DE2818936A1

DE2818936A1 - Bohrvorrichtung

Info

Publication number: DE2818936A1
Application number: DE19782818936
Authority: DE
Inventors: Harry Artur Ingvar Wiredal
Original assignee: Sandvik AB
Current assignee: Sandvik AB
Priority date: 1977-04-29
Filing date: 1978-04-28
Publication date: 1978-11-02
Also published as: SE7704972L; CA1087165A; AU516298B2; DE2818936C3; US4545443A; IE46812B1; ATA304078A; FR2388981A1; US4408669A; AT373359B; CH630995A5; AU3511278A; IN149904B; GB1579093A; DE2818936B2; IE780855L; FR2388981B1; SE411139B

Description

Firma SANDVIK AKTIEBOLAG, Fack, S-811 01 Sandviken 1, Schweden

Bohrvorrichtung.

Die Erfindung betrifft eine Bohrvorrichtung/ insbesondere zum Schlag-Dreh-Bohren von Gestein, mit einer von einem Bohrstrang getragenen drehbaren Bohrkrone zum Bohren eines Loches für einen den Bohrstrang umgebenden Mantelrohrstrang, wobei die Bohrkrone aus einer zentrischen Bohrspitze und einem exzentrischen Schneidenteil besteht, der in axialer Richtung hinter der Bohrspitze angeordnet ist.

Bohrvorrichtungen der oben genannten Art werden vielfach in Verbindung mit einer Versenk-Bohrmaschine verwendet, beispielsweise zum Bohren eines Brunnens, wobei das Bohrwerkzeug normalerweise aus einer Bohrkrone mit einer zentrisch vorgesehenen Bohrspitze und einem exzentrischen Schneidenteil besteht. Der Mantelrohrstrang dreht sich nicht, sondern er folgt der Bohrkrone aufgrund seines eigenen Gewichtes, während der Bohrstrang sich dreht. Dabei wird der Bohrkrone durch eine zentrische Spülbohrung, die den Mantelrohrstrang und den Bohrrohrstrang durchsetzt, ein Spülmittel zugeführt .

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um das Bohrklein nach rückwärts auszutragen, ist bereits vorgeschlagen worden, zwischen der Mündung des Bohrrohrstranges und der Bohrkrone einen Ringspalt mit vorbestimmter und im wesentlichen konstanter Breite aufrechtzuerhalten (US-PS 3 848 683)· Diese Anordnung ermöglicht ein Sieben des Spülmittels durch diesen Ringspalt, um zu verhindern, daß zu große Bohrteilchen in den Spalt und in den Bohrrohrstrang eintreten. Ein Nachteil besteht darin, daß eine solche Anordnung keine ausreichend wirksame Austragung des Bohrkleins ermöglicht, d.h. in einer Menge, die in einem besseren Verhältnis zu der Menge an Spülmedium steht,

das der Bohrkrone zugeführt werden kann, wodurch die Bohrleistung negativ beeinflußt wird.

Nach der Erfindung wird eine neue Bohrvorrichtung vorgeschlagen, welche ein drehbares Bohrwerkzeug der oben genannten Art enthält, wobei eine zentrische Bohrspitze und ein exzentrischer Schneidenteil vorgesehen sind, wobei der exzentrische Teil in axialer Richtung hinter der Bohrspitze angeordnet ist. Die Erfindung ist gekennzeichnet durch einen zur Bohrspitze koaxial angeordneten zylindrischen Führungskörper, dessen Vorderteil einen solchen Durchmesser aufweist, daß er im Inneren des zylindrischen Teils eines Mündungsteiles des Mantelrohrstranges gleitend anliegt, und durch in der Mantelfläche des Vorderteiles des Führungskörpers vorgesehene, sich nach rückwärts erstreckende Schlitze für die Austragung von Bohrklein nach rückwärts durch einen Ringraum zwischen dem Bohrstrang und dem Mantelrohr. Diese sich nach rückwärts erstreckenden Schlitze sollten vorzugsweise schraubenförmig ausgebildet sein.

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In der Praxis hat sich herausgestellt, daß eine solche Bohrvorrichtung eine wesentliche Verbesserung im Hinblick auf die Fähigkeit, Bohrklein durch das Spülmittel nach rückwärts durch den Mantelrohrstrang zu entfernen, darstellt.

Eine solche Bohrvorrichtung, bei welcher der Führungskörper das Innere des Mantelrohrstranges gleitend angreift, unterstützt auch eine bessere Führung des Bohrwerkzeuges in dem Mantelrohr. Eine solche Bohrvorrichtung stellt auch eine Vereinfachung der bisher verwendeten Konstruktion dar.

