DE2839868A1

DE2839868A1 - DRILL BIT

Info

Publication number: DE2839868A1
Application number: DE19782839868
Authority: DE
Inventors: Anton Broder
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-09-30
Filing date: 1978-09-13
Publication date: 1979-04-05
Also published as: DE2839868B2; CH622312A5; DE2839868C3

Abstract

The drill bit (10) has reaming jaws (13) which can be displaced to the outside and are displaced to the inside again after the drilling in order to enable the drill bit to be pulled out through the lining tube (33). Provided for each reaming jaw (13) is a chamber (19) which is connected to the drilling-water passage (23) so that the reaming jaws (13) can be put into the working position by the pressure of the drilling water. When the reaming jaws (13) are extended, each creates an opening (29), from which the drilling water can escape. This drill bit is especially suitable for overburden bores with lining tubes, for deep bores in rock and for well bores. <IMAGE>

Description

Bo-hrkrone Drill bit

ek Die Erfindung betrifft eine Bohrkrone mit einem Kronkörper und einer Räumervorrichtung, insbesondere für das Bohren von Ueberlagerung. ek The invention relates to a drill bit with a crown body and a reamer device, in particular for drilling overlay.

An vielen Stellen ist die Erdoberfläche mit Gesteins schutt überlagert, der meist glazialen Ursprungs ist. Bei Bohrarbeiten stellt diese sogenannte Ueberlagerung meist grössere Probleme als das Bohren in Fels. Damit das Bohrgestänge nicht verklemmt oder das Bohrloch nach dem Herausziehen des Bohrers durch Einbrechen der Wandung nicht zusammenfällt, wird meist ein Futterrohr verwendet, das entsprechend dem Vortrieb der Bohrung abgesenkt wird. Dies bedingt aber, dass der Bohrer eine Bohrung bewirkt, deren Durchmesser mindestens so gross ist, wie der Durchmesser des Futterrohrs. Um dies zu ermöglichen, weist eine bekannte Bohrausrüstung einen Bohrkopf auf, bei dem hinter der Bohrkrone ein Exzenter angebracht ist, auf dem ein sogenannter Räumer mit einer exzentrischen Oeffnung sitzt. Dieser Räumer hat die Aufgabe, das von der Bohrkrone gebohrte Loch derart aufzuweiten, dass es ein Nachschieben des Futterrohrs ermöglicht. Wird es während einer Bohrarbeit notwendig, die Bohrkrone emporzuheben, so wird zuerst das Gestänge in der entgegengesetzten Richtung gedreht, wodurch auch der Räumer auf dem Exzenter gedreht und in eine Stellung gebracht wird, die das Emporheben des Bohrkopfes durch das Futterrohr hindurch ermöglicht. Diese Bohrausrüstung hat den Nachteil, dass beim Bohren seitliche Kräfte auftreten, die einen hohen Verschleiss bewirken. Auch ist die Gefahr einer Abweichung von der gewünschten Bohrrichtung gegeben.In many places the earth's surface is covered with rock rubble, which is mostly of glacial origin. During drilling work this represents so-called overlay usually bigger problems than drilling in rock. So that the drill pipe does not get jammed or the borehole after pulling out the drill by breaking the wall does not coincide, a casing pipe is usually used, which corresponds to the advance the hole is lowered. However, this requires that the drill produces a hole, their diameter is at least as large as the diameter of the Casing. To enable this, known drilling equipment has a drill head on, in which an eccentric is attached behind the drill bit, on which a so-called Reamer with an eccentric opening sits. This scraper has the job of to widen the hole drilled by the drill bit in such a way that the Liner allows. If it becomes necessary during a drilling job, the drill bit to lift up, the rod is first turned in the opposite direction, whereby the reamer is also rotated on the eccentric and brought into a position, which allows the drill head to be lifted up through the casing. These Drilling equipment has the disadvantage that lateral forces occur when drilling, which cause high wear. There is also the risk of a deviation from the desired one Drilling direction given.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bohrkrone mit einem Kroñkörper und einer Räumervorrichtung zu schaffen, bei der die beschriebenen Nachteile vermieden werden, und einfach in der Handhabung ist.It is an object of the present invention to provide a drill bit with a To create crown body and a reamer device, in which the disadvantages described can be avoided and is easy to use.

