeitet. Der durch den Stator 88 und den Rotor 92 gebildete Leistungsabschnitt 89 ist von allgemein bekannter Konstruktion und Funktionsweise. Das Rotorpassteil 72 ist in das vordere Ende des Rotors 92 geschraubt, um diese beiden Elemente zusammenzukoppeln. Der Bohrungswerkzeugsatz 13 ist mit oder ohne Verwendung eines Passteils oder Übergangsstücks auf das hintere Ende des Stators geschraubt. Die Flexwelle 71 setzt die Dreh- und Umlaufbewegung des Rotors 92 in eine ebene Drehung der Tragspindel 18 um.
In den 3 und 4 ist das äußere Gehäuse 41 hinter den Drucklagereinheiten 44, 46 mit einer Tasche oder länglichen Aussparung 101 ausgebildet. Die Tasche 101 ist mit einem Öffnungswinkel von 90° in der Ebene von 4 transversal zur Längsachse des äußeren Gehäuses 41 herausgefräst oder anderweitig aus der Wand des Gehäuses 41 herausgeschnitten. In ähnlicher Weise ist ein relativ flacher Sitz oder eine relativ flache Aussparung 102, der bzw. die die Tasche 101 umgibt, in die Wand des Gehäuses 41 geschnitten. Bei Betrachtung in der Ebene von 4 besitzt dieser Sitz eine zylindrische, gekrümmte Mantelfläche 103, die mit der Achse des Gehäuses 41 konzentrisch ist, und sich radial erstreckende Flächen 104.
Ein elastomerischer Sarg 106 aus Polyurethan oder einem anderen geeigneten Werkstoff besitzt Oberflächen, die im Allgemeinen mit den Oberflächen der Tasche 101 in Einklang stehen. Der Sarg 106 ist mit einem runden Bodenschlitz 107 zur Aufnahme einer Sonde 108 ausgebildet. Genauer ist der Schlitz 107 so dimensioniert, dass er eine handelsübliche Standardsonde, deren Größe beispielsweise einem Durchmesser von 1¼'' und einer Länge von 19'' entsprechen kann. Selbstverständlich kann der Sarg mit einem Schlitz ausgebildet sein, in den Sonden mit anderen Standardgrößen wie etwa einem Durchmesser von 1'' und einer Länge von 8'' passen, oder ein zweiter Sarg vorgesehen sein, um die effektive Größe einer kleineren Sonde auf die weitere Größe zu vergrößern. Eine gekrümmte Abdeckplatte 109 aus Stahl oder einem anderen geeigneten Werkstoff ist so dimensioniert, dass sie in den Bereich des Sitzes 102 passt, um die Sonde 108 abzudecken und anderweitig vor einer Beschädigung während Bohrvorgängen zu schützen. Die Abdeckung oder Kappe 109 so dimensioniert, dass sie, wenn sie in dem Sitz 102 installiert ist, eine äußere zylindrische Oberfläche 111 bietet, die auf demselben Radius wie jener der äußeren zylindrischen Oberfläche des die Tasche oder den Schlitz 101 umgebenden Gehäuses 41 liegt. Die Kappe 109 ist mit mehreren longitudinalen Durchgangsschlitzen 112 versehen, um den Durchgang von der Sonde 108 gesendeter elektromagnetischer Signale zu ermöglichen. Die Schlitze 112 sind mit einem Nichtmetallwerkstoff wie etwa Epoxidharz gefüllt, um auszuschließen, dass Schmutzstoffe in die Tasche 101 gelangen oder anderweitig die Sonde 108 erreichen. Außerdem ist zum Zeck, der Sonde das Senden von Signalen über einen weiten Winkel zu erlauben, der Körper des Gehäuses 41 mit Löchern 113 durchbohrt, die mit Epoxidharz oder einer anderen nichtmetallischen Dichtungsmasse gefüllt sind. Zur Aufnahme einer O-Ring-Dichtung 116 ist eine flache Rille 114 in einem im Allgemeinen rechtwinkligen Muster in die Oberfläche 103 um die Tasche 101 geschnitten.
Der runde Bodenschlitz oder die Rille 107 in dem Sarg ist so dimensioniert, dass er bzw. sie einen Reibungssitz für die Sonde bietet. Dies ermöglicht das Drehen oder Rollen der Sonde 108 um ihre Längsachse, um sie durch Registrieren ihrer Winkelorientierung in Bezug auf die Ebene der Krümmung in dem Flexgehäuse 82, wie es an sich bekannt ist, "(nach der Uhrzeit) stellen".
