DE102007007766A1 - Boring tool e.g. rod-driven boring tool, component for horizontal boring, has two metallic end caps defining ends respectively, where non-metallic housing section extends between two end caps - Google Patents

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Abstract

The component (2) has a metallic end cap (3) defining an end, and another metallic end cap (4) defining an end lying opposite to the former end in a direction of a longitudinal axis of the component. A non-metallic housing section (5) is extended between the two end caps, and the former end cap is connected with the non-metallic housing section at a side. The former end cap comprises a connection (6) to a drilling rod on an opposite side of the end cap. A transmitter, arranged in the housing section consists of layers of carbon fibers, which are connected with each other.

Description

Die Erfindung betrifft ein Bauteil eines Bohrwerkzeugs für das Horizontalbohren, das einen eigenständigen Abschnitt des Bohrwerkzeugs bildet.The The invention relates to a component of a drilling tool for horizontal drilling, which is a separate section of the drilling tool forms.

Beim Horizontalbohren werden in der Regel zwei Bohrwerkzeugstypen eingesetzt, nämlich sogenannte Erdraketen, die sich selbständig durch das Erdreich bewegen und gestängegetriebene Bohrköpfe, die am Anfang bzw. je nach Vortriebsart (Druck bzw. Zug) am Ende eines Gestänges einen Bohrkopf, beispielsweise einen Bohrmeißel oder eine Bohrkrone oder dergleichen aufweisen. Im Stand der Technik werden die Bauteile eines Bohrwerkzeugs in der Regel vollständig aus metallischen Werkstoffen hergestellt. Metallische Werkstoffe sind zum einen in der Fertigung gut handhabbar und weisen zum anderen die nötige Steifigkeit auf, um die beim Horizontalbohren vom Bohrstrang zu übertragenden Zug-, Druck-, Torsions- und/oder Biegekräfte zu übertragen.At the Horizontal boring typically uses two types of boring tools namely so-called ground rockets that are self-sufficient moving through the soil and rod driven drill heads, at the beginning or depending on the driving mode (pressure or train) at the end a linkage a drill head, such as a drill bit or a drill bit or the like. In the prior art the components of a drilling tool usually complete made of metallic materials. metallic materials On the one hand, they are easy to handle in production and, on the other, have the same necessary rigidity to the horizontal drilling of Bohrstrang to be transmitted tensile, compressive, torsional and / or To transfer bending forces.

Zur Steuerung bzw. Regelung des Bohrfortschritts werden bei bestimmten Horizontalbohrverfahren Meßgeräte in dem Bohrwerkzeug angeordnet. Meistens sind diese Meßgeräte im Bereich des Bohrkopfs angeordnet und können die Lage des Bohrkopfes im Raum sowie dessen sogenannte "Verrollung" ermitteln, also die rotatorische Ausrichtung eines asymmetrischen Bohrkopfes im Verhältnis zu einer Referenzausrichtung. Die von der Meßvorrichtung erzeugten Meßsignale können über Kabel an die Erdoberfläche übertragen werden. Die Meßsignale können jedoch auch per Funk an die Erdoberfläche gesendet werden.to Control of the drilling progress are at certain Horizontal drilling method Measuring instruments in the drilling tool arranged. Mostly these meters are in the range arranged the drill head and can the position of the drill head in the room as well as its so-called "roll-up" determine, thus the Rotational alignment of an asymmetric drill head in relation to a reference orientation. The generated by the measuring device Measuring signals can be transmitted to the earth's surface via cables become. However, the measuring signals can also per Radio to be sent to the earth's surface.

Alternativ zu der Erzeugung des Meßsignals in einer Meßvorrichtung im Bohrstrang bzw. am Bohrkopf sind Verfahren vorgeschlagen worden, bei denen ein Magnet im Bohrwerkzeug, insbesondere im Bereich des Bohrkopfs, vorgesehen wird. Aus der Änderung des Magnetfelds eines (separat) rotatorisch angetriebenen Magnets bzw. eines stationär im Bohrkopf und mit dem Bohrkopf rotierenden Magnets kann durch Messung der Magnetfeldänderungen an der Erdoberfläche die Lage des Magneten im Erdreich bzw. die Lage des Bohrkopfs im Erdreich ermittelt werden. Ein derartiges Verfahren ist beispielsweise in DE 102 25 518 B4 beschrieben.As an alternative to the generation of the measurement signal in a measuring device in the drill string or on the drill head, methods have been proposed in which a magnet is provided in the drilling tool, in particular in the region of the drill head. From the change in the magnetic field of a (separately) rotationally driven magnet or a magnet stationary in the drill head and rotating with the drill head can be determined by measuring the magnetic field changes on the earth's surface, the position of the magnet in the ground or the position of the drill head in the ground. Such a method is for example in DE 102 25 518 B4 described.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Bauteil eines Bohrwerkzeugs für das Horizontalbohren, das einen eigenständigen Abschnitt des Bohrwerkzeugs bildet, vorzuschlagen, das insbesondere einen besseren Einsatz der vorbeschriebenen Ortungsverfahren erlaubt.In front In this background, the invention is based on the object Component of a drilling tool for horizontal drilling, the forms a separate section of the drilling tool, to propose, in particular, a better use of the above Location method allowed.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen wiedergegeben.These The object is solved by the subject matter of claim 1. Advantageous embodiments are in the subclaims played.

