(57)【要約】  本出願は、２つ以上の作業機械（２，２ａ，２ｂ，２ｃ）を有する媒体を搬送するためのシステムであって、作業機械（２，２ａ，２ｂ，２ｃ）がそれぞれ、搬送されるべき媒体用の移送要素（２２，３２）が配置される１つ以上のキャリアシャフト（２５，３５）、及びそれぞれのキャリアシャフト（２５，３５）を回転させる１つ以上の駆動部（３，３ａ，３ｂ，３ｃ）を有するシステムにおいて、複数の作業機械（２，２ａ，２ｂ，２ｃ）が直列に接続されており、媒体が、下流に配置された作業機械（２，２ａ，２ｂ，２ｃ）に搬送されており、別個の駆動部（３，３ａ，３ｂ，３ｃ）が、作業機械（２，２ａ，２ｂ，２ｃ）のうちのそれぞれに割り当てられており、駆動部（３，３ａ，３ｂ，３ｃ）が、互いに並列に接続されており、共通の動力供給システム（５）に接続されているシステムに関する。
2018501424.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つ以上の作業機械（２，２ａ，２ｂ，２ｃ）を有する媒体を搬送するためのシステムであって、前記作業機械（２，２ａ，２ｂ，２ｃ）がそれぞれ、搬送されるべき前記媒体のための移送要素（２２，３２）が配置される１つ以上のキャリアシャフト（２５，３５）、及びそれぞれの前記キャリアシャフト（２５，３５）を回転させる１つ以上の駆動部（３，３ａ，３ｂ，３ｃ）を有するシステムにおいて、複数の作業機械（２，２ａ，２ｂ，２ｃ）が直列に接続されており、前記媒体が、下流に配置された作業機械（２，２ａ，２ｂ，２ｃ）に搬送されており、別個の駆動部（３，３ａ，３ｂ，３ｃ）が、前記作業機械（２，２ａ，２ｂ，２ｃ）のうちのそれぞれに割り当てられており、前記駆動部（３，３ａ，３ｂ，３ｃ）が、互いに並列に接続されており、共通の動力供給システム（５）に接続されていることを特徴とする、システム。
【請求項２】
前記作業機械（２，２ａ，２ｂ，２ｃ）、及び割り当てられている前記駆動部（３，３ａ，３ｂ，３ｃ）が、共通のハウジング（１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ）内に取り付けられていることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
複数の作業機械（２ａ，２ｂ，２ｃ）が、互いに機械的に接続されており、モジュールを形成することを特徴とする、請求項１又は２に記載のシステム。
【請求項４】
２つの作業機械（２ａ，２ｂ，２ｃ）が、接続要素（４０ａ，４０ｂ，４０ｃ）によって互いに接続されており、前記接続要素（４０ａ，４０ｂ，４０ｃ）が、１つの作業機械（２ａ，２ｂ）の出口（１４）を、下流に配置された作業機械（２ｂ，２ｃ）の入口（１３）と接続することを特徴とする、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記作業機械（２，２ａ，２ｂ，２ｃ）が、容積式ポンプ、特にスクリュースピンドルポンプとして設計されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項６】
前記駆動部（３，３ａ，３ｂ，３ｃ）が、油圧式エンジン又は電動モータとして設計されていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項７】
前記油圧式エンジン（３，３ａ，３ｂ，３ｃ）が、ギヤモータ又はスクリュースピンドルモータとして設計されていることを特徴とする、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記駆動部（３，３ａ，３ｂ，３ｃ）の従動シャフト（２０，３０）の数が、それぞれ割り当てられている前記作業機械（３，２ａ，２ｂ，２ｃ）の前記キャリアシャフト（２５，３５）の数に一致し、又はその整数倍に等しいことを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項９】
それぞれの前記作業機械（２ａ，２ｂ，２ｃ）が、複数のキャリアシャフト（２５，３５）を有し、それぞれの前記駆動部（３ａ，３ｂ，３ｃ）が、複数の従動シャフト（２０，３０）を有し、前記複数の従動シャフト（２０，３０）のうちのそれぞれが、キャリアシャフト（２５，３５）に結合されていることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１０】