Die Kappe oder Platte 109 ist durch mehrere Schrauben 117, die durch Löcher 118 in der Kappe geführt und auf die in dem äußeren Gehäuse 41 ausgebildeten Gewindelöcher 119 ausgerichtet sind, über der Sonde 108 an Ort und Stelle gehalten. Die Schraubenlöcher 118, 119 sind um den Umfang der Kappe 109 verteilt. Der O-Ring 116 dichtet gegen die Innenfläche der Kappe 109 ab, um während Bohrvorgängen das Eindringen von Schmutzstoffen in die Tasche 101 auszuschließen.
Der Sarg 106 ist so dimensioniert, dass er durch die Kappe 109 um die Sonde 108 gepresst wird, wenn die Schrauben 117 die Kappe fest gegen die Sitzfläche 103 ziehen. Dieses Pressen des Sargs 106 verstärkt seinen Griff auf die Sonde 108, so dass die Sonde in ihrer justierten "(nach der Uhrzeit) gestellten" Position verriegelt ist. Die elastomere Eigenschaft des Sargs 106 kann, außer dass sie das elastische Greifen der Sonde, wenn er durch die Kappe 109 gepresst wird, ermöglicht, dazu dienen, die Sonde 108 während Bohrvorgängen vor übergroßen Stoßkräften abzupolstern.
Es kommen weitere elastische Anbringungsstrukturen für die Sonde 108 in Betracht. Die Sonde 108 kann beispielsweise durch elastische Stahlbänder, die so angeordnet sind, dass sie die Sonde, wenn sie in der Tasche 101 liegt, überlagern, in der Tasche 101 halten. Die Bänder können durch geeignete Schrauben oder andere Elemente an Ort und Stelle gehalten sein.
Wenn der Motor für Schlammbohrungen 12 betrieben wird, wandert Schlamm oder Wasser, der bzw. das zwischen den Stator 88 und den Rotor 92 strömt, durch die Trieb- und Tragabschnitte des Motor für Schlammbohrungen, die durch das Flexgehäuse 84, das äußere Gehäuse 41 und das untere Gehäuse 23 begrenzt sind, und wird an den Bohrer 11 abgegeben. Genauer fließt der Schlamm durch den Ringraum zwischen der Flexwelle 71 und einer Innenbohrung 120 des Flexgehäuses 84. Von diesem Ringraum dringt der Schlamm durch die winklig gebohrten Löcher 63 in die Mittelbohrung 64 des Lagerübergangsstücks ein. Der Schlamm fließt von dieser Bohrung 64 durch die axiale Bohrung 19 in die Tragspindel 18.
Aus der vorhergehenden Beschreibung ist ersichtlich, dass bei der offenbarten Anordnung, bei der die Sonde in der Wand eines Hauptgehäuseteils, nämlich des äußeren Gehäuses 41, aufgenommen ist, die Sonde mit minimaler Hardware und ohne Komplexität ziemlich nahe an dem Bohrer 11 angeordnet werden kann. Wie ersichtlich ist, ist der Schlammfluss von dem Leistungsabschnitt 89 zum Bohrer 11 unbehindert, wobei der Durchmesser des Tragabschnitts nicht unnötig über das hinaus, was bereits für die notwendigen Lager und anderen Komponenten erforderlich ist, vergrößert ist. Durch Anordnen der Sonde 108 nahe am Bohrer 11 ist eine Genauigkeit des Überwachens und Verfolgens des Fortschritts des Bohrprozesses möglich, die viel größer ist als jene, die mit dem Stand der Technik erzielt werden kann.