Die Erfindung geht von dem Grundgedanken aus, ein Segment des Bohrwerkzeugs nichtmetallisch auszubilden. Hierzu weist das erfindungsgemäße Bauteil ein erstes, vorzugsweise metallisches Endstück, das ein erstes Ende definiert, und ein zweites, vorzugsweise metallisches Endstück auf, das ein dem ersten Ende in Richtung der Längsachse des Bauteils gegenüberliegendes, zweites Ende definiert. Zwischen dem ersten Endstück und dem zweiten Endstück erstreckt sich ein nichtmetallischer Gehäuseabschnitt. Dieser nichtmetallischer Gehäuseabschnitt ist insbesondere bevorzugt zumindest teilweise aus Carbonfasern oder aus einer Keramik hergestellt. Ein nichtmetallischer Gehäuseabschnitt bietet unter anderem in einer bevorzugten Ausführungsform den Vorteil, daß die von einem in dem nichtmetallischen Gehäuseabschnitt angeordneten Sender ausgesandten elektromagnetischen Wellen oder sich um einen in dem Gehäuseabschnitt angeordneten Magneten ausbildende Magnetfelder sich im wesentlichen durch das es umgebende Gehäuse ungehindert ausbreiten können. Dadurch wird der Empfang der elektromagnetischen Wellen an der Erdoberfläche verbessert bzw. die Ortung erleichtert, da Störeinflüsse durch den Gehäuseabschnitt nicht berücksichtigt werden müssen.The The invention is based on the idea of a segment of the drilling tool non-metallic form. For this purpose, the inventive Component a first, preferably metallic end piece, which defines a first end, and a second, preferably metallic Tail on, which is the first end in the direction of the longitudinal axis the component opposite, defined second end. Between extending the first end piece and the second end piece a non-metallic housing section. This non-metallic Housing section is particularly preferably at least partially made of carbon fibers or a ceramic. A nonmetallic Housing section offers, inter alia, in a preferred Embodiment the advantage that the of a arranged in the non-metallic housing portion Transmitter emitted electromagnetic waves or around a forming magnets arranged in the housing section Magnetic fields are essentially due to the surrounding housing can spread unhindered. This will cause the reception of the electromagnetic waves on the earth's surface improved or locating facilitates because of interference not taken into account by the housing section Need to become.

Das Bauteil stellt einen eigenständigen Abschnitt des Bohrwerkzeugs dar. Es wird also in Radialrichtung zur Längsachse des Bohrwerkzeugs nicht von anderen Bauteilen des Bohrwerkzeugs umgeben oder überbrückt und ist auch nicht in Bezug auf die Längsachse des Bohrwerkzeugs seitlich an einem anderen Bauteil des Bohrwerkzeugs angeordnet.The Component represents a separate section of the drilling tool It is thus in the radial direction to the longitudinal axis of Drill tool is not surrounded or bridged by other components of the drilling tool and also not with respect to the longitudinal axis of the drilling tool arranged laterally on another component of the drilling tool.