Gemäss der Erfindung wird dies dadurch erreicht, dass die Räumervorrichtung auf der Stirnseite im Kronenkörper der Bohrkrone angeordnet ist und mindestens einen Räumarbacken aufweist, der in einer Führung im Kronenkörper nach aussen verschiebbar und beim Rückziehen der Krone aus dem Bohrloch wieder nach innen verschiebbar ist. Diese Ausgestaltung der Bohrkrone hat den Vorteil, dass die Bohrkrone an sich, d.h. deren Stirnfläche bereits den gewünschten Durchmesser ausbohrt. Zweckmässigerweise weist die Räumervorrichtung mehrere über die Stirnfläche verteilte Räumbacken auf. Dadurch wird insbesondere vermieden, dass beim Bohren seitliche Kräfte auftreten, die zu einem erhöhten Verschleiss-oder zum Verlaufen der Bohrung führen können. Die Räumbacken sind vorteilhaft in einem spitzen Winkel zur Bohrachse angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass beim Bohren durch die auf die Räumbacken wirkenden Kräfte diese automatisch in die äussere Stellung gebracht werden. Zweckmässig weist aber der Kronenkörper für jeden Räumbacken eine Kammer auf, welche an einem Ende mit einem Spülwasserkanal in Verbindung steht und so ausgestaltet wird, dass sie am anderen Ende den Räumbacken aufnimmt, wenn die Krone aus dem Bohrloch zurückgezogen wird.According to the invention, this is achieved in that the clearing device is arranged on the front side in the bit body of the drill bit and at least one Broach jaws has, which in a guide in the crown body after Slidable on the outside and inward again when the crown is withdrawn from the drill hole is movable. This configuration of the drill bit has the advantage that the drill bit per se, i.e. the face of which already drills out the desired diameter. Appropriately the reamer device has a plurality of reamer jaws distributed over the end face. In particular, this prevents lateral forces from occurring when drilling, which can lead to increased wear or to the bore running away. The broaching jaws are advantageously arranged at an acute angle to the drilling axis. This has the advantage that when drilling, the forces acting on the broaching jaws these are automatically brought into the outer position. Appropriately shows, however the crown body has a chamber for each broaching jaw, which at one end with is connected to a flushing water channel and is designed so that it is on the other end receives the broach when the bit is withdrawn from the borehole will.

Durch den Druck des Spülwassers werden dann beim Bohren die Räumbacken in die äussere Stellung gebracht. Dabei ist vorteilhaft ein Anschlag vorgesehen, der die Verschiebung des Räumbackens nach aussen so begrenzt, dass beim genannten anderen Ende der Kammer eine Oeffnung entsteht, aus der Spülwasser entweichen kann. Da die Kammern beim Bohren immer von Spülwasser durchspült werden, bleiben sie sauber, so dass die sichere Aufnahme der Räumbacken stets gewährleistet bleibt.The reaming jaws are then opened by the pressure of the rinsing water when drilling brought into the outer position. A stop is advantageously provided here, which limits the displacement of the broaching jaw to the outside so that the mentioned at the other end of the chamber an opening is created from which the rinsing water can escape. Because the chambers are always flushed with rinsing water when drilling be flushed, they stay clean so that the clearing jaws are always held securely remain.

Vorteilhaft weist die Räumback2an ihrem äusseren Ende eine Fläche auf, die derart schräg zur Bohrachse angestellt ist, dass sie beim Zurückziehen der Krone aus dem Bohrloch am Futterrohr anstösst und das Zurückschieben des Backens nach innen bewirkt. Im Gegensatz zum bekannten Stand der Technik ist also nicht mehr ein Rückwärtsdrehen des Bohrers notwendig, bevor die Krone aus dem Bohrloch zurückgezogen wird. Auf diese Weise wird auf alle Fälle verhindert, dass durch eine Fehlmanipulation beim Heben der Krone das Futterrohr oder die Bohreinrichtung beschädigt wird.The Räumback2 advantageously has a surface at its outer end on, which is so inclined to the drilling axis that they are retracted the bit butts out of the borehole on the casing and pushing back the jaw inwardly effected. In contrast to the known prior art, there is no more a reverse rotation of the drill is necessary before the bit comes out of the drill hole is withdrawn. This will definitely prevent a Incorrect manipulation when lifting the crown damages the casing or the drilling equipment will.

Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.The invention will now be referred to on the basis of an exemplary embodiment explained in more detail on the drawing.