Die Erfindung ist im folgenden anhand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1: eine bekannte Bohrvorrichtung, Fig. 2: eine erfindungsgemäße Bohrvorrichtung,

Fig. 3: eine Seitenansicht eines Führungskörpers gemäß der Erfindung und
Fig. 4: eine Stirnansicht nach der Linie A-A in Fig. 1.

Fig. 1 zeigt ein exzentrisches Bohrwerkzeug für die Verwendung einer Versenk-Bohrvorrichtung. Es enthält einen zylindrischen Führungskörper 10, einen exzentrischen Schneidenteil 11 (Räumer) und eine zentrische Führungsspitze 12. Der obere Teil des Schaftes des Führungskörpers ist als mit Keilnuten versehener Schaft 13 ausgebildet und ist mit dem unteren Endteil des Bohrrohrstranges 14 drehbar verbunden, wobei der Bohrrohrstrang mit einer Bohr-

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maschine in Verbindung steht. Der Führungskörper 10 befindet sich in einem Mantelrohrstrang 15, dessen unteres Ende bei 16 mit einem verdickten Mündungsteil 17 verschweißt ist, der eine nach aufwärts gerichtete innere Antriebsschulter 18 aufweist, gegen die ein entsprechend verdickter Flansch 19 des Führungskörpers anliegt und so auf die Schulter einwirkt, daß Schläge der Versenk-Bohrvorrichtung auf den Mantelrohrstrang 15 übertragen werden können. Das untere Ende des zylindrischen Führungskörpers 10 weist einen verringerten Durchmesser derart auf, daß ein ringförmiger Umfangsspalt 20 zwischen dem Körper 10 und dem verdickten Mündungsteil 17 des Mantelrohrstranges 15 gebildet wird. Spülmedium und Bohrklein werden durch den Spalt oder Schlitz 2O abgesiebt und gelangen in eine Ringnut 21 in dem Führungskörper 10 und dann durch mehrere im wesentlichen axiale Bohrungen 22 in einen Ringspalt 23 im Mantelrohrstrang, wobei durch weitere Zuführung des Spülmittels das Bohrklein angehoben und entfernt wird. Ein Nachteil dieser Anordnung besteht darin, daß die Entfernung des Bohrkleins nach rückwärts im Vergleich mit der Menge an Spülmittel, die dem Bohrwerkzeug zugeführt werden kann, zu gering ist. Insbesondere dann, wenn in einer Mischung von Erde und Lehm gebohrt wird, hat es sich herausgestellt, daß die axialen Bohrungen 22 zugesetzt werden, wodurch die Entfernung von Bohrklein weiter verringert wird.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Erfindung nach den Fig. 2 bis 4 sind identische Teile der Anordnung mit gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 versehen. Die erfindungsgemäße Bohrvorrichtung enthält einen zylindrischen Führungskörper 10, einen exzentrischen

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Schneidenteil· 11 (Räumer) und eine zentrische Führungsspitze 12, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß der exzentrische Schneidenteil 11 auf einem Zwischenteil des sich nach rückwärts erstreckenden und außen mit einem Gewinde versehenen Schaftes der Bohrspitze angeordnet ist, während der zylindrische Führungskörper 10 auf dem rückwärtigen Ende des Schaftes koaxial zur Führungsspitze 12 angeordnet Ist. Der Führungskörper ist auch mit. einem sich nach rückwärts erstreckenden Schaftteil 13 versehen, der in ähnlicher Weise, wie es in Fig. 1 gezeigt ist, mit Keilnuten versehen ist, so daß er durch einen Bohrrohrstrang 14 gedreht werden kann. Der Vorderteil 24 des zylindrischen Führungskörpers 10 hat einen solchen Durchmesser, daß er an der Innenwand des zylindrischen Teils des verdickten Mündungsteiles 17 des Mantelronrstranges-15 gleitet. Der Mündungsteil 17 ist bei 16 an den Mantelrohrstrang angeschweißt. Innerhalb des Mündungsteiles 17 ist eine Schulter 18 vorgesehen, die mit einem Flansch 19 des Führungskörpers 10 zusammenwirkt und dazu dient, Schläge auf den Mantelrohrstrang 15 zu übertragen.

Gemäß der Erfindung ist der Vorderteil 24 des Führungskörpers 10 mit dem gleichen Durchmesser wie der Innendurchmesser des Mündungsteiles 17 des Mantelrohrstranges 15 versehen, so daß eine Gleitberührung zwischen diesen Teilen besteht. Für die Entfernung von Bohrklein sind in der Mantelfläche des Vorderteiles 24 des Führungskörpers 10 sich nach rückwärts erstreckende Ausnehmungen 25 vorgesehen. Diese Ausnehmungen 25 sollten vorzugsweise schraubenförmig verlaufen, wie es in den Fig. 2 bis 4 dargestellt ist.