Die Funktionsweise des Motors für Schlammbohrungen zum Lenken des Rohrstrangs auf seinen gewünschten Pfad ist Fachleuten auf dem Gebiet klar. Typischerweise wird der Bohrungswerkzeugsatz zum Einstellen gedreht, um den Bohrer in die Richtung der erforderlichen Einstellung zu weisen. Die Orientierung des Motors für Schlammbohrungen wird von der Sonde an einen Empfänger an der Oberfläche gesendet. Der Bohrungswerkzeugsatz wird, während der Motor für Schlammbohrungen den Bohrer dreht, gegen eine Drehung gesichert und vorwärts geschoben, um die Richtung des Bohrlochs umzulenken. Der offenbarte Motor für Schlammbohrungen übt eine einzigartige Funktion aus, die durch Vorsehen des vorderen Satzes von Drucklagern 44 ermöglicht wird. Durch diese Lager 44 kann der Motor für Schlammbohrungen so arbeiten, dass er den Bohrer 11 dreht, wenn der Bohrungswerkzeugsatz aus dem Loch herausgezogen wird, um so das Bohrloch während dieses Herausziehprozesses zweckmäßig zu räumen oder mit einer Lochöffnungsvorrichtung zu vergrößern.
Die 5 und 6 zeigen zusätzlichen Ausführungsformen der Erfindung. Teile, die den in Verbindung mit der Ausführungsform nach den 1–4 beschriebenen ähnlich sind, sind mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. In 5 ist eine rohrförmige zylindrisch Einfassung 126, die die Sonde 108 unterbringt, um ein Gehäuse 127 montiert, das dem äußeren Gehäuse 41 der Ausführungsform nach den 1–4 entspricht. Die Einfassung 126 ist aus Stahl oder einem anderen geeigneten Werkstoff gebildet. Die Einfassung 126 ist in Längsrichtung und im Winkel in Bezug auf das Gehäuse 128 durch Stiftschrauben 128, die in die Wand der Einfassung 126 geführt und in in die Wand des Gehäuses 127 gebohrten Blindlöchern 129 aufgenommen sind, fixiert. Die Sonde 108 ist, wie oben beschrieben worden ist, in dem Sarg 106 aufgenommen und durch die Kappe 109 geschützt. Neben den Stiftschrauben 129 können weitere Techniken zur Fixierung der Einfassung 126 an dem Gehäuse 127 angewandt werden. Die Einfassung 127 kann auf das Gehäuse 127 geschraubt sein, wobei das Gehäuse beispielsweise mit einem Außengewinde und einer Anschlagschulter versehen ist. Eine weitere Technik ist das Verschweißen der Einfassung 126 mit dem Gehäuse 127. Falls erwünscht oder erforderlich kann die Sonde 108 in ein auf die Achse der Einfassung 126 ausgerichtetes und an einem Ende offenes Loch eingesetzt sein. Die Öffnung kann während der Verwendung mit einem geeigneten Verschluss zugestopft sein.
6 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung. Zwischen der Tragspindel 18 und dem Bohrer 11 ist eine Kupplung 131 angeordnet. Die Kupplung 131 besitzt ein Außengewinde, das auf die Bit-Box 21 abgestimmt ist, und ein Innengewinde, das den Bohrer 11 aufnimmt. Die Kupplung 131 besitzt eine Innenbohrung zum Befördern von Schlamm von der Tragspindel 18 zum Bohrer 11. Falls erwünscht kann anstelle der Tasche 101 mit offner Fläche ein axial orientiertes Loch verwendet werden, um die Sonde 108 aufzunehmen, wobei das Loch mit einem geeigneten Verschluss zugestopft sein kann. Des Weiteren können, falls erwünscht, zum Anordnen der Sonde 108 in der Mitte der Kupplung 131, axial durch die Kupplung und am Umfang um die Sonde beabstandet Wasserkorsette oder Durchgänge gebohrt oder anderweitig ausgebildet sein, die das Strömen von Schlamm durch die Kupplung ermöglichen.

Claims

Motor (12) für Schlammbohrungen, zum horizontalen Richtungsbohren, mit einem Tragabschnitt, einem Triebabschnitt und einem Leistungsabschnitt (89), wobei der Tragabschnitt einen Schaft zum Führen eines Bohrers (11) sowie ein Traggestell zum Radial- bzw. Axialstützen des Schafts umfasst, wobei der Leistungsabschnitt einen Rotor (92) umfasst, der durch die von einem Bohrungswerkzeugsatz (13) erhaltene Schlammströmungsleistung betätigt wird, wobei der Triebabschnitt Kraft von dem Rotor des Leistungsabschnitts (89) auf den Schaft überträgt, wobei die Trag-, Trieb- und Leistungsabschnitte (89) je umgebende Gehäuseflächen haben, wobei das Traggestell innerhalb der Gehäusefläche des Tragabschnitts enthalten ist, sowie mit einer Sonde (108), die imstande ist, ein deren Stellung angebendes Signal zu senden, dadurch gekennzeichnet, dass die Sonde (108) in der Gehäusefläche des Tragabschnitts hinter dem genannten Traggestell und radial in einem mit dem genannten Traggestell gemeinen Bereich getragen ist.