Die nächsten Teile des Bohrwerkzeugs schließen sich an dem ersten und/oder dem zweiten Ende an. Das erfindungsgemäße Bauteil kann das Endstück einer Erdrakete sein, so daß sich lediglich am zweiten Ende des erfindungsgemäßen Bauteils ein weiteres Bauteil des Bohrwerkzeugs befindet, nämlich der Bohrkopf bzw. die Bohrkrone, während sich am ersten Ende ein Adapter zur Befestigung des durch die Erdrakete in das Erdreich einzubringenden Kabels oder des durch die Erdrakete einzubringenden Rohrs befindet. Alternativ kann das erfindungsgemäße Bauteil ein Mittenstück einer Erdrakete ausbilden, so daß sich sowohl am zweiten Ende als auch am ersten Ende weitere Bauteile der Erdrakete anschließen. Insbesondere bevorzugt ist das erfindungsgemäße Bauteil jedoch Teil eines gestängegetriebenen Bohrwerkzeugs, so daß sich sowohl am ersten Ende als auch am zweiten Ende weitere Bauteile dieses Bohrstrangs (gestängegetriebenes Bohrwerkzeug) befinden, also beispielsweise an dem zweiten Ende ein Bohrkopf und an dem ersten Ende ein Bohrgestänge folgen.The next parts of the drilling tool close at the first and / or the second end. The invention Component may be the tail of an earth rocket, so that only at the second end of the invention Component is another component of the drilling tool, namely the drill head or the drill bit, while at the first End of an adapter for fixing the ground through the rocket in the Soil to be introduced or the cable to be introduced by the Erdrakete Tube is located. Alternatively, the inventive Component form a center piece of an earth rocket, so that both at the second end and at the first end other components connect the earth rocket. This is particularly preferred Component according to the invention, however, part of a rod-driven Drilling tool, so that both at the first end and At the second end, further components of this drill string (rod-driven Drill tool), so for example at the second end a drill head and at the first end a drill pipe follow.

Bohrwerkzeuge für das Horizontalbohren weisen in der Ebene senkrecht zur Längsachse des Bohrwerkzeugs in der Regel einen kreisförmigen Querschnitt auf. In der Regel sind sie zudem zylinderförmig aufgebaut, insbesondere wenn sie als Erdraketen ausgeführt sind. In einer bevorzugten Ausführungsform weist das erfindungsgemäße Bauteil demzufolge in der Ebene senkrecht zu seiner Längsachse einen kreisförmigen Querschnitt auf und ist insbesondere bevorzugt zylindrisch ausgebildet.Drilling tools for horizontal drilling point in the plane perpendicular to the longitudinal axis of Drill tool usually has a circular cross section. In general, they are also cylindrical, especially if they are designed as Erdraketen. In a preferred embodiment, the component according to the invention consequently has a circular cross-section in the plane perpendicular to its longitudinal axis and is particularly preferably cylindrical.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das erste Endstück an der einen Seite mit dem nichtmetallischen Gehäuseabschnitt verbunden und weist an seiner gegenüberliegenden Seite ein Anschluß für ein Bohrgestänge auf. Ein solcher Anschluß für ein Bohrgestänge kann insbesondere ein Außen- oder Innengewinde sein. Da jedoch auch andere Verbindungsarten für die Verbindung von Schüssen eines Bohrgestänges untereinander bekannt sind, wie beispielsweise Bajonettverschlüsse oder sogenannte "Quicklock"-Anschlüsse, ist die Form des für die Verbindung des erfindungsgemäßen Bauteils mit dem am Bohrgestänge vorgesehenen Anschluß nicht auf Gewindeformen beschränkt, sondern kann jegliche für die Verbindung mit einem Bohrgestänge geeignete Form aufweisen.In a preferred embodiment is the first end piece on one side with the non-metallic housing portion connected and points to its opposite side a connection for a drill pipe on. Such a connection for a drill pipe may in particular be an external or internal thread. There but also other connection types for the connection shots of a drill string with each other are known, such as bayonet or so-called "Quicklock" connections, is the form of for the connection of the component according to the invention not with the connection provided on the drill string limited to thread forms, but can be any for have the connection with a drill string suitable shape.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das zweite Endstück an der einen Seite mit dem nichtmetallischen Gehäuseabschnitt verbunden und weist auf seiner gegenüberliegenden Seite einen Anschluß für einen Bohrkopf auf. Dabei wird insbesondere als Anschluß für einen Bohrkopf auch eine Verbindung verstanden, wie sie beispielsweise durch Schweißen hergestellt wird. In der Regel sind Bohrköpfe jedoch auswechselbar vorgesehen, so daß der an dem erfindungsgemäßen Bauteil vorgesehene Anschluß für einen Bohrkopf insbesondere auch als Anschluß für einen auswechselbaren Bohrkopf ausgebildet sein kann, beispielsweise ein Gewinde aufweisen kann oder Ausnehmungen für das Einführen von Haltestiften aufweisen kann.In a preferred embodiment is the second end piece on one side with the non-metallic housing portion connected and pointing to its opposite side a connection for a drill head on. It will especially as a connection for a drill head also understood a connection, such as by welding will be produced. As a rule, drill heads are interchangeable provided so that the at the inventive Component provided connection for a drill head especially as a connection for a replaceable Drill can be formed, for example, have a thread can or recesses for the insertion of retaining pins can have.