前記作業機械（２ａ，２ｂ，２ｃ）が、角度依存性及び剛性で互いに結合されている複数のキャリアシャフト（２５，３５）を有することを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１１】
従動シャフト（２０，３０）が、前記キャリアシャフト（２５，３５）の一部であり、又は前記キャリアシャフト（２５，３５）にねじれ剛性で結合されていることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１２】
前記駆動部（３，３ａ，３ｂ，３ｃ）、及び前記作業機械（２，２ａ，２ｂ，２ｃ）が、互いに油圧分離されていることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１３】
それぞれの作業機械（２ａ，２ｂ，２ｃ）が、バイパスライン（４ａ，４ｂ，４ｃ）に割り当てられており、直列接続されているそれぞれの前記作業機械（２ａ，２ｂ，２ｃ）のバイパスを可能とすることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１４】
前記駆動部（３ａ，３ｂ，３ｃ）用の供給ライン（６０）が、それぞれの駆動部ハウジング内で一体化されていることを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか一項に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２つ以上の作業機械（working machine）を有する媒体を搬送するためのシステムであって、作業機械がそれぞれ、搬送されるべき媒体を移送するための移送要素が配置される１つ以上のキャリアシャフト、及びそれぞれのキャリアシャフトを回転させる１つ以上の駆動部を有するシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
作業機械、例えば複数のシャフトを有する容積式ポンプは、通常、単一の駆動部によって駆動され、この駆動部は、例えば油圧式エンジン、内燃機関、又は電動モータであって、作業機械の従動シャフトに直接、又は結合及び／若しくはギヤ駆動部によって接続されている。駆動部として電動モータを有する実施形態は、例えば、ＤＥ  １０  ２００８  ０１８  ４０７  Ａ１に記載されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
回転の角度に依存し、容積式原理（positive displacement principle）に従って機能する、複数のシャフトを有する作業機械の場合、個別のシャフト間での負荷分散が必要とされ、これは、作業機械内に、追加の大きな力及び曲げモーメントを生じる。更に、回転の角度に依存するシャフト間での同期も求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の目的は、到達可能差圧を上昇させることを可能にし、圧縮性及び非圧縮性媒体を有する多相ブレンドを搬送するときに、搬送特性の単純な調節を可能にするシステムを提供することである。
【０００５】
この目的は、主クレームの特徴を有する本発明によるシステムにより満たされる。本発明の有利な構成及び追加の実施形態は、従属クレーム、明細書及び図面に開示されている。
【０００６】
２つ以上の作業機械を有する媒体を搬送するためのシステムであって、作業機械がそれぞれ、搬送されるべき媒体用の移送要素が配置される１つ以上のキャリアシャフト、及びそれぞれのキャリアシャフトを回転させる１つ以上の駆動部を有するシステムは、複数の作業機械が直列に接続されており、媒体が、下流に配置された作業機械に搬送されており、別個の駆動部が、作業機械のうちのそれぞれに割り当てられており、駆動部が、互いに並列に接続されており、共通の動力供給システム（power supply system）に接続されているように設計されている。
【０００７】