Motor für Schlammbohrungen nach Anspruch 1, wobei die dem Tragabschnitt zugeordnete Gehäusefläche den Schaft umgibt, wobei diese den Schaft umgebende Gehäusefläche eine Wand mit einer Tasche (101) aufweist und die Sonde (108) innerhalb dieser Tasche (101) angeordnet ist.
Motor für Schlammbohrungen nach Anspruch 2, mit einer oberhalb der Tasche (101) liegenden Kappe (109) zum Schutz der Sonde (108), die lösbar an der den Schaft umgebenden Gehäusefläche befestigt ist.
Motor für Schlammbohrungen nach Anspruch 3, wobei die genannte Kappe (109) an der genannten umgebenden Gehäusefläche durch eine Mehrheit in die genannte den Schaft umgebende Gehäusefläche eingeschraubte Schrauben (117) befestigt ist.
Grundlochsatz zum horizontalen Bohren, mit einem Motor (12) für Schlammbohrungen, der einen an seinem Vorderende (22) gelagerten Bohrer (11) aufweist, wobei der Motor für Schlammbohrungen sich axial erstreckende Trag-, Trieb- und Leistungsabschnitte (89) umfasst, wobei die genannten Abschnitte ein gekrümmtes Gehäuse, eine axial verlaufende Tragspindel (18) – die in einem Teil des dem Tragabschnitt zugeordneten Gehäuses drehbar und axial gelagert ist, wobei der Tragabschnitt einen radialen Traglager und einen Drucklager hat, wobei der Tragabschnitt und der Leistungsabschnitt (89) je spitzwinklig zueinander angeordnete Achsen aufweisen, wobei der Bohrer (11) von der Tragspindel (18) getragen ist und der Triebabschnitt ein Drehmoment vom Leistungsabschnitt (89) auf die Tragspindel (18) überträgt, um den Bohrer (11) in Drehung zum Gehäuse zu führen – sowie eine Sonde (108) umfassen, die zur elektromagnetischen Meldung deren Stellung wie auch anderer Daten über deren Schwenklage in Bezug auf die Fläche dient, wobei die Sonde (108) in dem der Tragspindel (18) zugeordneten Gehäuseteil angeordnet ist, wobei der radiale Traglager und der Drucklager die Tragspindel (18) radial führen und axial durch Rückwirkungskräfte drücken, die von dem der Tragspindel (18) zugeordneten Gehäusespindel (18) gestützt sind, wobei die Sonde (108) einen Bereich einnimmt, der axial hinter den genannten Radial- und Drucklagern liegt und der radial von den genannten Radial- und Drucklagern eingenommen wird.
Grundlochsatz nach Anspruch 5, wobei der genannte der Tragspindel (18) zugeordnete Gehäuseteil eine sich axial erstreckende Tasche (101) umfasst, und die genannte Sonde (108) innerhalb dieser Tasche (101) angeordnet ist.
Grundlochsatz nach Anspruch 6, mit einem elasthomerischen Sarg (106) innerhalb der genannten Tasche (101), wobei die genannte Sonde (108) innerhalb des genannten Sarges (106) angeordnet ist.
Motor für Schlammbohrungen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Kappe (109) ferner einen Schlitz (112) umfasst, um den Durchgang elektromagnetischer Signale von der Sonde (108) zu ermöglichen, wobei der genannte Schlitz (112) eine Füllung aus Nichtmetallwerkstoff enthält.
Motor für Schlammbohrungen nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Schlitz (112) in einer Längsrichtung ausgerichtet ist.
Grundlochsatz nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass dieser ferner eine Kappe (109) umfasst, die lösbar am genannten Gehäuse befestigt ist und oberhalb der Sonde (108) liegt, wobei die genannte Kappe (109) einen Schlitz (112) umfasst, um den Durchgang elektromagnetischer Signale von der Sonde (108) zu ermöglichen, wobei der genannte Schlitz (112) eine Füllung aus Nichtmetallwerkstoff enthält.
Grundlochsatz nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Schlitz (112) in einer Längsrichtung ausgerichtet ist.