Die Verbindung des ersten Endstücks und/oder die Verbindung des zweiten Endstücks mit dem nichtmetallischen Gehäuseabschnitt kann verschiedenartig ausgebildet sein. Dabei können die für das erste Endstück und die für das zweite Endstück vorgesehenen Verbindungsarten gleich oder unterschiedlich sein. In einer bevorzugten Ausführungsform weist mindestens ein Endstück einen sich in Richtung auf den nichtmetallischen Gehäuseabschnitt erstreckenden Flansch auf. Dieser kann – in Radialrichtung in Bezug auf die Längsachse gesehen – innen in den nichtmetallischen Gehäuseabschnitt eingeschoben oder von außen über den nichtmetallischen Gehäuseabschnitt geschoben werden. In einer bevorzugten Ausführungsform wird der Flansch mit dem nichtmetallischen Gehäuseabschnitt verklebt. Ergänzend oder alternativ können der metallische Gehäuseabschnitt und der Flansch derart ausgebildet sein, daß sich zwischen ihnen ein Preßsitz ausbildet. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind zwei Flansche vorgesehen, zwischen die der nichtmetallische Gehäuseabschnitt geschoben wird, so daß – wiederum in Radialrichtung in Bezug auf die Längsachse des Bauteils gesehen – ein Flansch innen an den nichtmetallischen Gehäuseabschnitt angreift und der zweite Flansch außen an den nichtmetallischen Gehäuseabschnitt angreift. Diese Flansche können mit dem nichtmetallischen Gehäuseabschnitt verklebt werden. Alternativ oder ergänzend können der nichtmetallische Gehäuseabschnitt und die Flansche derart ausgebildet sein, daß sich ein Preßsitz zwischen ihnen ausbildet.The Connection of the first end piece and / or the connection the second end piece with the non-metallic housing portion can be designed in various ways. The can for the first tail and for the second end provided connection types same or be different. In a preferred embodiment has at least one end piece in the direction of the non-metallic housing portion extending flange on. This can - in the radial direction with respect to the longitudinal axis seen - inserted inside the non-metallic housing portion or from the outside via the non-metallic housing section be pushed. In a preferred embodiment becomes the flange with the non-metallic housing section bonded. In addition or alternatively, the metallic housing portion and the flange formed in such a way be that between them a press fit is formed. In a particularly preferred embodiment, two Flanges provided, pushed between the non-metallic housing portion is, so that - again in the radial direction in relation seen on the longitudinal axis of the component - a flange inside attacking the non-metallic housing portion and the second flange on the outside of the non-metallic housing portion attacks. These flanges can with the non-metallic Glued housing section. Alternative or supplementary can the non-metallic housing section and the flanges are designed such that an interference fit between them.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Flächen des Endstücks, die mit dem Gehäuseabschnitt in Kontakt kommen, zur Verbesserung der Verbindung mit dem nichtmetallischen Gehäuseabschnitt präpariert. Insbesondere bevorzugt sind die Kontaktflächen angerauht. Die Metallflächen können Rädelungen oder Riefen, insbesondere bevorzugt gewindeförmige Riefen, aufweisen.In In a preferred embodiment, the surfaces are of the end piece, with the housing section in Contact, to improve the connection with the non-metallic Housing section prepared. Especially preferred the contact surfaces are roughened. The metal surfaces can be grooves or grooves, particularly preferably thread-shaped Riefen, exhibit.

Die Verbindung des nichtmetallischen Gehäuseabschnitts mit dem Endstück kann zudem verbessert werden, wenn gemäß einer bevorzugten Ausführungsform Stufen oder konische Flächen vorgesehen sind. Die Stufen bzw. die konischen Flächen können in einer besonders bevorzugten Ausführungsform ebenfalls präparierte Oberflächen aufweisen.The Connection of the non-metallic housing section with the tail can also be improved if, according to a preferred embodiment of steps or conical surfaces are provided. The steps or the conical surfaces can in a particularly preferred embodiment as well have prepared surfaces.

Die Verbindung zwischen dem Endstück und dem nichtmetallischen Gehäuseabschnitt kann, wenn dieser aus Carbonfasern hergestellt wird, dadurch erzeugt werden, daß die Carbonfasermatten naß um das Endstück gewickelt werden, beispielsweise naß um einen an dem Endstück ausgebildeten Flansch gewickelt werden.The Connection between the tail and the non-metallic Housing section, if made of carbon fibers is generated by the carbon fiber mats wet around the tail to be wound, for example, wet a flange formed on the end piece can be wound.