動力供給システムは、ローカル動力供給システム、例えば分散型（decentralized）発電施設、作動流体（hydraulic fluid）を供給するポンプ、又は機械的駆動機器であってもよい。作業機械を直列に接続し、作業機械から出てくる媒体を、入口媒体として、下流に配置されている次の作業機械内に供給することによって、全体の搬送能力及び供給圧力を上昇させることができる。直列に接続されている作業機械を共通の動力供給システムに結合することは、流体流を結合するだけでなく、同時に、個別の駆動部のエネルギー流も結合する。このとき、動力供給に関する駆動部の並列接続により、この別個の制御は必要ではない。複数の作業機械からなるシステムは、それぞれの搬送要件に自動的に適応する。なぜなら、それぞれの駆動部は、互いに並列に接続されており、共通の動力供給システムに接続されているからである。更なる制御を全く必要とせずに、作業機械の負荷に応じて、必要量のエネルギーが、それぞれの駆動部に、動力供給システムの共通のエネルギー貯蔵部から供給されている。作業機械及び駆動部は、共通のハウジング内に取り付けられていてもよく、これにより、システムがモジュール設計される。各作業機械は、正確に１つの駆動部に割り当てられていてもよく、１つの作業機械及び１つの駆動部を有する個別の組み立てられたモジュールを提供できるようにしてもよい。任意の数の作業機械及び駆動部が互いに結合されていてもよく、このことは、簡単なモジュール製造を可能にすると共に、対応して、複数のモジュールを互いに簡単に配置し、結合することを可能にする。
【０００８】
性能の向上及びより簡単な取り付けのために、複数の作業機械を機械的に接続して１つのモジュールを形成し、作業機械を互いに安定して接続させることが可能であり、これは特に、ボアホール（bore hole）内の炭化水素を搬送するためのシステムを使用する場合に適用可能である。モジュールは、同様に、互いに機械的に接続されてもよく、このとき、作業機械、及び／又は接続された作業機械からなるモジュールは、互いに隣接して直接結合され、小型設計を達成してもよい。
【０００９】
作業機械を一緒に結合してモジュールとし、複数のモジュールを互いに組み合わせることによって、搬送条件に対する調節が簡単になされ得る。モジュールが互いに組み合わされ、直列に流体接続される場合、全てのモジュールは、駆動部の動力供給に関して、並列に接続されてもよく、又は複数の作業機械からなるそれぞれのモジュールに、別個に動力が供給されてもよく、これにより、動力供給に関する限り、モジュール内の駆動部は、互いに並列に接続されている。
【００１０】
本発明の更なる展開は、２つの作業機械が、接続要素によって互いに接続されており、接続要素が、１つの作業機械の出口を、下流に配置された作業機械の入口と接続するように設計されている。したがって、作業機械の機械的接続に加えて、上流に配置されている１つの作業機械の出口から、下流に配置された別の作業機械の入口への媒体流が、接続要素によって同時に実現されている。
【００１１】
作業機械は、容積式ポンプ、特にスクリュースピンドルポンプとして設計されていてもよく、このことは、固相、液相、及び気相の異なる組成物で供給される多相ブレンドであっても、その搬送を可能にする。相の画分は、搬送時間中に変化し得るので、異なる時点では、異なる割合の固相、気相、及び液相が存在する。
【００１２】
それぞれのモータの駆動部は、油圧式エンジン又は電動モータとして設計されていてもよい。油圧式エンジンとしての駆動部の一構成では、モータがギヤモータ又はスクリュースピンドルモータである、本発明の一実施形態が提供されている。このことは、基本的に、搬送されるべき媒体が、場合により、異なる相の分離後に、駆動媒体としても使用されることを可能にする。
【００１３】
駆動部の従動シャフトの数は、それぞれ割り当てられている作業機械のキャリアシャフトの数に一致してもよい。同様に、従動シャフトの数が、キャリアシャフトの数の整数倍であることも可能である。駆動部の従動シャフトの数が、それぞれ割り当てられている作業機械のキャリアシャフトの数に一致する場合、各キャリアシャフトは、従動シャフトによって個別に駆動されている。通常はポンプである作業機械は、移送要素、例えばギヤ又はスクリュースピンドルが配置される２つ以上のキャリアシャフトを有する。駆動部は、キャリアシャフトを回転させて、移送要素が搬送されるべき媒体をハウジング又は搬送チャンバを通じて入口から出口に移送するようにする。単軸駆動部を使用して、単一の駆動スピゴットで、それぞれの結合要素、例えばそれぞれのキャリアシャフトを同期させるための歯車と共に、多軸作業機械を駆動する代わりに、駆動部は、角度依存性及び剛性で互いに結合されている作業機械の個別のシャフトを駆動する複数の従動シャフトによって実現される。したがって、比例する駆動トルクが、個別の各キャリアシャフトに均等に誘発されるので、駆動トルクが従動シャフトによって他の従動シャフトに誘発されることが回避される。これにより、シャフト、特に駆動トルクが誘発されるシャフトのねじれモーメント及び曲げモーメントが著しく減少する。駆動部の従動シャフトの数が、キャリアシャフトの数に一致する場合、誘起される負荷は著しく減少し、又はシャフトで均等に分散するので、結果として、作業機械の期待寿命が延長する。同様に、シャフト、軸受、及びシールの寸法もそれぞれ減少し得る。従動シャフトの整数倍、例えば２つ以上がそれぞれのキャリアシャフトに割り当てられている場合、キャリアシャフトに伝達される個別の負荷は減少する。なぜなら、負荷は、有利なことに、円周（circumference）に比例して、キャリアシャフトに均等に適用されるからである。このことは、ピーク負荷を更に減少させるので、作業機械の寿命を延長させる。