Es zeigt: Figur 1 die Bohrkrone mit ausgefahrenen Räumbacken, wobei das Futterrohr gestrichelt angedeutet ist, figur 2 eine Draufsicht auf die Stirnseite der Bohrkrone und Figur 3 die Bohrkrone mit eingefahrenen Räumbacken beim Emporziehen durch das Futterrohr.It shows: FIG. 1 the drill bit with extended broaching jaws, wherein the casing is indicated by dashed lines, Figure 2 is a plan view of the end face the drill bit and Figure 3 the drill bit with retracted broaching jaws when pulling up through the casing.

Die Bohrkrone 10 besteht im wesentlichen aus einem Kronenkörper 11 und einer Räumervorrichtung, die aus mehreren, über die Stirnfläche verteilten Räumbacken 13 besteht. Diese Räumbacken 13 sind in einer Führung 15 auf dem Kronenkörper11 erschiebbar. Die Führung 15 kann beispielsweise als Schwalbenschwanzführung ausgebildet sein. Zu beachten ist, dass diese Führungen in einem spitzen Winkel zur Bohrachse angeordnet sind, so dass die beim Bohren auftretenden Kräfte die Tendenz haben, die Räumbacken nach aussen zu bewegen. Anschläge 17(Fiq.3 sind vorgesehen, um die Verschiebung der Räumbacken 13 nach aussen zu begrenzen. Der Kronenkörper 11 weist für jeden Räumbacken 13 eine Kammer 19 auf, welche an einem Ende über eine Bohrung 21 mit dem Spülasserkanal 23 in Verbindung steht.The drill bit 10 consists essentially of a bit body 11 and a reamer device consisting of several reamer jaws distributed over the end face 13 exists. These broaching jaws 13 are in a guide 15 on the crown body 11 sliding. The guide 15 can for example be designed as a dovetail guide be. It should be noted that these guides are at an acute angle to the drilling axis are arranged so that the forces occurring during drilling tend to move the broaching jaws outwards. Stops 17 (Fiq.3 are provided to the To limit displacement of the broaching jaws 13 to the outside. The crown body 11 has for each broaching jaw 13 a chamber 19, which at one end has a bore 21 with the flushing water channel 23 is in communication.

er Spülwasserkanal 23 besteht in üblicher Weise aus einer koaxialen Bohrung im Kronenkörper und weist noch eine Oeffnung 25 auf, die in der Stirnfläche der Bohrkrone mündet. Mit dem Bezugszeichen 27 ist ein Gewinde gezeichnet, wie es bei Bohrkronen zur Befestigung an einem Bohrgestänge üblich ist.he rinsing water channel 23 consists in the usual way of a coaxial Bore in the crown body and still has an opening 25 in the end face the drill bit opens. With the reference numeral 27 a thread is drawn as it with drill bits for attachment to a drill pipe is common.

Es ist nun zu beachten, dass der Anschlag 17 so angeordnet ist, dass die Verschiebung des Räumbackens 13 nach aussen so begrenzt wird, dass eine kleine Oeffnung 29 an der Stirnseite der Bohrkrone entsteht, aus der Spülwasser zur Spülung beim Bohren entweichen kann.DadasSpülwasser normalerweise unter einem Druck von etwa 50atü steht, fliesst beim Bohren ständig Spülwasser aus der Oeffnung 29 und verhindert so ein Eindringen von Schmutz in die Kammer 19.It should now be noted that the stop 17 is arranged so that the displacement of the broaching jaw 13 is limited to the outside so that a small Opening 29 is created on the face of the drill bit, from which flushing water is used for flushing can escape when drilling one If the pressure is about 50atü, rinsing water flows continuously from the opening when drilling 29 and thus prevents dirt from entering the chamber 19.

Jede Räumbacke 13 weist an ihrem äusseren Ende eine Fläche 31 auf, die derart schräg zur Bohrkronenachse oder Bohrachse 32 angeordnet ist, dass sie beim Zurückziehen der Krone aus dem Bohrloch an dem in der Zeichnung gestrichelt dargestellten Futterrohr 33 anstösst. Wird also die Bohrkrone aus dem Bohrloch gezogen, so genügt es, die Spülung abzustellen, worauf die Räumbacken 13 in die in Figur 3 eingezeichnete Stellung zuruckkehren. Geschieht dies nicht selbsttätig, so werden die Räumbacken durch die schräge Fläche 31 nach innen geschoben, wenn diese am Futterrohr 33 anstösst.Each broaching jaw 13 has a surface 31 at its outer end, which is arranged obliquely to the drill bit axis or drill axis 32 that it when withdrawing the crown from the drill hole at the point indicated by dashed lines in the drawing liner 33 shown abuts. So if the drill bit is pulled out of the borehole, so it is sufficient to turn off the flush, whereupon the clearing jaws 13 in the in Figure 3 return to the position shown. If this does not happen automatically, so will the broaching jaws pushed inwards through the inclined surface 31 when they are on the casing 33.