In bevorzugten Ausführungsform ist in dem nichtmetallischen Gehäuseabschnitt ein Sender zum Aussenden bzw. Empfangen von elektromagnetischen Signalen angeordnet. Ergänzend oder alternativ ist in dem Gehäuse ein Magnet, beispielsweise ein Permanentmagnet oder ein Elektromagnet angeordnet. Es können Antriebe in dem nichtmetallischen Gehäuseabschnitt vorgesehen sein, die den Magneten innerhalb des Gehäuses bewegen können, insbesondere bevorzugt rotieren können. Insbesondere bevorzugt wird das erfindungsgemäße Bauteil bei der Durchführung eines Verfahrens eingesetzt, wie es in DE 102 25 518 B4 beschrieben wird.In a preferred embodiment, a transmitter for emitting or receiving electromagnetic signals is arranged in the non-metallic housing section. Additionally or alternatively, a magnet, for example a permanent magnet or an electromagnet, is arranged in the housing. Drives can be provided in the non-metallic housing section, which can move the magnet within the housing, in particular preferably can rotate. The component according to the invention is particularly preferably used in the implementation of a method as described in US Pat DE 102 25 518 B4 is described.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind das erste und das zweite Endstück sowie der nichtmetallische Gehäuseabschnitt derart ausgebildet, daß der nichtmetallische Gehäuseabschnitt die beim Horizontalbohren vom Bohrwerkzeug (Bohrstrang) übertragenen Zug-, Druck-, Torsions- und/oder Biegekräfte von dem einen Endstück auf das zweite Endstück überträgt. Das erfindungsgemäße Bauteil ist in dieser Ausführungsform demnach so ausgebildet, daß neben dem nichtmetallischen Gehäuseabschnitt, beispielsweise innerhalb dieses Gehäuseabschnitts, keine weiteren Elemente des erfindungsgemäßen Bauteils vorgesehen sind, die die beim Horizontalbohren vom Bohrstrang übertragenen Zug-, Druck-, Torsions- und/oder Biegekräfte von dem einen Endstück auf das weitere Endstück wesentlich übertragen können. Die Übertragung dieser Kräfte erfolgt in dieser erfindungsgemäßen Ausführungsform ausschließlich über dem nichtmetallischen Gehäuseabschnitt. Dies stellt erhöhte Anforderungen an die Auslegung des nichtmetallischen Gehäuseabschnitts, vereinfacht jedoch den Aufbau des erfindungsgemäßen Bauteils.In a preferred embodiment, the first and the second end piece and the non-metallic housing portion are formed such that the non-metallic housing portion which during horizontal drilling of the drilling tool (drill string) transmitted tensile, compressive, torsional and / or bending forces from the one end piece to the second end piece transmits. The component according to the invention is thus designed in this embodiment, that in addition to the non-metallic housing portion, for example within this housing portion, no further elements of the component according to the invention are provided, which transmitted during horizontal drilling of the drill string tensile, compressive, torsional and / or bending forces can transfer substantially from the one end piece on the other end piece. The transmission of these forces takes place in this embodiment of the invention exclusively on the non-metallic housing section. This places increased demands on the design of the non-metallic housing section, but simplifies the construction of the component according to the invention.

