AT141616B - Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung des Kernes bei Tiefbohrvorrichtungen. - Google Patents

Description

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  Verfahren und   Vorrichtung   zur   Gpwinnuna :   des Kernes   bei   Tiefbohrvorriehtungen. 



   Die Erfindung betrifft Vorrichtungen für Tiefbohrungen mit drehender Arbeitsbewegung, bei denen in einem äusseren, mit einer Bohrkrone versehenen, sich drehenden Rohrsystem ein frei stehendes inneres Rohrsystem angeordnet ist. 



   Bei den bekannten Vorrichtungen dieser Gattung besteht ein wesentlicher Nachteil darin, dass der erbohrte Kern im Kernrohr durch eine oder mehrere mit Federn gesteuerte Klappen oder bloss durch Federn beim Hochbringen der Vorrichtung festgehalten wird. Beim Drehbohren unterliegen jedoch Federn und Klappen durch die Berührung mit dem Gestein leicht einer Beschädigung. Infolgedessen geht dann beim Hochheben der Vorrichtung der Kern entweder ganz verloren, indem er aus dem Kernrohr herausgleitet, oder es werden bloss Teile des Kernes ober Tag gebracht. Bei sehr hartem Gestein oder bei ganz lockerem Sande macht sich dieser Übelstand besonders geltend. Die verlässliche, möglichst vollständige Gewinnung des Kerns ist jedoch insbesondere bei Explorations-aber auch bei Exploitationsbohrungen eine   Grundforderung   für den Erfolg. 



   Von Bedeutung ist hiefür auch, dass während der Bohrung das Kernrohr in engem Kontakt mit der Bohrsohle bleibt, um ein   Wegspülen   des Kerns, bevor er vom Kernrohr erfasst wird, zu verhindern. 
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 seines Eigengewichtes. 



   Das Verfahren nach der Erfindung beseitigt die angeführten Mängel dadurch, dass der Kern beim Hochheben der Vorrichtung mittels einer durch Drucksteigerung des Spülwassers erzeugten Pressung festgehalten und dass das Kernrohr während des Bohrens ausser durch sein Eigengewicht noch durch einen zusätzlichen Druck gegen die Bohrsohle gepresst wird. Hiebei wird erfindungsgemäss das Spülwasser so geleitet, dass weder beim Bohren noch Hochheben Strömungen, die ein Herausspülen des Kerns aus seinem Rohr bewirken könnten, eintreten und dass beim Hochheben der auf den Kern ausgeübte Überdruck aufrechterhalten wird. 



   Fig. l zeigt sohematisch den in Betracht kommenden Teil der Vorrichtung und Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie   A--A   der   Fig. 1.   



   Das   äussere Rohrsystem j ! ist ohne   die an seinem unteren Ende angeschraubte Bohrkrone dargestellt ; das innere Rohrsystem 2, 2 a ist bis zum Einbau in dem äusseren festgeklemmt. Es ragt hiebei unten etwa 100 mm hervor. Die Vorrichtung zur Verklemmung besteht aus einem auf das innere Rohr lose aufgebrachten geteilten Ring 3 (Fig. 2), zwischen dessen Ansätzen 4 je ein um einen Zapfen 8 drehbarer Hebel 5 gelagert ist. Bei der Montage werden diese Hebel so eingestellt, dass sie sich gegen   Absätze   9, 10 des inneren bzw. äusseren Rohres und die Wände der Rohre abstützen.

   In dieser Lage liegen Vorsprünge 6 der Hebel   J   hinter Blattfedern 7, die an dem Ringe befestigt sind.   Stösst   nun das Ende des inneren Rohrsystems 2 beim Einbau auf die Bohrsohle, so werden die unteren Arme der   Hebel   durch das weiterfallende äussere Rohr 1 zunächst ihrer Stützpunkte beraubt und dann durch die Stufe 11 des   äusseren Rohrsystems J !   nach innen gedrückt. Hiebei springen die Vorsprünge der Hebel J aus ihrer geklemmten Lage hinter den Blattfedern 7 heraus, die nun eine eventuelle Wiederverspreizung der Hebel bei deren zufälligem Schwingen verhindern. 



   Die Geradführung des innern Rohrsystems ist beim Ausführungsbeispiel mit der Druckeinrichtung für das Rohr verbunden. Zu diesem Zweck ist an dem Rohr, zweckmässig an dem-wie später   ausge-   führt wird-oberen Rohrteil 2 a, eine Ringplatte 12 befestigt, auf der mit Vorspannung eine auf das Rohr aufgeschobene Schraubenfeder   J'.' ! aufruht,   die einen auf dem Rohre gleitenden, für den Durch- 

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 tritt des Spülwassers durchbrochenen, bis zur Innenwand des äusseren Rohres reichenden Ring   M, der   sich gegen den Absatz 15 stützt, trägt.

   Wenn das äussere Rohr, wie beschrieben, die Bohrsohle erreicht, übt die Schraubenfeder nach Massgabe des Voreilens des Bohrrohres gegenüber dem Kernrohr einen steigenden Druck auf das letztere   aus und gewährleistet   dessen innigen Kontakt mit der Bohrlochsohle. 



   Die Vorrichtung befindet sich nun in der Arbeitsstellung. 