【００１４】
それぞれの作業機械は、複数のキャリアシャフトを有してもよく、それぞれの駆動部は、キャリアシャフトにそれぞれ結合されている複数の従動シャフトを有してもよい。キャリアシャフトを従動シャフトに明確に割り当てることにより、キャリアシャフトが互いに正確に結合され、従動シャフトがそれぞれのキャリアシャフトに正確に結合される。このことは、複数の作業機械を互いに単純にモジュール配線することを可能にする。
【００１５】
好ましくは、作業機械は、角度依存性及び剛性で互いに結合されている複数のキャリアシャフトを有するので、ギヤポンプ又はスクリュースピンドルポンプとしての実施形態では、非常に小型の作業又は駆動機械ユニットを実現できるようになっており、これは、限定された空間条件下、例えば石油生産及びガス抽出プラットホームで見出される空間条件下で有利に使用され得る。従動シャフトは、キャリアシャフトの一部であり、又はキャリアシャフトに剛性で結合されていてもよい。剛性結合の場合、従動シャフト及びキャリアシャフトは、例えばキャリアシャフトが磨耗媒体によって、より摩耗している場合、保守作業中に分離され、別個に交換されてもよい。
【００１６】
駆動部及び作業機械を互いに油圧分離して、搬送されるべき媒体を駆動部から分離してもよい。したがって、駆動部は、搬送されるべき媒体と独立して設計され得る。例えば、別個の作動流体が使用される場合、それぞれの流体の混合は、駆動部を作業機械から油圧分離することによって回避されている。同様に、非油圧駆動部を使用することも可能であり、この非油圧駆動部は、駆動部に流入する搬送されるべき任意の流体からの油圧分離によって保護されている。
【００１７】
各作業機械は、それぞれに割り当てられているバイパスラインを有し、直列接続されているそれぞれの作業機械の迂回を可能としてもよい。バイパスラインは、搬送ラインのそれぞれの作業機械を切り替えて外すことを可能にするので、損傷又は摩耗の場合、搬送プロセスを中断する必要なく、低下した性能でプロセスを続けることを可能にした状態で、作業機械が交換され得る。システムの設計に応じて、１つの作業機械のバイパス及び故障にかかわらず、何も損なうことなく搬送プロセスを続けることも同様に可能である。この目的のために、システムは、直列に接続される必要な作業機械よりも大規模（overdimensioned）であり、１つ以上の作業機械が保守又は修理のために切り替えて外され得るようにすることが有利である。更に、バイパスは、予備の作業機械を提供することを可能にし、この予備の作業機械は、正常時に動作時せず、作業機械の故障時に、別の機械の搬送作業を引き継ぐためにのみ使用されている。更に、バイパスラインを開閉できることは、変化した動作条件に反応するための選択肢を提供するので、存在する要件に応じて、個別の作業機械を追加し、又は切り替えて外すことができ、このことは、搬送を再開し、又は圧力を適宜上昇若しくは下降させることを可能にする。
【００１８】
駆動部の供給ラインは、それぞれの駆動部ハウジング内で一体化されていてもよく、別個のライン又は駆動部ハウジング外を通るラインが回避されるようになっていてもよい。
【００１９】
本発明の一実施形態は、添付の図面を参照して、以下に記載されている。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】駆動部を有する作業機械の概略断面図である。
【図２】駆動部の配線の概略図である。
【図３】用途例の概略図である。
【図４】図３による配置の詳細な断面図である。
【００２１】
図１の断面図では、ハウジング１０を有するシステム１の一部分が示されており、このハウジング１０内に、作業機械２及び駆動部３が配置されている。作業機械２は、２つのスピンドルを有するスクリュースピンドルポンプとして設計され、ハウジング１０の作業機械ハウジング部１２内に配置されている。駆動部３は、ハウジング１０の駆動部ハウジング部１１内に配置されており、描写される実施形態の例では、二軸油圧ギヤモータとして設計されている。