Bei Bohrwerkzeugen für das Horizontalbohren übertragen die einzelnen Abschnitte dieses Bohrwerkzeugs Kräfte. Wird ein Bohrkopf beispielsweise durch ein Gestänge vorgetrieben, so muß jeder Abschnitt des Gestänges und des Bohrkopfs Zug- bzw. (abhängig von der Vortriebsart) Druckkräfte übertragen. Ferner können, insbesondere beim rotatorischen Antreiben eines Bohrwerkzeugs, Torsionskräfte um die Längsachse des Bohrwerkzeugs auftreten. Auch diese müssen von dem jeweiligen Abschnitten des Bohrwerkzeugs übertragen werden. Insbesondere bei Änderungen der Bohrvortriebsrichtung (sogenanntes gesteuertes Bohren), aber auch beispielsweise bei in die Bohrtrasse hineinragenden Felseinschlüssen oder dergleichen müssen die einzelnen Abschnitte des Bohrwerkzeugs Biegekräfte um eine senkrecht zur Längsachse stehende Achse aufnehmen können bzw. übertragen können. In dieser bevorzugten Ausführungsform ist der nichtmetallische Gehäuseabschnitt, beispielsweise eine diesen nichtmetallischen Gehäuseabschnitt bildende zylindrische Hülse aus Carbonfasermatten oder aus Keramik, derart ausgebildet, daß sie allein diese Zug-, Druck-, Torsions- und/oder Biegekräfte von dem einen Endstück auf das zweite Endstück übertragen kann, ohne daß weitere Verbindungsstücke zwischen diesen Endstücken vorgesehen sein müssen, die das Übertragen dieser Kräfte unterstützen.at Transfer drilling tools for horizontal drilling the individual sections of this drilling tool forces. Becomes a drill head, for example, driven by a linkage, so must each section of the linkage and the drill head Tensile or (depending on the driving mode) transmitted compressive forces. Furthermore, especially during rotational driving a drilling tool, torsional forces about the longitudinal axis of the drilling tool occur. These too must be of the be transferred to respective sections of the drilling tool. In particular, with changes in Bohrvortriebsrichtung (so-called Controlled drilling), but also for example in the drill pipe protruding Feleinschlüssen or the like the individual sections of the drilling tool bending forces to record an axis perpendicular to the longitudinal axis can or can transfer. In this preferred embodiment is the non-metallic housing section, for example, a non-metallic housing section forming cylindrical sleeve of carbon fiber mats or made of ceramic, designed to Pressure, torsional and / or bending forces of the one end piece can transfer to the second end without further Connectors provided between these end pieces who must be transferring those powers support.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der nichtmetallische Gehäuseabschnitt aus miteinander verbundenen Lagen von Carbonfasern hergestellt. Derartige Werkstoffe haben sich auch beim Übertragen großer Kräfte bewährt.In a particularly preferred embodiment is the non-metallic Housing section of interconnected layers of Carbon fibers produced. Such materials have also been transferred proven to great forces.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist der nichtmetallische Gehäuseabschnitt eine Außenschicht und zumindest eine Innenschicht auf, wobei die Carbonfasern in der Außenschicht in die sogenannten 0-Richtung, also in Richtung der Längsachse des Gehäuseabschnitts, ausgerichtet sind. In einer weiter bevorzugten Ausführungsform weist der nichtmetallische Gehäuseabschnitt eine Außenschicht und zumindest eine Innenschicht auf, wobei die Carbonfaser in der Innenschicht in die sogenannte +/–45°-Richtung der Längsachse ausgerichtet sind. Insbesondere bevorzugt ist der nichtmetallische Gehäuseabschnitt derart ausgebildet, daß in der Außenschicht die Carbonfasern in die sogenannte 0-Richtung der Längsachse ausgerichtet sind, während die Carbonfasern in den der darunterliegenden Innenschichten in die sogenannten +/–45%-Richtung ausgerichtet sind. Ein derartiger Schichtaufbau eignet sich besonders gut zum Übertragen der beim Horizontalbohren vom Bohrstrang zu übertragenden Kräfte.In a preferred embodiment, the non-metallic Housing section an outer layer and at least an inner layer, wherein the carbon fibers in the outer layer in the so-called 0-direction, ie in the direction of the longitudinal axis of the housing section, are aligned. In a further preferred embodiment, the non-metallic Housing section an outer layer and at least an inner layer, wherein the carbon fiber in the inner layer in the so-called +/- 45 ° direction of the longitudinal axis are aligned. Particularly preferred is the non-metallic housing section formed such that in the outer layer, the Carbon fibers in the so-called 0-direction of the longitudinal axis are aligned while the carbon fibers in the underlying inner layers in the so-called +/- 45% direction aligned are. Such a layer structure is particularly well suited for transmission the horizontal forces boring from the drill string to be transmitted forces.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist der nichtmetallische Gehäuseabschnitt aus einem Grundwerkstoff, beispielsweise einem Schichtaufbau aus Carbonfasern oder aus Keramik hergestellt, wobei der Grundwerkstoff an der Außenseite mit einem Verschleißschutz überzogen ist. Dieser Verschleißschutz ist insbesondere bevorzugt eine nichtmetallische Beschichtung. Der Verschleißschutz kann beispielsweise aus Aramidfasern, aus PUR, aus Gummi oder aus anderen Fasern bestehen.In a preferred embodiment is the non-metallic Housing section of a base material, for example a layered structure made of carbon fibers or ceramic, wherein the base material coated on the outside with a wear protection is. This wear protection is particularly preferred a non-metallic coating. The wear protection For example, aramid fibers, PUR, rubber or consist of other fibers.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellenden Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:following The invention is based on a merely one embodiment The invention illustrative drawing explained in more detail. Show:

1 einen Teil eines Bohrwerkzeugs mit einem erfindungsgemäßen Bauteil mit einer am Ende des zweiten Endstücks angeordneten Bohrkrone in einer seitlichen Draufsicht und 1 a portion of a drilling tool with a component according to the invention with a drill bit arranged at the end of the second end piece in a lateral plan view and

2 den Teil eines Bohrwerkzeugs nach 1 mit einer teilweisen Schnittdarstellung im Bereich des erfindungsgemäßen Bauteils. 2 the part of a drilling tool 1 with a partial sectional view in the region of the component according to the invention.

In den Fig. werden Teile eines gestängegetriebenen Bohrwerkzeugs dargestellt, nämlich eine Bohrkrone 1 und als eigenständigen Abschnitt des Bohrwerkzeugs das sich an die Bohrkrone 1 anschließende erfindungsgemäße Bauteil 2. Das erfindungsgemäße Bauteil 2 weist ein erstes metallisches Endstück 3 auf, das ein erstes Ende definiert. Ferner ist ein zweites metallisches Endstück 4 vorgesehen, das ein dem ersten Ende in Richtung der Längsachse des Bauteils 2 gegenüberliegendes, zweites Ende definiert. Zwischen dem ersten Endstück 3 und dem zweiten Endstück 4 erstreckt sich ein nichtmetallischer Gehäuseabschnitt 5.In the figures, parts of a rod-driven drilling tool are shown, namely a drill bit 1 and as a separate section of the drill that fits to the drill bit 1 subsequent component according to the invention 2 , The component according to the invention 2 has a first metallic end piece 3 which defines a first end. Further, a second metallic end piece 4 provided, which is a first end in the direction of the longitudinal axis of the component 2 opposite, second end defined. Between the first tail 3 and the second tail 4 extends a non-metallic housing portion 5 ,

Das erste Endstück 3 ist an seiner einen Seite mit dem nichtmetallischen Gehäuseabschnitt 5 verbunden und weist an seiner gegenüberliegenden Seite einen Anschluß 6 für ein Bohrgestänge auf. Dieser Anschluß ist als sich konisch verjüngendes Außengewinde ausgebildet.The first tail 3 is on its one side with the non-metallic housing section 5 connected and has on its opposite side a connection 6 for a drill pipe on. This connection is tapered as a conical External thread formed.

Das zweite Endstück 4 ist an seiner einen Seite mit dem nichtmetallischen Gehäuseabschnitt 5 verbunden und weist an seiner gegenüberliegenden Seite einen Anschluß für den Bohrkopf 1 auf. Dieser Anschluß weist insbesondere eine Aufnahme für einen Haltestift 7 auf. Die Bohrkrone wird in einer Ausnehmung des Bohrkopf-Anschluß des zweiten Endstücks 4 eingeschoben. Dann wird der Haltestift 7 von außen sowohl durch die in dem zweiten Endstück vorgesehene Ausnehmung als auch eine in der Bohr krone 1 vorgesehene Ausnehmung geschoben und verbindet damit die Bohrkrone 1 mit dem zweiten Endstück 4.The second tail 4 is on its one side with the non-metallic housing section 5 connected and has on its opposite side a connection for the drill head 1 on. This connection has in particular a receptacle for a retaining pin 7 on. The drill bit is in a recess of the drill head connection of the second end piece 4 inserted. Then the holding pin 7 from the outside both through the opening provided in the second end recess and a crown in the drill 1 provided recess pushed and thus connects the drill bit 1 with the second tail 4 ,

Wie insbesondere der 2 entnommen werden kann, weisen die Endstücke 3, 4 Flansche 8, 9 auf. Das jeweilige Ende des nichtmetallischen Gehäuseabschnitts 5 ist mit diesen Flanschen 8, 9 verklebt.How the particular 2 can be removed, have the tails 3 . 4 flanges 8th . 9 on. The respective end of the non-metallic housing section 5 is with these flanges 8th . 9 bonded.

Wie die 2 zeigt, ist in dem nichtmetallischen Gehäuseabschnitt 5 ein Rotationsmagnet 10 vorgesehen, der zur Ortung dieses Stücks des Bohrwerkzeugs für das Horizontalbohren eingesetzt werden kann, wie beispielsweise nach dem in DE 102 25 518 B4 beschriebenen Verfahren.As the 2 is in the non-metallic housing section 5 a rotary magnet 10 provided, which can be used to locate this piece of drilling tool for horizontal drilling, such as after in DE 102 25 518 B4 described method.