   Um den Kern zu gewinnen, wird das innere Rohr aus zwei gegeneinander abgeschlossenen Rohrteilen gebildet, u. zw. einem unteren, dem eigentlichen Kernrohr 2, und einem oberen 2   a, 'das zweck-   mässig die beschriebene   Führungs-und Druekvorrichtung   trägt. Die Reibung des Ringes 14 am Absatze 15 und der Rohrwand des   Aussenrohres   könnte eine Drehung des inneren Rohrsystems hervorrufen, die vermieden werden muss. Es ist infolgedessen das abgeschlossene untere Ende des oberen Rohrteils 2 a in einer muffenartigen   Verlängerung   16 des oberen Endes des unteren Bohrteiles 2 abgedichtet und durch Einfügung eines Kugellagers 17 leicht drehbar gelagert.

   Eine zufällige Drehung des Rohrteiles 2 a über- 
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 das Eindringen von Verunreinigungen, die das obere und untere Rohr miteinander verklemmen könnten. 



   Das Kernrohr 2 ist mit einem bloss in den Raum zwischen den beiden Rohren sich   öffnenden Ventil   (Kugelventil. 18 mit Druckfeder   19)   versehen. Des weiteren sind in der Wandung des Teiles 16 Öffnungen 20 vorgesehen, in denen von Blattfedern gehaltene Kegelventile sitzen. Das Kernrohr 2 ist in seinem unteren 
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 versehen, der einer im Innern des Aussenrohres vorgesehenen   ringförmigen     Mitnehmerfläche   23 entspricht, die, sobald   das Aussenrohr   gehoben wird, den Flansch des Innenrohres erfasst, so dass nunmehr auch dieses der   Aufwärtsbewegung   folgen muss. 



   Oberhalb des Flasehenteils des Kernrohrs ist der im besonderen zur Festhaltung des Kerns bestimmte Rohrteil 24 angeordnet. Dieser Rohrteil besitzt elastische Wände,   z.   B. aus Kautschuk,   Hartgummi usw., und ist mit den angrenzenden Teilen dicht, jedoch lösbar verbunden, z. B. indem er mit dem einen Ende in muffenartige Erweiterungen 25 eines angrenzenden Rohrteils geschoben und   
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Claims (1)

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   3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekenn- zeichnet, dass das innere Rohrsystem im Wesen aus zwei Rohrteilen (2, 2 a) besteht, von denen der untere als eigentliches Kernrohr (2) dient, welches oben durch ein nur nach aussen in den Raum zwischen Aussenrohr und Innenrohr sich öffnendes Ventil (18) abgeschlossen ist, während der obere Teil gegen- über dem unteren Teil verdrehbar ausgebildet und verschlossen ist.

   4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass im unteren Teil des Kernrohrs (, 2) ein Teil mit elastischen Wänden bzw. als besonderer, aus elastischem Material hergestellter und mit den angrenzenden Teilen lösbar verbundener und gegen sie abgedichteter Rohrteil (24) ausgebildet ist.

   5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das untere Ende des oberen Rohrteiles (2 a) in einer muffenartigen Verlängerung (16) des unteren Rohres (2) abgedichtet und drehbar gelagert ist.

   6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass oberhalb der Lagerung (16, 17) an dem oberen inneren Rohr (2 a) eine Einrichtung angeordnet ist, durch die bei gleichzeitiger Geradeführung das innere Rohrsystem während des Bohrens gegen die Bohrsohle gedrückt wird, z. B. eine auf einer an dem Rohr befestigten Ringplatte (12) aufliegende Schraubenfeder (13), die einen auf dem Rohr gleitenden, den Zwischenraum zwischen Innen-und Aussenrohr ausfüllenden, zum Durchtritt des Spülwassers mit Öffnungen versehenen Ring (14) trägt, der sich gegen einen Ringvorsprung (15) des äusseren Rohres (1) abstützt.

   7. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass am Kernrohr ( ; 2) unterhalb des Teiles (24) und am Fusse des äusseren Rohres (1) innen ringförmige Flanschen (22, bzw. 23) angeordnet sind, die sich beim Hochheben des äusseren Rohres (1) aneinanderlegen, so dass das innere Rohr (2, 2 a) mithochgenommen wird.

   8. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass beim Einbau das äussere und innere Rohr gegeneinander abgestützt sind, beispielsweise durch eine am Innenrohr angebrachte Spreizvorrichtung, welche aus verschwenkbaren, unter Federdruck stehenden Hebeln (5) besteht, die sich in der Spreizlage gegen Absätze (9, 10) der Rohre stützen und die so angeordnet sind, dass das innere Rohr aus dem äusseren hervorragt, und die nach dem Einbau der Vorrichtung durch das nachgleitende äussere Rohr aus ihrer Verspreizung gedrückt werden.

   9. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass oberhalb des inneren Rohres (2, 2a) das äussere Rohr durch ein nur gegen den darunterliegenden Teil der Bohrvorrichtung sich öffnender Ventil (30) abgeschlossen ist.

   10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass oberhalb des Ventils (30) ein das Innenrohr durchsetzendes Rohr (31) aus sprödem Material angebracht ist, das nach Zertrümmerung dem Wasser Öffnungen in den Rohrwänden freigibt.