【００２２】
ハウジング１０では、搬送されるべき媒体用の入口１３が設けられ、この入口１３を通じて、搬送されるべき媒体、例えば石油生産又はガス抽出時の炭化水素が、作業機械２内に流入できる。入口１３から、搬送されるべき媒体が、ウォームねじの形状の移送要素２２，３２によって、作業機械２を通って出口１４に移送されている。
【００２３】
移送要素２２，３２は、キャリアシャフト２５，３５に取り付けられ、又はキャリアシャフト２５，３５の一部として設計されており、媒体を入口１３から出口１４に搬送する。キャリアシャフト２５，３５は、入口１３の後ろの入口エリアを貫通し、駆動部ハウジング１１内に延びており、駆動部３の従動シャフトにねじれ剛性で結合され得るようになっている。
【００２４】
駆動部３は、油圧ギヤモータの形態の駆動部ハウジング部１１内に配置されており、この油圧ギヤモータには、入口チャネル１５経由で加圧された作動流体が供給されている。入口チャネル１５を通って、作動流体が、ギヤ２１及び３１からなる噛み合ったギヤの対に供給されている。ギヤ２１，３１は、駆動部３の従動シャフト２０及び３０に堅固に固定されており、この固定は、例えば平行キー（parallel key）又は歯システム（tooth system）によって、例えば収縮し（shrunk）、又は確実に取り付けられる。入口チャネル１５経由で駆動部３に供給される作動流体は、ギヤ２１，３１を、したがって従動シャフト２０，３０を回転させる。減圧された作動流体は、出口チャネル１６経由で取り出される。
【００２５】
ギヤモータを含む、示された設計の代わりに、駆動部３は、同様に、スクリュースピンドルモータとして設計されてもよく、スクリュースピンドルモータでは、駆動構成要素のギヤリングは、ギヤの歯の代わりに、スクリュースピンドルによって達成されている。描写される実施形態では、入口チャネル１５は、システム１の前側に配置されており、作動流体が従動シャフト２０，３０の回転軸と基本的に平行に流れることを可能にする。作動流体の出口チャネル１６からの取り出しも、同様に前側で、反対方向に起こり、すなわち、従動シャフト２０，３０の回転軸と同軸である。したがって、省スペース設計と共に、作動流体の片側からの簡単な供給及び簡単な取り出しが、ボアホール、ドリルパイプ、又は搬送パイプラインで達成されている。
【００２６】
例として示される実施形態では、従動シャフト２０，３０は、キャリアシャフト２５，３５とワンピースで設計されているので、油圧式エンジンにより供給される動力は、直接、駆動部３の従動シャフト２０，３０によって、作業機械２のキャリアシャフト２５，３５に伝達されている。単一のピースの従動シャフト及びキャリアシャフト２０，３０，２５，３５の設計の代案として、従動シャフト２０，３０が結合装置、例えばスクリューフランジ、結合ブッシング、又は別の剛性接続具によって結合されていることも可能である。また、従動シャフト２０，３０をキャリアシャフト２５，３５と結合し、シャフト２０，２５，３０，３５の互いに対する角度位置が、例えば、ギヤ駆動部とのギヤリングにより維持されるようにすることも可能である。
【００２７】
作業機械ハウジング及び駆動部ハウジングが組み合わされ、ハウジング全体が、装置の取り付けを可能にするように分割される単一のピースのハウジング１０の設計の代わりに、複数の部分を含む設計も同様に可能であり、特に、作業機械ハウジング１２及び駆動部ハウジング１１が別個に製造され、互いに取り付けられる設計も可能である。
【００２８】
駆動部３及び作業機械２を互いに油圧分離（hydraulically decouple）するための用意をしてもよく、搬送されるべき媒体が、作業機械２から駆動部３に達しないようにしてもよい。これは、駆動部の汚染及びこれによる摩耗を回避するためである。この目的のために、作業機械２の入口エリア又は吸引エリアへの従動シャフト２０，３０用の開口は、例えば、ラビリンスシール又はシャフトシールにより密封されている。しかし、装置１が石油生産で使用されるように意図されている場合、作動流体は、搬送されるべき流体と混合可能（compatible）であること、例えば適切に再加工される油であることが有利であってもよく、このような場合には、シールで起こり得る漏洩は、搬送されるべき媒体を汚染しないであろう。
【００２９】
駆動部３及び作業機械２を１つのハウジング１０内に置くことは、小型の、特にシリンダ状の設計を可能にする。複数のシステム１を一列に、前後に配置して、これらを機械的に接続し、１つのモジュールを形成するようにすることが可能である。システム１のこのような連続的配置は、作業機械２から出口１４を通って搬送される媒体が、接続チャネルを通って次のシステムの入口１３に移送され得るという利点を有する。