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Dies ergibt den Vorteil, daß sehr kleine Teilchen nicht dazu führen, sich zwischen dem Führungsteil· 24 und dem Mündungsteil 17 einzukeilen, sondern sie werden wirksam durch die Wände der schraubenförmig gestalteten Ausnehmung 25 während der Drehung des Bohrwerkzeuges nach rückwärts befördert. Diese Ausnehmungen sollten sich in axialer Richtung entlang dem gesamten vorderen Führungsteil des Führungskörpers erstrecken, d.h. entlang dem Teil 24 und auch axial durch den Flansch 19. Außerdem sollten diese Ausnehmungen gleichmäßig um den Umfang des Führungskörpers 10 verteilt sein, beispielsweise einander diametral gegenüberliegen, wie es in Fig. 4 dargestellt ist. Dies ergibt den Vorteil, daß irgendein Problem bezüglich der Lage des Einganges des äusseren Gewindes auf dem Schaft der Spitze 12 in Bezug auf die Lage der Ausnehmungen ausgeschaltet wird, wenn der mit einem Gewinde versehene Bohrspitzenschaft in seine Gewindebohrung 26 im Führungskörper 10 eintritt. Die Ausnehmungen 25 sollten zweckmäßig im Querschnitt U-förmig sein, und sie sollten eine Breite haben, die größer ist als ihre radiale Tiefe. Die außen vorgesehenen Ausnehmungen auf der Mantelfläche des Führungskörpers haben im Vergleich zu der in Figur 1 gezeigten bekannten Lösung deutliche Verbesserungen in Bezug auf die Bohrleistung unter verschiedenen Bedingungen ergeben.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern sie kann im Rahmen der Ansprüche abgewandelt werden.

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Leerseife

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Bohrvorrichtung, insbesondere zum Schlag-Dreh-Bohren von Gestein, mit einer von einem Bohrstrang getragenen, drehbaren Bohrkrone zum Bohren eines Loches für einen den Bohrstrang umgebenden Mantelrohrstrang, wobei die Bohrkrone aus einer zentrischen Bohrspitze und einem exzentrischen Schneidenteil besteht, der in axialer Richtung hinter der Bohrspitze angeordnet ist, gekennzeichnet durch einen zur Bohrspitze (12) koaxial angeordneten, zylindrischen Führungskörper (10), dessen Vorderteil (24) einen solchen Durchmesser aufweist, daß er im Inneren des zylindrischen Teils eines Mündungsteiles des Mantelrohrstranges gleitend anliegt, und durch in der Mantelfläche des Vorderteiles (24) des Führungskörpers vorgesehene, sich nach rückwärts erstreckende Schlitze (25) für die Austragung von Bohrklein nach rückwärts durch einen Ringraum (23) zwischen dem Bohrstrang und dem Mantelrohr.

2. Bohrvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

ri^t-tfaur» Misrf-.k Finck & Co. München
l Z rOO'l^rj400} Konto Nr 254 649

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Bankhaus H. Aufhäuser, München (BLZ 70030600) Konto-Nr. 261300

Telegrammadresse: Patentsenior

Postscheck: München

(BLZ 70010080) Konto-Nr. 209O4-80O

INSPECTED

die auf dem Führungskörper (10) vorgesehenen, sich nach rückwärts erstreckenden Schlitze (25) schraubenförmig ausgebildet sind.

3. Bohrvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher die Bohrkrone und der rückwärtige Führungskörper mit einem drehbaren Bohrrohrstrang verbunden sind, dem eine Versenk-Bohrmaschine zugeordnet ist, wobei der Mantelrohrstrang an seinem unteren Ende einen verdickten Mündungsteil aufweist, der eine nach aufwärts gerichtete, ringförmige Antriebsschulter bildet, die mit einem Flansch des Führungskörpers zusammenwirkt und Schlagkräfte auf das Mantelrohr überträgt, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungskörper mit sich nach rückwärts erstreckenden Ausnehmungen (25) versehen ist, die sich über den Vorderteil des Führungskörpers (24) erstrecken und auch den Flansch (19)am Führungskörper axial durchsetzen.

4. Bohrvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die sich nach rückwärts erstreckenden Ausnehmungen (25) um den Umfang des Führungskörpers (10) gleichmäßig verteilt sind.

5. Bohrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (25) im Querschnitt U-förmig ausgebildet sind, wobei die Breite jeder Ausnehmung deren radiale Tiefe übersteigt.

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