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  • - DE 10225518 B4 [0004, 0017, 0030] - DE 10225518 B4 [0004, 0017, 0030]

Claims (9)

Bauteil (2) eines Bohrwerkzeugs für das Horizontalbohren, das einen eigenständigen Abschnitt des Bohrwerkzeugs bildet, gekennzeichnet durch – ein erstes Endstück (3), das ein erstes Ende definiert, – ein zweites Endstück (4), das ein dem ersten Ende in Richtung der Längsachse des Bauteils gegenüberliegendes, zweites Ende definiert und – einen nichtmetallischen Gehäuseabschnitt (5), der sich zwischen dem ersten (3) Endstück und dem zweiten Endstück (4) erstreckt.Component ( 2 ) of a horizontal drilling tool, which forms an independent section of the drilling tool, characterized by - a first end piece ( 3 ) defining a first end, - a second tail ( 4 ), which defines a second end opposite the first end in the direction of the longitudinal axis of the component, and - a non-metallic housing section ( 5 ), which is between the first ( 3 ) Tail and the second tail ( 4 ). Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Endstück (3) an der einen Seite mit dem nichtmetallischen Gehäuseabschnitt (5) verbunden ist und an seiner gegenüberliegenden Seite einen Anschluß (6) für ein Bohrgestänge aufweist.Component according to Claim 1, characterized in that the first end piece ( 3 ) on one side with the non-metallic housing portion ( 5 ) and on its opposite side a connection ( 6 ) for a drill pipe. Bauteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite (4) Endstück an der einen Seite mit dem nichtmetallischen Gehäuseabschnitt (5) verbunden ist und an seiner gegenüberliegenden Seite einen Anschluß für einen Bohrkopf (1) aufweist.Component according to Claim 1 or 2, characterized in that the second ( 4 ) End piece on one side with the non-metallic housing section ( 5 ) and at its opposite side a connection for a drill head ( 1 ) having. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dem nichtmetallischen Gehäuseabschnitt (5) ein Sender angeordnet ist.Component according to one of claims 1 to 3, characterized in that in the non-metallic housing section ( 5 ) a transmitter is arranged. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und zweite Endstück (3, 4) sowie der nichtmetallische Gehäuseabschnitt (5) derart ausgebildet sind, daß der nichtmetallische Gehäuseabschnitt (5) die beim Horizontalbohren vom Bohrwerkzeug übertragenen Zug-, Druck-, Torsions- und/oder Biegekräfte von dem einen Endstück (3; 4) auf das weitere Endstück (4; 3) überträgt.Component according to one of claims 1 to 4, characterized in that the first and second end piece ( 3 . 4 ) and the non-metallic housing section ( 5 ) are formed such that the non-metallic housing portion ( 5 ) the tensile, compressive, torsional and / or bending forces transmitted by the drilling tool during horizontal drilling of the one end piece ( 3 ; 4 ) on the further tail ( 4 ; 3 ) transmits. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der nichtmetallische Gehäuseabschnitt (5) aus miteinander verbundenen Lagen von Carbonfasern besteht.Component according to one of claims 1 to 5, characterized in that the non-metallic housing section ( 5 ) consists of interconnected layers of carbon fibers. Bauteil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der nichtmetallische Gehäuseabschnitt (5) eine Außenschicht und zumindest eine Innenschicht aufweist und die Carbonfasern in der Außenschicht in 0°-Richtung der Längsachse ausgerichtet sind.Component according to claim 6, characterized in that the non-metallic housing section ( 5 ) has an outer layer and at least one inner layer and the carbon fibers are aligned in the outer layer in the 0 ° direction of the longitudinal axis. Bauteil nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der nichtmetallische Gehäuseabschnitt (5) eine Außenschicht und zumindest eine Innenschicht aufweist und die Carbonfasern in der Innenschicht in +/–45°-Richtung der Längsachse ausgerichtet sind.Component according to Claim 6 or 7, characterized in that the non-metallic housing section ( 5 ) has an outer layer and at least one inner layer and the carbon fibers are aligned in the inner layer in a +/- 45 ° direction of the longitudinal axis. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der nichtmetallische Gehäuseabschnitt (5) aus einem Grundwerkstoff hergestellt ist, der an der Außenseite mit einer Verschleißschutzschicht überzogen ist.Component according to one of claims 1 to 8, characterized in that the non-metallic housing section ( 5 ) is made of a base material, which is coated on the outside with a wear protection layer.
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