【００３０】
したがって、駆動部３を駆動するために使用されている作動流体は、システム１のハウジングを通って搬送され得る。
【００３１】
示された例と異なる実施形態では、２つの作業機械２を１つの駆動部３に結合し、駆動部３の従動シャフト２０，３０を駆動部ハウジング１１から両方向に突出させて、ギヤ２１，３１の両側に配置するようにすることも可能である。このような方法では、システム１の更により小型の設計が可能である。このような駆動部３に接続される両方の作業機械２は、搬送されるべき媒体を同じ方向に移送できる。あるいは、このような駆動部で、反対の移送方向も同様に達成できる。
【００３２】
移送要素２２，３２のキャリアシャフト２５，３５、又はスクリューコンベヤは、角度に依存する方法で、互いに剛性で結合されているので、結合は、駆動部３のギヤ２１，３１により、従動シャフト２０，３０とキャリアシャフト２５，３５との間のねじれ剛性接続によって達成されている。キャリアシャフト２５，３５の更なる同期は必要ではなく、キャリアシャフトのうちの１つによるモーメントの移送は必要ではなく、このことは、シャフト内部のねじれモーメント及び曲げモーメントにより生じる負荷を大幅に減少させる。キャリアシャフト２５，３５の、したがって移送要素２２，３２の、より正確な同期特性（synchronization characteristics）及び同時性（synchronicity）を達成するために、ギヤの１つ以上の噛み合った対を、キャリアシャフト２５，３５に、駆動部３のギヤ２１，３１に加えて配置して、同時性を確実にすることが可能であり、計画されている。しかし、これらの同期ギヤによって駆動力は誘発されず、より正確な同期のみが達成されている。理想的には、駆動部３の駆動力は、両方のキャリアシャフト２５，３５に均等に誘発され、これは、従動シャフト２０，３０とキャリアシャフト２５，３５との間の直接結合による。このことは、各キャリアシャフト２５，３５が個別に駆動されることを確実にする。キャリアシャフト２５，３５と駆動部３の従動シャフト２０，３０が個別に結合すると、キャリアシャフト２５，３５の依存する角度位置で、負荷が、多軸作業機械２の個別のシャフトに自動分散するので、有利な配置では、作業機械２は、容積式原理によって動作している。全てのシャフトは、自動的に同期する。追加の負荷、例えばギヤの歯の力、又は１つのシャフトから次のシャフトへの駆動トルクの移送によるねじれから生じる曲げモーメントを最小化することにより、シャフトの曲がりの発生は減少し、このことは、移送要素の内部公差を減少させることにより、効率を改善する可能性を開く。
【００３３】
図２は、並列に接続されている駆動部、及び直列に接続されている作業機械の概略図を示す。図２では、スクリュースピンドルポンプの形態の３つの作業機械２ａ，２ｂ，２ｃが描写されており、これらは、前後に並んで配置され、直列に接続されている。媒体、例えばボアホールからの炭化水素の混合物が、図２の左手側にある作業機械２ａに、入口１３経由で供給されている。炭化水素の混合物は、通常、流体部、固体部を、気体部と共に含む多相ブレンドである。媒体は、作業機械２ａから、作業機械２ａの出口１４の方へ供給されており、この出口１４から、下流に配置されている次の作業機械２ｂの入口１３に供給されている。第２の作業機械２ｂから、場合により圧縮された、より加圧された媒体が、出口１４から、更に下流に配置されている第３の作業機械２ｃの入口１３に供給されており、媒体は、この第３の作業機械２ｃから、出口１４経由で、ボアホールのいわゆる坑口（wellhead）に、取り出すために移送されている。それぞれの作業機械２ａ，２ｂ，２ｃには、バイパスライン４ａ，４ｂ，４ｃが取り付けられており、このバイパスライン４ａ，４ｂ，４ｃを通じて、媒体を入口１３から、又は更には入口１３の前から、作業機械２ａ，２ｂ，２ｃの後ろの出口１４に供給することが可能であるので、それぞれの作業機械２ａ，２ｂ，２ｃをバイパスすることが可能である。各バイパスライン４ａ，４ｂ，４ｃには、一方向弁６ａ，６ｂ，６ｃが取り付けられており、媒体が出口１４から入口１３に逆流することを防ぐようになっている。一方向弁６ａ，６ｂ，６ｃは、切替可能な、特にばね付の切替可能弁として構成され、バイパスライン４ａ，４ｂ，４ｃの完全な解放を可能にしてもよい。加えて、停止弁７ａ，７ｂ，７ｃをそれぞれの作業機械２ａ，２ｂ，２ｃに割り当て、作業機械２ａ，２ｂ，２ｃを通る通過を完全に遮断できるようにしてもよい。このことは、完全な作業機械２ａを媒体の搬送流から排除して、例えば、保守作業を行い、又はアウトプット若しくは搬送能力を調節することを可能にする。