Beim gezeigten Ausführungsbeispiel sind der Kronenkörper und die Räumbacken mit Bohrstiften 35 aus Hartmetall oder dergleicher bestückt. Es ist jedoch dem Fachmann klar, dass auch eine andere Bestückung gewählt werden kann, und dass je nach dem Verwendungszweck Abweichungen von der im Ausführungsbeispiel gezeigten Konstruktion gemacht werden können.In the embodiment shown, the crown body and the broaching jaws are equipped with drill pins 35 made of hard metal or the like. However, it is within the skill of the art it is clear that other equipment can also be selected, and that depending on the Intended use Deviations from the construction shown in the exemplary embodiment can be made.

So ist es zum Beispiel möglich, wie in Fig. 1 gezeigt, eine Festhalterung vorzusehen, die aus einem in einer Bohrung 37 beweglichen Kolben 39 und einer Feder 41 besteht, wobei der Molen!39 in eine Kerbe 43 des Räumbackens 13 eingreifen kann, um diesen festzuhalten. Die Bohrung37 ist über einen Kanal 38 mit dem Spülwasserkanal 23 verbunden, so dass der auf den Kolben wirkende Spülwasserdruck die Räumbacke 13 im Betrieb mit grosser Kraft in ihrer Position hält.For example, as shown in FIG. 1, it is possible to hold it in place to provide, consisting of a piston 39 movable in a bore 37 and a spring 41 consists, wherein the mole! 39 can engage in a notch 43 of the broaching jaw 13, to hold on to it. The bore 37 is connected to the flushing water channel via a channel 38 23 connected so that the flushing water pressure acting on the piston clears the jaw 13 holds in its position with great force during operation.

Die Erfindung eignet sich vor allem für Ueberlagerungsbohrungen unter Verwendung von Futterrohren, aber auch für Tiefbohrungen im Fels, für Brunnenbohrungen und dergleichen.The invention is particularly suitable for overlay bores under Use of casing pipes, but also for deep drilling in rock, for drilling wells and the same.

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Claims

Claims 1. Drill bit with a bit body and a reamer device, in particular for drilling overlay, characterized in that the The reamer device is arranged on the front side in the crown body (11) of the drill bit (10) is and has at least one Räumbacken (13) in a guide (15) in The crown body (11) can be displaced outwards when drilling and when the drill bit is withdrawn (10) is slidable back inward from the borehole.

2. Drill bit according to claim 1, characterized in that the reamer device has a plurality of reamer jaws (13) distributed over the end face.

3. Drill bit according to claim 1 or 2, characterized in that the broaching jaws seen in the drilling direction at an acute angle to the drilling axis (32) are arranged.

4. Drill bit according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the crown body has a chamber (19) for each broaching jaw (13) which communicates at one end with a flushing water channel (23) and is designed in this way is that it receives the broaching jaw (13) at the other end when the drill bit (10) is withdrawn from the wellbore.

5. Drill bit according to claim 4, characterized in that a stop (17) is provided, which limits the outward displacement of the broaching jaw (13) so that that at said other end of the chamber (19) an opening (29) is created dew the rinsing water can escape.

E. drill bit according to one of claims 1 to 5, characterized in that that the broaching jaw (13) has a surface (31) at its outer end, which in such a way is set obliquely to the drilling axis (32) that it is when retracting the drill bit (10) from the borehole on the casing (33) abuts ud pushing back the broaching jaw (13) inwardly.

7. Drill bit according to one of claims 1 to 6, characterized in that that the crown body (11) and the broaching jaws (13) are studded with pins.

8. Drill bit according to one of claims 1 to 7, characterized in that that in a hole (37) in the crown body (11), which is connected to the flushing water channel <43) in communication, a piston (39) is provided to operate the reamer jaw 13) held in position by the flushing water pressure.