【００３４】
バイパスラインには、一方向弁６ａ，６ｂ，６ｃが取り付けられているという事実のために、遮断時、影響を受ける搬送ユニットは、搬送プロセスを妨げることなく、搬送プロセスから自動的に除去されている。
【００３５】
更に、図２は、別個の駆動部３ａ，３ｂ，３ｃが、各作業機械２ａ，２ｂ，２ｃに割り当てられていることを示す。描写された最初の例では、駆動部は油圧式エンジンとして設計されている。全ての駆動部３ａ，３ｂ，３ｃには、供給ライン１５及びリターンライン１６を有する共通の動力供給システム５から、エネルギーが供給される。供給ライン１５及びリターンライン１６は、両方、図１で説明されており、共通のエネルギー供給部及び動力供給の並列接続は、図２で概略的に示されている。それぞれの駆動部３ａ，３ｂ，３ｃは、エネルギー供給に関して、互いに直列に接続されており、堅固に確立された油圧駆動流が、動力供給システムから駆動部３ａ，３ｂ，３ｃのうちのそれぞれに供給されるようになっており、駆動部３ａ，３ｂ，３ｃのうちのそれぞれは、例えばギヤモータとして設計されている。個別の作業機械のサイズに応じて負荷が自動的に分散される、並列に配線される作業機械とは対照的に、複数の作業機械２ａ，２ｂ，２ｃを直列に配線することは、著しく高度である。角度に依存しない機械、又は流体動圧機械（fluid-dynamic machine）、例えば遠心ポンプの場合、直列配線は、実際に、共通の駆動部の使用により、経済的に達成されている。容積式原理に従って機能する本発明の単軸又は多軸作業機械では、直列接続の関与ユニットでの負荷分散は、大幅に過酷である。このことは、特に、搬送され、プロセス体積流量内で加圧されるべき媒体が、圧縮性部分を含有する場合に適用される。圧縮性部分により、個別のユニットにわたって、圧力勾配が次第に変化して、搬送される媒体の体積が変化し、より高い圧力では、体積が減少する。一定の搬送条件では、このことは、それぞれの次のユニットの搬送特性を設計するときに考慮され得る。しかし、現実の動作条件では、搬送プロセスはめったに一定ではないので、このような厳密に設計されたシステムは、変化に反応できないであろう。これが、中間圧力を制御しなければならず、次のユニットの搬送特性を、例えば、回転速度の調節により、速やかに適宜調節しなければならない理由である。搬送条件の変化は非常に速やかに起こるので、次のユニットの搬送特性を調節するダイナミクスにおける要求は極めて高い。しかし、本発明によると、例として示される、別個の油圧ギヤモータ３ａ，３ｂ，３ｃを有する３つのポンプユニットは全て、共通の供給システム５に並列に接続されており、この共通の供給システム５は、油圧エンジン３ａ，３ｂ，３ｃを駆動するための堅固に確立された駆動流を供給する。動作条件を変更すると、例えば、搬送されている圧縮性部分により、１つの個別のユニットが、次のユニットよりも高い負荷を受けることがあるので、必要な駆動トルクが増加し、速度の低下につながる。したがって、油圧駆動で、より少ない体積が実現されている。このことにより、自動的に、より高い供給が、隣接するユニットの油圧駆動部で利用可能となる。これらのユニットは、このとき、それぞれの速度を新しい条件に調節し、これにより、今度は、前により高く負荷を掛けられたユニットが緩和される。例えば、ユニットのうちの１つがより摩耗を示し始める場合にも、同じことが適用される。このような場合には、前後に配置されるユニットは、それぞれの動作範囲の限界において、部分的に負荷の共有を引き継ぐ。
【００３６】
図３は、ケーシングとも称される、ボアホール５０におけるシステムの用途の概略図を示す。いわゆる坑口５５は、ボアホール５０の上端部に配置されている。搬送される媒体は、坑口５５から取り出される。ボアホール５０の内部では、動力供給部５が、搬送されるプロセス媒体用のリターンラインと共に設けられる。動力供給部５は、電気エネルギー供給部であってもよく、又は油圧駆動部の形状を取ってもよい。これは、坑口５５と一体化される油圧システムにより、エネルギー供給を実現するためである。油圧式エンジンとして構成されているそれぞれの駆動部３ａ，３ｂ，３ｃを、圧力ライン１５及びリターンライン１６の使用により駆動することは、極めて簡単である。
【００３７】
ボアホール５０の下端部では、３つのモジュールを有するシステム１が示されている。モジュールはそれぞれ、１つの作業機械２ａ，２ｂ，２ｃ及び１つの駆動部３ａ，３ｂ，３ｃからなる。システムの個別の部分は、互いに機械的に接続されており、流動方向で前後に配置されているので、媒体は、ボアホール５０から前部の作業機械２ａの入口１３を通って搬送され、その後、次の作業機械２ｂ及び２ｃの両方を通って流れる。全ての３つの作業機械２ａ，２ｂ，２ｃは、互いに機械的に剛性結合されており、互いに直接取り付けられているので、システム１は基本的に、接続された管状モジュールを備える。組み立てたモジュールを、全体として、ボアホール５０を通じてそれぞれ割り当てられた位置に降ろしてもよい。システム１は、横ガイドにより、ボアホール５０内に位置付けられ固定されている。
【００３８】
図４は、システム１の前端部の断面図を示す。図４において、システム１の前端部では、第１の作業機械２ａが、図１に示される作業機械２ａの実施形態に従って描写されており、前部入口１３、キャリアシャフト３５，２５、及びウォームねじとして設計される移送要素２２，３２も描写されている。ウォームねじ２２，３２は、ハウジング１２内に取り付けられており、搬送されるべき媒体を、出口１４ａを通じて、下流に配置されている次の第２の作業機械２ｂの入口１３ｂに移送する。第２の作業機械２ｂでは、ハウジング１０ｂのみが描写されており、駆動部及び移送要素は描写されていない。出口１４ａから、媒体はハウジング１０ａの外側に沿って、環状通路を通って入口１３ｂに移送され、この環状通路は、外側に配置されている接続要素４０ａにより形成されている。接続要素４０ａは、作業機械２ａを第２の作業機械２ｂに、機械的に油圧接続（connect hydraulically）する。媒体流を外側に沿って搬送する代案として、出口チャネル及び対応する入口チャネルをハウジング内に設け、相互に接続した作業機械２ａ，２ｂ，２ｃと一体化駆動部３ａ，３ｂ，３ｃとの直線的かつ平滑な外輪郭を達成し得るようにすることが可能である。
【００３９】
第２の作業機械２ｂから、搬送されるべき媒体は、第２の出口１４ｂを通って、第３の作業機械２ｃの入口１３ｃに流れる。これらの２つの作業機械２ｂ，２ｃは、同様に、接続要素４０ｂによって、機械的に互いに油圧結合（hydraulically coupled）されている。ギヤ２１，２２を有する駆動部ハウジング１１内の油圧駆動部は、搬送されるべき媒体から油圧分離されていることに注意することが重要である。作動流体の油圧式エンジン３ａ，３ｂ，３ｃへの供給は、供給ライン６０経由で達成され、この供給ライン６０は、それぞれのシステム部分又はモジュール部分の前側に配置されている。駆動部３が油圧式エンジンとしての構成の場合、入口チャネル１５を有する供給ライン、及び出口チャネル１６を有するリターンラインは、供給ライン６０の内部に配置され、又は構成されている。電動モータでの構成の場合、ケーブルが供給ライン６０の内部に配置され、これは、直接チャネルとして構成されていてもよい。シリンダ状のハウジング設計の場合、スクリュースピンドルポンプとしての作業機械の構成では、１つの供給ライン６０又は複数の供給ライン６０のための設備を、スクリュースピンドルの傍らのエリア内に、キャリアシャフト２５，３５の軸が置かれる平面の左右に配置することが可能である。
【００４０】
キャリアシャフト２５，３５の軸によって形成される平面の両側に配置され得る供給ライン６０又は供給チャネルを通じて、駆動部３ａ，３ｂ，３ｃは、動力供給システム５に関して、互いに並列に接続されてもよく、全体自己同期システムが実現され得るようになっている。これは、並列に接続される駆動部３ａ，３ｂ，３ｃ、及びスクリュースピンドルポンプとして設計され、直列に接続される作業機械２ａ，２ｂ，２ｃからなる。多軸の実施形態の場合であっても、非常に小型の細長い機械的に安定なシステム１を設けることが同様に可能であり、このシステム１は、限定された空間条件下の石油生産及びガス抽出プラットホームで、非常に有利に使用され得る。ポンプの直列接続及び駆動部の並列接続によって、変化する搬送条件下であっても、駆動部の自己同期効果が達成される。流体の組成及び圧縮性に起因する、多工程の搬送プロセスに与える阻害影響は、大部分が除去され、又は少なくとも制御可能範囲内に維持される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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